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JP6046071B2 - Control device and control method for wavelength tunable light source - Google Patents
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JP6046071B2 - Control device and control method for wavelength tunable light source - Google Patents

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JP6046071B2 JP2014055593A JP2014055593A JP6046071B2 JP 6046071 B2 JP6046071 B2 JP 6046071B2 JP 2014055593 A JP2014055593 A JP 2014055593A JP 2014055593 A JP2014055593 A JP 2014055593A JP 6046071 B2 JP6046071 B2 JP 6046071B2
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Description

本発明は、波長可変光源の制御装置および制御方法に関する。   The present invention relates to a control device and a control method for a wavelength tunable light source.

半導体レーザ素子などの、温度制御によってレーザ発振波長を変更できる波長可変光源を制御する方法として、レーザ光の波長と波長可変光源の温度とをモニタし、このモニタ結果に基づいてレーザ光の波長を所望の値に制御する技術が開示されている(たとえば、特許文献1、2参照)。   As a method of controlling a wavelength tunable light source that can change the laser oscillation wavelength by temperature control, such as a semiconductor laser element, the wavelength of the laser beam and the temperature of the wavelength tunable light source are monitored, and the wavelength of the laser beam is determined based on the monitoring result. A technique for controlling to a desired value is disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1では、レーザ素子が出力するレーザ光の波長を安定化するために、レーザ光の波長の目標値に対する偏差と、レーザ素子の温度の目標値に対する偏差とを制御偏差としてモニタし、周囲条件のモニタ結果に基づいて、2つの制御偏差のうち一方を選択し、選択した制御偏差が小さくなるようにレーザ素子の温度を制御する技術が開示されている。   In Patent Document 1, in order to stabilize the wavelength of the laser beam output from the laser element, the deviation of the laser beam wavelength from the target value and the deviation of the laser element temperature from the target value are monitored as control deviations. A technique is disclosed in which one of two control deviations is selected based on a condition monitoring result, and the temperature of the laser element is controlled so that the selected control deviation is reduced.

特許文献2では、波長基準器において波長基準となる複数のピークのうち所定のピークを設定する制御手段と、設定したピークを波長基準として波長を安定化させる制御手段とを切り替えることにより、波長ドリフト無く高安定に波長安定化を行うことができるとされている技術が開示されている。   In Patent Document 2, a wavelength drift is achieved by switching between a control unit that sets a predetermined peak among a plurality of peaks that serve as a wavelength reference in a wavelength reference device and a control unit that stabilizes the wavelength using the set peak as a wavelength reference. There is disclosed a technique that is capable of stabilizing the wavelength with high stability.

特許第4124845号公報Japanese Patent No. 4124845 特許第2520740号公報Japanese Patent No. 2520740

しかしながら、上記した特許文献1、2の構成では、制御パラメータ(温度や波長)が何らかの原因で制御可能範囲から外れた場合や、制御手段に故障等の異常が発生した場合には、正常な制御を行うことができない場合があるという問題がある。   However, in the configurations of Patent Documents 1 and 2 described above, when the control parameters (temperature and wavelength) deviate from the controllable range for some reason, or when an abnormality such as a failure occurs in the control means, normal control is performed. There is a problem that it may not be possible.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より安定して正常な制御を行うことができる波長可変光源の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a control device and a control method for a wavelength tunable light source that can perform normal control more stably.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る波長可変光源の制御装置は、温度制御によってレーザ発振波長を変更できる波長可変光源の制御装置であって、前記波長可変光源の温度をモニタする温度モニタ部と、前記モニタした温度と目標温度とを比較し、その結果を温度モニタフィードバック制御値として出力する温度比較部と、前記波長光源が出力するレーザ光の波長をモニタする波長モニタ部と、前記モニタした波長と目標波長とを比較し、その結果を波長モニタフィードバック制御値として出力する波長比較部と、前記波長可変光源の温度制御のための目標制御値をフィードフォワード制御値として出力する電流目標値入力部と、前記温度モニタフィードバック制御値、前記波長モニタフィードバック制御値、および前記フィードフォワード制御値が入力され、前記3つの制御値のうち一つを選択的に切り替えて出力する制御方式選択部と、前記選択的に出力された制御値が入力され、該入力された制御値によって前記波長可変光源の温度を制御する温度制御部と、前記制御方式選択部の前記選択的な出力を制御する主制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a wavelength tunable light source control device according to the present invention is a wavelength tunable light source control device capable of changing a laser oscillation wavelength by temperature control, and A temperature monitoring unit that monitors temperature, a temperature comparison unit that compares the monitored temperature with a target temperature, and outputs the result as a temperature monitor feedback control value, and monitors the wavelength of the laser light output from the wavelength light source A wavelength monitor unit, a wavelength comparison unit that compares the monitored wavelength with a target wavelength and outputs the result as a wavelength monitor feedback control value, and a feedforward control of a target control value for temperature control of the wavelength variable light source Current target value input unit that outputs as a value, the temperature monitor feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and The feedforward control value is input, a control method selection unit that selectively switches and outputs one of the three control values, and the selectively output control value is input and the input control A temperature control unit that controls the temperature of the wavelength tunable light source according to a value, and a main control unit that controls the selective output of the control method selection unit.

本発明に係る波長可変光源の制御装置は、上記発明において、前記主制御部は、前記制御方式選択部が前記温度モニタフィードバック制御値と前記波長モニタフィードバック制御値とで出力を切り替える場合には、前記フィードフォワード制御値を選択的に出力してから、前記出力の切り替えを行うように制御することを特徴とする。   The control apparatus for a wavelength tunable light source according to the present invention, in the above invention, the main control unit, when the control method selection unit switches the output between the temperature monitor feedback control value and the wavelength monitor feedback control value, Control is performed so that the output is switched after the feedforward control value is selectively output.

本発明に係る波長可変光源の制御装置は、上記発明において、前記制御方式選択部が選択的に出力する制御値を切り替える場合に、切り替え後の制御値に係る波長モニタ部または温度モニタにおけるモニタ異常を切り替え前に検出する波長モニタ異常検出部または温度モニタ異常検出部をさらに備えることを特徴とする。   The control apparatus for a wavelength tunable light source according to the present invention provides a monitor abnormality in the wavelength monitor unit or the temperature monitor related to the control value after switching when the control value selectively output by the control method selection unit is switched in the above invention. A wavelength monitor abnormality detecting unit or a temperature monitor abnormality detecting unit for detecting the temperature before switching.

本発明に係る波長可変光源の制御装置は、上記発明において、前記波長モニタ異常検出部または前記温度モニタ異常検出部がモニタ異常を検出した場合には、前記主制御部は、前記制御方式選択部が前記フィードフォワード制御値を選択的に出力するように制御することを特徴とする。   When the wavelength monitor abnormality detecting unit or the temperature monitor abnormality detecting unit detects a monitor abnormality in the above-described invention, the main control unit is configured to control the control method selection unit. Is controlled to selectively output the feedforward control value.

本発明に係る波長可変光源の制御装置は、上記発明において、前記目標制御値は、前記フィードフォワード制御値の選択的な出力の直前における切り替え前の制御値に対応する値または予め定められた値であることを特徴とする。   In the control apparatus for a wavelength tunable light source according to the present invention, in the above invention, the target control value is a value corresponding to a control value before switching immediately before the selective output of the feedforward control value or a predetermined value. It is characterized by being.

本発明に係る波長可変光源の制御方法は、温度制御によってレーザ発振波長を変更できる波長可変光源の制御方法であって、前記波長可変光源の温度をモニタする温度モニタ工程と、前記モニタした温度と目標温度とを比較し、その結果を温度モニタフィードバック制御値として出力する温度比較工程と、前記波長光源が出力するレーザ光の波長をモニタする波長モニタ工程と、前記モニタした波長と目標波長とを比較し、その結果を波長モニタフィードバック制御値として出力する波長比較工程と、前記波長可変光源の温度制御のための目標制御値をフィードフォワード制御値として出力する電流目標値入力工程と、前記温度モニタフィードバック制御値、前記波長モニタフィードバック制御値、および前記フィードフォワード制御値のうち一つを選択する制御方式選択工程と、前記選択された制御値によって前記波長可変光源の温度を調整する温度調整工程と、を含むことを特徴とする。   A wavelength tunable light source control method according to the present invention is a wavelength tunable light source control method capable of changing a laser oscillation wavelength by temperature control, the temperature monitoring step of monitoring the temperature of the wavelength tunable light source, and the monitored temperature. A temperature comparison step of comparing the target temperature and outputting the result as a temperature monitor feedback control value; a wavelength monitoring step of monitoring the wavelength of the laser beam output from the wavelength light source; and the monitored wavelength and the target wavelength. A wavelength comparison step for comparing and outputting the result as a wavelength monitor feedback control value; a current target value input step for outputting a target control value for temperature control of the wavelength tunable light source as a feedforward control value; and the temperature monitor The feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and the feedforward control value A control mode selection step of selecting one, characterized in that it comprises a temperature adjustment step of adjusting the temperature of the wavelength tunable light source according to the selected control value.

本発明によれば、より安定して正常な制御を行うことができる波長可変光源の制御装置および制御方法を実現することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to realize a control device and a control method for a wavelength tunable light source that can perform more stable and normal control.

図1は、実施の形態に係る波長可変レーザ装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wavelength tunable laser device according to an embodiment. 図2は、図1に示す波長可変レーザ装置における波長可変レーザ素子の制御例1を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing a control example 1 of the wavelength tunable laser element in the wavelength tunable laser apparatus shown in FIG. 図3は、図1に示す波長可変レーザ装置における波長可変レーザ素子の制御例2を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a control example 2 of the wavelength tunable laser element in the wavelength tunable laser apparatus shown in FIG. 図4は、図1に示す波長可変レーザ装置における波長可変レーザ素子の制御例3を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing a control example 3 of the wavelength tunable laser element in the wavelength tunable laser apparatus shown in FIG. 図5は、図1に示す波長可変レーザ装置における波長可変レーザ素子の制御例4を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a control example 4 of the wavelength tunable laser element in the wavelength tunable laser apparatus shown in FIG.

以下に、図面を参照して本発明に係る波長可変光源の制御装置および制御方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。   Embodiments of a control device and a control method for a wavelength tunable light source according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected suitably to the same or corresponding element.

(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る波長可変レーザ装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、波長可変レーザ装置100は、レーザモジュール10と、レーザモジュール10を制御する制御装置20とを備えている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wavelength tunable laser device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wavelength tunable laser device 100 includes a laser module 10 and a control device 20 that controls the laser module 10.

レーザモジュール10は、半導体レーザ素子11と、光カプラ12と、感温素子13と、冷却加熱素子14とを備えている。   The laser module 10 includes a semiconductor laser element 11, an optical coupler 12, a temperature sensitive element 13, and a cooling heating element 14.

半導体レーザ素子11は、レーザダイオード(LD)であり、温度制御によってレーザ発振波長を変更できる波長可変光源である。半導体レーザ素子11は、たとえば光通信に用いられる波長(たとえば1530nm〜1610nmの波長)のレーザ光L1を出力する。   The semiconductor laser element 11 is a laser diode (LD) and is a wavelength tunable light source that can change the laser oscillation wavelength by temperature control. The semiconductor laser element 11 outputs laser light L1 having a wavelength (for example, a wavelength of 1530 nm to 1610 nm) used for optical communication, for example.

光カプラ12は、レーザ光L1が入力され、その光強度の大部分をレーザ光L2として波長可変レーザ装置100の外部に出力し、残りの一部(たとえば1%〜5%)をモニタ光L3、L4として波長可変レーザ装置100の制御装置20に出力する。   The optical coupler 12 receives the laser light L1, outputs most of the light intensity as laser light L2 to the outside of the wavelength tunable laser device 100, and the remaining part (for example, 1% to 5%) of the monitor light L3. , L4 is output to the control device 20 of the wavelength tunable laser device 100.

感温素子13は、たとえばサーミスタや熱電対などであり、半導体レーザ素子11の近傍に配置されて半導体レーザ素子11の温度をモニタするための素子である。冷却加熱素子14は、たとえばペルチェ素子などの電子冷却素子とヒータとで構成されており、半導体レーザ素子11の近傍に配置されて半導体レーザ素子11の温度を制御するための素子である。   The temperature-sensitive element 13 is, for example, a thermistor or a thermocouple, and is an element that is disposed in the vicinity of the semiconductor laser element 11 and monitors the temperature of the semiconductor laser element 11. The cooling heating element 14 is composed of, for example, an electronic cooling element such as a Peltier element and a heater, and is disposed in the vicinity of the semiconductor laser element 11 to control the temperature of the semiconductor laser element 11.

つぎに、制御装置20について説明する。制御装置20は、温度モニタ部を構成する温度モニタ回路21aと、温度モニタ異常検出部である温度モニタ異常検出回路21bと、レーザ温度目標値入力部21cと、温度比較部である比較部21dと、波長モニタ部を構成する波長基準器22aおよび波長モニタ回路22bと、波長モニタ異常検出部である波長モニタ異常検出回路22cと、波長目標値入力部22dと、波長比較部である比較部22eと、電流目標値入力部23と、制御方式選択部である制御方式選択回路24と、温度制御部を構成する電流制御回路25と、主制御部である制御器26とを備えている。   Next, the control device 20 will be described. The control device 20 includes a temperature monitor circuit 21a that constitutes a temperature monitor unit, a temperature monitor abnormality detection circuit 21b that is a temperature monitor abnormality detection unit, a laser temperature target value input unit 21c, and a comparison unit 21d that is a temperature comparison unit. The wavelength reference unit 22a and the wavelength monitor circuit 22b constituting the wavelength monitor unit, the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c as the wavelength monitor abnormality detection unit, the wavelength target value input unit 22d, and the comparison unit 22e as the wavelength comparison unit The current target value input unit 23, a control method selection circuit 24 that is a control method selection unit, a current control circuit 25 that constitutes a temperature control unit, and a controller 26 that is a main control unit.

はじめに、温度モニタに関連する構成および作用について説明する。
温度モニタ回路21aは、感温素子13と接続されており、感温素子13からの入力に基づいて半導体レーザ素子11の温度をモニタし、モニタ温度を示す値を比較部21d、温度モニタ異常検出回路21bに出力する。レーザ温度目標値入力部21cは、後述する制御器26からの命令に基づいて、レーザ温度目標値(目標温度)を設定し、比較部21dに出力する。比較部21dは、レーザ温度目標値入力部21cから入力された目標温度と、温度モニタ回路21aからの入力値に対応するモニタ温度とを比較し、その結果を温度モニタフィードバック制御値として制御方式選択回路24に出力する。
First, the configuration and operation related to the temperature monitor will be described.
The temperature monitor circuit 21 a is connected to the temperature sensing element 13, monitors the temperature of the semiconductor laser element 11 based on the input from the temperature sensing element 13, compares the value indicating the monitor temperature with the comparison unit 21 d, and detects temperature monitor abnormality. Output to the circuit 21b. The laser temperature target value input unit 21c sets a laser temperature target value (target temperature) based on a command from the controller 26 described later, and outputs the laser temperature target value to the comparison unit 21d. The comparison unit 21d compares the target temperature input from the laser temperature target value input unit 21c with the monitor temperature corresponding to the input value from the temperature monitor circuit 21a, and selects the control method as the temperature monitor feedback control value. Output to the circuit 24.

一方、温度モニタ異常検出回路21bは、温度モニタ回路21aから入力された値から、温度のモニタ異常を検出し、制御器26に出力する。   On the other hand, the temperature monitor abnormality detection circuit 21 b detects a temperature monitor abnormality from the value input from the temperature monitor circuit 21 a and outputs it to the controller 26.

つぎに、波長モニタに関連する構成および作用について説明する。
波長基準器22aは、光カプラ12からのモニタ光L3が入力されて、モニタ光L3の波長に応じたモニタ光L5を出力する。波長基準器22aはたとえばエタロンフィルタであり、モニタ光L3が入力されるとその波長弁別特性に応じてモニタ光L3の光強度を減衰させてモニタ光L5として出力する。
Next, the configuration and operation related to the wavelength monitor will be described.
The wavelength reference unit 22a receives the monitor light L3 from the optical coupler 12, and outputs the monitor light L5 corresponding to the wavelength of the monitor light L3. The wavelength reference device 22a is, for example, an etalon filter. When the monitor light L3 is input, the light intensity of the monitor light L3 is attenuated according to the wavelength discrimination characteristic and output as the monitor light L5.

波長モニタ回路22bは、モニタ光L4、L5をそれぞれ受光する受光器と、前記受光器が受光したモニタ光L4、L5の強度をこれらの比を取ることによって比較して、その比較結果を基にレーザ光L1の波長をモニタし、比較部22e、波長モニタ異常検出回路22cにモニタ波長を示す値(たとえば、モニタ光L5とモニタ光L4との強度比)を出力する。波長基準器22aと波長モニタ回路22bとはいわゆる波長ロッカーを構成している。   The wavelength monitor circuit 22b compares the intensity of the monitor light L4 and L5 received by the light receiver that receives the monitor lights L4 and L5, respectively, by taking the ratio of these, and based on the comparison result The wavelength of the laser light L1 is monitored, and a value indicating the monitor wavelength (for example, the intensity ratio between the monitor light L5 and the monitor light L4) is output to the comparison unit 22e and the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c. The wavelength reference device 22a and the wavelength monitor circuit 22b constitute a so-called wavelength locker.

波長目標値入力部22dは、制御器26からの指令に基づいて、波長目標値(目標波長)を設定し、比較部22eに出力する。比較部22eは、波長目標値入力部22dから入力された目標波長と、波長モニタ回路22bからの入力値に対応するモニタ波長とを比較し、その結果を波長モニタフィードバック制御値として制御方式選択回路24に出力する。   The wavelength target value input unit 22d sets a wavelength target value (target wavelength) based on a command from the controller 26, and outputs it to the comparison unit 22e. The comparison unit 22e compares the target wavelength input from the wavelength target value input unit 22d with the monitor wavelength corresponding to the input value from the wavelength monitor circuit 22b, and uses the result as a wavelength monitor feedback control value as a control method selection circuit. 24.

一方、波長モニタ異常検出回路22cは、波長モニタ回路22bから入力された値から、波長のモニタ異常を検出し、制御器26に出力する。   On the other hand, the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c detects a wavelength monitor abnormality from the value input from the wavelength monitor circuit 22b and outputs it to the controller 26.

また、電流目標値入力部23は、制御器26からの命令に基づいて、半導体レーザ素子11の温度制御のための目標制御値である電流目標値を設定し、これをフィードフォワード制御値として制御方式選択回路24に出力する。   Further, the current target value input unit 23 sets a current target value that is a target control value for temperature control of the semiconductor laser element 11 based on a command from the controller 26, and controls this as a feedforward control value. The data is output to the system selection circuit 24.

制御方式選択回路24は、温度モニタフィードバック制御値、波長モニタフィードバック制御値、およびフィードフォワード制御値が入力される。そして、制御方式選択回路24は、制御器26からの命令に基づいて、3つの制御値のうち一つを選択的に切り替えて出力する。   The control method selection circuit 24 receives the temperature monitor feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and the feedforward control value. The control method selection circuit 24 selectively switches and outputs one of the three control values based on a command from the controller 26.

電流制御回路25は、制御方式選択回路24から、選択された制御値が入力され、この制御値に応じた値の電流を冷却加熱素子14に与える。これによって、冷却加熱素子14は半導体レーザ素子11を加熱または冷却し、所定の温度に制御する。   The current control circuit 25 receives the selected control value from the control method selection circuit 24 and supplies the cooling heating element 14 with a current having a value corresponding to the control value. Thereby, the cooling heating element 14 heats or cools the semiconductor laser element 11 and controls it to a predetermined temperature.

制御器26は、制御方式選択回路24の制御や、半導体レーザ素子11への駆動電流の供給を行う。   The controller 26 controls the control method selection circuit 24 and supplies drive current to the semiconductor laser element 11.

なお、温度モニタ回路21a、温度モニタ異常検出回路21b、波長モニタ回路22bおよび波長モニタ異常検出回路22cはたとえばアナログ回路で構成することができる。また、レーザ温度目標値入力部21c、比較部21d、波長目標値入力部22d、比較部22e、電流目標値入力部23、制御方式選択回路24、電流制御回路25および制御器26は、単一または複数のマイクロコントローラで構成することができる。   Note that the temperature monitor circuit 21a, the temperature monitor abnormality detection circuit 21b, the wavelength monitor circuit 22b, and the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c can be configured by analog circuits, for example. The laser temperature target value input unit 21c, the comparison unit 21d, the wavelength target value input unit 22d, the comparison unit 22e, the current target value input unit 23, the control method selection circuit 24, the current control circuit 25, and the controller 26 are a single unit. Or it can comprise a plurality of microcontrollers.

つぎに、波長可変レーザ装置100における、制御装置20によるレーザモジュール10の制御方法について説明する。   Next, a method for controlling the laser module 10 by the control device 20 in the wavelength tunable laser device 100 will be described.

まず、制御器26は、半導体レーザ素子11へ駆動電流を供給する。これによって半導体レーザ素子11は所定のレーザ発振波長のレーザ光L1を出力する。   First, the controller 26 supplies a drive current to the semiconductor laser element 11. As a result, the semiconductor laser element 11 outputs laser light L1 having a predetermined laser oscillation wavelength.

つぎに、温度モニタ回路21aは、感温素子13からの入力に基づいて半導体レーザ素子11の温度をモニタし、モニタ温度を示す値を比較部21d、温度モニタ異常検出回路21bに出力する。なお、温度モニタ回路21aがアナログ回路で構成される場合は、モニタ温度は、比較部21dや温度モニタ異常検出回路21bに内蔵されたまたは別途設けられたADコンバータによりAD変換されてから入力される。レーザ温度目標値入力部21cは、制御器26からの命令に基づいて、レーザ温度目標値(目標温度)を設定し、比較部21dに出力する。なお、レーザ温度目標値入力部21cは、演算または内部に記憶されているテーブルデータを用いて目標温度を設定する。ここで、目標温度とは、レーザ光L1が目標波長となっている時の半導体レーザ素子11の温度である。   Next, the temperature monitor circuit 21a monitors the temperature of the semiconductor laser element 11 based on the input from the temperature sensing element 13, and outputs a value indicating the monitor temperature to the comparison unit 21d and the temperature monitor abnormality detection circuit 21b. When the temperature monitor circuit 21a is constituted by an analog circuit, the monitor temperature is input after AD conversion is performed by an AD converter built in the comparison unit 21d or the temperature monitor abnormality detection circuit 21b or provided separately. . The laser temperature target value input unit 21c sets a laser temperature target value (target temperature) based on a command from the controller 26, and outputs it to the comparison unit 21d. The laser temperature target value input unit 21c sets a target temperature using calculation or table data stored therein. Here, the target temperature is the temperature of the semiconductor laser element 11 when the laser beam L1 has a target wavelength.

つぎに、比較部21dは、目標温度と入力値に対応するモニタ温度とを比較し、その結果を温度モニタフィードバック制御値として制御方式選択回路24に出力する。具体的には、比較部21dは、目標温度とモニタ温度との偏差を算出し、その偏差がゼロに近づけるような制御値を温度モニタフィードバック制御値として出力する。   Next, the comparison unit 21d compares the target temperature with the monitor temperature corresponding to the input value, and outputs the result to the control method selection circuit 24 as a temperature monitor feedback control value. Specifically, the comparison unit 21d calculates a deviation between the target temperature and the monitor temperature, and outputs a control value such that the deviation approaches zero as a temperature monitor feedback control value.

一方、波長モニタ回路22bは、光カプラ12、波長基準器22aから入力するモニタ光L4、L5に基づいてレーザ光L1をモニタし、モニタ波長に対応する値を比較部22e、波長モニタ異常検出回路22cに出力する。なお、波長モニタ回路22bがアナログ回路で構成される場合は、モニタ波長は、比較部22eや波長モニタ異常検出回路22cに内蔵されたまたは別途設けられたADコンバータによりAD変換されてから入力される。波長目標値入力部22dは、制御器26からの命令に基づいて、レーザ光L1の目標波長を設定し、比較部22eに出力する。   On the other hand, the wavelength monitor circuit 22b monitors the laser light L1 based on the monitor light L4 and L5 input from the optical coupler 12 and the wavelength reference device 22a, and compares the value corresponding to the monitor wavelength with the comparison unit 22e and the wavelength monitor abnormality detection circuit. To 22c. When the wavelength monitor circuit 22b is formed of an analog circuit, the monitor wavelength is input after AD conversion is performed by an AD converter built in the comparison unit 22e or the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c or provided separately. . The wavelength target value input unit 22d sets the target wavelength of the laser light L1 based on a command from the controller 26, and outputs the target wavelength to the comparison unit 22e.

つぎに、比較部22eは、目標波長と入力値に対応するモニタ波長とを比較し、その結果を波長モニタフィードバック制御値として制御方式選択回路24に出力する。具体的には、比較部22eは、目標波長とモニタ波長との偏差を算出し、その偏差がゼロに近づけるような制御値を波長モニタフィードバック制御値として出力する。   Next, the comparison unit 22e compares the target wavelength with the monitor wavelength corresponding to the input value, and outputs the result to the control method selection circuit 24 as a wavelength monitor feedback control value. Specifically, the comparison unit 22e calculates a deviation between the target wavelength and the monitor wavelength, and outputs a control value such that the deviation approaches zero as a wavelength monitor feedback control value.

一方、電流目標値入力部23は、制御器26からの命令に基づいて、フィードフォワード制御値としての電流目標値を設定し、制御方式選択回路24に出力する。なお、電流目標値入力部23は、演算または内部に記憶されているテーブルデータを用いて電流目標値を設定する。このフィードフォワード制御値は、レーザ光L1が目標波長となっている時の半導体レーザ素子11の温度を実現するための制御値である。   On the other hand, the current target value input unit 23 sets a current target value as a feedforward control value based on a command from the controller 26, and outputs it to the control method selection circuit 24. The current target value input unit 23 sets the current target value using calculation or table data stored therein. This feedforward control value is a control value for realizing the temperature of the semiconductor laser element 11 when the laser beam L1 has the target wavelength.

つぎに、制御方式選択回路24は、制御器26からの命令に基づいて、温度モニタフィードバック制御値、波長モニタフィードバック制御値、およびフィードフォワード制御値の3つの制御値のうち一つを選択的に切り替えて出力する。   Next, the control method selection circuit 24 selectively selects one of the three control values of the temperature monitor feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and the feedforward control value based on the command from the controller 26. Switch to output.

つぎに、電流制御回路25は、制御方式選択回路24から、選択された制御値が入力され、この制御値に応じた値の電流を冷却加熱素子14に与える。ここで、制御値が温度モニタフィードバック制御値である時は、冷却加熱素子14に与えられる電流値は、目標温度とモニタ温度との偏差がゼロに近づくように半導体レーザ素子11の温度をフィードバック制御するための電流値である。また、制御値が波長モニタフィードバック制御値である時は、冷却加熱素子14に与えられる電流値は、目標波長とモニタ波長との偏差がゼロに近づくように半導体レーザ素子11の温度をフィードバック制御するための電流値である。また、制御値がフィードフォワード制御値である時は、冷却加熱素子14に与えられる電流値は、レーザ光L1が目標波長となっている時の半導体レーザ素子11の温度にフィードフォワード制御するための電流値である。   Next, the current control circuit 25 receives the selected control value from the control method selection circuit 24, and supplies the cooling heating element 14 with a current having a value corresponding to the control value. Here, when the control value is the temperature monitor feedback control value, the current value applied to the cooling heating element 14 is feedback control of the temperature of the semiconductor laser element 11 so that the deviation between the target temperature and the monitor temperature approaches zero. Current value for When the control value is the wavelength monitor feedback control value, the current value given to the cooling heating element 14 feedback-controls the temperature of the semiconductor laser element 11 so that the deviation between the target wavelength and the monitor wavelength approaches zero. Current value. When the control value is a feedforward control value, the current value applied to the cooling heating element 14 is feedforward controlled to the temperature of the semiconductor laser element 11 when the laser light L1 has a target wavelength. Current value.

本実施の形態に係る波長可変レーザ装置100では、温度モニタフィードバック制御値、波長モニタフィードバック制御値、およびフィードフォワード制御値の3つの制御値のうち一つを選択し、半導体レーザ素子11の温度を制御するようにしている。これによって、たとえばいずれかの制御部に異常が有る場合などでも、それに影響されること無く他の正常な制御を選択して行うことができ、たとえば制御の暴走を防止できる。特に、フィードフォワード制御については、モニタ回路の状態によらず電流制御回路25に対して一定の目標電流値を直接与えることができるので、他のフィードバック制御よりも制御の不安定状態が発生しにくい。その結果、本実施の形態に係る波長可変レーザ装置100では、半導体レーザ素子11のレーザ光L1の波長の安定して正常な制御を行うことができる。   In the tunable laser apparatus 100 according to the present embodiment, one of the three control values of the temperature monitor feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and the feedforward control value is selected, and the temperature of the semiconductor laser element 11 is set. I try to control it. As a result, even when there is an abnormality in one of the control units, for example, other normal control can be selected and performed without being affected by it, and for example, control runaway can be prevented. In particular, for feedforward control, a constant target current value can be directly given to the current control circuit 25 regardless of the state of the monitor circuit, so that an unstable state of control is less likely to occur than with other feedback control. . As a result, in the wavelength tunable laser device 100 according to the present embodiment, stable and normal control of the wavelength of the laser light L1 of the semiconductor laser element 11 can be performed.

なお、温度モニタ異常検出回路21bが、温度モニタ回路21aから入力された値から、温度のモニタ異常を検出した場合は、異常検出を示す信号を制御器26に出力する。温度のモニタ異常とは、たとえばモニタした温度が制御可能な範囲(正常な範囲)から外れている場合などである。ここで、正常な範囲とは、半導体レーザ素子11の温度制御範囲であるたとえば20℃から60℃に設定してもよいし、設計時に決めた温度モニタ回路21aの出力範囲である−10℃から90℃等に設定してもよい。そして、制御器26は、温度のモニタ異常を示す信号が入力された場合は、制御方式選択回路24を制御して、フィードフォワード制御値を選択して出力するようにしてもよい。   When the temperature monitor abnormality detection circuit 21b detects a temperature monitor abnormality from the value input from the temperature monitor circuit 21a, it outputs a signal indicating abnormality detection to the controller 26. The temperature monitoring abnormality is, for example, a case where the monitored temperature is out of a controllable range (normal range). Here, the normal range may be set, for example, from 20 ° C. to 60 ° C., which is the temperature control range of the semiconductor laser element 11, or from −10 ° C., which is the output range of the temperature monitor circuit 21a determined at the time of design. You may set to 90 degreeC etc. And the controller 26 may control the control system selection circuit 24, and may select and output a feedforward control value, when the signal which shows temperature monitoring abnormality is input.

また、波長モニタ異常検出回路22cが、波長モニタ回路22bから入力された値から、波長のモニタ異常を検出した場合は、異常検出を示す信号を制御器26に出力する。波長のモニタ異常とは、たとえばモニタした波長が制御可能な範囲(正常な範囲)から外れている場合などである。ここで、正常な範囲とは、波長基準器22aの消光比で決まる波長モニタの範囲である0.2から0.8等に設定してもよいし、設計時に決めた波長モニタ回路22bの出力範囲である0.01〜5等に設定してもよい。そして、制御器26は、波長のモニタ異常を示す信号が入力された場合は、制御方式選択回路24を制御して、フィードフォワード制御値を選択して出力するようにしてもよい。   When the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c detects a wavelength monitor abnormality from the value input from the wavelength monitor circuit 22b, it outputs a signal indicating abnormality detection to the controller 26. The wavelength monitoring abnormality is, for example, a case where the monitored wavelength is out of a controllable range (normal range). Here, the normal range may be set from 0.2 to 0.8, which is a wavelength monitor range determined by the extinction ratio of the wavelength reference device 22a, or the output of the wavelength monitor circuit 22b determined at the time of design. You may set to 0.01-5 etc. which are the range. Then, when a signal indicating a wavelength monitor abnormality is input, the controller 26 may control the control method selection circuit 24 to select and output a feedforward control value.

以下、本実施の形態に係る波長可変レーザ装置100における半導体レーザ素子11の制御例を説明する。   Hereinafter, a control example of the semiconductor laser element 11 in the wavelength tunable laser device 100 according to the present embodiment will be described.

(制御例1)
図2は、波長可変レーザ装置100における半導体レーザ素子11の制御例1を示すフロー図である。
(Control example 1)
FIG. 2 is a flowchart showing a control example 1 of the semiconductor laser element 11 in the wavelength tunable laser device 100.

はじめに、ステップS101において、制御方式選択回路24が温度モニタフィードバック制御値を選択して電流制御回路25に出力することによって、制御装置20は温度モニタフィードバック制御を行う。   First, in step S101, the control method selection circuit 24 selects a temperature monitor feedback control value and outputs it to the current control circuit 25, whereby the control device 20 performs temperature monitor feedback control.

つぎに、ステップS102において、制御器26は、たとえば外部信号による命令等の外部要因などによりモニタ回路を切り替える要求があるかどうかを確認する。ここで、外部要因とは、たとえば光オン命令や波長安定化制御命令である。光オン命令とは、制御器26に半導体レーザ素子11への駆動電流を供給させて半導体レーザ素子11からレーザ光L1を出力させる命令である。この命令によりレーザ光L1が出力されるので、波長モニタフィードバック制御が可能になる。また、波長安定化制御命令とは、制御装置20に波長モニタフィードバック制御をさせるための命令である。   Next, in step S102, the controller 26 checks whether or not there is a request to switch the monitor circuit due to an external factor such as a command by an external signal. Here, the external factor is, for example, a light-on command or a wavelength stabilization control command. The light-on command is a command for causing the controller 26 to supply a drive current to the semiconductor laser element 11 and outputting the laser light L1 from the semiconductor laser element 11. Since this command outputs the laser beam L1, wavelength monitor feedback control becomes possible. The wavelength stabilization control command is a command for causing the control device 20 to perform wavelength monitor feedback control.

要求が無い場合(ステップS102、No)は温度モニタフィードバック制御を継続して行う。要求がある場合(ステップS102、Yes)は、制御器26は、制御方式選択回路24がフィードフォワード制御値を選択して電流制御回路25に出力するように制御方式選択回路24を制御する。これによって、制御装置20はフィードフォワード制御(電流指示値フィードフォワード制御)を行う(ステップS103)。   When there is no request | requirement (step S102, No), temperature monitor feedback control is performed continuously. When there is a request (step S102, Yes), the controller 26 controls the control method selection circuit 24 so that the control method selection circuit 24 selects the feedforward control value and outputs it to the current control circuit 25. Thereby, the control apparatus 20 performs feedforward control (current instruction value feedforward control) (step S103).

つぎに、ステップS104において、制御器26は、波長モニタ異常検出回路22cからの信号の入力により、波長のモニタ異常が無いかどうか(正常であるかどうか)を確認する。正常である場合(ステップS104、Yes)は、制御器26は、制御方式選択回路24が波長モニタフィードバック制御値を選択して電流制御回路25に出力するように制御方式選択回路24を制御する。これによって、制御装置20は波長モニタフィードバック制御を行う(ステップS105)。正常で無い場合(ステップS104、No)はステップS103に戻り、制御装置20は電流指示値フィードフォワード制御を行う。   Next, in step S104, the controller 26 confirms whether or not there is a wavelength monitoring abnormality (normal or not) by inputting a signal from the wavelength monitoring abnormality detection circuit 22c. If normal (step S104, Yes), the controller 26 controls the control method selection circuit 24 so that the control method selection circuit 24 selects the wavelength monitor feedback control value and outputs it to the current control circuit 25. Thereby, the control device 20 performs wavelength monitor feedback control (step S105). When it is not normal (step S104, No), it returns to step S103 and the control apparatus 20 performs electric current instruction value feedforward control.

この制御例1では、温度モニタフィードバック制御から波長モニタフィードバック制御へ制御を切り替える(すなわち電流制御回路25の出力を温度モニタフィードバック制御値から波長モニタフィードバック制御値へ切り替える)場合には、フィードフォワード制御値を出力して電流指示値フィードフォワード制御を行ってから、切り替えを行うようにしている。このように、切り替え時には電流制御回路25に対して一定の目標電流値を直接与える電流指示値フィードフォワード制御を介するようにすることで、制御が不安定になることが防止される。さらには、電流指示値フィードフォワード制御を行っている間にモニタ回路の異常検出や回路状態の調整等の不連続な処理を実施することができる。   In this control example 1, when the control is switched from the temperature monitor feedback control to the wavelength monitor feedback control (that is, the output of the current control circuit 25 is switched from the temperature monitor feedback control value to the wavelength monitor feedback control value), the feedforward control value Is output and current instruction value feedforward control is performed, and then switching is performed. As described above, the control is prevented from becoming unstable by performing the current instruction value feedforward control that directly gives a constant target current value to the current control circuit 25 at the time of switching. Furthermore, discontinuous processing such as monitoring circuit abnormality detection and circuit state adjustment can be performed during the current instruction value feedforward control.

(制御例2)
図3は、波長可変レーザ装置100における半導体レーザ素子11の制御例2を示すフロー図である。
(Control example 2)
FIG. 3 is a flowchart showing a control example 2 of the semiconductor laser element 11 in the wavelength tunable laser device 100.

はじめに、ステップS201において、制御方式選択回路24が波長モニタフィードバック制御値を選択して電流制御回路25に出力することによって、制御装置20は波長モニタフィードバック制御を行う。   First, in step S201, the control device selection circuit 24 selects a wavelength monitor feedback control value and outputs it to the current control circuit 25, whereby the control device 20 performs wavelength monitor feedback control.

つぎに、ステップS202において、制御器26は、たとえば外部信号による命令等の外部要因などによりモニタ回路を切り替える要求があるかどうかを確認する。ここで、外部要因とは、たとえば光オフ命令、波長異常、光出力異常、温度異常である。光オフ命令とは、制御器26に半導体レーザ素子11への駆動電流の供給を停止させる命令である。この命令によりレーザ光L1の出力が停止されるので、波長モニタフィードバック制御が不可能になる。また、波長異常、光出力異常、または温度異常とは、レーザ光L1の波長、レーザ光の強度、または半導体レーザ素子11の温度が制御可能な範囲から外れている状態であり、波長モニタ異常検出回路22cまたは温度モニタ異常検出回路21bで検出される。   Next, in step S202, the controller 26 checks whether or not there is a request to switch the monitor circuit due to an external factor such as a command by an external signal. Here, the external factors are, for example, a light off command, a wavelength abnormality, a light output abnormality, and a temperature abnormality. The light off command is a command for causing the controller 26 to stop supplying the drive current to the semiconductor laser element 11. Since this command stops the output of the laser beam L1, wavelength monitor feedback control becomes impossible. Further, the wavelength abnormality, the light output abnormality, or the temperature abnormality is a state in which the wavelength of the laser light L1, the intensity of the laser light, or the temperature of the semiconductor laser element 11 is outside the controllable range, and the wavelength monitor abnormality is detected. It is detected by the circuit 22c or the temperature monitor abnormality detection circuit 21b.

要求が無い場合(ステップS202、No)は波長モニタフィードバック制御を継続して行う。要求がある場合(ステップS202、Yes)は、制御器26は、制御方式選択回路24がフィードフォワード制御値を選択して電流制御回路25に出力するように制御方式選択回路24を制御する。これによって、制御装置20は電流指示値フィードフォワード制御を行う(ステップS203)。   When there is no request (step S202, No), the wavelength monitor feedback control is continued. When there is a request (step S202, Yes), the controller 26 controls the control method selection circuit 24 so that the control method selection circuit 24 selects the feedforward control value and outputs it to the current control circuit 25. Thus, the control device 20 performs current instruction value feedforward control (step S203).

つぎに、ステップS204において、制御器26は、温度モニタ異常検出回路21bからの信号の入力により、温度のモニタ異常が無いかどうかを確認する。正常である場合(ステップS204、Yes)は、制御器26は、制御方式選択回路24が温度モニタフィードバック制御値を選択して電流制御回路25に出力するように制御方式選択回路24を制御する。これによって、制御装置20は温度モニタフィードバック制御を行う(ステップS205)。正常で無い場合(ステップS204、No)はステップS203に戻り、制御装置20は電流指示値フィードフォワード制御を行う。   Next, in step S204, the controller 26 confirms whether or not there is a temperature monitoring abnormality by inputting a signal from the temperature monitoring abnormality detecting circuit 21b. If normal (step S204, Yes), the controller 26 controls the control method selection circuit 24 so that the control method selection circuit 24 selects the temperature monitor feedback control value and outputs it to the current control circuit 25. Thereby, the control device 20 performs temperature monitor feedback control (step S205). When it is not normal (step S204, No), it returns to step S203 and the control apparatus 20 performs electric current instruction value feedforward control.

この制御例2では、波長モニタフィードバック制御から温度モニタフィードバック制御へ制御を切り替える場合には、フィードフォワード制御値を出力して電流指示値フィードフォワード制御を行ってから、切り替えを行うようにしている。これによって、制御例1と同様に、制御が不安定になることが防止される。さらには、電流指示値フィードフォワード制御を行っている間に不連続な処理を実施することができる。   In this control example 2, when the control is switched from the wavelength monitor feedback control to the temperature monitor feedback control, the feed forward control value is output and the current instruction value feed forward control is performed, and then the switching is performed. This prevents the control from becoming unstable as in Control Example 1. Furthermore, discontinuous processing can be performed while performing the current instruction value feedforward control.

(制御例3)
図4は、波長可変レーザ装置100における半導体レーザ素子11の制御例3を示すフロー図である。
(Control example 3)
FIG. 4 is a flowchart showing a control example 3 of the semiconductor laser element 11 in the wavelength tunable laser device 100.

はじめに、ステップS301において、制御装置20は温度モニタフィードバック制御を行う。   First, in step S301, the control device 20 performs temperature monitor feedback control.

つぎに、ステップS302において、制御器26は、モニタ回路を切り替える要求があるかどうかを確認する。要求が無い場合(ステップS302、No)は温度モニタフィードバック制御を継続して行う。要求がある場合(ステップS302、Yes)は、ステップS303を行う。ステップS303において、制御器26は、波長モニタ異常検出回路22cからの信号の入力により、波長のモニタ異常が無いかどうかを確認する。   Next, in step S302, the controller 26 checks whether or not there is a request to switch the monitor circuit. If there is no request (step S302, No), the temperature monitor feedback control is continued. If there is a request (step S302, Yes), step S303 is performed. In step S303, the controller 26 confirms whether there is any wavelength monitor abnormality by inputting a signal from the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c.

正常である場合(ステップS303、Yes)は、制御装置20は波長モニタフィードバック制御を行う(ステップS304)。正常で無い場合(ステップS303、No)は、ステップS305を行う。ステップS305において、制御器26は、温度モニタフィードバック制御を継続して行うか(温度モニタ回路21aを継続して使用するか)どうかを判断する。例えば、光オフから光オンへの過渡状態では、波長モニタ回路22bに十分な量の光が入っていないために、波長モニタ回路22bが異常と判断される可能性がある。また、ノイズにより一時的に波長モニタ回路22bが異常と判断される可能性がある。そのため、波長モニタ異常検出回路22cによる正常チェックをある一定時間以上実行する必要がある。一定時間経過後でも波長のモニタ異常があった場合には、温度モニタ回路21aを継続して使用する判断をしてもよい。   If it is normal (step S303, Yes), the control device 20 performs wavelength monitor feedback control (step S304). If not normal (step S303, No), step S305 is performed. In step S305, the controller 26 determines whether or not to continue the temperature monitor feedback control (whether or not to continue using the temperature monitor circuit 21a). For example, in a transient state from light-off to light-on, there is a possibility that the wavelength monitor circuit 22b is determined to be abnormal because a sufficient amount of light does not enter the wavelength monitor circuit 22b. Further, the wavelength monitor circuit 22b may be temporarily determined to be abnormal due to noise. Therefore, it is necessary to perform a normal check by the wavelength monitor abnormality detection circuit 22c for a certain period of time. If there is a wavelength monitoring abnormality even after a certain period of time has elapsed, it may be determined that the temperature monitoring circuit 21a should be used continuously.

継続する場合(ステップS305、Yes)は、ステップS301に戻り、温度モニタフィードバック制御を継続して行う。継続しない場合(ステップS305、No)は、制御装置20は電流指示値フィードフォワード制御を行い(ステップS306)、その後ステップS303に戻る。   When continuing (step S305, Yes), it returns to step S301 and performs temperature monitor feedback control continuously. When not continuing (step S305, No), the control apparatus 20 performs electric current command value feedforward control (step S306), and returns to step S303 after that.

この制御例3では、温度モニタフィードバック制御から波長モニタフィードバック制御へ制御を切り替える場合には、切り替え先の波長のモニタ波長異常を確認し、異常である場合には温度モニタフィードバック制御を継続して行うかまたは電流指示値フィードフォワード制御に切り替えるか判断するようにしている。これによって、制御が不安定になることがより確実に防止される。さらには、電流指示値フィードフォワード制御を行っている間にモニタ回路の異常検出や回路状態の調整等の不連続な処理を実施することができる。   In this control example 3, when the control is switched from the temperature monitor feedback control to the wavelength monitor feedback control, the monitor wavelength abnormality of the switching destination wavelength is confirmed, and if it is abnormal, the temperature monitor feedback control is continuously performed. Or whether to switch to current instruction value feedforward control. This more reliably prevents the control from becoming unstable. Furthermore, discontinuous processing such as monitoring circuit abnormality detection and circuit state adjustment can be performed during the current instruction value feedforward control.

(制御例4)
図5は、波長可変レーザ装置100における半導体レーザ素子11の制御例4を示すフロー図である。
(Control example 4)
FIG. 5 is a flowchart showing a control example 4 of the semiconductor laser element 11 in the wavelength tunable laser device 100.

はじめに、ステップS401において、制御装置20は波長モニタフィードバック制御を行う。   First, in step S401, the control device 20 performs wavelength monitor feedback control.

つぎに、ステップS402において、制御器26は、モニタ回路を切り替える要求があるかどうかを確認する。要求が無い場合(ステップS402、No)は波長モニタフィードバック制御を継続して行う。要求がある場合(ステップS402、Yes)は、制御器26は、温度モニタ異常検出回路21bからの信号の入力により、温度のモニタ異常が無いかどうかを確認する。   Next, in step S402, the controller 26 confirms whether there is a request to switch the monitor circuit. When there is no request (step S402, No), the wavelength monitor feedback control is continued. When there is a request (step S402, Yes), the controller 26 confirms whether or not there is a temperature monitor abnormality by inputting a signal from the temperature monitor abnormality detection circuit 21b.

正常である場合(ステップS403、Yes)は、制御装置20は温度モニタフィードバック制御を行う(ステップS404)。正常で無い場合(ステップS403、No)は、ステップS405を行う。ステップS405において、制御器26は、波長モニタフィードバック制御を継続して行うかどうかを判断する。   When it is normal (step S403, Yes), the control device 20 performs temperature monitor feedback control (step S404). If not normal (step S403, No), step S405 is performed. In step S405, the controller 26 determines whether or not to continue the wavelength monitor feedback control.

継続する場合(ステップS405、Yes)は、ステップS401に戻り、波長モニタフィードバック制御を継続して行う。継続しない場合(ステップS405、No)は、制御装置20は電流指示値フィードフォワード制御を行い(ステップS406)、その後ステップS403に戻る。なお、たとえばステップS402での切り替えの要求が波長異常や光出力異常等に起因する場合には、波長モニタフィードバック制御を継続せず、電流指示値フィードフォワード制御を行うことが好ましい。   When continuing (step S405, Yes), it returns to step S401 and performs wavelength monitor feedback control continuously. When not continuing (step S405, No), the control apparatus 20 performs electric current command value feedforward control (step S406), and returns to step S403 after that. For example, when the request for switching in step S402 is caused by a wavelength abnormality, a light output abnormality, or the like, it is preferable to perform the current instruction value feedforward control without continuing the wavelength monitor feedback control.

この制御例4では、波長モニタフィードバック制御から温度モニタフィードバック制御へ制御を切り替える場合には、切り替え先の温度のモニタ波長異常を確認し、異常である場合には波長モニタフィードバック制御を継続して行うかまたは電流指示値フィードフォワード制御に切り替えるか判断するようにしている。これによって、制御が不安定になることがより確実に防止される。さらには、電流指示値フィードフォワード制御を行っている間に不連続な処理を実施することができる。   In this control example 4, when the control is switched from the wavelength monitor feedback control to the temperature monitor feedback control, the monitor wavelength abnormality of the switching destination temperature is confirmed, and if it is abnormal, the wavelength monitor feedback control is continuously performed. Or whether to switch to current instruction value feedforward control. This more reliably prevents the control from becoming unstable. Furthermore, discontinuous processing can be performed while performing the current instruction value feedforward control.

なお、上記制御例において、温度または波長のモニタ異常があった場合にその後制御の切り替えを行って電流指示値フィードフォワード制御を行う場合は、以下のようにすることが好ましい。すなわち、切り替え(すなわちフィードフォワード制御値の選択的な出力)前のフィードバック制御で電流制御回路25が冷却加熱素子14に与えていた電流値が有るので、切り替え直前におけるその電流値が維持されるように対応させた電流目標値を設定して、電流指示値フィードフォワード制御を行うことが好ましい。また、電流指示値フィードフォワード制御を行っている状態で環境温度が変化した場合、冷却加熱素子14に与える電流値の過不足により半導体レーザ素子11の温度調整が不適切になり、劣化等が発生する可能性がある。これを防止するために、電流目標値を予め定められた値、たとえば0mAに設定してもよい。また、温度または波長のモニタ異常が或る一定時間継続したら、電流目標値を強制的に0mAに変更するようにしてもよい。また、冷却加熱素子14の電流に加えて、半導体レーザ素子11の駆動電流も予め定めた値に設定してもよい。   In the above control example, when there is a monitor abnormality of temperature or wavelength, when the current indication value feedforward control is performed by switching the control thereafter, the following is preferable. That is, since there is a current value that the current control circuit 25 gave to the cooling heating element 14 in the feedback control before switching (that is, selective output of the feedforward control value), the current value immediately before switching is maintained. It is preferable to set a current target value corresponding to the above and perform current instruction value feedforward control. Further, when the ambient temperature changes while the current instruction value feedforward control is being performed, the temperature adjustment of the semiconductor laser element 11 becomes inappropriate due to excess or deficiency of the current value applied to the cooling heating element 14, and deterioration or the like occurs. there's a possibility that. In order to prevent this, the current target value may be set to a predetermined value, for example, 0 mA. Further, if the temperature or wavelength monitoring abnormality continues for a certain period of time, the current target value may be forcibly changed to 0 mA. Further, in addition to the current of the cooling heating element 14, the driving current of the semiconductor laser element 11 may be set to a predetermined value.

なお、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

10 レーザモジュール
11 半導体レーザ素子
12 光カプラ
13 感温素子
14 冷却加熱素子
20 制御装置
21a 温度モニタ回路
21b 温度モニタ異常検出回路
21c レーザ温度目標値入力部
21d、22e 比較部
22a 波長基準器
22b 波長モニタ回路
22c 波長モニタ異常検出回路
22d 波長目標値入力部
23 電流目標値入力部
24 制御方式選択回路
25 電流制御回路
26 制御器
100 波長可変レーザ装置
L1、L2 レーザ光
L3、L4、L5 モニタ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser module 11 Semiconductor laser element 12 Optical coupler 13 Temperature sensitive element 14 Cooling heating element 20 Control apparatus 21a Temperature monitor circuit 21b Temperature monitor abnormality detection circuit 21c Laser temperature target value input part 21d, 22e Comparison part 22a Wavelength reference device 22b Wavelength monitor Circuit 22c Wavelength monitor abnormality detection circuit 22d Wavelength target value input unit 23 Current target value input unit 24 Control method selection circuit 25 Current control circuit 26 Controller 100 Wavelength variable laser apparatus L1, L2 Laser light L3, L4, L5 Monitor light

Claims (3)

温度制御によってレーザ発振波長を変更できる波長可変光源の制御装置であって、
前記波長可変光源の温度をモニタする温度モニタ部と、
前記モニタした温度と目標温度とを比較し、その結果を温度モニタフィードバック制御値として出力する温度比較部と、
前記波長光源が出力するレーザ光の波長をモニタする波長モニタ部と、
前記モニタした波長と目標波長とを比較し、その結果を波長モニタフィードバック制御値として出力する波長比較部と、
前記波長可変光源の温度制御のための目標制御値をフィードフォワード制御値として出力する電流目標値入力部と、
前記温度モニタフィードバック制御値、前記波長モニタフィードバック制御値、および前記フィードフォワード制御値が入力され、前記3つの制御値のうち一つを選択的に切り替えて出力する制御方式選択部と、
前記制御方式選択部が選択的に出力する制御値を切り替える場合に、切り替え後の制御値に係る波長モニタ部または温度モニタ部におけるモニタ異常を切り替え前に検出する波長モニタ異常検出部または温度モニタ異常検出部と、
前記選択的に出力された制御値が入力され、該入力された制御値によって前記波長可変光源の温度を制御する温度制御部と、
前記制御方式選択部の前記選択的な出力を制御する主制御部と、を備え
前記主制御部は、前記制御方式選択部が前記温度モニタフィードバック制御値と前記波長モニタフィードバック制御値とで出力を切り替える場合に、前記フィードフォワード制御値を選択的に出力してから、前記出力の切り替えを行うように制御し、
前記目標制御値は、前記フィードフォワード制御値の選択的な出力の直前における切り替え前の制御値に対応する値であ
ことを特徴とする波長可変光源の制御装置。
A control device for a wavelength tunable light source capable of changing a laser oscillation wavelength by temperature control,
A temperature monitor for monitoring the temperature of the wavelength tunable light source;
A temperature comparison unit that compares the monitored temperature with a target temperature and outputs the result as a temperature monitor feedback control value;
A wavelength monitor unit for monitoring the wavelength of the laser beam output from the wavelength light source;
A wavelength comparison unit that compares the monitored wavelength with a target wavelength, and outputs the result as a wavelength monitor feedback control value;
A current target value input unit that outputs a target control value for temperature control of the wavelength tunable light source as a feedforward control value;
The temperature monitor feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and the feedforward control value are input, and a control method selection unit that selectively switches and outputs one of the three control values;
Wavelength monitor abnormality detection unit or temperature monitor abnormality that detects a monitor abnormality in the wavelength monitor unit or temperature monitor unit related to the control value after switching when switching the control value selectively output by the control method selection unit A detection unit;
A temperature control unit that receives the selectively output control value and controls the temperature of the tunable light source according to the input control value;
A main control unit that controls the selective output of the control method selection unit ,
The main control unit selectively outputs the feedforward control value when the control method selection unit switches the output between the temperature monitor feedback control value and the wavelength monitor feedback control value. Control to switch,
The target control value, the control device of the variable wavelength light source, wherein the Ru value der corresponding to the control value before switching immediately before the selective output of the feed forward control value.
前記波長モニタ異常検出部または前記温度モニタ異常検出部がモニタ異常を検出した場合には、前記主制御部は、前記制御方式選択部が前記フィードフォワード制御値を選択的に出力するように制御することを特徴とする請求項に記載の波長可変光源の制御装置。 When the wavelength monitor abnormality detection unit or the temperature monitor abnormality detection unit detects a monitor abnormality, the main control unit controls the control method selection unit to selectively output the feedforward control value. The control apparatus for a wavelength tunable light source according to claim 1 . 温度制御によってレーザ発振波長を変更できる波長可変光源の制御方法であって、
前記波長可変光源の温度をモニタする温度モニタ工程と、
前記モニタした温度と目標温度とを比較し、その結果を温度モニタフィードバック制御値として出力する温度比較工程と、
前記波長光源が出力するレーザ光の波長をモニタする波長モニタ工程と、
前記モニタした波長と目標波長とを比較し、その結果を波長モニタフィードバック制御値として出力する波長比較工程と、
前記波長可変光源の温度制御のための目標制御値をフィードフォワード制御値として出力する電流目標値入力工程と、
前記温度モニタフィードバック制御値、前記波長モニタフィードバック制御値、および前記フィードフォワード制御値のうち一つを選択する制御方式選択工程と、
前記制御方式選択工程において出力する制御値を選択的に切り替える場合に、切り替え後の制御値に係るモニタした波長またはモニタした温度におけるモニタ異常を切り替え前に検出する波長モニタ異常検出工程または温度モニタ異常検出工程と、
前記選択された制御値によって前記波長可変光源の温度を調整する温度調整工程と、
前記制御方式選択工程において前記温度モニタフィードバック制御値と前記波長モニタフィードバック制御値とで出力を切り替える場合に、前記フィードフォワード制御値を選択的に出力してから、前記出力の切り替えを行うように制御する制御工程と、を含み、
前記目標制御値は、前記フィードフォワード制御値の選択的な出力の直前における切り替え前の制御値に対応した値である
ことを特徴とする波長可変光源の制御方法。
A method of controlling a wavelength tunable light source capable of changing a laser oscillation wavelength by temperature control,
A temperature monitoring step of monitoring the temperature of the wavelength tunable light source;
A temperature comparison step of comparing the monitored temperature with a target temperature and outputting the result as a temperature monitor feedback control value;
A wavelength monitoring step of monitoring the wavelength of the laser beam output from the wavelength light source;
A wavelength comparison step of comparing the monitored wavelength with the target wavelength and outputting the result as a wavelength monitor feedback control value;
A current target value input step for outputting a target control value for temperature control of the wavelength tunable light source as a feedforward control value;
A control method selection step of selecting one of the temperature monitor feedback control value, the wavelength monitor feedback control value, and the feedforward control value;
Wavelength monitor abnormality detection step or temperature monitor abnormality that detects a monitor abnormality at the monitored wavelength or the monitored temperature related to the control value after the change when the control value output in the control method selection step is selectively switched A detection process;
A temperature adjustment step of adjusting the temperature of the wavelength tunable light source according to the selected control value;
When the output is switched between the temperature monitor feedback control value and the wavelength monitor feedback control value in the control method selection step, the feedforward control value is selectively output and then the output is switched. and a control step of, only including,
The method for controlling a wavelength tunable light source, wherein the target control value is a value corresponding to a control value before switching immediately before the selective output of the feedforward control value .
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