JP5535142B2

JP5535142B2 - Laser equipment

Info

Publication number: JP5535142B2
Application number: JP2011152656A
Authority: JP
Inventors: 良貴屋冨祖; 立郎黒部; 智一向原; 浩之越; 武男岡庭
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: JP2013021099A

Description

本発明は、レーザ装置に関する。特に、複数の半導体レーザ素子を有するレーザモジュールと、レーザモジュールを駆動するアナログ回路と、レーザ出力を制御するデジタル回路とを搭載して出力レーザ光の波長を制御する波長可変半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser apparatus. In particular, the present invention relates to a wavelength tunable semiconductor laser device that controls the wavelength of output laser light by mounting a laser module having a plurality of semiconductor laser elements, an analog circuit that drives the laser module, and a digital circuit that controls laser output.

従来、複数の半導体レーザ素子を有するレーザモジュールを備える波長可変半導体レーザ装置が知られている（特許文献１）。波長可変半導体レーザ装置は、レーザモジュールの他に、レーザモジュールを駆動するアナログ回路と、レーザ出力を制御するデジタル回路とを備える。
［特許文献］
［特許文献１］特開２００７−１４２１１０号公報 Conventionally, a tunable semiconductor laser device including a laser module having a plurality of semiconductor laser elements is known (Patent Document 1). In addition to the laser module, the tunable semiconductor laser device includes an analog circuit that drives the laser module and a digital circuit that controls the laser output.
[Patent Literature]
[Patent Document 1] JP 2007-142110 A

高速伝送方式において、光送受信機の光源として使用されるレーザ装置は、出力レーザ光のスペクトル線幅が狭いことが求められる。しかし、回路から発生するノイズの影響により、レーザモジュールの出力レーザ光のスペクトル線幅を狭くするのが難しかった。 In a high-speed transmission system, a laser device used as a light source of an optical transceiver is required to have a narrow spectral line width of output laser light. However, it is difficult to narrow the spectral line width of the output laser light of the laser module due to the influence of noise generated from the circuit.

本発明の第１の態様においては、レーザモジュールと、レーザモジュールを駆動するアナログ回路と、レーザモジュールのレーザ出力を制御するデジタル回路と、アナログ回路およびデジタル回路が実装され、レーザモジュールに接続される基板とを備え、基板は、基板内においてアナログ回路に対向して設けられるアナログ用グランドパターンと、基板内においてデジタル回路に対向して設けられるデジタル用グランドパターンと、基板内に設けられ、レーザモジュールに接続されるレーザ用グランドパターンとを有するレーザ装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, a laser module, an analog circuit for driving the laser module, a digital circuit for controlling the laser output of the laser module, an analog circuit and a digital circuit are mounted and connected to the laser module. A substrate, and the substrate is provided in the substrate so as to be opposed to the analog circuit, the digital ground pattern is provided in the substrate so as to be opposed to the digital circuit, and the laser module is provided in the substrate. And a laser ground pattern connected to the laser device.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を示す。1 shows a configuration of a laser apparatus according to a first embodiment of the present invention. 第１の実施形態に係るレーザ装置の基板の分解斜視図を示す。The disassembled perspective view of the board | substrate of the laser apparatus which concerns on 1st Embodiment is shown. 第１の実施形態に係るレーザモジュールの構成を示す。1 shows a configuration of a laser module according to a first embodiment. 図３のレーザモジュールの側面図を示す。FIG. 4 shows a side view of the laser module of FIG. 3. 第１の実施形態に係るレーザ装置を制御する方法を示す。1 shows a method for controlling a laser apparatus according to a first embodiment. 第１の実施形態及び比較例に係るレーザ装置の出力レーザ光のスペクトル線幅を示す。The spectral line width of the output laser beam of the laser apparatus which concerns on 1st Embodiment and a comparative example is shown. 本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置の基板の分解斜視図を示す。The disassembled perspective view of the board | substrate of the laser apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第３の実施形態に係るレーザ装置の基板の分解斜視図を示す。The disassembled perspective view of the board | substrate of the laser apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第４の実施形態に係るレーザ装置の基板の分解斜視図を示す。The disassembled perspective view of the board | substrate of the laser apparatus concerning the 4th Embodiment of this invention is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置１００の構成を示す。図１（ａ）はレーザ装置１００の平面図を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ−ｂ'線における断面から観察したレーザ装置１００の側面図を示す。 FIG. 1 shows a configuration of a laser apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the laser device 100. FIG. 1B shows a side view of the laser device 100 observed from a cross section taken along the line bb ′ of FIG.

レーザ装置１００は、光送受信機等に搭載され、指定された波長帯域のレーザ光を出力する。レーザ装置１００は、基板１６０と、レーザモジュール１１０と、光ファイバ１３８と、アナログ回路１４０と、デジタル回路１５０と、及び基台１６８とを備える。 The laser device 100 is mounted on an optical transceiver or the like, and outputs laser light in a designated wavelength band. The laser device 100 includes a substrate 160, a laser module 110, an optical fiber 138, an analog circuit 140, a digital circuit 150, and a base 168.

基板１６０は、アナログ回路及びデジタル回路を実装し、レーザモジュールに接続される。基板１６０は、これらの部材を電気的に接続するための配線が面上に形成される配線基板である。基板１６０は、内部にレーザ用グランドパターン、デジタル用グランドパターン、アナログ用グランドパターン、及び共通グランドパターンを有する。また、基板１６０は、レーザモジュール１１０を貫通する矩形の貫通孔１８２を有する。貫通孔１８２は、基板１６０の内側でなく、縁に形成されてもよい。その場合は、基板１６０はロの字型ではなく、コの字型になる。 The substrate 160 mounts an analog circuit and a digital circuit and is connected to the laser module. The substrate 160 is a wiring substrate on which wiring for electrically connecting these members is formed on the surface. The substrate 160 has a laser ground pattern, a digital ground pattern, an analog ground pattern, and a common ground pattern therein. The substrate 160 has a rectangular through hole 182 that penetrates the laser module 110. The through hole 182 may be formed not at the inside of the substrate 160 but at the edge. In that case, the substrate 160 is not a square shape but a square shape.

レーザモジュール１１０は、貫通孔１８２の内部に配置され、指定された波長のレーザ光を出力する。レーザモジュール１１０は、複数の半導体レーザ素子が形成されたレーザチップを備え、指定された波長と対応する半導体レーザ素子からレーザ光を出力する。レーザモジュール１１０の詳細な構成については後述する。光ファイバ１３８は、レーザチップから出射されたレーザ光を伝播する。 The laser module 110 is disposed inside the through hole 182 and outputs laser light having a designated wavelength. The laser module 110 includes a laser chip on which a plurality of semiconductor laser elements are formed, and outputs laser light from a semiconductor laser element corresponding to a designated wavelength. The detailed configuration of the laser module 110 will be described later. The optical fiber 138 propagates laser light emitted from the laser chip.

レーザモジュール１１０は、複数の端子１５４を有し、当該端子１５４を介して基板１６０の上面における貫通孔１８２の辺に沿って複数設けられた基板側の端子に電気的に接続される。また、複数の端子１５４の一部は、レーザモジュール１１０内で、複数の半導体レーザ素子にそれぞれ電気的に接続されている。 The laser module 110 has a plurality of terminals 154, and is electrically connected to a plurality of terminals on the substrate side provided along the side of the through hole 182 on the upper surface of the substrate 160 via the terminals 154. Also, some of the plurality of terminals 154 are electrically connected to the plurality of semiconductor laser elements in the laser module 110, respectively.

複数の端子１５４の一部は、複数の半導体レーザ素子のグランド電極に電気的に接続されるレーザグランド用端子であってよい。複数の端子１５４の一部は、レーザモジュール内の温度調節素子、強度モニタ、波長モニタ、及び温度モニタ等の光電気部品と電気的に接続されてよい。 Some of the plurality of terminals 154 may be laser ground terminals that are electrically connected to the ground electrodes of the plurality of semiconductor laser elements. Some of the plurality of terminals 154 may be electrically connected to photoelectric components such as a temperature adjusting element, an intensity monitor, a wavelength monitor, and a temperature monitor in the laser module.

アナログ回路１４０は、レーザモジュール１１０に電気的に接続され、レーザモジュール１１０を駆動する。アナログ回路１４０は、レーザモジュール１１０内の半導体レーザ素子に駆動電流及び／又は駆動電圧を供給する。 The analog circuit 140 is electrically connected to the laser module 110 and drives the laser module 110. The analog circuit 140 supplies a drive current and / or a drive voltage to the semiconductor laser element in the laser module 110.

デジタル回路１５０は、アナログ回路１４０に電気的に接続され、レーザモジュール１１０のレーザ出力を制御する。デジタル回路１５０は、高周波で動作するＩＣ等のデバイスを含むので、ノイズを発生する。このため、デジタル回路１５０は、アナログ回路１４０と比較して、レーザモジュール１１０から離れた位置に配置される。 The digital circuit 150 is electrically connected to the analog circuit 140 and controls the laser output of the laser module 110. Since the digital circuit 150 includes a device such as an IC that operates at a high frequency, it generates noise. Therefore, the digital circuit 150 is disposed at a position farther from the laser module 110 than the analog circuit 140.

基台１６８は、基板１６０の貫通孔１８２の下に設けられ、レーザモジュール１１０及び基板１６０を搭載する。基台１６８は、レーザモジュール１１０内に設けられた温度調整素子のヒートシンクとして機能する。 The base 168 is provided below the through hole 182 of the substrate 160 and mounts the laser module 110 and the substrate 160. The base 168 functions as a heat sink for a temperature adjustment element provided in the laser module 110.

図２は、第１の実施形態に係るレーザ装置の基板１６０の分解斜視図を示す。基板１６０は、表面層１６２、分離グランド層１６４、及び共通グランド層１６６を有する。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the substrate 160 of the laser apparatus according to the first embodiment. The substrate 160 has a surface layer 162, an isolation ground layer 164, and a common ground layer 166.

表面層１６２は、基板１６０の表面に配置され、アナログ回路１４０及びデジタル回路１５０を搭載する絶縁層である。表面層１６２は、絶縁樹脂等から形成される。表面層１６２には、導電性ビアホール１８４、１８６、及び１８８が形成される。 The surface layer 162 is an insulating layer disposed on the surface of the substrate 160 and mounting the analog circuit 140 and the digital circuit 150. The surface layer 162 is formed from an insulating resin or the like. Conductive via holes 184, 186, and 188 are formed in the surface layer 162.

導電性ビアホール１８４は、表面層１６２上のデジタル回路１５０が搭載される位置に形成される。導電性ビアホール１８４は、デジタル回路１５０のグランド端子と接続される。 The conductive via hole 184 is formed at a position on the surface layer 162 where the digital circuit 150 is mounted. The conductive via hole 184 is connected to the ground terminal of the digital circuit 150.

導電性ビアホール１８６は、表面層１６２上のアナログ回路１４０が搭載される位置に形成される。導電性ビアホール１８６は、アナログ回路１４０のグランド端子と接続される。 The conductive via hole 186 is formed at a position on the surface layer 162 where the analog circuit 140 is mounted. The conductive via hole 186 is connected to the ground terminal of the analog circuit 140.

導電性ビアホール１８８は、表面層１６２上のレーザモジュール１１０の近傍に形成される。導電性ビアホール１８８は、端子１５４のレーザグランド用端子と電気的に接続される。 The conductive via hole 188 is formed in the vicinity of the laser module 110 on the surface layer 162. The conductive via hole 188 is electrically connected to the laser ground terminal of the terminal 154.

分離グランド層１６４は、基板１６０内において表面層１６２の下面に設けられ、複数のグランドパターンにより、レーザ装置１００のレーザモジュール１１０、アナログ回路１４０、デジタル回路１５０ごとの基準電位を等しくする。分離グランド層１６４は、絶縁層と、絶縁層上に設けられたレーザ用グランドパターン１７０、一例として、アナログ用グランドパターン１７４、及びデジタル用グランドパターン１７２を有する。絶縁層は、絶縁樹脂等から形成される。 The isolation ground layer 164 is provided on the lower surface of the surface layer 162 in the substrate 160, and equalizes the reference potential for each of the laser module 110, the analog circuit 140, and the digital circuit 150 of the laser device 100 by a plurality of ground patterns. The isolation ground layer 164 includes an insulating layer, a laser ground pattern 170 provided on the insulating layer, for example, an analog ground pattern 174 and a digital ground pattern 172. The insulating layer is formed from an insulating resin or the like.

レーザ用グランドパターン１７０は、基板１６０内における貫通孔１８２の囲む領域に設けられ、導電性ビアホール１８８を介して、レーザモジュール１１０に電気的に接続される。レーザ用グランドパターン１７０は、単一の導電性ビアホール１９４が形成され、当該導電性ビアホール１９４を介して、共通グランドパターン１８０に電気的に接続される。第１の実施形態において、レーザ用グランドパターン１７０は、貫通孔１８２の囲むロの字型形状であるが、これに代えて、１箇所又は複数箇所に切れ目が入ったロの字型形状（Cの字に近い形状）であってもよい。一例として、レーザ用グランドパターン１７０は、貫通孔１８２におけるレーザ出力方向と平行な辺と隣接するパターン部分の切れ目を有してもよい。この切れ目は、当該辺上の中心付近に設けてもよい。 The laser ground pattern 170 is provided in a region surrounded by the through hole 182 in the substrate 160 and is electrically connected to the laser module 110 via the conductive via hole 188. The laser ground pattern 170 is formed with a single conductive via hole 194, and is electrically connected to the common ground pattern 180 through the conductive via hole 194. In the first embodiment, the laser ground pattern 170 has a square shape that surrounds the through-hole 182. Instead, the laser ground pattern 170 has a square shape (C) with one or more cuts. It may be a shape close to the shape of As an example, the laser ground pattern 170 may have a cut in a pattern portion adjacent to a side parallel to the laser output direction in the through hole 182. The cut may be provided near the center on the side.

導電性ビアホール１９４は、デジタル回路１５０からのノイズが伝達されにくい位置に配置される。例えば、導電性ビアホール１９４は、レーザ用グランドパターン１７０上において、デジタル回路１５０から離れた位置に配置される。 The conductive via hole 194 is disposed at a position where noise from the digital circuit 150 is difficult to be transmitted. For example, the conductive via hole 194 is disposed at a position away from the digital circuit 150 on the laser ground pattern 170.

アナログ用グランドパターン１７４は、基板１６０内においてアナログ回路１４０に対向して設けられ、導電性ビアホール１８６を介して、アナログ回路１４０と電気的に接続される。アナログ用グランドパターン１７４には、１つ以上の導電性ビアホール１９２が形成され、当該導電性ビアホール１９２を介して、共通グランドパターン１８０に電気的に接続される。 The analog ground pattern 174 is provided in the substrate 160 so as to face the analog circuit 140, and is electrically connected to the analog circuit 140 through the conductive via hole 186. One or more conductive via holes 192 are formed in the analog ground pattern 174 and are electrically connected to the common ground pattern 180 via the conductive via holes 192.

デジタル用グランドパターン１７２は、基板１６０内においてデジタル回路１５０に対向して設けられ、導電性ビアホール１８４を介して、デジタル回路１５０と電気的に接続される。デジタル用グランドパターン１７２には、１つ以上の導電性ビアホール１９０が形成され、当該導電性ビアホール１９０を介して、共通グランドパターン１８０に電気的に接続される。これに代えて、デジタル用グランドパターン１７２は、共通グランドパターン１８０と電気的に分離されていてもよい。 The digital ground pattern 172 is provided in the substrate 160 so as to face the digital circuit 150, and is electrically connected to the digital circuit 150 through the conductive via hole 184. One or more conductive via holes 190 are formed in the digital ground pattern 172 and are electrically connected to the common ground pattern 180 through the conductive via holes 190. Alternatively, the digital ground pattern 172 may be electrically separated from the common ground pattern 180.

共通グランド層１６６は、基板１６０内において分離グランド層１６４の下面に設けられ、レーザ装置１００の回路全体の基準電位を等しくする。共通グランド層１６６は、絶縁層と、絶縁層上に設けられた共通グランドパターン１８０を有する。絶縁層は、絶縁樹脂等から形成される。 The common ground layer 166 is provided on the lower surface of the isolation ground layer 164 in the substrate 160 and equalizes the reference potential of the entire circuit of the laser device 100. The common ground layer 166 includes an insulating layer and a common ground pattern 180 provided on the insulating layer. The insulating layer is formed from an insulating resin or the like.

共通グランドパターン１８０は、分離グランド層１６４の各グランドパターンに対向して設けられ、導電性ビアホール１９０、１９２、及び１９４を介して、アナログ用グランドパターン１７４、デジタル用グランドパターン１７２、及びレーザ用グランドパターン１７０のそれぞれに電気的に接続される。また、共通グランドパターン１８０は、接地電位に接続される。 The common ground pattern 180 is provided to face each ground pattern of the isolation ground layer 164, and through the conductive via holes 190, 192, and 194, the analog ground pattern 174, the digital ground pattern 172, and the laser ground. Each of the patterns 170 is electrically connected. The common ground pattern 180 is connected to the ground potential.

共通グランドパターン１８０は、基板１６０内においてアナログ用グランドパターン１７４、デジタル用グランドパターン１７２、及びレーザ用グランドパターン１７０とは異なる層に設けられる。例えば、共通グランドパターン１８０は、レーザモジュール１１０が接続される基板１６０面に対してアナログ用グランドパターン１７４及びレーザ用グランドパターン１７０より離れた層に設けられる。 The common ground pattern 180 is provided in a different layer from the analog ground pattern 174, the digital ground pattern 172, and the laser ground pattern 170 in the substrate 160. For example, the common ground pattern 180 is provided in a layer separated from the analog ground pattern 174 and the laser ground pattern 170 with respect to the surface of the substrate 160 to which the laser module 110 is connected.

ここで、共通グランドパターン１８０とデジタル用グランドパターン１７２が電気的に分離されている場合は、デジタル用グランドパターン１７２は、共通グランドパターン１８０と同じ層に形成されてもよい。 Here, when the common ground pattern 180 and the digital ground pattern 172 are electrically separated, the digital ground pattern 172 may be formed in the same layer as the common ground pattern 180.

共通グランドパターン１８０は、第１グランドパターン１７１、第２グランドパターン１７５、第３グランドパターン１７３、接続部１７６、及び接続部１７８を有する。第１グランドパターン１７１は、レーザ用グランドパターン１７０と略同一形状であり、レーザ用グランドパターン１７０と対向する。第２グランドパターン１７５は、アナログ用グランドパターン１７４と略同一形状であり、アナログ用グランドパターン１７４と対向する。第３グランドパターン１７３は、デジタル用グランドパターン１７２と略同一形状であり、デジタル用グランドパターン１７２と対向する。 The common ground pattern 180 includes a first ground pattern 171, a second ground pattern 175, a third ground pattern 173, a connection part 176, and a connection part 178. The first ground pattern 171 has substantially the same shape as the laser ground pattern 170 and faces the laser ground pattern 170. The second ground pattern 175 has substantially the same shape as the analog ground pattern 174 and faces the analog ground pattern 174. The third ground pattern 173 has substantially the same shape as the digital ground pattern 172 and faces the digital ground pattern 172.

接続部１７６は、第１グランドパターン１７１と第２グランドパターン１７５とを電気的に接続するグランドパターンである。接続部１７８は、第２グランドパターン１７５と第３グランドパターン１７３とを電気的に接続するグランドパターンである。 The connection portion 176 is a ground pattern that electrically connects the first ground pattern 171 and the second ground pattern 175. The connection portion 178 is a ground pattern that electrically connects the second ground pattern 175 and the third ground pattern 173.

このように、図２で示したレーザ装置１００のレーザ用グランドパターン１７０と、デジタル用グランドパターン１７２は、分離グランド層１６４内において、電気的に分離されて、それぞれ導電性ビアホール１９０、１９２、及び１９４を介して共通グランドパターンに接続される。従って、デジタル回路１５０から生じたノイズが、分離グランド層１６４内を伝播して、レーザモジュール１１０に入力されにくくなる。 As described above, the laser ground pattern 170 and the digital ground pattern 172 of the laser apparatus 100 shown in FIG. 2 are electrically separated in the isolation ground layer 164, and conductive via holes 190, 192, and It is connected to the common ground pattern via 194. Therefore, noise generated from the digital circuit 150 propagates through the isolation ground layer 164 and is not easily input to the laser module 110.

また、第１の実施形態に係るレーザ装置１００においては、デジタル用グランドパターン１７２及びレーザ用グランドパターン１７０の間にアナログ用グランドパターン１７４を配置し、かつレーザ用グランドパターン１７０とアナログ用グランドパターン１７４が電気的に分離されているので、レーザモジュール１１０に、デジタル回路１５０で発生したノイズが入力されにくい。従って、図２で示したレーザ装置１００は、デジタル回路１５０で発生するノイズの影響を低減させて、スペクトル線幅の狭いレーザ光を出力することができる。 In the laser apparatus 100 according to the first embodiment, the analog ground pattern 174 is disposed between the digital ground pattern 172 and the laser ground pattern 170, and the laser ground pattern 170 and the analog ground pattern 174 are arranged. Are electrically separated, it is difficult for noise generated in the digital circuit 150 to be input to the laser module 110. Therefore, the laser apparatus 100 shown in FIG. 2 can reduce the influence of noise generated in the digital circuit 150 and output laser light having a narrow spectral line width.

図３は、第１の実施形態に係るレーザモジュール１１０の構成を示す。図４は、図３のレーザモジュール１１０の側面図を示す。 FIG. 3 shows the configuration of the laser module 110 according to the first embodiment. 4 shows a side view of the laser module 110 of FIG.

レーザモジュール１１０は、レーザチップ１１２と、温度モニタ１２８と、レーザキャリア１３０と、コリメートレンズ１１４と、ビームスプリッタ１１６と、強度モニタ１１８と、エタロンフィルタ１２０と、波長モニタ１２２と、光アイソレータ１２４と、集光レンズ１２６と、筐体１３６と、ベースプレート１３２と、温度調整素子１３４とを備える。 The laser module 110 includes a laser chip 112, a temperature monitor 128, a laser carrier 130, a collimator lens 114, a beam splitter 116, an intensity monitor 118, an etalon filter 120, a wavelength monitor 122, an optical isolator 124, A condenser lens 126, a housing 136, a base plate 132, and a temperature adjustment element 134 are provided.

レーザチップ１１２は、複数の半導体レーザ素子を搭載して、搭載した複数の半導体レーザ素子の１つからレーザ光を出力する。温度モニタ１２８は、レーザチップ１１２の近傍に配置され、半導体レーザ素子の周囲の温度を検出する。温度モニタ１２８は、検出した結果を、デジタル回路１５０内のＭＰＵに送信してもよい。温度モニタ１２８は、例えばサーミスタである。レーザキャリア１３０は、レーザチップ１１２及び温度モニタ１２８を搭載する。 The laser chip 112 mounts a plurality of semiconductor laser elements, and outputs laser light from one of the mounted semiconductor laser elements. The temperature monitor 128 is disposed in the vicinity of the laser chip 112 and detects the temperature around the semiconductor laser element. The temperature monitor 128 may transmit the detection result to the MPU in the digital circuit 150. The temperature monitor 128 is, for example, a thermistor. The laser carrier 130 is equipped with a laser chip 112 and a temperature monitor 128.

コリメートレンズ１１４は、レーザチップ１１２が出射するレーザ光の光路においてレーザチップ１１２の下流側に配置され、レーザチップ１１２が出力したレーザ光を平行光に変換する。ビームスプリッタ１１６は、レーザチップ１１２が出射するレーザ光の光路においてコリメートレンズ１１４の下流側に配置され、レーザ光の一部を反射して、残りを透過する。 The collimator lens 114 is disposed downstream of the laser chip 112 in the optical path of the laser light emitted from the laser chip 112, and converts the laser light output from the laser chip 112 into parallel light. The beam splitter 116 is arranged on the downstream side of the collimating lens 114 in the optical path of the laser light emitted from the laser chip 112, reflects a part of the laser light and transmits the rest.

強度モニタ１１８は、ビームスプリッタ１１６が反射した光の一部を受光して、レーザ光の強度を検出するフォトダイオードである。強度モニタ１１８は、検出した強度に応じた電気信号を、デジタル回路１５０内のＭＰＵに送信する。 The intensity monitor 118 is a photodiode that receives part of the light reflected by the beam splitter 116 and detects the intensity of the laser light. The intensity monitor 118 transmits an electrical signal corresponding to the detected intensity to the MPU in the digital circuit 150.

エタロンフィルタ１２０は、ビームスプリッタ１１６が反射した光の一部のうち、一定波長間隔ことに周期的に現れる通過波長帯域に含まれる光を通過させる。エタロンフィルタ１２０の通過波長帯域は、エタロンフィルタ１２０の温度により変化する。 The etalon filter 120 passes light included in a pass wavelength band that periodically appears at a certain wavelength interval, out of a part of the light reflected by the beam splitter 116. The pass wavelength band of the etalon filter 120 varies depending on the temperature of the etalon filter 120.

波長モニタ１２２は、エタロンフィルタ１２０を通過した光を受光して、レーザ光のうちエタロンフィルタ１２０を通過する波長成分の強度を検出するフォトダイオードである。波長モニタ１２２は、検出した強度に応じた電気信号を、デジタル回路１５０内のＭＰＵに送信する。 The wavelength monitor 122 is a photodiode that receives light that has passed through the etalon filter 120 and detects the intensity of the wavelength component that passes through the etalon filter 120 in the laser light. The wavelength monitor 122 transmits an electrical signal corresponding to the detected intensity to the MPU in the digital circuit 150.

光アイソレータ１２４は、ビームスプリッタ１１６から入射した光を、そのまま透過する。一方で、光アイソレータ１２４は、レーザモジュール１１０の出力端側から入射する戻り光がレーザチップ１１２の方向に進行するのを防ぐ。 The optical isolator 124 transmits the light incident from the beam splitter 116 as it is. On the other hand, the optical isolator 124 prevents return light incident from the output end side of the laser module 110 from traveling in the direction of the laser chip 112.

集光レンズ１２６は、レーザチップ１１２が出射するレーザ光の光路において光アイソレータ１２４の下流側に配置され、入射した平行光を光ファイバ１３８へと集光する。筐体１３６は、レーザモジュール１１０に含まれる各光部品を収納して、各光部品を外部の衝撃、及び温度変化等から保護する。 The condenser lens 126 is disposed on the downstream side of the optical isolator 124 in the optical path of the laser light emitted from the laser chip 112, and condenses the incident parallel light onto the optical fiber 138. The housing 136 houses each optical component included in the laser module 110 and protects each optical component from external impacts, temperature changes, and the like.

ベースプレート１３２は、レーザキャリア１３０と、コリメートレンズ１１４と、ビームスプリッタ１１６と、強度モニタ１１８と、エタロンフィルタ１２０と、波長モニタ１２２と、光アイソレータ１２４とを搭載する基板状の台である。 The base plate 132 is a substrate-like table on which the laser carrier 130, the collimating lens 114, the beam splitter 116, the intensity monitor 118, the etalon filter 120, the wavelength monitor 122, and the optical isolator 124 are mounted.

温度調整素子１３４は、ベースプレート１３２の下に配置され、レーザモジュール１１０とエタロンフィルタ１２０の温度を予め定められた一定の温度に保つ。温度調整素子１３４は、デジタル回路１５０のＭＰＵから温度制御信号を受信する。 The temperature adjustment element 134 is disposed under the base plate 132 and maintains the temperature of the laser module 110 and the etalon filter 120 at a predetermined constant temperature. The temperature adjustment element 134 receives a temperature control signal from the MPU of the digital circuit 150.

温度調整素子１３４は、レーザモジュール１１０を、レーザチップ１１２が有する半導体レーザ素子が出力すべき波長に応じた温度に保つことで、半導体レーザ素子から出力するレーザ光の波長を制御する。また、温度調整素子１３４は、エタロンフィルタ１２０の通過波長帯域がモニタすべき光の波長を含むようにエタロンフィルタ１２０の温度を保ってもよい。温度調整素子１３４は、例えば、ペルチェ素子である。 The temperature adjustment element 134 controls the wavelength of the laser beam output from the semiconductor laser element by maintaining the laser module 110 at a temperature corresponding to the wavelength that should be output by the semiconductor laser element included in the laser chip 112. The temperature adjustment element 134 may maintain the temperature of the etalon filter 120 so that the pass wavelength band of the etalon filter 120 includes the wavelength of light to be monitored. The temperature adjustment element 134 is, for example, a Peltier element.

この様に、図３、４に示したレーザモジュール１１０は、レーザチップ１１２に出力させたレーザ光の強度及び波長をモニタしながら、レーザ光を光ファイバ１３８へ伝播する。 As described above, the laser module 110 shown in FIGS. 3 and 4 propagates the laser light to the optical fiber 138 while monitoring the intensity and wavelength of the laser light output to the laser chip 112.

図５には、第１の実施形態に係るレーザ装置１００を制御する方法を示す。以下説明するように、レーザモジュール１１０の動作は、アナログ回路１４０及びデジタル回路１５０によって制御される。 FIG. 5 shows a method for controlling the laser apparatus 100 according to the first embodiment. As will be described below, the operation of the laser module 110 is controlled by the analog circuit 140 and the digital circuit 150.

アナログ回路１４０は、電流制御回路１４４、電流モニタ回路１４５、温度モニタ回路１４７、波長モニタ回路１４８及び強度モニタ回路１４９を有する。電流制御回路１４４は、出力選択回路１４２を介して、レーザチップ１１２の半導体レーザ素子に駆動電流を供給する。電流制御回路１４４は、駆動電流の値を制御する電流制御信号をＭＰＵ１５２から受信して、出力選択回路１４２に電流制御信号に応じた値の駆動電流を供給する。 The analog circuit 140 includes a current control circuit 144, a current monitor circuit 145, a temperature monitor circuit 147, a wavelength monitor circuit 148, and an intensity monitor circuit 149. The current control circuit 144 supplies a drive current to the semiconductor laser element of the laser chip 112 via the output selection circuit 142. The current control circuit 144 receives a current control signal for controlling the value of the drive current from the MPU 152, and supplies the output selection circuit 142 with a drive current having a value corresponding to the current control signal.

電流モニタ回路１４５は、電流制御回路１４４が半導体レーザ素子に供給する駆動電流値をモニタして、その結果をデジタル信号に変換してＭＰＵ１５２に送信する。温度モニタ回路１４７は、温度モニタ１２８から受信した、レーザモジュール１１０内の温度に関するアナログ信号を、デジタル信号に変換してＭＰＵ１５２に送信する。波長モニタ回路１４８は、波長モニタ１２２から受信した、レーザチップ１１２が出力するレーザの波長に関するアナログ信号を、デジタル信号に変換してＭＰＵ１５２に送信する。強度モニタ回路１４９は、強度モニタ１１８から受信した、レーザチップ１１２が出力するレーザの光強度に関するアナログ信号を、デジタル信号に変換してＭＰＵ１５２に送信する。 The current monitor circuit 145 monitors the drive current value supplied to the semiconductor laser element by the current control circuit 144, converts the result into a digital signal, and transmits the digital signal to the MPU 152. The temperature monitor circuit 147 converts the analog signal related to the temperature in the laser module 110 received from the temperature monitor 128 into a digital signal and transmits the digital signal to the MPU 152. The wavelength monitor circuit 148 converts the analog signal regarding the wavelength of the laser output from the laser chip 112 received from the wavelength monitor 122 into a digital signal and transmits the digital signal to the MPU 152. The intensity monitor circuit 149 converts the analog signal regarding the light intensity of the laser output from the laser chip 112 received from the intensity monitor 118 into a digital signal and transmits the digital signal to the MPU 152.

デジタル回路１５０は、出力選択回路１４２、温度制御回路１４６、及びＭＰＵ１５２を有する。出力選択回路１４２は、レーザ光の出力に用いる半導体レーザ素子を選択する。 The digital circuit 150 includes an output selection circuit 142, a temperature control circuit 146, and an MPU 152. The output selection circuit 142 selects a semiconductor laser element used for laser beam output.

出力選択回路１４２は、レーザチップ１１２内の複数の半導体レーザ素子に、端子１５４を介して接続された複数の経路を有する。また、出力選択回路１４２は、ＭＰＵ１５２から出力選択信号を受信する。出力選択回路１４２は、電流制御回路１４４から入力された駆動電流を、出力選択信号に応じた経路に出力するように、内部のスイッチを切り換える。このように、出力選択回路１４２は、駆動電流が出力される経路に接続された半導体レーザ素子にレーザ光を出力させる。 The output selection circuit 142 has a plurality of paths connected to a plurality of semiconductor laser elements in the laser chip 112 via terminals 154. In addition, the output selection circuit 142 receives an output selection signal from the MPU 152. The output selection circuit 142 switches an internal switch so that the drive current input from the current control circuit 144 is output to a path corresponding to the output selection signal. As described above, the output selection circuit 142 causes the semiconductor laser element connected to the path through which the drive current is output to output laser light.

温度制御回路１４６は、レーザモジュール１１０内に設けられた温度調整素子１３４の温度を制御する。温度制御回路１４６は、レーザチップ１１２に設定されるべき温度に関する温度設定信号をＭＰＵ１５２から受信して、レーザチップ１１２を設定温度に保つための温度制御信号を、温度調整素子１３４に供給する。例えば、温度制御信号は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御によりパルス幅が調節された矩形状のパルス波であってよい。 The temperature control circuit 146 controls the temperature of the temperature adjustment element 134 provided in the laser module 110. The temperature control circuit 146 receives a temperature setting signal related to the temperature to be set in the laser chip 112 from the MPU 152, and supplies a temperature control signal for keeping the laser chip 112 at the set temperature to the temperature adjustment element 134. For example, the temperature control signal may be a rectangular pulse wave whose pulse width is adjusted by PWM (pulse width modulation) control.

ＭＰＵ１５２は、レーザモジュール１１０内の出力に用いる半導体レーザ素子を指定する出力選択信号、レーザ光の強度を指定する電流制御信号、及びレーザモジュール１１０内の温度をそれぞれ制御する温度制御信号を、各制御回路に送信する。 The MPU 152 controls each of an output selection signal for designating a semiconductor laser element used for output in the laser module 110, a current control signal for designating the intensity of laser light, and a temperature control signal for controlling the temperature in the laser module 110, respectively. Send to circuit.

ＭＰＵ１５２は、出力させるべきレーザ光のレーザ波長と、波長モニタ回路１４８から受信した電気信号から算出されるレーザ波長を比較して、出力選択信号を演算する。ＭＰＵ１５２は、演算した出力選択信号を、出力選択回路１４２に送信する。 The MPU 152 compares the laser wavelength of the laser light to be output with the laser wavelength calculated from the electrical signal received from the wavelength monitor circuit 148, and calculates the output selection signal. The MPU 152 transmits the calculated output selection signal to the output selection circuit 142.

ＭＰＵ１５２は、出力させるべきレーザ光のレーザ強度と、強度モニタ回路１４９から受信した電気信号から算出されるレーザ強度を比較して、電流制御信号を演算する。ＭＰＵ１５２は、演算した電流制御信号を、電流制御回路１４４に送信する。 The MPU 152 compares the laser intensity of the laser light to be output with the laser intensity calculated from the electrical signal received from the intensity monitor circuit 149, and calculates the current control signal. The MPU 152 transmits the calculated current control signal to the current control circuit 144.

ＭＰＵ１５２は、温度モニタ回路１４７から受信した温度信号から算出される半導体レーザ素子周囲の温度と、設定すべき温度とを比較して、温度制御信号を演算する。ＭＰＵ１５２は、演算した温度制御信号を、温度制御回路１４６に送信する。 The MPU 152 compares the temperature around the semiconductor laser element calculated from the temperature signal received from the temperature monitor circuit 147 with the temperature to be set, and calculates the temperature control signal. The MPU 152 transmits the calculated temperature control signal to the temperature control circuit 146.

図６は、１２個の半導体レーザ素子を有するレーザ装置の出力レーザ光のスペクトル線幅を示したグラフである。本グラフは、横軸をレーザモジュールのピン番号（半導体レーザ素子の番号）とし、縦軸をスペクトル線幅をとした。黒四角で示したグラフは、第１の実施形態に係るレーザ装置１００から出力させたレーザ光のスペクトル線幅を測定した結果を示す。白三角で示したグラフは、比較例として、従来のレーザ装置から出力させたレーザ光のスペクトル線幅を測定した結果を示す。 FIG. 6 is a graph showing the spectral line width of the output laser beam of a laser device having 12 semiconductor laser elements. In this graph, the horizontal axis represents the laser module pin number (semiconductor laser element number), and the vertical axis represents the spectral line width. The graph shown by the black square shows the result of measuring the spectral line width of the laser beam output from the laser apparatus 100 according to the first embodiment. The graph shown by the white triangle shows the result of measuring the spectral line width of laser light output from a conventional laser device as a comparative example.

ここで、スペクトル線幅は、レーザモジュールピン番号１の半導体レーザ素子の出力レーザ光を基準とした。より具体的には、レーザモジュールピン番号１の半導体レーザ素子を、基板１６０を用いずに、直接駆動した場合の出力レーザ光のスペクトル線幅を基準とした。 Here, the spectral line width was based on the output laser beam of the semiconductor laser element of laser module pin number 1. More specifically, the spectral line width of the output laser light when the semiconductor laser element with the laser module pin number 1 was directly driven without using the substrate 160 was used as a reference.

比較例に係るレーザ装置は、第１の実施形態のレーザモジュール１１０と比べて、分離グランド層１６４においてアナログ用グランドパターン１７４とレーザ用グランドパターン１７０が一体化されて形成されている点が異なる。 The laser device according to the comparative example is different from the laser module 110 of the first embodiment in that the analog ground pattern 174 and the laser ground pattern 170 are integrally formed in the isolation ground layer 164.

第１の実施形態に係るレーザモジュール１１０のレーザモジュールピン番号１の半導体レーザ素子のスペクトル線幅は略１なので、基板１６０にレーザモジュール１１０を搭載する前後でスペクトル線幅にほとんど変動がないことが分かる。これより、レーザモジュール１１０のレーザモジュールピン番号１の半導体レーザ素子は、ノイズの影響をほとんど受けていないことが分かる。 Since the spectral line width of the semiconductor laser element of the laser module pin number 1 of the laser module 110 according to the first embodiment is approximately 1, the spectral line width may hardly change before and after mounting the laser module 110 on the substrate 160. I understand. From this, it can be seen that the semiconductor laser element of the laser module pin number 1 of the laser module 110 is hardly affected by noise.

また、第１の実施形態のレーザモジュール１１０のレーザモジュールピン番号１以外の各半導体レーザ素子も、出力レーザ光のスペクトル線幅がノイズの影響を受けて増大しておらず、かつ各半導体レーザ素子間のスペクトル線幅の個体差が小さいことが分かる。 Also, in each semiconductor laser element other than the laser module pin number 1 of the laser module 110 of the first embodiment, the spectral line width of the output laser light does not increase due to the influence of noise, and each semiconductor laser element It can be seen that the individual difference in the spectral line width between them is small.

一方で、比較例のレーザモジュール１１０の各半導体レーザ素子は、いずれもスペクトル線幅が基準に対し１．５〜２前後であり、デジタル回路１５０のノイズの影響を受けて出力光のスペクトル線幅が全体的に増大していることが分かる。さらに、比較例のレーザモジュール１１０のスペクトル線幅は、各半導体レーザ素子間の個体差が大きくなっている。 On the other hand, each of the semiconductor laser elements of the laser module 110 of the comparative example has a spectral line width of about 1.5 to 2 with respect to the reference, and the spectral line width of the output light is affected by the noise of the digital circuit 150. It can be seen that there is an overall increase. Further, the spectral line width of the laser module 110 of the comparative example has a large individual difference between the semiconductor laser elements.

このように、第１の実施形態に係るレーザ装置１００によれば、デジタル回路１５０のノイズの影響を低減させ、出力レーザ光のスペクトル線幅を小さくすることができる。また、第１の実施形態に係るレーザ装置１００によれば、レーザモジュール１１０内の各半導体レーザ素子間の個体差を小さくすることができる。 Thus, according to the laser apparatus 100 according to the first embodiment, the influence of noise of the digital circuit 150 can be reduced, and the spectral line width of the output laser light can be reduced. Further, according to the laser device 100 according to the first embodiment, individual differences between the respective semiconductor laser elements in the laser module 110 can be reduced.

図７は、本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置２００の基板１６０の分解斜視図を示す。第２の実施形態においては、アナログ回路とデジタル回路が１つのチップに集積されて基板１６０上に配置される。 FIG. 7 is an exploded perspective view of the substrate 160 of the laser apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, an analog circuit and a digital circuit are integrated on one chip and disposed on the substrate 160.

第２の実施形態のレーザ装置２００は、デジタル−アナログ混載チップ２４０を備える。レーザ装置２００の説明において、第１の実施形態と略同一の部材には同一の符号を付して、説明を省略する。 The laser apparatus 200 according to the second embodiment includes a digital-analog mixed chip 240. In the description of the laser apparatus 200, members that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

デジタル−アナログ混載チップ２４０は、基板１６０上に搭載され、デジタル回路、アナログ回路、アナログ用グランド端子２４２及びデジタル用グランド端子２４４を有する。デジタル−アナログ混載チップ２４０内のデジタル回路とアナログ回路はそれぞれ異なる領域に形成されてよい。 The digital-analog mixed chip 240 is mounted on the substrate 160 and includes a digital circuit, an analog circuit, an analog ground terminal 242 and a digital ground terminal 244. The digital circuit and the analog circuit in the digital-analog mixed chip 240 may be formed in different areas.

デジタル用グランド端子２４４は、デジタル用グランドパターン１７２に対向して設けられて、デジタル−アナログ混載チップ２４０のデジタル回路とデジタル用グランドパターン１７２に電気的に接続される。また、アナログ用グランド端子２４２は、アナログ用グランドパターン１７４に対向して設けられて、デジタル−アナログ混載チップ２４０のアナログ回路とアナログ用グランドパターン１７４に電気的に接続される。 The digital ground terminal 244 is provided opposite to the digital ground pattern 172 and is electrically connected to the digital circuit of the digital-analog mixed chip 240 and the digital ground pattern 172. The analog ground terminal 242 is provided to face the analog ground pattern 174 and is electrically connected to the analog circuit of the digital-analog mixed chip 240 and the analog ground pattern 174.

このように、図７に係るレーザ装置２００においては、デジタル回路とアナログ回路を有するデジタル−アナログ混載チップ２４０を用いた場合に、デジタル用グランド端子２４４とアナログ用グランド端子２４２を分離して、それぞれ別のグランドに接続することにより、レーザモジュール１１０がデジタル回路のノイズの影響を受けることを防ぐことができる。 As described above, in the laser device 200 according to FIG. 7, when the digital-analog mixed chip 240 having the digital circuit and the analog circuit is used, the digital ground terminal 244 and the analog ground terminal 242 are separated, respectively. By connecting to another ground, it is possible to prevent the laser module 110 from being affected by the noise of the digital circuit.

図８は、本発明の第３の実施形態に係るレーザ装置３００の基板３６０の分解斜視図を示す。第３の実施形態においては、基板３６０は、ベタパターン状の共通グランドパターンを有する。レーザ装置３００の説明において、第１の実施形態と略同一の部材には同一の符号を付して、説明を省略する。 FIG. 8 is an exploded perspective view of the substrate 360 of the laser apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the substrate 360 has a solid ground common pattern. In the description of the laser apparatus 300, substantially the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

基板３６０は、表面層１６２、分離グランド層１６４、及び共通グランド層３６６が積層されてなる。共通グランド層３６６は、基板３６０内において分離グランド層１６４の下面に設けられ、レーザ装置３００の回路全体の基準電位を等しくする。共通グランド層３６６は、絶縁層と、絶縁層上に設けられた共通グランドパターン３８０とを有する。 The substrate 360 is formed by laminating a surface layer 162, an isolation ground layer 164, and a common ground layer 366. The common ground layer 366 is provided on the lower surface of the isolation ground layer 164 in the substrate 360, and equalizes the reference potential of the entire circuit of the laser device 300. The common ground layer 366 includes an insulating layer and a common ground pattern 380 provided on the insulating layer.

共通グランドパターン３８０は、基板３６０内においてアナログ用グランドパターン１７４、デジタル用グランドパターン１７２、及びレーザ用グランドパターン１７０とは異なる層に設けられる。例えば、共通グランドパターン３８０は、レーザモジュール１１０が接続される基板３６０面に対してアナログ用グランドパターン１７４及びレーザ用グランドパターン１７０より離れた層に設けられる。共通グランドパターン３８０は、共通グランド層３６６の略全面を覆うように形成されている。 The common ground pattern 380 is provided in a layer different from the analog ground pattern 174, the digital ground pattern 172, and the laser ground pattern 170 in the substrate 360. For example, the common ground pattern 380 is provided in a layer separated from the analog ground pattern 174 and the laser ground pattern 170 with respect to the surface of the substrate 360 to which the laser module 110 is connected. The common ground pattern 380 is formed so as to cover substantially the entire surface of the common ground layer 366.

共通グランドパターン３８０は、分離グランド層１６４の各グランドパターンに対向して設けられ、導電性ビアホール１９０、１９２、及び１９４を介して、アナログ用グランドパターン１７４、デジタル用グランドパターン１７２、及びレーザ用グランドパターン１７０のそれぞれに電気的に接続される。また、共通グランドパターン３８０は、接地電位に接続される。 The common ground pattern 380 is provided so as to face each ground pattern of the isolation ground layer 164, and the analog ground pattern 174, the digital ground pattern 172, and the laser ground via the conductive via holes 190, 192, and 194. Each of the patterns 170 is electrically connected. The common ground pattern 380 is connected to the ground potential.

このように、第３の実施形態によれば、共通グランドパターン３８０の面積を共通グランド層３６６層上でより大きくすることで、レーザ装置３００は、回路全体の基準電位をより安定にすることができる。 As described above, according to the third embodiment, by making the area of the common ground pattern 380 larger on the common ground layer 366, the laser apparatus 300 can make the reference potential of the entire circuit more stable. it can.

図９は、本発明の第４の実施形態に係るレーザ装置４００の基板４６０の分解斜視図を示す。基板４６０は、表面層１６２、分離グランド層１６４、共通グランド層１６６、及び別の共通グランド層４６８が積層されてなる。表面層１６２、分離グランド層１６４、及び共通グランド層１６６は、第１の実施形態に係る基板１６０と略同一である。 FIG. 9 is an exploded perspective view of the substrate 460 of the laser apparatus 400 according to the fourth embodiment of the present invention. The substrate 460 is formed by laminating a surface layer 162, an isolation ground layer 164, a common ground layer 166, and another common ground layer 468. The surface layer 162, the isolation ground layer 164, and the common ground layer 166 are substantially the same as the substrate 160 according to the first embodiment.

共通グランド層４６８は、基板４６０内において共通グランド層１６６の下面に設けられ、レーザ装置４００の回路全体の基準電位を等しくする。共通グランド層４６８は、絶縁層と、絶縁層上に設けられた共通グランドパターン４８０とを有する。 The common ground layer 468 is provided on the lower surface of the common ground layer 166 in the substrate 460, and equalizes the reference potential of the entire circuit of the laser device 400. The common ground layer 468 includes an insulating layer and a common ground pattern 480 provided on the insulating layer.

共通グランドパターン４８０は、共通グランド層１６６の共通グランドパターン１８０に対向して設けられ、導電性ビアホール４９６、導電性ビアホール４９８、及び導電性ビアホール４９９を介して、共通グランドパターン１８０に電気的に接続される。また、共通グランドパターン４８０は、接地電位に接続される。 The common ground pattern 480 is provided to face the common ground pattern 180 of the common ground layer 166, and is electrically connected to the common ground pattern 180 through the conductive via hole 496, the conductive via hole 498, and the conductive via hole 499. Is done. The common ground pattern 480 is connected to the ground potential.

共通グランドパターン４８０は、基板４６０内において分離グランド層１６４及び共通グランド層１６６とは異なる層に設けられる。例えば、共通グランドパターン４８０は、レーザモジュール１１０が接続される基板４６０面に対して分離グランド層１６４及び共通グランド層１６６より離れた層に設けられる。共通グランドパターン４８０は、共通グランド層４６８の略全面を覆うように形成されている。 The common ground pattern 480 is provided in a layer different from the isolation ground layer 164 and the common ground layer 166 in the substrate 460. For example, the common ground pattern 480 is provided in a layer separated from the separation ground layer 164 and the common ground layer 166 with respect to the surface of the substrate 460 to which the laser module 110 is connected. The common ground pattern 480 is formed so as to cover substantially the entire surface of the common ground layer 468.

このように、第４の実施形態によれば、レーザ装置４００は、共通グランド層１６６層に加えて共通グランド層４６８を備えるので、回路全体の基準電位をより安定にすることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the laser apparatus 400 includes the common ground layer 468 in addition to the common ground layer 166, so that the reference potential of the entire circuit can be made more stable.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

１００レーザ装置、１１０レーザモジュール、１１２レーザチップ、１１４コリメートレンズ、１１６ビームスプリッタ、１１８強度モニタ、１２０エタロンフィルタ、１２２波長モニタ、１２４光アイソレータ、１２６集光レンズ、１２８温度モニタ、１３０レーザキャリア、１３２ベースプレート、１３４温度調整素子
１３６筐体、１３８光ファイバ、１４０アナログ回路、１４２出力選択回路
１４４電流制御回路、１４５電流モニタ回路、１４６温度制御回路、１４７温度モニタ回路、１４８波長モニタ回路、１４９強度モニタ回路、１５０デジタル回路
１５２ＭＰＵ、１５４端子、１６０基板、１６２表面層、１６４分離グランド層、１６６共通グランド層、１６８基台、１７０レーザ用グランドパターン
１７１第１グランドパターン、１７２デジタル用グランドパターン、１７３第３グランドパターン、１７４アナログ用グランドパターン、１７５第２グランドパターン
１７６接続部、１７８接続部、１８０共通グランドパターン、１８２貫通孔
１８４導電性ビアホール、１８６導電性ビアホール、１８８導電性ビアホール
１９０導電性ビアホール、１９２導電性ビアホール、１９４導電性ビアホール
２００レーザ装置、２４０デジタル−アナログ混載チップ、２４２アナログ用グランド端子、２４４デジタル用グランド端子、３００レーザ装置、３６０基板
３６６共通グランド層、３８０共通グランドパターン、４００レーザ装置
４６０基板、４６８共通グランド層、４８０共通グランドパターン、４９６導電性ビアホール、４９８導電性ビアホール、４９９導電性ビアホール 100 laser device, 110 laser module, 112 laser chip, 114 collimating lens, 116 beam splitter, 118 intensity monitor, 120 etalon filter, 122 wavelength monitor, 124 optical isolator, 126 condenser lens, 128 temperature monitor, 130 laser carrier, 132 Base plate, 134 Temperature adjustment element 136 Case, 138 Optical fiber, 140 Analog circuit, 142 Output selection circuit 144 Current control circuit, 145 Current monitor circuit, 146 Temperature control circuit, 147 Temperature monitor circuit, 148 Wavelength monitor circuit, 149 Intensity monitor Circuit, 150 digital circuit 152 MPU, 154 terminal, 160 substrate, 162 surface layer, 164 separation ground layer, 166 common ground layer, 168 base, 170 laser ground pattern 1 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st ground pattern, 172 Digital ground pattern, 173 3rd ground pattern, 174 Analog ground pattern, 175 2nd ground pattern 176 Connection part, 178 Connection part, 180 Common ground pattern, 182 Through-hole 184 Conductive via hole, 186 Conductive via hole, 188 Conductive via hole 190 Conductive via hole, 192 Conductive via hole, 194 Conductive via hole 200 Laser device, 240 Digital-analog mixed chip, 242 Analog ground terminal, 244 Digital ground terminal, 300 Laser device, 360 Substrate 366 Common ground layer, 380 Common ground pattern, 400 Laser device 460 Substrate, 468 Common ground layer, 480 Common ground pattern, 496 Conductive via hole 498 conductive vias, 499 conductive vias

Claims

A laser module;
An analog circuit for driving the laser module according to a control signal ;
A digital circuit for calculating the control signal and transmitting it to the analog circuit ;
A substrate comprising a plurality of layers on which the analog circuit and the digital circuit are mounted and connected to the laser module;
With
The substrate is
An analog ground pattern provided opposite to the analog circuit in a predetermined layer in the substrate;
A digital ground pattern provided opposite to the digital circuit in the predetermined layer in the substrate;
A laser ground pattern provided in the predetermined layer in the substrate and connected to the laser module;
I have a,
The analog ground pattern is disposed between the digital ground pattern and the laser ground pattern, and the analog ground pattern, the digital ground pattern, and the laser ground pattern are mutually connected in the predetermined layer. Electrically separated,
Laser device.

The common ground pattern which is provided in a layer different from the analog ground pattern and the laser ground pattern in the substrate, and is connected to the analog ground pattern and the laser ground pattern, respectively. The laser apparatus described.

The laser device according to claim 2, wherein the common ground pattern is provided in a layer separated from the analog ground pattern and the laser ground pattern with respect to a substrate surface to which the laser module is connected.

The laser device according to claim 2, wherein the laser ground pattern is connected to the common ground pattern through a single conductive via hole.

The substrate has a rectangular through-hole penetrating the laser module;
The laser module is connected to a terminal provided along a side of the through hole on the upper surface of the substrate,
5. The laser device according to claim 2, wherein the laser ground pattern is provided in a region surrounded by the through hole in the substrate. 6.

A digital-analog mixed chip having the digital circuit and the analog circuit mounted on the substrate;
The analog ground pattern is provided opposite to the analog ground terminal of the digital-analog mixed chip and connected to the analog ground terminal,
6. The laser device according to claim 2, wherein the digital ground pattern is provided to face a digital ground terminal of the digital-analog mixed chip and is connected to the digital ground terminal. 7.