JP5236582B2 - Optical output device - Google Patents
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Description
本発明は、光出力装置に関する。 The present invention relates to an optical output device.
波長分割多重方式(以下、WDM方式)を用いて、通信容量を増大させることが広く行われている。 Increasing communication capacity is widely performed using a wavelength division multiplexing system (hereinafter, WDM system).
一般に、通信容量を増大させるためには、チャネル数を増やす必要がある。しかし、チャネル数が増えるほど、チャネル間の間隔が狭くなっていく。そのため、レーザ光の波長を精度よくチャネル波長にチューニングし、ロックすることが要求される。 Generally, in order to increase the communication capacity, it is necessary to increase the number of channels. However, as the number of channels increases, the spacing between channels decreases. Therefore, it is required to tune and lock the wavelength of the laser beam to the channel wavelength with high accuracy.
図7は、複数のチャネルCHa〜CHnのうちから選択されたチャネルCHxのレーザ光を出力する光出力装置1の一例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an optical output device 1 that outputs laser light of a channel CHx selected from a plurality of channels CHa to CHn.
以下、光出力装置1の各部について説明する。 Hereinafter, each part of the light output device 1 will be described.
記憶部30は、各チャネルに関連づけて該チャネルに対応する基準駆動条件を記憶する。ここでは、基準駆動条件として基準温度が記憶部30に記憶されている場合を例に取り上げる。基準温度の意義については後述する。
The
レーザアレイ3は、駆動条件に応じてレーザ光の波長が変化する複数のレーザ素子3a〜3nを含む。各レーザ素子は、共通基盤に配置され、それぞれが異なる波長範囲に対応する複数のチャネルCHa〜CHnうちの少なくとも1つが割り当てられている。例えば、レーザ素子3aには、チャネルCHaが割り当てられ、レーザ素子3bには、チャネルCHbが割り当てられている。ここでは、各レーザ素子が、温度に応じてレーザ光の波長が変化するレーザ素子である場合を例に取り上げる。
The
これらのレーザ素子のうちのいずれかがスイッチ17により選択されると、選択されたレーザ素子3xに電流源20により駆動電流が印加される。電流制御部25は、レーザ素子3xに印加される駆動電流を制御する。レーザ素子3xに駆動電流が印加される結果、レーザ素子3xが駆動を開始し、レーザ素子3xからレーザ光が出力される。図7に示す点線は、レーザ素子3xから出力されたレーザ光を示している。
When any one of these laser elements is selected by the
光出力装置1では、レーザアレイ3の温度が調節可能になっている。すなわち、第1温度制御部26が、レーザアレイ3の近傍に配置された温度センサ7により検知された温度を監視しながら、レーザ素子3xの温度を調整する。熱電素子15(例えば、ペルチエ素子)とコントローラ18とは第1温度制御部26による温度調整に用いられる。
In the light output device 1, the temperature of the
レーザ光は、カプラ4を通過した後、電流源21に基づく駆動電流に従って駆動する光増幅器5で増幅される。その後、レーザ光は、ビームスプリッタ6a,6b、集光レンズ12を順に経て、光ファイバ13へと出力されることになる。
After passing through the coupler 4, the laser light is amplified by an optical amplifier 5 that is driven according to a drive current based on a
レーザ光は、光のパワーを検知する受光素子8にも出力される。受光素子8の検知結果は、パワー制御部27に提供される。また、レーザ光は、光フィルタ10をへて、光のパワーを検知する受光素子9にも出力される。受光素子9の検知結果は、波長制御部28に波長ロッキングのために提供される。
The laser beam is also output to the light receiving element 8 that detects the light power. The detection result of the light receiving element 8 is provided to the
光フィルタ10は、波長ロッキングのために用いられる。光フィルタ10としては、光の透過率が各チャネル間の波長間隔ごとに周期的に変化するエタロンフィルタが用いられる。
The
光出力装置1では、光フィルタ10の温度も調節可能になっている。すなわち、第2温度制御部29が、光フィルタ10の近傍に配置された温度センサ11により検知された温度を監視しながら、光フィルタ10の温度を調整する。熱電素子16とコントローラ19とは第2温度制御部29による温度調整に用いられる。
In the optical output device 1, the temperature of the
以下、チャネルCHxが選択された場合(すなわち、チャネルCHxが割り当てられたレーザ素子3xがスイッチ17により選択された場合)に行われる処理のフローについて説明する。 Hereinafter, a flow of processing performed when the channel CHx is selected (that is, when the laser element 3x to which the channel CHx is assigned is selected by the switch 17) will be described.
この場合、第2温度制御部29が、いわゆるATC(Auto Temperature Control)制御を行い、光フィルタ10の温度を予め定められた温度になるよう調整する。
In this case, the second
そして、第1温度制御部26が、ATC制御を行い、チャネルCHxに対応する波長範囲内の波長になるようレーザ光の波長を調整する。すなわち、第1温度制御部26は、レーザ光の波長をチャネルCHxに対応する波長範囲内に収めるために、チャネルCHxに関連づけられた基準温度Txになるよう、レーザ素子3xの温度を調整する。
And the 1st
また、電流制御部25が、いわゆるACC(Auto Current Control)制御を行い、予め定められた電流になるようにレーザ素子3xに印加される駆動電流を調整する。 In addition, the current control unit 25 performs so-called ACC (Auto Current Control) control, and adjusts the drive current applied to the laser element 3x so as to be a predetermined current.
また、パワー制御部27が、いわゆるAPC(Auto Power Control)制御を行い、レーザ光のパワーを所定パワーに調整する。
Further, the
第1温度制御部26によるATC制御の結果、レーザ光の波長がチャネルCHxに対応する波長範囲内の波長になったものと推定される。
As a result of the ATC control by the first
そこで、波長制御部28は、レーザ光の波長をチャネルCHxのチャネル波長λxにチューニングし且つロックするために、いわゆるAFC(Auto Frequency Control)制御を行い、受光素子8により検知された光のパワーと受光素子9により検知された光のパワーとの比較結果(例えば、レーザ光が光フィルタ10を透過したときの透過率)に基づいて、レーザ素子3xの温度を調整しつづける。これにより、レーザ光の波長がチャネル波長λxにチューニングされる。また、レーザ素子3xの劣化による波長ドリフトが発生しても、レーザ光の波長がチャネルλxに維持される。
Therefore, the
以上のように、光出力装置1では、レーザ光の波長をチャネルCHxのチャネル波長λxにロックする場合、レーザ光の波長をチャネルCHxに対応する波長範囲内に収めるために、レーザ素子3xの温度がチャネルCHxに対応する基準温度Txに調整される。その後、AFC制御により、レーザ光の波長がチャネル波長λxにチューニングされ、ロックされる。これは、他のレーザ素子が選択された場合も同様である。 As described above, in the optical output device 1, when the wavelength of the laser beam is locked to the channel wavelength λx of the channel CHx, the temperature of the laser element 3x is set in order to keep the wavelength of the laser beam within the wavelength range corresponding to the channel CHx. Is adjusted to the reference temperature Tx corresponding to the channel CHx. Thereafter, the wavelength of the laser light is tuned to the channel wavelength λx and locked by AFC control. This is the same when other laser elements are selected.
なお、下記特許文献1には、光フィルタ10の特性が温度によって変化した場合であっても、レーザ光の波長をチャネル波長にロックする技術が開示されている。
Patent Document 1 below discloses a technique for locking the wavelength of a laser beam to a channel wavelength even when the characteristics of the
例えば、上記光出力装置1おいて或るレーザ素子(ここでは、レーザ素子3aとする)が駆動している場合、レーザ素子3a自身だけでなく、他のレーザ素子(ここでは、レーザ素子3bとする)にも劣化が生じる。そのため、レーザ素子3bにも劣化による波長ドリフトが発生する。
For example, when a certain laser element (here, referred to as
そのため、レーザ素子3bが選択された場合に、レーザ素子3bの温度をチャネルCHbに関連づけられた基準温度Tbに調整しても、レーザ光の波長がチャネルCHbに対応する波長範囲内に収まらない可能性がある。その結果、レーザ光の波長を確実にチャネルCHbのチャネル波長にチューニングできないおそれがある。例えば、レーザ光の波長を短時間でチャネル波長にチューニングできないおそれがある。
Therefore, when the
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、レーザ光の波長を可変可能な光出力装置において、レーザ光の波長を目標とする波長にチューニングする際の確実化を図ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to achieve certainty when tuning the wavelength of laser light to a target wavelength in an optical output device capable of changing the wavelength of laser light. .
上記課題を解決するために、本発明に係る光出力装置は、共通基盤に配置され、駆動条件に応じてレーザ光の波長が変化する複数のレーザ素子と、前記複数のレーザ素子のうちのいずれかが被選択レーザ素子として選択された場合に、前記被選択レーザ素子に電流を印加する電流源と、前記被選択レーザ素子の駆動条件を、前記複数のレーザ素子の各々に関連する基準条件のうち前記被選択レーザ素子に関連する基準条件になるよう調整する第1調整部と、前記被選択レーザ素子から出力されるレーザ光のパワーを所定量に増幅する光増幅部と、透過特性がレーザ光の波長に応じて周期的に変化する光フィルタと、前記光増幅部により増幅されたレーザ光のパワーと、前記光増幅部により増幅されたレーザ光が前記光フィルタを透過した後のパワーと、を比較するパワー比較部と、前記第1調整部による調整の結果、前記被選択レーザ素子の駆動条件が前記被選択レーザ素子に関連する基準条件になった場合に、前記パワー比較部による比較結果に基づいて、前記被選択レーザ素子から出力されるレーザ光の波長が前記被選択レーザ素子に対応する目標波長になるよう、前記被選択レーザ素子の駆動条件を調整する第2調整部と、を含む光出力装置であって、前記第1調整部は、他のレーザ素子が新たな被選択レーザ素子として選択された場合に、前記新たな被選択レーザ素子の駆動条件を、前記第2調整部による調整が行われていたときの前記被選択レーザ素子の駆動条件と前記被選択レーザに関連する基準条件とに基づいて補正された、前記新たな被選択レーザ素子に関連する基準条件になるよう、調整すること、を特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an optical output device according to the present invention includes a plurality of laser elements that are arranged on a common base and the wavelength of laser light changes according to driving conditions, and any one of the plurality of laser elements. Is selected as a selected laser element, a current source for applying a current to the selected laser element and a driving condition of the selected laser element are set to a reference condition related to each of the plurality of laser elements. Of these, a first adjustment unit that adjusts so as to satisfy a reference condition related to the selected laser element, an optical amplification unit that amplifies the power of the laser beam output from the selected laser element to a predetermined amount, and a transmission characteristic of the laser An optical filter that periodically changes according to the wavelength of light, the power of the laser light amplified by the optical amplification unit, and the laser light amplified by the optical amplification unit after passing through the optical filter A power comparison unit that compares the selected laser element and the power comparison unit when the drive condition of the selected laser element becomes a reference condition related to the selected laser element as a result of adjustment by the first adjustment unit. A second adjusting unit that adjusts the drive condition of the selected laser element so that the wavelength of the laser beam output from the selected laser element becomes a target wavelength corresponding to the selected laser element based on the comparison result of The first adjusting unit, when another laser element is selected as a new selected laser element, sets a driving condition of the new selected laser element as the first selected laser element. 2 related to the new selected laser element corrected based on the drive condition of the selected laser element when the adjustment by the adjustment unit was performed and the reference condition related to the selected laser So that the semi-condition, adjusting, characterized by.
また、本発明の一態様では、前記第2調整部による調整が行われた前記被選択レーザ素子の駆動条件と前記被選択レーザ素子に関連する前記基準条件とに基づいて、前記被選択レーザ素子以外のレーザ素子に関連する基準条件を補正する補正部をさらに含むこと、を特徴とする。 In one embodiment of the present invention, the selected laser element is based on the drive condition of the selected laser element adjusted by the second adjustment unit and the reference condition related to the selected laser element. And a correction unit that corrects reference conditions related to other laser elements.
また、本発明の一態様では、前記補正部は、前記被選択レーザ素子以外の前記レーザ素子と前記被選択レーザ素子との距離に応じて補正量が変化するようにして、該レーザ素子に関連する前記基準条件を補正すること、を特徴とする。 In the aspect of the invention, the correction unit may be associated with the laser element such that a correction amount changes according to a distance between the laser element other than the selected laser element and the selected laser element. The reference condition is corrected.
また、本発明の一態様では、前記被選択レーザ素子の駆動条件は、該被選択レーザ素子の温度であり、前記レーザ素子に関連する基準条件は、該レーザ素子に関連する基準温度であり、前記第1調整部は、前記被選択レーザ素子の温度を、前記被選択レーザ素子に関連する基準温度になるよう調整し、前記第2調整部は、前記第1調整部による制御の結果、前記被選択レーザ素子の温度が前記被選択レーザ素子に関連する前記基準温度になった場合に、前記パワー比較部による比較結果に基づいて、前記被選択レーザ素子から出力されるレーザ光の波長が前記被選択レーザ素子に対応する目標波長になるよう、前記被選択レーザ素子の温度を調整することを特徴とする。 In one aspect of the present invention, the drive condition of the selected laser element is a temperature of the selected laser element, and the reference condition related to the laser element is a reference temperature related to the laser element, The first adjustment unit adjusts the temperature of the selected laser element to be a reference temperature related to the selected laser element, and the second adjustment unit is a result of control by the first adjustment unit, When the temperature of the selected laser element becomes the reference temperature related to the selected laser element, the wavelength of the laser beam output from the selected laser element is based on the comparison result by the power comparison unit. The temperature of the selected laser element is adjusted so as to obtain a target wavelength corresponding to the selected laser element.
また、本発明の一態様では、前記被選択レーザ素子の駆動条件は、該被選択レーザ素子に印加されている電流であり、前記レーザ素子に関連する基準条件は、該レーザ素子に関連する基準電流であり、前記第1調整部は、前記被選択レーザ素子に印加されている電流を、前記被選択レーザ素子に関連する基準電流になるよう調整し、前記第2調整部は、前記第1調整部による制御の結果、前記被選択レーザ素子に印加されている電流が前記被選択レーザ素子に関連する前記基準電流になった場合に、前記パワー比較部による比較結果に基づいて、前記被選択レーザ素子から出力されるレーザ光の波長が前記被選択レーザ素子に対応する目標波長になるよう、前記被選択レーザ素子に印加されている電流を調整することを特徴とする。 In one embodiment of the present invention, the driving condition of the selected laser element is a current applied to the selected laser element, and the reference condition related to the laser element is a reference related to the laser element. The first adjustment unit adjusts the current applied to the selected laser element so as to become a reference current related to the selected laser element, and the second adjustment unit includes the first adjustment unit. When the current applied to the selected laser element becomes the reference current related to the selected laser element as a result of control by the adjustment unit, the selected target is selected based on the comparison result by the power comparison unit. The current applied to the selected laser element is adjusted so that the wavelength of the laser beam output from the laser element becomes a target wavelength corresponding to the selected laser element.
以下、本発明の実施形態の例について図面に基づき詳細に説明する。図1は本発明の実施形態に係る光出力装置31の構成図である。光出力装置31は、複数のチャネルCHa〜CHnのうちから選択されたチャネルのレーザ光を出力する。
Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a
[1.構成]
以下、光出力装置31の構成について説明する。
[1. Constitution]
Hereinafter, the configuration of the
電流制御部55、第1温度制御部56、パワー制御部57、波長制御部58、第2温度制御部59は、及び補正部61は、例えば、所定のプログラムに従って動作するマイクロコンピュータである。
The current control unit 55, the first
また、記憶部60は、公知の記憶手段(例えば、ROMやRAM)である。記憶部60は、各チャネルに関連づけて基準駆動条件を記憶する。図2は、記憶部60に記憶されるテーブルの一例を示す。同図に示すように、このテーブルには、各チャネルに関連づけて基準温度が基準駆動条件として記憶されている。後述するように、各チャネルは、レーザ素子33a〜33nのいずれか一に割り当てられている。また、各チャネルは、それぞれが異なる波長範囲(後述のキャプチャレンジ)に対応している。このテーブルの内容は、補正部61により更新される。
The
また、レーザアレイ33は、駆動条件に応じてレーザ光の波長が変化する複数のレーザ素子33a〜33nを含む。ここでは、各レーザ素子が、温度に応じてレーザ光の波長が変化するDFB(Distributed Feedback)レーザ素子であるものとする。各レーザ素子は、共通基盤に配置され、各レーザ素子にチャネルCHa〜CHnのいずれか一が割り当てられている。例えば、レーザ素子33aにチャネルCHaが割り当てられ、レーザ素子33bにチャネルCHbが割り当てられている。
The
これらのレーザ素子のうちのいずれかがスイッチ47により選択される。例えば、あるチャネルCHxが選択された場合に、該チャネルCHxが割り当てられたレーザ素子33xがスイッチ47により選択される。レーザ素子33x(被選択レーザ素子)が選択されると、レーザ素子33xに電流源50により駆動電流が印加される。電流制御部55が電流源50を制御することにより、レーザ素子33xに印加される駆動電流が調整される。
Any one of these laser elements is selected by the
レーザ素子33xに駆動電流が印加される結果、レーザ素子33xが駆動を開始し、レーザ素子33xからレーザ光が出力される。図1に示す点線は、レーザ素子33xから出力されたレーザ光を示す。 As a result of the drive current being applied to the laser element 33x, the laser element 33x starts driving, and laser light is output from the laser element 33x. The dotted line shown in FIG. 1 indicates the laser beam output from the laser element 33x.
この光出力装置31では、レーザアレイ33の温度が調節可能になっている。すなわち、レーザアレイ33の近傍に熱電素子45(例えば、ペルチエ素子)が配置され、この熱電素子45がレーザアレイ33の加熱や冷却を行う。この熱電素子45は、コントローラ48により制御される。コントローラ48は、第1温度制御部56や波長制御部58からの指示に基づき、熱電素子45を制御する。レーザアレイ33の近傍に配置された温度センサ37の検知温度は第1温度制御部56に提供される。
In this
レーザ光は、カプラ34を通過した後、光増幅器35で増幅される。光増幅器35は電流源51により印加される駆動電流に従って駆動する。パワー制御部57がこの電流源51を制御している。
The laser light passes through the
光増幅器35において増幅されたレーザ光は、ビームスプリッタ36aにより透過光と反射光とに分けられる。ビームスプリッタ36aの反射光は、光のパワーを検知する受光素子38に出力される。受光素子38の検知結果は、パワー制御部57に提供される。
The laser light amplified in the
ビームスプリッタ36aの透過光は、ビームスプリッタ36bにより透過光と反射光とにさらに分けられる。ビームスプリッタ36bの反射光は、光フィルタ40を透過し、光のパワーを検知する受光素子39に出力される。受光素子39の検知結果は、波長制御部58に提供される。
The transmitted light of the
ビームスプリッタ36bの透過光は、光を集光する集光レンズ42を通過し、光ファイバ43へと出力されることとなる。
The light transmitted through the
ここで、光フィルタ40について説明する。光フィルタ40は、光の透過率が各チャネル間の波長間隔Δλごとに周期的に変化するフィルタであり、例えば、エタロンフィルタである。光フィルタ40は、波長ロッキングのために用いられる。
Here, the
図3は、レーザ光の透過率とレーザ光の波長との関係を示す図である。横軸は、レーザ光の波長λを示し、縦軸は、レーザ光の透過率Pを示している。同図に示すように、透過率PはΔλごとに周期的に変化している。各チャネル間の波長間隔と透過率Pの変化の周期とが同じ(すなわち、Δλ)なので、レーザ光の波長がどのチャネル波長であっても、透過率はP0(以下、基準透過率)になる。例えば、図3に示すように、波長がチャネルCHaのチャネル波長λaであるレーザ光も、波長がチャネルCHbのチャネル波長λbであるレーザ光も、透過率はP0になっている。なお、波長λ1から波長λ2に至る幅Δλの波長範囲は、チャネルCHaに対応する波長範囲(以下、キャプチャレンジと記載する)を示し、波長λ2から波長λ3に至る幅Δλの波長範囲は、チャネルCHbに対応するキャプチャレンジを示している。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the transmittance of laser light and the wavelength of laser light. The horizontal axis indicates the wavelength λ of the laser beam, and the vertical axis indicates the transmittance P of the laser beam. As shown in the figure, the transmittance P changes periodically every Δλ. Since the wavelength interval between the channels and the period of change of the transmittance P are the same (that is, Δλ), the transmittance is P0 (hereinafter referred to as the reference transmittance) regardless of the channel wavelength of the laser light. . For example, as shown in FIG. 3, the transmittance of both the laser beam having the channel wavelength λa of the channel CHa and the laser beam having the channel wavelength λb of the channel CHb is P0. The wavelength range of the width Δλ from the wavelength λ1 to the wavelength λ2 indicates the wavelength range corresponding to the channel CHa (hereinafter referred to as the capture range), and the wavelength range of the width Δλ from the wavelength λ2 to the wavelength λ3 is the channel range. The capture range corresponding to CHb is shown.
なお、光フィルタ40の近傍に熱電素子46(例えば、ペルチエ素子)が配置され、この熱電素子46が光フィルタ40の加熱や冷却を行う。この熱電素子46は、コントローラ49により制御される。コントローラ49が第2温度制御部59からの指示に基づき、熱電素子46を制御する。光フィルタ40の近傍に配置された温度センサ41の検知温度は、第2温度制御部59に提供される。
A thermoelectric element 46 (for example, a Peltier element) is disposed in the vicinity of the
[2.処理]
図4は、チャネルCHa〜チャネルCHnのうちからいずれかのチャネルCHxが選択された場合(すなわち、レーザ素子33xが選択された場合)に行われる処理のフローを示す図である。
[2. processing]
FIG. 4 is a diagram showing a flow of processing performed when any one of the channels CHa to CHn is selected (that is, when the laser element 33x is selected).
同図に示すように、まず、第2温度制御部59が、ATC制御を行い、記憶部60に予め記憶されている基準フィルタ温度になるよう、光フィルタ40の温度を調整する(S101)。例えば、第2温度制御部59が、温度センサ41により検知される検知温度を監視しながらコントローラ49に指示を出し、基準フィルタ温度との差が所定値以下になるよう検知温度を調整する。
As shown in the figure, first, the second
そして、第1温度制御部56(第1調整部)が、ATC制御を行い、記憶部60に記憶される基準温度のうちレーザ素子33xに関連する基準温度になるよう、レーザ素子33xの温度(駆動条件)を調整する(S102)。すなわち、第1温度制御部56は、チャネルCHxに関連づけられた基準温度Txになるよう、レーザ素子33xの温度を調整する。例えば、第1温度制御部56は、温度センサ37により検知された検知温度Tを監視しながらコントローラ48に指示を出し、基準温度Txとの差が所定値以下になるよう検知温度Tを調整する。S102のステップにより、レーザ光の波長がチャネルCHxに対応するキャプチャレンジ内の波長になるよう図られる。
Then, the first temperature control unit 56 (first adjustment unit) performs ATC control, and the temperature of the laser element 33x (the reference temperature related to the laser element 33x among the reference temperatures stored in the storage unit 60 ( (Driving condition) is adjusted (S102). That is, the first
そして、電流制御部55が、ACC制御を行い、記憶部60に予め記憶されている基準電流になるよう、レーザ素子33xに印加される駆動電流を調整する(S103)。具体的には、電流制御部55は、レーザ素子33xに印加される駆動電流が基準電流になるよう、電流源51を制御する。
Then, the current control unit 55 performs ACC control and adjusts the drive current applied to the laser element 33x so that the reference current is stored in advance in the storage unit 60 (S103). Specifically, the current control unit 55 controls the
そして、パワー制御部57(光増幅部)が、APC制御を行い、レーザ光のパワーを所定パワーに増幅する(S104)。具体的には、パワー制御部57は、受光素子38の検知結果(パワー)を監視しながら、検知結果と所定パワーとの差が所定値以下になるよう、電流源51を制御する。
Then, the power control unit 57 (light amplification unit) performs APC control, and amplifies the power of the laser light to a predetermined power (S104). Specifically, the
そして、第1温度制御部56による温度調整(S102)の結果、レーザ素子33xの温度が基準温度Txになった場合(例えば、検知温度Tと基準温度Txとの差が所定値以下になった場合)、S105のステップが行われる。
As a result of the temperature adjustment (S102) by the first
すなわち、波長制御部58(パワー比較部、第2調整部)が、AFC制御を行う。具体的には、波長制御部58は、受光素子38により検知されたパワーと、受光素子39により検知されたパワーと、の比較を行い(後述のS201:図5)、比較結果に基づいて、レーザ光の波長がチャネル波長λxになるよう、レーザ素子33xの温度を調整する(後述のS202、S203:図5)。
That is, the wavelength control unit 58 (power comparison unit, second adjustment unit) performs AFC control. Specifically, the
また、補正部61が、波長制御部58による温度調整が行われているときのレーザ素子33xの温度と、基準温度Txと、に基づき、レーザ素子33x以外のレーザ素子に関連する基準温度を補正する(後述のS204、S205:図5)。
Further, the
図5は、S105のステップをより具体的に説明するための図である。同図に示すステップは、例えば、周期的に行われる。 FIG. 5 is a diagram for specifically explaining the step of S105. The steps shown in the figure are performed periodically, for example.
まず、波長制御部58は、受光素子38により検知されたパワーと、受光素子39により検知されたパワーと、の比を算出することにより、透過率P(比較結果)を算出する(S201)。
First, the
そして、波長制御部58は、レーザ光の波長がチャネル波長λxに近い波長であるか否かを判定する。より詳しくは、波長制御部58は、透過率Pと基準透過率P0との差の絶対値ΔPが所定値Pth以下であるか否かを判定する(S202)。
Then, the
そして、レーザ光の波長がチャネル波長λxに近い波長でない場合、すなわち、ΔPがPthより大きい場合(S202のN)、波長制御部58は、レーザ光の波長がチャネル波長λxになるようレーザ素子33xの温度を調整する(S203)。言い換えれば、波長制御部58は、ΔPがPth以下になるようにレーザ素子33xの温度を調整する。具体的には、波長制御部58は、検知温度Tを監視しながら、レーザ光の波長がチャネル波長λxになるよう、コントローラ48に指示を出す。
When the wavelength of the laser light is not close to the channel wavelength λx, that is, when ΔP is larger than Pth (N in S202), the
AFC制御(S201〜S203)により、レーザ光の波長がほぼチャネル波長λxに調整される。また、レーザ光の波長がチャネル波長λxに調整された後、レーザ素子33xに劣化が生じても、レーザ光の波長がほぼチャネル波長λxにロックされる。 By the AFC control (S201 to S203), the wavelength of the laser light is adjusted to approximately the channel wavelength λx. Further, after the wavelength of the laser light is adjusted to the channel wavelength λx, even if the laser element 33x is deteriorated, the wavelength of the laser light is substantially locked to the channel wavelength λx.
レーザ光の波長がチャネル波長λxにロックされると、補正部61が、S204及びS205のステップを行う。
When the wavelength of the laser beam is locked to the channel wavelength λx, the
すなわち、ΔPがPth以下である場合(S202のY)、補正部61は、レーザ素子33xの温度と、基準温度Txと、の比較に基づいて、補正パラメータΔTpを生成する(S204)。具体的には、補正部61は、温度センサ37の検知温度Tから基準温度Txを引いた差をΔTpとして算出する。ここで、ΔTpは、レーザ素子33xの劣化がレーザ素子33x自身に与えた影響を反映した値となる。
That is, when ΔP is equal to or less than Pth (Y in S202), the
レーザ素子33x以外のレーザ素子も、レーザ素子33xの影響により劣化するものと考えられる。そこで、補正部61は、補正パラメータΔTpに基づいてレーザ素子33x以外のレーザ素子に関連する基準温度を補正する(S205)。例えば、レーザ素子33yに関連する基準温度を補正する場合、チャネルCHyに対応する基準温度Tyを補正する。具体的には、補正部61は、基準温度Tyに補正パラメータΔTpを加算する。その後、補正部61は、S205のステップと同様にして、基準温度Txも補正する(S206)。
Laser elements other than the laser element 33x are also considered to deteriorate due to the influence of the laser element 33x. Therefore, the
例えば、チャネルCHxの次にチャネルCHyが選択された場合を想定する。すなわち、レーザ素子33xの次にレーザ素子33yが選択された場合を想定する。この場合、第1温度制御部56は、S102のステップにおいて、波長制御部58による温度調整(S202〜S203)が行われていたときのレーザ素子33xの温度と基準温度Txとに基づきS205のステップで補正された基準温度Tyになるよう、レーザ素子33yの温度を調整することとなる。
For example, assume that channel CHy is selected after channel CHx. That is, it is assumed that the laser element 33y is selected next to the laser element 33x. In this case, the first
[3.まとめ]
以上のように、光出力装置31では、レーザ素子33xの劣化がレーザ素子33x自身に与えた影響を反映した補正パラメータΔTpが取得される。このΔTpに基づいて、レーザ素子33x以外のレーザ素子(レーザ素子33yと記載する)に関連する基準温度Tyが更新される。そのため、レーザ素子33yが選択された場合、レーザ素子33yが劣化していても、第1温度制御部56による温度調整(S102)がなされたときに、レーザ光の波長がチャネルCHyに対応するキャプチャレンジ内に収まりやすくなる。その結果、レーザ光の波長が確実にチャネル波長λyにチューニングされ、ロックされるようになる。
[3. Summary]
As described above, in the
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではない。 Note that the present invention is not limited to the embodiment described above.
[4.変形例1]
例えば、レーザ素子33xの駆動により他のレーザ素子が劣化する原因の一つとして、レーザ素子33xの発熱がある。この場合、レーザ素子33xの発熱の影響は、レーザ素子33xから離れるほど小さいと考えられる。そこで、補正部61は、レーザ素子33x以外のレーザ素子(例えば、レーザ素子33y)に関連する基準温度Tyを補正する場合に、レーザ素子33xとレーザ素子33yとの距離に応じて補正量が変化するようにして、基準温度Tyを補正するようにしてもよい。以下、この態様(以下、変形例1と記載する)について説明する。
[4. Modification 1]
For example, one of the causes that other laser elements deteriorate due to the driving of the laser element 33x is the heat generation of the laser element 33x. In this case, the influence of the heat generated by the laser element 33x is considered to be smaller as the distance from the laser element 33x increases. Therefore, when the
変形例1では、記憶部60に補正量制御情報も記憶しておく。図6は、補正量制御情報の一例を示す図である。同図に示すように、補正量制御情報は、チャネルの組み合わせと、補正量制御パラメータαと、を対応づけてなるデータである。なお、ここでは、補正制御情報は、組み合わせに係る2つのチャネルの各々が割り当てられた2つレーザ素子の距離が大きいほど補正量制御パラメータαが小さくなるように設定されている。
In the first modification, correction amount control information is also stored in the
こうした上で、補正部61は、S205のステップにおいてレーザ素子33x以外のレーザ素子33yに関連する基準温度Tyを補正する場合、チャネルCHxとチャネルCHyとの組み合わせに対応づけられた補正量制御パラメータαと、S204のステップで算出した補正パラメータΔTpと、の積を、基準温度Tyに加算する。こうすれば、レーザ素子33yとレーザ素子33xとの距離が大きいほど基準温度Tyの補正量が小さくなるので、レーザ素子33yの劣化の割に補正量が大きすぎたり小さすぎたりすることがなくなる。この点からも、レーザ素子33yが選択された場合に、レーザ光の波長がチャネル波長λyにより確実にチューニングされ、ロックされるようになる。
On this basis, when the
[5.変形例2]
また、各レーザ素子は、印加される駆動電流に応じてレーザ光の波長が変化するDBR(Distributed Bragg Reflector)レーザ素子であってもよい。すなわち、駆動条件は、温度ではなく駆動電流であってもよい。
[5. Modification 2]
Each laser element may be a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser element in which the wavelength of the laser light changes according to the applied drive current. That is, the drive condition may be a drive current instead of a temperature.
この場合、各チャネルに対応する基準駆動条件として基準電流を図3に示すテーブルに記憶しておく。そして、電流制御部(第1調整部)55は、S103のステップで、レーザ素子33xに関連する基準電流(すなわち、チャネルCHxに関連づけられた基準電流)になるよう、レーザ素子33xに印加される駆動電流を調整する。また、波長制御部58(パワー比較部、第2調整部)は、S202及びS203のステップにおいて、受光素子38により検知されたパワーと受光素子39により検知されたパワーとの比較結果に基づいて、レーザ光の波長がチャネル波長λxになるよう、レーザ素子33xに印加される駆動電流を調整する。また、補正部61が、S204及びS205のステップにおいて、波長制御部58による電流調整が行われているときのレーザ素子33xの駆動電流と、基準電流と、に基づき、レーザ素子33x以外のレーザ素子に関連する基準電流を補正することとなる。
In this case, the reference current is stored in the table shown in FIG. 3 as the reference drive condition corresponding to each channel. Then, the current control unit (first adjustment unit) 55 is applied to the laser element 33x so as to become a reference current related to the laser element 33x (that is, a reference current related to the channel CHx) in step S103. Adjust the drive current. Further, the wavelength control unit 58 (power comparison unit, second adjustment unit) is based on the comparison result between the power detected by the
[6.その他]
例えば、温度センサ37は、各レーザ素子に設置されていてもよい。この場合、レーザ素子33xに設置された温度センサ37の検知温度Tが、「レーザ素子33xの温度」に相当する。
[6. Others]
For example, the
また、例えば、補正部61は、補正パラメータΔTpの絶対値が所定値より大きい場合にのみ、S205のステップを実行するようにしてもよい。こうすれば、基準温度の補正に関する処理負荷が軽減される。
Further, for example, the
また、例えば、補正部61は、S205のステップにおいて、基準温度の補正を行うのではなく、S204のステップで算出した補正パラメータΔTpを記憶部60に蓄積するようにしてもよい。こうした上で、補正部61は、レーザ素子33x以外のレーザ素子(例えば、レーザ素子33y)が選択された場合に、第1温度制御部56がATC制御(S102)を行う前に、基準温度Tyを記憶部60に蓄積された補正パラメータΔTpに基づいて補正するようにしてもよい。例えば、補正部61は、記憶部60に蓄積された補正パラメータΔTpの和(ΣΔTp)の平均を算出し、これを基準温度Tyに加算するようにしてもよい。
Further, for example, the
また、本発明は、各レーザ素子に一のチャネルが割り当てられている場合だけでなく、各レーザ素子に複数のチャネルが割り当てられている場合にも適用可能である。 The present invention is applicable not only when one channel is assigned to each laser element but also when a plurality of channels are assigned to each laser element.
31 光出力装置、33 レーザーアレイ、34 カプラ、35 光増幅器、36 ビームスプリッタ、37,41 温度センサ、38,39 受光素子、40 光フィルタ、42 集光レンズ、43 光ファイバ、45,46 熱電素子、47 スイッチ、48,49 コントローラ、50,51 電流源、55 電流制御部、56 第1温度制御部、57 パワー制御部、58 波長制御部、59 第2温度制御部、60 記憶部、61 補正部。 31 Optical output device, 33 Laser array, 34 Coupler, 35 Optical amplifier, 36 Beam splitter, 37, 41 Temperature sensor, 38, 39 Light receiving element, 40 Optical filter, 42 Condensing lens, 43 Optical fiber, 45, 46 Thermoelectric element , 47 switch, 48, 49 controller, 50, 51 current source, 55 current control unit, 56 first temperature control unit, 57 power control unit, 58 wavelength control unit, 59 second temperature control unit, 60 storage unit, 61 correction Department.
Claims (3)
前記複数のレーザ素子のうちのいずれかが被選択レーザ素子として選択された場合に、前記被選択レーザ素子に駆動電流を印加する電流源と、
前記被選択レーザ素子の駆動条件を、前記複数のレーザ素子の各々に関連する基準条件のうち前記被選択レーザ素子に関連する基準条件になるよう調整する第1調整部と、
前記被選択レーザ素子から出力されるレーザ光のパワーを所定量に増幅する光増幅部と、
透過特性がレーザ光の波長に応じて周期的に変化する光フィルタと、
前記光増幅部により増幅されたレーザ光のパワーと、前記光増幅部により増幅されたレーザ光が前記光フィルタを透過した後のパワーと、を比較するパワー比較部と、
前記第1調整部による調整の結果、前記被選択レーザ素子の駆動条件が前記被選択レーザ素子に関連する基準条件になった場合に、前記パワー比較部による比較結果に基づいて、前記被選択レーザ素子から出力されるレーザ光の波長が前記被選択レーザ素子に対応する目標波長になるよう、前記被選択レーザ素子の駆動条件を調整する第2調整部と、
前記第2調整部による調整が行われた前記被選択レーザ素子の駆動条件と前記被選択レーザ素子に関連する前記基準条件とに基づいて、前記被選択レーザ素子以外のレーザ素子に関連する基準条件を補正する補正部と、
を含み、
前記第1調整部は、
前記被選択レーザ素子以外のレーザ素子が新たな被選択レーザ素子として選択された場合に、前記新たな被選択レーザ素子の駆動条件を、前記補正部により補正された、前記新たな被選択レーザ素子に関連する基準条件になるよう、調整し、
前記駆動条件は温度であり、
前記基準条件は、基準となる温度であり、
前記補正部は、
前記被選択レーザ素子以外のレーザ素子と前記被選択レーザ素子との距離に応じて補正量が変化するようにして、該レーザ素子に関連する基準条件を補正すること、
を特徴とする光出力装置。 A plurality of laser elements arranged on a common base, the wavelength of the laser light changing according to driving conditions;
A current source for applying a drive current to the selected laser element when any of the plurality of laser elements is selected as the selected laser element;
A first adjusting unit that adjusts the drive condition of the selected laser element to be a reference condition related to the selected laser element among reference conditions related to each of the plurality of laser elements;
An optical amplifying unit for amplifying the power of the laser light output from the selected laser element to a predetermined amount;
An optical filter whose transmission characteristics periodically change according to the wavelength of the laser beam;
A power comparison unit that compares the power of the laser light amplified by the optical amplification unit and the power after the laser light amplified by the optical amplification unit has passed through the optical filter;
As a result of adjustment by the first adjustment unit, when the driving condition of the selected laser element becomes a reference condition related to the selected laser element, the selected laser is based on the comparison result by the power comparison unit. A second adjustment unit that adjusts the drive condition of the selected laser element so that the wavelength of the laser beam output from the element becomes a target wavelength corresponding to the selected laser element;
A reference condition related to a laser element other than the selected laser element based on the drive condition of the selected laser element adjusted by the second adjustment unit and the reference condition related to the selected laser element A correction unit for correcting
Only including,
The first adjustment unit includes:
When a laser element other than the selected laser element is selected as a new selected laser element, the new selected laser element in which the driving condition of the new selected laser element is corrected by the correction unit Adjusted to be the reference condition related to
The driving condition is temperature,
The reference condition is a reference temperature,
The correction unit is
Correcting a reference condition related to the laser element such that the correction amount changes according to the distance between the laser element other than the selected laser element and the selected laser element;
An optical output device characterized by the above.
前記補正量は、前記被選択レーザ素子と、前記被選択レーザ素子以外のレーザ素子と、の距離が大きいほど小さいこと、
を特徴とする光出力装置。 The light output device according to claim 1,
The correction amount is smaller as the distance between the selected laser element and a laser element other than the selected laser element is larger.
Light output device you characterized.
前記駆動条件は、温度ではなく駆動電流であり、
前記基準条件は、基準となる温度ではなく、基準となる電流であること、
を特徴とする光出力装置。 The light output device according to claim 1 or 2,
The driving condition is not a temperature but a driving current,
The reference condition is not a reference temperature but a reference current,
Light output device you characterized.
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