JPH0222529A - Method and device for measuring characteristics of semiconductor laser - Google Patents

Method and device for measuring characteristics of semiconductor laser

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JPH0222529A
JPH0222529A JP17104888A JP17104888A JPH0222529A JP H0222529 A JPH0222529 A JP H0222529A JP 17104888 A JP17104888 A JP 17104888A JP 17104888 A JP17104888 A JP 17104888A JP H0222529 A JPH0222529 A JP H0222529A
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JP
Japan
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semiconductor laser
oscillation wavelength
measuring
injection current
temperature
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Application number
JP17104888A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Suematsu
末松 雅一
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Kowa Co Ltd
Original Assignee
Kowa Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To measure oscillation wavelength characteristics depending upon an injected current under the specific temperature condition of a semiconductor laser(LD) element by detecting the sudden phase discontinuation point of the waveform of an intensity signal obtained from a photodetector. CONSTITUTION:A temperature control circuit(ATM) 2 controls the temperature of an LD element 3 to a constant value, which is determined by a computer 7. The driving current of the element 3 is controlled by an LD driving circuit 1 and varied to adjust the oscillation wavelength of the element 3. Further, the element 3 varies in the refractive index of its waveguide according to the variation of the injected current, so that the oscillation wavelength varies. Then the divergent light emitted by the element 3 is collimated by a collimator lens 4 into parallel light, which is transmitted through an optical fiber 5, so that the photodetecting element 6 detects the intensity of the light. The output of the element 6 is inputted to the computer 7 and the output of the element 6 is inputted while the driving of the element 3 is controlled to perform signal processing for detecting the mode hopping characteristics of the element 3.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体レーザの特性測定方法および装置、特に
半導体レーザ素子の発振波長特性を測定する半導体レー
ザの特性測定方法および装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for measuring characteristics of a semiconductor laser, and more particularly to a method and apparatus for measuring characteristics of a semiconductor laser for measuring oscillation wavelength characteristics of a semiconductor laser element.

[従来の技術] 半導体レーザ(以下LDという)は、ガスレーザなどに
比べて装置の構成が簡単安価かつ小型軽量であり、光通
信、音響用、ないし映像用光ディスクなどの光源として
広く用いられている。また、光学干渉計用の光源への応
用も最近では盛んに研究されている。
[Prior Art] Semiconductor lasers (hereinafter referred to as LDs) are simpler, cheaper, smaller, and lighter in device configuration than gas lasers, etc., and are widely used as light sources for optical communication, audio, and video optical discs, etc. . In addition, applications to light sources for optical interferometers have recently been actively researched.

[発明が解決しようとする課B] LD素子では、素子への注入電流に応じて発振波長が変
化するが、両者の対応関係は直線的ではなく、ある注入
電流値を境に発振波長が不連続的に変化する、いわゆる
モードホッピング特性を有する。
[Problem B to be solved by the invention] In an LD element, the oscillation wavelength changes depending on the current injected into the element, but the relationship between the two is not linear, and the oscillation wavelength becomes unstable at a certain injection current value. It has a so-called mode hopping characteristic that changes continuously.

干渉計では、波長走査により形成される干渉縞などを観
測することにより測定が行なわれるが、上記のモードホ
ッピングが生じると発振波長が変化してしまうので、モ
ードホッピング点を避けて使用しなければならない、し
かも、モードホッピングは常に一定の注入電流値で生じ
るわけではなく、温度条件などによりモードホッピング
点は変動するため、モードホッピングを避けるにはあら
かじめ注入電流および温度などの条件と発振波長の特性
を測定しておかなければならない。
Interferometers perform measurements by observing interference fringes formed by wavelength scanning, but when mode hopping occurs, the oscillation wavelength changes, so it is necessary to avoid mode hopping points when using the interferometer. Moreover, mode hopping does not always occur at a constant injection current value, and the mode hopping point varies depending on temperature conditions, etc., so to avoid mode hopping, consider the injection current and temperature conditions and the characteristics of the oscillation wavelength in advance. must be measured.

このためには、回折格子や、干渉計などを用いた分光器
によりLD素子の発振波長の測定が必要になる。
For this purpose, it is necessary to measure the oscillation wavelength of the LD element using a spectrometer using a diffraction grating, an interferometer, or the like.

ところが、分光器などを用いる方法では、次のような問
題がある。
However, methods that use a spectroscope or the like have the following problems.

1)回折格子や、干渉計の反射鏡をレーザ光により走査
しなければならず、測定に時間がかかり、走査も面倒で
ある。
1) It is necessary to scan the diffraction grating and the reflecting mirror of the interferometer with a laser beam, which takes time for measurement and is troublesome to scan.

2)大がかりな装置が必要で、とくにLD素子を光源と
して用いる装置に実装した状態で評価するため分光器な
どを被測定系に導入する構造を採用すると装置全体が複
雑化、大型化してしまう。
2) A large-scale device is required, and in particular, if a structure is adopted in which a spectrometer or the like is introduced into the system to be measured in order to evaluate the LD element mounted in a device that uses it as a light source, the entire device becomes complicated and large.

また、出荷前に1台1台較正を行なう必要がある場合に
は実際的な方法ではない。
Furthermore, this is not a practical method if it is necessary to calibrate each device one by one before shipping.

本発明の課題は以上の問題を解決し、簡単安価にLD素
子の特性を測定できるようにすることである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to make it possible to easily and inexpensively measure the characteristics of an LD element.

[課題を解決するための手段] 以上の課題を解決するために、本発明においては、半導
体レーザ素子の発振波長特性を測定する半導体レーザの
特性測定方法および装置において、駆動時の注入電流お
よび温度条件を所望に制御可能な半導体レーザ素子のレ
ーザ光を半導体レーザ素子の発振波長近傍の帯域におい
て光透過率あるいは光反射率が波長に関して単調増加あ
るいは減少するような分光特性を有する光学フィルタを
介して受光素子に入力し、半導体レーザ素子の温度を所
定値に制御した上半導体レーザ素子の注入電流を変化さ
せ、前記受光素子から得られる強度信号波形の急激な位
相不連続点を検出することにより前記半導体レーザ素子
の所定温度条件における注入電流に依存する発振波長特
性を測定する構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor laser characteristic measurement method and apparatus for measuring the oscillation wavelength characteristics of a semiconductor laser element. Laser light from a semiconductor laser device whose conditions can be controlled as desired is passed through an optical filter having spectral characteristics such that light transmittance or light reflectance monotonically increases or decreases with respect to wavelength in a band near the oscillation wavelength of the semiconductor laser device. The temperature of the semiconductor laser element is controlled to a predetermined value by inputting the current into the light receiving element, and then changing the injection current of the semiconductor laser element and detecting a sharp phase discontinuity point in the intensity signal waveform obtained from the light receiving element. A configuration was adopted to measure the oscillation wavelength characteristics that depend on the injection current of a semiconductor laser device under a predetermined temperature condition.

[作 用] 以上の構成によれば、半導体レーザの波長変化は光学フ
ィルタを介して強度変化に変換されるので、受光素子か
ら得られる強度信号の急激な位相不連続点を検出するこ
とにより半導体レーザ素子の所定温度条件における注入
電流に依存する発振波長特性を測定することができる。
[Function] According to the above configuration, a change in the wavelength of the semiconductor laser is converted to a change in intensity via the optical filter. It is possible to measure the oscillation wavelength characteristics that depend on the injection current under a predetermined temperature condition of the laser element.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the example shown in the drawings.

第1図は本発明を採用した半導体レーザ素子の特性測定
装置の構成を示している。
FIG. 1 shows the configuration of an apparatus for measuring characteristics of a semiconductor laser device employing the present invention.

第1図において、レーザ光源は単一モード発振のLD素
子3で、ATV (温度調節回路)2で温度制御を受け
る。ATV2はLD素子3の温度を所望の一定値に制御
する。制御温度値はコンピュータ7により決定される。
In FIG. 1, the laser light source is a single mode oscillation LD element 3, which is temperature controlled by an ATV (temperature control circuit) 2. ATV2 controls the temperature of LD element 3 to a desired constant value. The control temperature value is determined by the computer 7.

また、LD素子3の駆動電流は、LD駆動回路1により
制御され、この駆動電流を変化させてLD素子3の発振
波長を調節する。LD素子3は注入電流の変化によって
導波路の屈折率が変化して発振波長が変化する。
Further, the drive current of the LD element 3 is controlled by the LD drive circuit 1, and the oscillation wavelength of the LD element 3 is adjusted by changing this drive current. In the LD element 3, the refractive index of the waveguide changes due to a change in the injection current, and the oscillation wavelength changes.

LD素子3から出射される発散光はコリメートレンズ4
によって平行光に直される。コリメートされたレーザ光
は分光特性を有する光学フィルタ5を透過して、受光素
子6で光強度検出される。
The diverging light emitted from the LD element 3 is passed through the collimating lens 4.
is converted into parallel light by The collimated laser beam passes through an optical filter 5 having spectral characteristics, and the light intensity is detected by a light receiving element 6.

光学フィルタ5はLD素子3の発振波長近傍の帯域にお
いて光透過率(あるいは光反射率)が波長に関して単調
増加あるいは減少するような分光特性を有する。
The optical filter 5 has spectral characteristics such that light transmittance (or light reflectance) monotonically increases or decreases with respect to wavelength in a band near the oscillation wavelength of the LD element 3.

フォトダイオードなどからなる受光素子6の出力は入出
力ポートその他のインターフェース回路を介してコンピ
ュータ7に入力される。コンピュータ7は、マイクロプ
ロセッサおよびメモリなどから構成されるもので、後述
のプログラムに従いLD駆動回路1を介してLD素子3
の駆動を制御しつつ受光素子6の出力を入力し、LD素
子3のモードホッピング特性を検出するための信号処理
を行う。
The output of the light receiving element 6 consisting of a photodiode or the like is input to the computer 7 via an input/output port and other interface circuits. The computer 7 is composed of a microprocessor, a memory, etc., and drives the LD element 3 via the LD drive circuit 1 according to a program to be described later.
The output of the light receiving element 6 is input while controlling the driving of the LD element 3, and signal processing for detecting the mode hopping characteristic of the LD element 3 is performed.

次に以上の構成における動作につき説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

本発明で測定対象とするのは、単一モード発振で可変波
長のLD素子である。ここで、単一モード発振のLD素
子の注入電流−発振波長特性例を第2図に示す。
The object of measurement in the present invention is an LD element with single mode oscillation and variable wavelength. Here, FIG. 2 shows an example of the injection current-oscillation wavelength characteristic of a single mode oscillation LD element.

図示のように、注入電流と発振波長とはある区間では直
線関係にあるが、数カ所モードホップによって発振波長
が大きく飛んでいる。モードホッピングの発生点は主と
して、LD素子3の温度と注入電流に依存している。こ
のためのモードホッピングの測定の際は、温度か注入電
流のどちらかを一定にしておかなくてはならない。
As shown in the figure, the injection current and the oscillation wavelength have a linear relationship in a certain section, but the oscillation wavelength jumps significantly due to mode hops in several places. The point at which mode hopping occurs mainly depends on the temperature of the LD element 3 and the injection current. When measuring mode hopping for this purpose, either the temperature or the injection current must be kept constant.

前記のように光学フィルタ5は、特性を測定するLD素
子3の発振波長を含む近傍帯域で光透過率(あるいは光
反射率)が単調増加、あるいは単調減少するような分光
特性を有するものを使用する。第3図に、光学フィルタ
5の透過特性例を示す。第3図において横軸は入射光の
波長で、λ、。はLD素子3のある発振波長を示してい
る。
As mentioned above, the optical filter 5 used has spectral characteristics such that the light transmittance (or light reflectance) monotonically increases or decreases in the vicinity band including the oscillation wavelength of the LD element 3 whose characteristics are to be measured. do. FIG. 3 shows an example of the transmission characteristics of the optical filter 5. In FIG. 3, the horizontal axis is the wavelength of the incident light, λ. indicates a certain oscillation wavelength of the LD element 3.

ここで、LD素子3が、ある温度条件において第4図に
示すようなモードホッピング特性すなわち、注入電流1
0からllの間、レーザ光の波長がλ。からλ、まで単
調に増加し、11で波長がλ1からλ2に飛び、その後
またλ2から注入電流とともに単調に増加する特性を有
しており、注入電流をLD駆動回路1により時間ととも
に単調増加させた場合を考えてみる。
Here, the LD element 3 has a mode hopping characteristic as shown in FIG. 4 under a certain temperature condition, that is, the injection current 1
Between 0 and ll, the wavelength of the laser beam is λ. The wavelength increases monotonically from λ1 to λ, jumps from λ1 to λ2 at 11, and then increases monotonically with the injection current from λ2.The injection current is monotonically increased with time by the LD drive circuit 1. Let's consider the case.

一方、LD素子3の出力光強度変化は、同じ注入電流変
化について、第5図に示すよう単調な増加が続いており
、iIにおける波長の飛びに応じて光強度の飛びが生じ
てもその大きさはわずかであって、通常強度変化の信号
波形上ではなかなか見分けがつかない。
On the other hand, the change in the output light intensity of the LD element 3 continues to increase monotonically for the same injection current change, as shown in FIG. The intensity is so small that it is usually difficult to distinguish it from the signal waveform of intensity changes.

ところが、このレーザ光が第3図に示す分光特性を持つ
光学フィルタ5を透過させると、透過後の光強度変化は
第6図に示すようになる。これは光学フィルタ5の光透
過率が波長に依存しているため、LD素子3のモードホ
ップによる発振波長の飛びが起きるとその前後で透過率
が大幅に変るので、強度変化にはっきりとした不連続点
が現れる。
However, when this laser beam passes through the optical filter 5 having the spectral characteristics shown in FIG. 3, the light intensity changes after passing through as shown in FIG. 6. This is because the light transmittance of the optical filter 5 depends on the wavelength, so when the oscillation wavelength jumps due to mode hopping of the LD element 3, the transmittance changes significantly before and after that, and there is a clear difference in the intensity change. Continuous points appear.

この不連続点を検出すれば、ある温度条件でのLD素子
3のモードホッピング特性を知ることができる。不連続
点の検出には、受光素子6から得られる光学フィルタ5
透過後の光強度信号波形の一次微分を取る方法が考えら
れる。
By detecting this discontinuous point, it is possible to know the mode hopping characteristics of the LD element 3 under a certain temperature condition. For detecting discontinuous points, an optical filter 5 obtained from the light receiving element 6 is used.
One possible method is to take the first derivative of the light intensity signal waveform after transmission.

LD素子3の注入電流iを時間に関して単調増加するよ
うに制御し、光学フィルタ5の透過光強度を受光素子6
により検出すると、第6図のような検出波形が得られる
。この波形を一次微分すると、第7図に示すような波形
が得られる。
The injection current i of the LD element 3 is controlled to increase monotonically with respect to time, and the intensity of the transmitted light of the optical filter 5 is adjusted to the light receiving element 6.
When detected, a detected waveform as shown in FIG. 6 is obtained. When this waveform is first differentiated, a waveform as shown in FIG. 7 is obtained.

第7図に示すように、不連続点の存在するところでは−
次微分値が大きく変化するので、適当なしきい値レベル
との比較を行なうことなどによりモードホッピングを検
出することができる。
As shown in Figure 7, where there are discontinuous points -
Since the order differential value changes greatly, mode hopping can be detected by comparing it with an appropriate threshold level.

次に、第14図を参照して本発明におけるLD素子3の
モードホッピング特性の測定手順を説明する。第14図
の手順はコンピュータ7により実行される。
Next, a procedure for measuring the mode hopping characteristic of the LD element 3 according to the present invention will be explained with reference to FIG. The procedure shown in FIG. 14 is executed by the computer 7.

まず、第14図のステップS1においてATM2によっ
てLD素子3の温度を任意の値で一定にする。
First, in step S1 of FIG. 14, the temperature of the LD element 3 is made constant at an arbitrary value by the ATM 2.

続いてステップS2においてLD素子3の発振波長を変
化させる。第8図に、LD素子3に注入する注入電流の
1周期(T)分の波形を示す。すなわち、注入電流を時
間に対して一定の割合で変化させ、一定の割合で波長走
査を行う。
Subsequently, in step S2, the oscillation wavelength of the LD element 3 is changed. FIG. 8 shows a waveform of one cycle (T) of the injection current injected into the LD element 3. That is, the injection current is changed at a constant rate with respect to time, and wavelength scanning is performed at a constant rate.

続いてステップS3においてLD素子3の光を光学フィ
ルタ5を透過させて受光素子6で受け、光強度変化信号
を得て光強度変化信号の波形をコンピュータ7に取り込
む。第9図に、光強度変化信号の波形の例を示す。第9
図では符号Mの時点においてモードホッピングが生じて
いる。強度信号波形をコンピュータ7に入力する場合、
実際には所定のサンプリング時間ごとに量子化したデー
タ列が取り込まれる。
Subsequently, in step S3, the light from the LD element 3 is transmitted through the optical filter 5 and received by the light receiving element 6 to obtain a light intensity change signal, and the waveform of the light intensity change signal is input into the computer 7. FIG. 9 shows an example of the waveform of the light intensity change signal. 9th
In the figure, mode hopping occurs at the time point M. When inputting the intensity signal waveform to the computer 7,
Actually, a quantized data string is captured at every predetermined sampling time.

次に、ステップS4でコンピュータ7によって強度信号
波形の一次微分演算を行う。第10図に、第9図の波形
を一次微分した波形を示す。実際にぽ、この波形はコン
ピュータ7の内部では上記同様のデータ列の形で表現さ
れる。
Next, in step S4, the computer 7 performs a first-order differential calculation of the intensity signal waveform. FIG. 10 shows a waveform obtained by firstly differentiating the waveform of FIG. 9. Actually, this waveform is expressed inside the computer 7 in the form of a data string similar to the above.

次にステップS5において検出レベルを設定し、−次微
分波形でとびぬけて大きな値をとっている個所(変化率
が大きい箇所)を検出してモードホッピングを検出する
。具体的には、−次微分データ列を所定のしきい値と順
次比較する処理によりモードホッピング点の検出が行な
われる。
Next, in step S5, a detection level is set, and mode hopping is detected by detecting a location where the −th differential waveform has an extremely large value (a location where the rate of change is large). Specifically, mode hopping points are detected by sequentially comparing the −th order differential data string with a predetermined threshold value.

第11図に、第10図から検出されたモードホッピング
点を示す。ここでは、第8図と対応させてモードホッピ
ングが起きた注入電流の値を算出し、横軸に注入電流を
とってLD素子3の波長を増加させていった場合に検出
されたモードホッピングを白丸で、減少させていった場
合に検出されたモードホッピングを黒丸で示している。
FIG. 11 shows the mode hopping points detected from FIG. 10. Here, the value of the injection current at which mode hopping occurred is calculated in correspondence with FIG. 8, and the mode hopping detected when the wavelength of the LD element 3 is increased is plotted on the horizontal axis. The white circles indicate the mode hopping detected when the value is decreased, and the black circles indicate mode hopping.

続いてステップS6において同一条件で測定を繰り返し
、モードホッピングが起きる注入電流の値の平均値を算
出する。
Subsequently, in step S6, measurements are repeated under the same conditions, and the average value of the injection current values at which mode hopping occurs is calculated.

次にステップS7においてATM2によってLD素子3
の温度を一定間隔でずらし、上記の処理を繰り返して各
温度ごとのモードホッピングの検出を行う。
Next, in step S7, the LD element 3 is
Shift the temperature at regular intervals and repeat the above process to detect mode hopping at each temperature.

第12図は、以上の処理により測定された異なる温度条
件におけるモードホッピング点を縦軸に温度、横軸に注
入電流をとってプロットしたものである。ここでは、第
11図同様に波長増加時のモードホッピングを白丸で、
波長減少時のモードホッピングを黒丸で示している。
FIG. 12 is a plot of mode hopping points under different temperature conditions measured by the above process, with temperature on the vertical axis and injection current on the horizontal axis. Here, as in Figure 11, the mode hopping when the wavelength increases is indicated by a white circle.
The mode hopping when the wavelength decreases is shown by a black circle.

第12図から明らかなように、モードホッピングの起ぎ
る注入電流の値が温度によって変動することがわかる。
As is clear from FIG. 12, the value of the injection current at which mode hopping occurs varies depending on the temperature.

以上の実施例によれば、LD素子3への注入電流を時間
変化させ、分光特性を有する光学フィルタを介して得た
強度信号変化信号の一次微分値から急激な位相飛びを検
出することによりモードホッピング点を検出できる。
According to the above embodiment, the injection current to the LD element 3 is changed over time, and a sudden phase jump is detected from the first differential value of the intensity signal change signal obtained through the optical filter having spectral characteristics. Hopping points can be detected.

装置の構成は非常に簡単であり、安価にLD素子の特性
測定を行なえる。特に、機械的な制御を必要とする複雑
な光学系を用いないので、短時間で測定が可能であり、
しかもLD素子の発振領域全体白わたり注入電流に関し
て連続的にモードホッピング特性を検出することができ
る。
The configuration of the device is very simple, and the characteristics of the LD element can be measured at low cost. In particular, since it does not use a complicated optical system that requires mechanical control, measurements can be made in a short time.
Furthermore, mode hopping characteristics can be continuously detected regarding the injection current across the entire oscillation region of the LD element.

また、LD素子を光源として用いる装置に、上記の構成
を組み込む場合でも、従来の分光器を組み込む構成より
も簡単安価に実施できる。その場合、たとえば、第12
図のように温度条件に応じたモードホッピング点を測定
できるので、装置の動作の際、所望の注入電流範囲にモ
ードホッピングが生じないようにATM2によってLD
素子3の温度を制御することにより、LD素子3の注入
電流/発振波長が直線的に対応している領域のみにおい
て装置を動作させることができる。
Furthermore, even when the above configuration is incorporated into a device that uses an LD element as a light source, it can be implemented more easily and inexpensively than a configuration in which a conventional spectrometer is incorporated. In that case, for example, the 12th
As shown in the figure, mode hopping points can be measured according to temperature conditions, so when operating the device, ATM2 is used to prevent mode hopping from occurring within the desired injection current range.
By controlling the temperature of the element 3, the device can be operated only in a region where the injection current/oscillation wavelength of the LD element 3 linearly corresponds.

また、装置の起動時などのタイミングにおいて上記のモ
ードホッピング測定を行ない、それにより得たモードホ
ッピング条件により装置動作時の諸定数を変更するよう
な自動較正動作を行なわせることもできる。
Furthermore, it is also possible to carry out the above-mentioned mode hopping measurement at a timing such as when the apparatus is started up, and to perform an automatic calibration operation in which various constants during operation of the apparatus are changed based on the mode hopping conditions obtained thereby.

なお、第7図に示す強度信号波形の一次微分は、アナロ
グ微分回路で行うことも可能である。
Note that the first-order differentiation of the intensity signal waveform shown in FIG. 7 can also be performed by an analog differentiation circuit.

また、第12図のグラフは第13図に示すように真中で
折り返すと、測定動作時に注入電流の増加、減少を1周
間行う必要がある場合などに、モードホッピングが生じ
ない温度、注入電流の条件を見つけるのに便利である。
In addition, if the graph in Figure 12 is folded in the middle as shown in Figure 13, the temperature at which mode hopping does not occur, and the injection current This is useful for finding conditions.

このような処理は、第12図に相当するデータ列がコン
ピュータ7のメモリ上にあれば容易に実行できる。
Such processing can be easily executed if the data string corresponding to FIG. 12 is stored in the memory of the computer 7.

なお、光学フィルタ5には干渉フィルタ、ダイクロイッ
クフィルタなどを使用することができるのはいうまでも
ない。
It goes without saying that an interference filter, a dichroic filter, etc. can be used as the optical filter 5.

また、以上では光透過型の光学系構成を示したが、光反
射型の光学系でも同様の測定を行なえるのはいうまでも
ない。
Moreover, although the configuration of a light transmission type optical system has been shown above, it goes without saying that similar measurements can be performed with a light reflection type optical system.

[発明の効果] 以上から明らかなように、本発明によれば、半導体レー
ザ素子の発振波長特性を測定する半導体レーザの特性測
定方法および装置において、駆動時の注入電流および温
度条件を所望に制御可能な半導体し・−ザ素子のレーザ
光を半導体レーザ素子の発振波長近傍の帯域において光
透過率あるいは光反射率が波長に関して単調増加あるい
は減少するよう゛な分光特性を有する光学フィルタを介
して受光素子に入力し、半導体レーザ素子の温度を所定
値に制御した上半導体レーザ素子の注入電流を変化させ
、前記受光素子から得られる強度信号波形の急激な位相
不連続点を検出することにより前記半導体レーザ素子の
所定温度条件における注入電流に依存する発振波長特性
を測定する構成を採用しているので、半導体レーザの波
長変化は光学フィルタを介して強度変化に変換されるの
で、受光素子から得られる強度信号の急激な位相不連続
点を検出することにより半導体レーザ素子の所定温度条
件における注入電流に依存する発振波長特性を測定する
ことができる。測定系は、機械的11制御を必要とせず
、非常に簡単安価に構成でき、測定も短時間で行なえる
。また、半導体レーザ素子を光源として用いる装置に測
定装置を組み込む場合でも、光学フィルタおよび受光素
子程度のハードウェアを追加するだけでよく、装置全体
を簡単安価かつ小型軽量に構成できるなどの優れた効果
がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, in a semiconductor laser characteristic measurement method and apparatus for measuring the oscillation wavelength characteristics of a semiconductor laser element, injection current and temperature conditions during driving can be controlled as desired. A possible semiconductor laser device receives the laser light from the semiconductor laser device through an optical filter that has spectral characteristics such that the light transmittance or light reflectance monotonically increases or decreases with respect to wavelength in a band near the oscillation wavelength of the semiconductor laser device. The temperature of the semiconductor laser element is controlled to a predetermined value, and the injected current of the semiconductor laser element is changed to detect an abrupt phase discontinuity point in the intensity signal waveform obtained from the light receiving element. Since we have adopted a configuration that measures the oscillation wavelength characteristics that depend on the injected current at a given temperature condition of the laser element, changes in the wavelength of the semiconductor laser are converted into changes in intensity via an optical filter, which can be obtained from the light receiving element. By detecting the sharp phase discontinuity point of the intensity signal, it is possible to measure the oscillation wavelength characteristic that depends on the injection current under a predetermined temperature condition of the semiconductor laser device. The measurement system does not require mechanical control, can be constructed very simply and inexpensively, and can perform measurements in a short time. In addition, even when the measuring device is incorporated into a device that uses a semiconductor laser element as a light source, it is only necessary to add hardware such as an optical filter and a light receiving element, and the entire device can be configured easily, inexpensively, compactly, and lightweight. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を採用した干渉計の構造を示したブロッ
ク図、第2図は第1図の装置におけるLD素子のモード
ホッピングを示した線図、第3図は第1図の光学フィル
タの光透過特性を示した線図、第4図はモードホッピン
グがある場合のLD素子の注入電流に対する波長特性を
示した線図、第5図はLD素子の出力光強度特性を示し
た線図、第6図は光学フィルタ透過後の光強度特性を示
した線図、第7図は第6図の波形の一次微分波形を示し
た線図、第8図はLD素子の特性測定時の注入電流を示
した線図、第9図は第8図の駆動特性により得られる強
度信号の線図、第10図は第9図の波形の一次微分波形
を示した線図、第11図は第10図から検出されるモー
ドホッピング点を示した説明図、第12図は温度条件を
変更して得られるモードホッピング点をブロワ(・シた
説明図、第13図は第12図を中央で折り返して得たモ
ードホッピングの説明図、第14図は本発明における測
定制御手順を示したフローチャート図である。 1・・・LD駆動回路  2・・・ATM3・・・LD
i子    4・・・コリメートレンズ5・・・光学フ
ィルタ  6・・・受光素子7・・・コンピュータ 特許出願人 興 和 株式会社 H,”’7第1図 Lo13f)坂JL特肛のル国 1 第2図 λLD      λ λ噂フィノげのノ[力’4’H,セ主−のオ象瓜コ第3
図 メ11砦ニ牛’Ifぎ「手l・+ety)フローチ卆−
トβり第14図 −戸 喝齋
Fig. 1 is a block diagram showing the structure of an interferometer adopting the present invention, Fig. 2 is a diagram showing mode hopping of the LD element in the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the optical filter shown in Fig. 1. Figure 4 is a diagram showing the wavelength characteristics with respect to the injection current of the LD element when there is mode hopping, and Figure 5 is a diagram showing the output light intensity characteristics of the LD element. , Fig. 6 is a diagram showing the light intensity characteristics after passing through the optical filter, Fig. 7 is a diagram showing the first-order differential waveform of the waveform in Fig. 6, and Fig. 8 is a diagram showing the injection when measuring the characteristics of the LD element. Figure 9 is a diagram showing the current, Figure 9 is a diagram of the intensity signal obtained by the drive characteristics shown in Figure 8, Figure 10 is a diagram showing the first differential waveform of the waveform in Figure 9, and Figure 11 is a diagram showing the linear differential waveform of the waveform in Figure 9. An explanatory diagram showing the mode hopping points detected from Figure 10, Figure 12 is an explanatory diagram showing the mode hopping points obtained by changing the temperature conditions, and Figure 13 is an explanatory diagram showing the mode hopping points detected by changing the temperature conditions. Fig. 14 is a flowchart showing the measurement control procedure in the present invention. 1... LD drive circuit 2... ATM3... LD
i-column 4... Collimating lens 5... Optical filter 6... Light-receiving element 7... Computer patent applicant Kowa Co., Ltd. Figure 2: λLD
Diagram 11 Fortress Nishi'Ifgi "Hand +ety) Flowch Volume-"
Figure 14-Door door

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)半導体レーザ素子の発振波長特性を測定する半導体
レーザの特性測定方法において、駆動時の注入電流およ
び温度条件を所望に制御可能な半導体レーザ素子のレー
ザ光を半導体レーザ素子の発振波長近傍の帯域において
光透過率あるいは光反射率が波長に関して単調増加ある
いは減少するような分光特性を有する光学フィルタを介
して受光素子に入力し、半導体レーザ素子の温度を所定
値に制御した上半導体レーザ素子の注入電流を変化させ
、前記受光素子から得られる強度信号波形の急激な位相
不連続点を検出することにより前記半導体レーザ素子の
所定温度条件における注入電流に依存する発振波長特性
を測定することを特徴とする半導体レーザの特性測定方
法。 2)発振波長特性測定時の温度条件を変更し、複数の温
度条件における半導体レーザ素子の発振波長特性を測定
することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半
導体レーザの特性測定方法。 3)半導体レーザ素子の発振波長特性を測定する半導体
レーザの特性測定装置において、 半導体レーザ素子の駆動時の注入電流を所望の値に制御
する手段と、 半導体レーザ素子の温度を所望の値に制御する手段と、 半導体レーザ素子のレーザ光を半導体レーザ素子の発振
波長近傍の帯域において光透過率あるいは光反射率が波
長に関して単調増加あるいは減少するような分光特性を
有する光学フィルタを介して受光する受光素子と、 前記温度制御手段により半導体レーザ素子の温度を所定
値に制御し前記注入電流制御手段により半導体レーザ素
子の注入電流を変化させ、前記受光素子により測定され
た強度信号波形の急激な位相不連続点を検出することに
より前記半導体レーザ素子の所定温度条件における注入
電流に依存する発振波長特性を測定する測定制御手段を
設けたことを特徴とする半導体レーザの特性測定装置。 4)前記温度制御手段により発振波長特性測定時の温度
条件を変更し、複数の温度条件における半導体レーザ素
子の発振波長特性を測定することを特徴とする特許請求
の範囲第3項に記載の半導体レーザの特性測定装置。
[Claims] 1) In a semiconductor laser characteristic measurement method for measuring the oscillation wavelength characteristics of a semiconductor laser device, a laser beam of a semiconductor laser device whose injection current and temperature conditions during driving can be controlled as desired is applied to the semiconductor laser device. The temperature of the semiconductor laser element was controlled to a predetermined value by inputting it to the light receiving element through an optical filter having spectral characteristics such that the light transmittance or light reflectance monotonically increases or decreases with respect to wavelength in a band near the oscillation wavelength of By changing the injection current of the upper semiconductor laser element and detecting a sharp phase discontinuity point in the intensity signal waveform obtained from the light receiving element, the oscillation wavelength characteristic that depends on the injection current at a predetermined temperature condition of the semiconductor laser element is determined. 1. A method for measuring characteristics of a semiconductor laser. 2) A method for measuring characteristics of a semiconductor laser according to claim 1, characterized in that the temperature conditions at the time of measuring the oscillation wavelength characteristics are changed, and the oscillation wavelength characteristics of the semiconductor laser element are measured under a plurality of temperature conditions. . 3) A semiconductor laser characteristic measuring device for measuring the oscillation wavelength characteristics of a semiconductor laser device, which includes means for controlling the injection current to a desired value when driving the semiconductor laser device, and controlling the temperature of the semiconductor laser device to a desired value. and a light receiving means for receiving laser light from a semiconductor laser element through an optical filter having spectral characteristics such that light transmittance or light reflectance monotonically increases or decreases with respect to wavelength in a band near the oscillation wavelength of the semiconductor laser element. the temperature of the semiconductor laser element is controlled to a predetermined value by the temperature control means, the injection current of the semiconductor laser element is changed by the injection current control means, and an abrupt phase shift of the intensity signal waveform measured by the light receiving element is caused. 1. An apparatus for measuring characteristics of a semiconductor laser, comprising measurement control means for measuring an oscillation wavelength characteristic depending on an injection current of the semiconductor laser element under a predetermined temperature condition by detecting continuous points. 4) The semiconductor according to claim 3, wherein the temperature control means changes the temperature conditions when measuring the oscillation wavelength characteristics, and measures the oscillation wavelength characteristics of the semiconductor laser element under a plurality of temperature conditions. Laser characteristic measurement device.
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