JP3490476B2 - 波長安定化装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ測長機等の光源
に用いられる波長安定化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、レーザ光の波長を測長基準と
して物体の移動変位を計測するレーザ測長機が知られて
いる。最近では，レーザ測長機の光源として半導体レー
ザを用いる試みがなされている。半導体レーザ（以下、
ＬＤと称する）は、図６に示すように発振波長が注入電
流と温度に依存している。測長基準である波長を図６の
λｏに安定化するためには、ＬＤの温度をＴ１（℃）に
温度制御し、ＬＤの注入電流をｉ１に定電流制御すれば
良い。 【０００３】また、図４に示すように構成された波長安
定化装置によれば、ＬＤの発振波長をさらに高精度に安
定化させることができる。この波長安定化装置では、Ｌ
Ｄ２の温度をサーミスタ３で検出し、その検出した温度
をＬＤ温度制御部４に入力している。ＬＤ温度制御部４
は、ＬＤ２の温度と予め設定された設定温度とが同じに
なるように光源部１に設けられたペルチェ素子５を制御
している。 【０００４】ＬＤ２から出力するレーザ光をレーザ光の
特定波長だけ透過又は吸収する波長弁別素子（以下、エ
タロンを例に説明する）６に入射している。一般にエタ
ロン６は図５に示すような周期的な波長弁別特性を有し
ている。この様な特性を有するエタロン６の透過光量を
フォトダイオード（以下、ＰＤと称する）８で検出し、
検出した光量がある設定値もしくはピーク値等になるよ
うにＬＤ注入電流制御部９がＬＤ２に供給する注入電流
を制御している。 【０００５】なお、実際にはＬＤ温度制御部４がＬＤ２
の温度がＴ１（℃）となるように制御を行い、Ｔ１
（℃）でほぼ安定したら、ＬＤ温度制御部４がＬＤ注入
電流制御部９へ制御開始信号を送出する。ＬＤ注入電流
制御部９は制御開始信号を受けたら最初に注入電流ｉ１
を供給し、その後はＰＤ８の出力を見ながらフィードバ
ック制御を行う。これによりＬＤ２の発振波長がλｏに
安定化される。 【０００６】ところで、上記した波長安定化装置では、
温度制御は設定温度Ｔ１（℃）の付近で行い、電流制御
は設定電流値ｉ１の付近で行う必要がある。それはエタ
ロン６の波長弁別特性が、図５に示すように波長λｏ以
外の波長（λ１，λ２等）でもピークを持っているた
め、ＰＤ８の出力値だけを見ているＬＤ注入電流制御部
９では誤って波長λｏ以外の波長（λ１，λ２等）にロ
ックしてしまう可能性があるからである。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＤの
発振波長は、図７に示すように時間の経過と共に変化す
る（OPTRONICS(1992) No11 ＬＤヘテロダイン光源の特
徴と使い方 HOYA（株）山浦，石灰，平野 より）。す
なわち、図６に示す直線が経時変化により変化し、ＬＤ
２の温度がＴ１（℃）でＬＤの注入電流がｉ１であって
もＬＤの発振波長はλｏからずれてくる。その結果、Ｌ
Ｄの温度とＬＤの注入電流とを所定値に設定しても所望
の発振波長が得られなくなり、異なる波長にロックされ
る可能性が出てくる。 【０００８】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、ＬＤ等が経時変化しても常に所望の波長に安
定化でき信頼性の向上した波長安定化装置を提供するこ
とを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、半導体レーザと、前記半導体レーザから出力された
レーザ光を波長弁別する波長弁別素子と、前記波長弁別
素子の出力光の強度を検出する光検出器と、前記半導体
レーザの温度を動作時における経時変化に応じて更新し
て保存する第１の記憶部と、最初から前記波長安定化装
置を動作させた時の温度制御時には前記第１の記憶部に
最終的に保存されていた半導体レーザの温度を用いて温
度制御を開始する温度制御部と、前記半導体レーザの注
入電流値を動作時における経時変化に応じて更新して保
存する第２の記憶部と、最初から前記波長安定化装置を
動作させた時の注入電流制御時には前記第２の記憶部に
最終的に保存されていた半導体レーザの注入電流値を用
いて制御を開始する注入電流制御部とを具備し、前記温
度制御部は、前記注入電流制御部から前記半導体レーザ
に供給される注入電流値が、一定値を超えて変動した場
合、前記注入電流の変動分に対応する温度変化を演算
し、この演算結果を用いて、前記半導体レーザの設定温
度を変更するように構成される。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【作用】請求項１に対応する波長安定化装置の温度制御
部は、ＬＤの温度が設定温度になるように温度制御を
し、現在のＬＤの温度を第１の記憶部に保存する。最初
から前記波長安定化装置を動作させた時において温度制
御を始めるときには、最終的に第１の記憶部に保存され
ていたＬＤの温度を設定温度として制御を行う。そし
て、注入電流制御部からＬＤに供給される注入電流値
が、一定値を超えて変動した場合、当該注入電流の変動
分に対応する温度変化を演算し、この演算結果を用い
て、ＬＤの設定温度を変更する。 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】ここにおいて設定温度は、温度制御部によ
りＬＤの注入電流の変化に応じて変更される。 【００２０】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 【００２１】図１には本発明の第１実施例に係る波長安
定化装置の構成図が示されている。光源部１１内に図６
で示されるような特性を持つＬＤ１２が配設されてい
る。このＬＤ１２に対しＬＤ注入電流制御部１３から一
定値に保持された注入電流ｉ１が供給される。ＬＤ１２
から出力されるレーザ光はビームスプリッタ１５で分岐
し、一方の光は波長弁別素子としてのエタロン１４に入
射する。もう一方のレーザ光は測長光として不図示の測
長光学系へ導かれる。 【００２２】エタロン１４の透過光は、光検出器として
のＰＤ１６に入射し、さらにＰＤ１６の出力はＬＤ温度
制御部１７に入力している。 【００２３】またＬＤ１２の温度をサーミスタ１８で検
出し、ＬＤ温度制御部１７に入力している。ＬＤ温度制
御部１７には初期設定温度が記憶された記憶部２０が接
続されている。ＬＤ温度制御部１７は、温度制御開始時
には記憶部２０の初期設定温度を用いてＬＤの温度が初
期設定温度になるように温度制御を行い，その後はＰＤ
１６出力を用いてＰＤ出力が、予め定められた設定値に
なるように、又は常にピーク値になるように温度制御を
行う。 【００２４】次に、以上のように構成された本実施例に
おいて、ＬＤ１２の発振波長をλｏに安定化する場合の
動作について説明する。 【００２５】ＬＤ注入電流制御部１３は、ＬＤ１２の注
入電流がｉ１になるように、常に定電流制御を行ってい
る。ＬＤ温度制御部１７は記憶部２０から初期設定温度
を読出し、サーミスタ１８の検出温度が初期設定温度に
なるようにペルチェ素子１９の電流を制御する。その
後、サーミスタ１８の検出温度がほぼ初期設定温度に等
しくなったら、ＬＤ温度制御部１７は初期設定温度では
なくＰＤ１６の出力に応じて温度制御を行う。エタロン
１４の透過特性が図５であれば、ＬＤ１２の発振波長が
λｏの時にＰＤ１６の出力はピーク値となる。従って、
ＬＤ温度制御部１７は、ＰＤ１６の出力が、常にピーク
値になるようにＬＤ１２の温度を制御すれば良い。この
ときのＬＤ１２の温度は経時変化に伴いＴ１（℃）から
ずれていく。そこで、ＬＤ温度制御部がＰＤ１６の出力
を用いて温度制御しているときのサーミスタ１８の検出
温度を、次に温度制御を始めるときの初期設定温度とし
て記憶部２０に保存し、これを更新していく。 【００２６】次に温度制御を始めるときは、更新された
記憶部２０内の値を初期設定温度として制御する。つま
り記憶部２０には、その時点でＬＤ１２の発振波長をλ
ｏにする最適なＬＤ１２の温度が記憶される。 【００２７】この様に本実施例によれば、ＬＤ１２の経
時変化によりＬＤの温度Ｔ１（℃），注入電流ｉ１に対
する発振波長がλｏからずれたとしても、所望の発振波
長λｏを得るためのＬＤの温度を記憶部２０に記憶し、
これを更新するので、次回の制御開始時には現在の経時
変化に対応した最適な初期温度を即座に設定することが
でき、常に所望の発振波長λｏに安定化することが可能
である。 【００２８】図２には本発明の第２実施例に係る波長安
定化装置の構成図が示されている。なお上述した第１実
施例と同一部分には同一符号を付している。本実施例
は、ＬＤの温度を一定制御し、ＬＤの注入電流をＬＤの
経時変化に対応して変更し記憶部に記憶させる例であ
る。 【００２９】本実施例の波長安定化装置は、注入電流値
を記憶した記憶部２０′が注入電流制御部１３′に接続
され、その注入電流制御部１３′にＰＤ１６の出力が入
力される。記憶部２０′に記憶された注入電流値は、前
記第１実施例のＬＤの温度と同様に現在のＬＤ１２の経
時変化に対し所望の発振波長λｏを得ることのできる値
である。ここでＬＤ１２は第１実施例と同様に、図６の
ような特性を持つものとする。 【００３０】またＬＤ温度制御部１７′は予め設定温度
が設定され、サーミスタ１８で検出したＬＤ１２の温度
が設定温度となるように制御している。 【００３１】以上のような構成において、ＬＤ１２の発
振波長をλｏに安定化する場合の動作を説明する。 【００３２】本実施例では、ＬＤ１２がＬＤ温度制御部
１３′により一定温度Ｔ１（℃）に制御される。そして
ＬＤ注入電流制御部１３′が記憶部２０′から初期注入
電流値を読出してＬＤ１２に供給する。ＬＤ注入電流制
御部１３′は常にＰＤ１６の出力がピーク値となるよう
に注入電流を制御する。 【００３３】この時のＬＤの注入電流値はｉ１近傍のは
ずであるが、ＬＤ１２に経時変化が起こるにつれてｉ１
からずれていく。そこで、現在のＬＤの注入電流値を、
次に注入電流制御を始めるときの初期注入電流値として
記憶部２０′に保持し、これを更新していく。 【００３４】次に注入電流制御を始めるときは、更新さ
れた記憶部２０′内の値を初期注入電流値として制御す
る。つまり、記憶部２０′にはその時点でＬＤ１２の発
振波長λｏにする最適なＬＤ１２の注入電流値が記憶さ
れることになる。 【００３５】この様な本実施例によっても前記第１実施
例と同様の作用効果を奏することができる。 【００３６】図３には本発明の第３実施例に係る波長安
定化装置の構成図が示されている。なお前述した第１，
第２実施例と同一部分には同一符号を付している。ここ
でもＬＤ１２は図６のような特性を持つものとする。本
実施例の波長安定化装置では、ＬＤ温度制御部２３が記
憶部２５に記憶されている初期設定温度によりＬＤ１２
の温度制御を開始し、以後ＬＤの温度が設定温度になる
ように動作する。注入電流制御部２１が記憶部２２に記
憶されている注入電流値によりＬＤ１２への注入電流の
供給を開始する。 【００３７】ＬＤ注入電流制御部２１は記憶部２２の注
入電流値を初期値として設定した後、前述した第２実施
例と同様にＰＤ１６の出力を監視してＰＤ１６の出力が
常にピーク値となるように注入電流の値を制御する。逐
次その注入電流値で記憶部２２の記憶内容を更新する。 【００３８】一方、ＬＤ注入電流制御部２１がＬＤ１２
に供給する注入電流値はＬＤ温度制御部２３に与えられ
ている。このＬＤ温度制御部２３は、注入電流値がある
一定幅を超えて変動した場合に設定温度を変更する。す
なわち、注入電流の変動分に対応する（同じ波長変動を
もたらす）ＬＤ１２の温度変化又は温度を変える方向を
演算し、設定温度を変更する。 【００３９】ＬＤ温度制御部２３は注入電流の変化によ
り設定温度を変更すると共に、記憶部２５の記憶内容を
新しい設定温度に更新する。以後は、変更後の設定温度
にて温度制御を実施する。 【００４０】本波長安定化装置を再び最初から動作させ
た時は、前回の動作で最終的に記憶部２２，２５に記憶
された記憶内容を初期設定条件として波長安定化制御を
開始する。 【００４１】この様に本実施例によれば、第１，第２実
施例よりも広い経時変化に対応して、ＬＤの発振波長を
常に所望の波長に安定化することが可能である。また、
現在のＬＤ１２の経時変化に応じた初期設定値（ＬＤの
注入電流値，ＬＤの設定温度）にて動作を開始できるの
で安定化時間が短くなると共に、レーザ光のパワー変動
を小さくすることもできる。 【００４２】第３実施例において、ＬＤ温度制御部２３
は設定温度に対する一定温度制御を行っているが、本実
施例の効果はこのような構成に限定されるものではな
い。すなわち、ＬＤ注入電流制御部２１とＬＤ温度制御
部２３が共にＰＤ１６の出力が所定値となるように働く
場合にも同様の効果が得られる。 【００４３】なお、上述した第１実施例，第２実施例、
又は第１実施例と第２実施例とを組み合わせたものにお
いて、記憶部の記憶内容を逐次更新するのではなく、注
入電流，設定温度の初期値を常に記憶させておき、ＬＤ
注入電流制御部，ＬＤ温度制御部ではＰＤの出力が所定
値となるようにＬＤの注入電流値，ＬＤの温度を制御す
るようにする。また一方で、比較機能を備えた警報手段
を設けておき、記憶部に記憶されているＬＤの注入電
流，ＬＤの設定温度の初期値と、現在の注入電流値，Ｌ
Ｄの温度とを比較し、その差が閾値を超えたならばＬＤ
の経時変化を知らせる警報を出力するようにする。 【００４４】この様な波長安定化装置によれば、ＬＤの
交換時期を知ることができ、極めて有効である。また、
第１実施例，第２実施例，第３実施例において、記憶部
の記憶内容を逐次更新すると共に、上述のように注入電
流と設定温度の初期値を常に記憶し、比較機能を備えた
警報手段により注入電流と設定温度の初期値と現在の値
を比較して、その差がある閾値を越えたならばＬＤの経
時変化を知らせる警報を出力するようにする。 【００４５】この構成においては、上述と同様にＬＤの
交換時期がわかると共にＬＤの経時変化の影響を除去し
て長期間に渡り波長を安定化できる。 【００４６】さらに、以上の説明において、主な効果と
してＬＤの経時変化に対応できることを述べたが、それ
だけでなくＬＤの温度センサ（実施例の中ではサーミス
タ）や温度センサ周辺検出系の経時変化などにも同様に
対応することができる。 【００４７】また以上の説明では波長弁別素子としてエ
タロンを例に説明したが、原子，分子の吸収スペクトル
や回折格子等を用いても同様な効果が得られる。 【００４８】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施
可能である。 【００４９】 【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、Ｌ
Ｄの経時変化に対応して発振波長のずれを補償すること
ができ、ＬＤ等が経時変化しても常に所望の波長に安定
化でき信頼性の向上した波長安定化装置を提供できる。
に用いられる波長安定化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、レーザ光の波長を測長基準と
して物体の移動変位を計測するレーザ測長機が知られて
いる。最近では，レーザ測長機の光源として半導体レー
ザを用いる試みがなされている。半導体レーザ（以下、
ＬＤと称する）は、図６に示すように発振波長が注入電
流と温度に依存している。測長基準である波長を図６の
λｏに安定化するためには、ＬＤの温度をＴ１（℃）に
温度制御し、ＬＤの注入電流をｉ１に定電流制御すれば
良い。 【０００３】また、図４に示すように構成された波長安
定化装置によれば、ＬＤの発振波長をさらに高精度に安
定化させることができる。この波長安定化装置では、Ｌ
Ｄ２の温度をサーミスタ３で検出し、その検出した温度
をＬＤ温度制御部４に入力している。ＬＤ温度制御部４
は、ＬＤ２の温度と予め設定された設定温度とが同じに
なるように光源部１に設けられたペルチェ素子５を制御
している。 【０００４】ＬＤ２から出力するレーザ光をレーザ光の
特定波長だけ透過又は吸収する波長弁別素子（以下、エ
タロンを例に説明する）６に入射している。一般にエタ
ロン６は図５に示すような周期的な波長弁別特性を有し
ている。この様な特性を有するエタロン６の透過光量を
フォトダイオード（以下、ＰＤと称する）８で検出し、
検出した光量がある設定値もしくはピーク値等になるよ
うにＬＤ注入電流制御部９がＬＤ２に供給する注入電流
を制御している。 【０００５】なお、実際にはＬＤ温度制御部４がＬＤ２
の温度がＴ１（℃）となるように制御を行い、Ｔ１
（℃）でほぼ安定したら、ＬＤ温度制御部４がＬＤ注入
電流制御部９へ制御開始信号を送出する。ＬＤ注入電流
制御部９は制御開始信号を受けたら最初に注入電流ｉ１
を供給し、その後はＰＤ８の出力を見ながらフィードバ
ック制御を行う。これによりＬＤ２の発振波長がλｏに
安定化される。 【０００６】ところで、上記した波長安定化装置では、
温度制御は設定温度Ｔ１（℃）の付近で行い、電流制御
は設定電流値ｉ１の付近で行う必要がある。それはエタ
ロン６の波長弁別特性が、図５に示すように波長λｏ以
外の波長（λ１，λ２等）でもピークを持っているた
め、ＰＤ８の出力値だけを見ているＬＤ注入電流制御部
９では誤って波長λｏ以外の波長（λ１，λ２等）にロ
ックしてしまう可能性があるからである。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＤの
発振波長は、図７に示すように時間の経過と共に変化す
る（OPTRONICS(1992) No11 ＬＤヘテロダイン光源の特
徴と使い方 HOYA（株）山浦，石灰，平野 より）。す
なわち、図６に示す直線が経時変化により変化し、ＬＤ
２の温度がＴ１（℃）でＬＤの注入電流がｉ１であって
もＬＤの発振波長はλｏからずれてくる。その結果、Ｌ
Ｄの温度とＬＤの注入電流とを所定値に設定しても所望
の発振波長が得られなくなり、異なる波長にロックされ
る可能性が出てくる。 【０００８】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、ＬＤ等が経時変化しても常に所望の波長に安
定化でき信頼性の向上した波長安定化装置を提供するこ
とを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、半導体レーザと、前記半導体レーザから出力された
レーザ光を波長弁別する波長弁別素子と、前記波長弁別
素子の出力光の強度を検出する光検出器と、前記半導体
レーザの温度を動作時における経時変化に応じて更新し
て保存する第１の記憶部と、最初から前記波長安定化装
置を動作させた時の温度制御時には前記第１の記憶部に
最終的に保存されていた半導体レーザの温度を用いて温
度制御を開始する温度制御部と、前記半導体レーザの注
入電流値を動作時における経時変化に応じて更新して保
存する第２の記憶部と、最初から前記波長安定化装置を
動作させた時の注入電流制御時には前記第２の記憶部に
最終的に保存されていた半導体レーザの注入電流値を用
いて制御を開始する注入電流制御部とを具備し、前記温
度制御部は、前記注入電流制御部から前記半導体レーザ
に供給される注入電流値が、一定値を超えて変動した場
合、前記注入電流の変動分に対応する温度変化を演算
し、この演算結果を用いて、前記半導体レーザの設定温
度を変更するように構成される。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【作用】請求項１に対応する波長安定化装置の温度制御
部は、ＬＤの温度が設定温度になるように温度制御を
し、現在のＬＤの温度を第１の記憶部に保存する。最初
から前記波長安定化装置を動作させた時において温度制
御を始めるときには、最終的に第１の記憶部に保存され
ていたＬＤの温度を設定温度として制御を行う。そし
て、注入電流制御部からＬＤに供給される注入電流値
が、一定値を超えて変動した場合、当該注入電流の変動
分に対応する温度変化を演算し、この演算結果を用い
て、ＬＤの設定温度を変更する。 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】ここにおいて設定温度は、温度制御部によ
りＬＤの注入電流の変化に応じて変更される。 【００２０】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 【００２１】図１には本発明の第１実施例に係る波長安
定化装置の構成図が示されている。光源部１１内に図６
で示されるような特性を持つＬＤ１２が配設されてい
る。このＬＤ１２に対しＬＤ注入電流制御部１３から一
定値に保持された注入電流ｉ１が供給される。ＬＤ１２
から出力されるレーザ光はビームスプリッタ１５で分岐
し、一方の光は波長弁別素子としてのエタロン１４に入
射する。もう一方のレーザ光は測長光として不図示の測
長光学系へ導かれる。 【００２２】エタロン１４の透過光は、光検出器として
のＰＤ１６に入射し、さらにＰＤ１６の出力はＬＤ温度
制御部１７に入力している。 【００２３】またＬＤ１２の温度をサーミスタ１８で検
出し、ＬＤ温度制御部１７に入力している。ＬＤ温度制
御部１７には初期設定温度が記憶された記憶部２０が接
続されている。ＬＤ温度制御部１７は、温度制御開始時
には記憶部２０の初期設定温度を用いてＬＤの温度が初
期設定温度になるように温度制御を行い，その後はＰＤ
１６出力を用いてＰＤ出力が、予め定められた設定値に
なるように、又は常にピーク値になるように温度制御を
行う。 【００２４】次に、以上のように構成された本実施例に
おいて、ＬＤ１２の発振波長をλｏに安定化する場合の
動作について説明する。 【００２５】ＬＤ注入電流制御部１３は、ＬＤ１２の注
入電流がｉ１になるように、常に定電流制御を行ってい
る。ＬＤ温度制御部１７は記憶部２０から初期設定温度
を読出し、サーミスタ１８の検出温度が初期設定温度に
なるようにペルチェ素子１９の電流を制御する。その
後、サーミスタ１８の検出温度がほぼ初期設定温度に等
しくなったら、ＬＤ温度制御部１７は初期設定温度では
なくＰＤ１６の出力に応じて温度制御を行う。エタロン
１４の透過特性が図５であれば、ＬＤ１２の発振波長が
λｏの時にＰＤ１６の出力はピーク値となる。従って、
ＬＤ温度制御部１７は、ＰＤ１６の出力が、常にピーク
値になるようにＬＤ１２の温度を制御すれば良い。この
ときのＬＤ１２の温度は経時変化に伴いＴ１（℃）から
ずれていく。そこで、ＬＤ温度制御部がＰＤ１６の出力
を用いて温度制御しているときのサーミスタ１８の検出
温度を、次に温度制御を始めるときの初期設定温度とし
て記憶部２０に保存し、これを更新していく。 【００２６】次に温度制御を始めるときは、更新された
記憶部２０内の値を初期設定温度として制御する。つま
り記憶部２０には、その時点でＬＤ１２の発振波長をλ
ｏにする最適なＬＤ１２の温度が記憶される。 【００２７】この様に本実施例によれば、ＬＤ１２の経
時変化によりＬＤの温度Ｔ１（℃），注入電流ｉ１に対
する発振波長がλｏからずれたとしても、所望の発振波
長λｏを得るためのＬＤの温度を記憶部２０に記憶し、
これを更新するので、次回の制御開始時には現在の経時
変化に対応した最適な初期温度を即座に設定することが
でき、常に所望の発振波長λｏに安定化することが可能
である。 【００２８】図２には本発明の第２実施例に係る波長安
定化装置の構成図が示されている。なお上述した第１実
施例と同一部分には同一符号を付している。本実施例
は、ＬＤの温度を一定制御し、ＬＤの注入電流をＬＤの
経時変化に対応して変更し記憶部に記憶させる例であ
る。 【００２９】本実施例の波長安定化装置は、注入電流値
を記憶した記憶部２０′が注入電流制御部１３′に接続
され、その注入電流制御部１３′にＰＤ１６の出力が入
力される。記憶部２０′に記憶された注入電流値は、前
記第１実施例のＬＤの温度と同様に現在のＬＤ１２の経
時変化に対し所望の発振波長λｏを得ることのできる値
である。ここでＬＤ１２は第１実施例と同様に、図６の
ような特性を持つものとする。 【００３０】またＬＤ温度制御部１７′は予め設定温度
が設定され、サーミスタ１８で検出したＬＤ１２の温度
が設定温度となるように制御している。 【００３１】以上のような構成において、ＬＤ１２の発
振波長をλｏに安定化する場合の動作を説明する。 【００３２】本実施例では、ＬＤ１２がＬＤ温度制御部
１３′により一定温度Ｔ１（℃）に制御される。そして
ＬＤ注入電流制御部１３′が記憶部２０′から初期注入
電流値を読出してＬＤ１２に供給する。ＬＤ注入電流制
御部１３′は常にＰＤ１６の出力がピーク値となるよう
に注入電流を制御する。 【００３３】この時のＬＤの注入電流値はｉ１近傍のは
ずであるが、ＬＤ１２に経時変化が起こるにつれてｉ１
からずれていく。そこで、現在のＬＤの注入電流値を、
次に注入電流制御を始めるときの初期注入電流値として
記憶部２０′に保持し、これを更新していく。 【００３４】次に注入電流制御を始めるときは、更新さ
れた記憶部２０′内の値を初期注入電流値として制御す
る。つまり、記憶部２０′にはその時点でＬＤ１２の発
振波長λｏにする最適なＬＤ１２の注入電流値が記憶さ
れることになる。 【００３５】この様な本実施例によっても前記第１実施
例と同様の作用効果を奏することができる。 【００３６】図３には本発明の第３実施例に係る波長安
定化装置の構成図が示されている。なお前述した第１，
第２実施例と同一部分には同一符号を付している。ここ
でもＬＤ１２は図６のような特性を持つものとする。本
実施例の波長安定化装置では、ＬＤ温度制御部２３が記
憶部２５に記憶されている初期設定温度によりＬＤ１２
の温度制御を開始し、以後ＬＤの温度が設定温度になる
ように動作する。注入電流制御部２１が記憶部２２に記
憶されている注入電流値によりＬＤ１２への注入電流の
供給を開始する。 【００３７】ＬＤ注入電流制御部２１は記憶部２２の注
入電流値を初期値として設定した後、前述した第２実施
例と同様にＰＤ１６の出力を監視してＰＤ１６の出力が
常にピーク値となるように注入電流の値を制御する。逐
次その注入電流値で記憶部２２の記憶内容を更新する。 【００３８】一方、ＬＤ注入電流制御部２１がＬＤ１２
に供給する注入電流値はＬＤ温度制御部２３に与えられ
ている。このＬＤ温度制御部２３は、注入電流値がある
一定幅を超えて変動した場合に設定温度を変更する。す
なわち、注入電流の変動分に対応する（同じ波長変動を
もたらす）ＬＤ１２の温度変化又は温度を変える方向を
演算し、設定温度を変更する。 【００３９】ＬＤ温度制御部２３は注入電流の変化によ
り設定温度を変更すると共に、記憶部２５の記憶内容を
新しい設定温度に更新する。以後は、変更後の設定温度
にて温度制御を実施する。 【００４０】本波長安定化装置を再び最初から動作させ
た時は、前回の動作で最終的に記憶部２２，２５に記憶
された記憶内容を初期設定条件として波長安定化制御を
開始する。 【００４１】この様に本実施例によれば、第１，第２実
施例よりも広い経時変化に対応して、ＬＤの発振波長を
常に所望の波長に安定化することが可能である。また、
現在のＬＤ１２の経時変化に応じた初期設定値（ＬＤの
注入電流値，ＬＤの設定温度）にて動作を開始できるの
で安定化時間が短くなると共に、レーザ光のパワー変動
を小さくすることもできる。 【００４２】第３実施例において、ＬＤ温度制御部２３
は設定温度に対する一定温度制御を行っているが、本実
施例の効果はこのような構成に限定されるものではな
い。すなわち、ＬＤ注入電流制御部２１とＬＤ温度制御
部２３が共にＰＤ１６の出力が所定値となるように働く
場合にも同様の効果が得られる。 【００４３】なお、上述した第１実施例，第２実施例、
又は第１実施例と第２実施例とを組み合わせたものにお
いて、記憶部の記憶内容を逐次更新するのではなく、注
入電流，設定温度の初期値を常に記憶させておき、ＬＤ
注入電流制御部，ＬＤ温度制御部ではＰＤの出力が所定
値となるようにＬＤの注入電流値，ＬＤの温度を制御す
るようにする。また一方で、比較機能を備えた警報手段
を設けておき、記憶部に記憶されているＬＤの注入電
流，ＬＤの設定温度の初期値と、現在の注入電流値，Ｌ
Ｄの温度とを比較し、その差が閾値を超えたならばＬＤ
の経時変化を知らせる警報を出力するようにする。 【００４４】この様な波長安定化装置によれば、ＬＤの
交換時期を知ることができ、極めて有効である。また、
第１実施例，第２実施例，第３実施例において、記憶部
の記憶内容を逐次更新すると共に、上述のように注入電
流と設定温度の初期値を常に記憶し、比較機能を備えた
警報手段により注入電流と設定温度の初期値と現在の値
を比較して、その差がある閾値を越えたならばＬＤの経
時変化を知らせる警報を出力するようにする。 【００４５】この構成においては、上述と同様にＬＤの
交換時期がわかると共にＬＤの経時変化の影響を除去し
て長期間に渡り波長を安定化できる。 【００４６】さらに、以上の説明において、主な効果と
してＬＤの経時変化に対応できることを述べたが、それ
だけでなくＬＤの温度センサ（実施例の中ではサーミス
タ）や温度センサ周辺検出系の経時変化などにも同様に
対応することができる。 【００４７】また以上の説明では波長弁別素子としてエ
タロンを例に説明したが、原子，分子の吸収スペクトル
や回折格子等を用いても同様な効果が得られる。 【００４８】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施
可能である。 【００４９】 【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、Ｌ
Ｄの経時変化に対応して発振波長のずれを補償すること
ができ、ＬＤ等が経時変化しても常に所望の波長に安定
化でき信頼性の向上した波長安定化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る波長安定化装置の構
成図である。 【図２】本発明の第２実施例に係る波長安定化装置の構
成図である。 【図３】本発明の第３実施例に係る波長安定化装置の構
成図である。 【図４】従来の波長安定化装置の構成図である。 【図５】波長安定化装置に備えるエタロンの波長弁別特
性を示す図である。 【図６】異なる温度におけるレーザダイオードの注入電
流−発振波長の関係図である。 【図７】レーザダイオードの経時変化を示す図である。 【符号の説明】 １１…光源部、１２…レーザダイオード、１３，２１…
ＬＤ注入電流制御部、１４…エタロン、１６…フォトダ
イオード、１７…ＬＤ温度制御部、２０，２２，２５…
記憶部。
成図である。 【図２】本発明の第２実施例に係る波長安定化装置の構
成図である。 【図３】本発明の第３実施例に係る波長安定化装置の構
成図である。 【図４】従来の波長安定化装置の構成図である。 【図５】波長安定化装置に備えるエタロンの波長弁別特
性を示す図である。 【図６】異なる温度におけるレーザダイオードの注入電
流−発振波長の関係図である。 【図７】レーザダイオードの経時変化を示す図である。 【符号の説明】 １１…光源部、１２…レーザダイオード、１３，２１…
ＬＤ注入電流制御部、１４…エタロン、１６…フォトダ
イオード、１７…ＬＤ温度制御部、２０，２２，２５…
記憶部。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 昭63−318788（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−187574（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−143888（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−264774（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−71572（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−25482（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−21386（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】半導体レーザと、前記半導体レーザから出
力されたレーザ光を波長弁別する波長弁別素子と、前記
波長弁別素子の出力光の強度を検出する光検出器と、前
記半導体レーザの温度を動作時における経時変化に応じ
て更新して保存する第１の記憶部と、最初から前記波長
安定化装置を動作させた時の温度制御時には前記第１の
記憶部に最終的に保存されていた半導体レーザの温度を
用いて温度制御を開始する温度制御部と、前記半導体レ
ーザの注入電流値を動作時における経時変化に応じて更
新して保存する第２の記憶部と、最初から前記波長安定
化装置を動作させた時の注入電流制御時には前記第２の
記憶部に最終的に保存されていた半導体レーザの注入電
流値を用いて制御を開始する注入電流制御部とを具備
し、前記温度制御部は、前記注入電流制御部から前記半
導体レーザに供給される注入電流値が、一定値を超えて
変動した場合、前記注入電流の変動分に対応する温度変
化を演算し、この演算結果を用いて、前記半導体レーザ
の設定温度を変更することを特徴とする波長安定化装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09307893A JP3490476B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 波長安定化装置 |
| PCT/JP1993/001824 WO1994015388A1 (fr) | 1992-12-18 | 1993-12-16 | Appareil servant a stabiliser une longueur d'onde |
| US08/284,525 US5438579A (en) | 1992-12-18 | 1993-12-16 | Wavelength stabilizing apparatus |
| DE4396839T DE4396839T1 (de) | 1992-12-18 | 1993-12-16 | Wellenlängenstabilisierende Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09307893A JP3490476B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 波長安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310796A JPH06310796A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3490476B2 true JP3490476B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=14072488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09307893A Expired - Fee Related JP3490476B2 (ja) | 1992-12-18 | 1993-04-20 | 波長安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490476B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
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| JP3139435B2 (ja) * | 1998-01-05 | 2001-02-26 | 日本電気株式会社 | レーザダイオード光波長制御装置 |
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| JP2002250947A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Fujitsu Ltd | ラマン励起制御方法及び、これを用いる光伝送装置 |
| WO2007007733A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光源、光源装置、レーザ画像形成装置、および集積回路 |
| US7522813B1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-21 | University Of Washington | Reducing distortion in scanning fiber devices |
| JP2010258350A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置、情報取得装置および物体検出装置 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP09307893A patent/JP3490476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH06310796A (ja) | 1994-11-04 |
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