JPH0629598A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＲＯＭ又はＲＡＭの記憶容量が小さく、か
つ、処理ステップを少なくすることのできるレーザ発振
器を得る。 【構成】 このレーザ発振器は制御ユニット（１）とレ
ーザユニット（９）とを含み、前記制御ユニット（１）
は制御信号（Ｉ，Ｔ）を発生し、キーボードによって与
えられた波長値とレーザ光強さに基いてレーザユニット
（９）によって発生されたレーザの強さと波長を設定す
る。先行技術のレーザ発振器においては、レーザ光の強
さと波長の相互関係及び二つの制御量がＲＯＭまたはＲ
ＡＭの形のテーブルの中に記憶されている。多数の波長
値および強さ値を記憶するために必要な大型のテーブル
を使用しないため、本発明のレーザ発振器においてはテ
ーブルが使用されず、制御信号はマイクロプロセッサ４
の中に記憶された関係式によって計算される。
つ、処理ステップを少なくすることのできるレーザ発振
器を得る。 【構成】 このレーザ発振器は制御ユニット（１）とレ
ーザユニット（９）とを含み、前記制御ユニット（１）
は制御信号（Ｉ，Ｔ）を発生し、キーボードによって与
えられた波長値とレーザ光強さに基いてレーザユニット
（９）によって発生されたレーザの強さと波長を設定す
る。先行技術のレーザ発振器においては、レーザ光の強
さと波長の相互関係及び二つの制御量がＲＯＭまたはＲ
ＡＭの形のテーブルの中に記憶されている。多数の波長
値および強さ値を記憶するために必要な大型のテーブル
を使用しないため、本発明のレーザ発振器においてはテ
ーブルが使用されず、制御信号はマイクロプロセッサ４
の中に記憶された関係式によって計算される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザユニットと、レ
ーザ光の少なくとも１つの物理量の所望値に基いてレー
ザユニットの制御入力に制御信号を加えるための制御ユ
ニットとを含むレーザ発振器に関するものである。
ーザ光の少なくとも１つの物理量の所望値に基いてレー
ザユニットの制御入力に制御信号を加えるための制御ユ
ニットとを含むレーザ発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この型のレーザ発振器は米国特許第 4,5
09,130号明細書から公知である。
09,130号明細書から公知である。
【０００３】この種のレーザ発振器は例えばコヒーレン
ト光学伝送システムのトランスミッターまたはレシーバ
において、分光測光装置において、または光電変換器の
テスト装置において使用される。
ト光学伝送システムのトランスミッターまたはレシーバ
において、分光測光装置において、または光電変換器の
テスト装置において使用される。
【０００４】コヒーレント光学伝送システムにおいてガ
ラスファイバを通してベースバンド信号を移送するた
め、伝送レーザから来る光信号をガラスファイバにおく
る前に、この光信号をベースバンド信号によって振幅変
調、周波数変調または位相変調することができる。
ラスファイバを通してベースバンド信号を移送するた
め、伝送レーザから来る光信号をガラスファイバにおく
る前に、この光信号をベースバンド信号によって振幅変
調、周波数変調または位相変調することができる。
【０００５】レシーバにおいて電流の電子成分によって
光信号を変調するためには、非常に高い周波数（例えば
１０14Ｈｚ）を有する光信号を例えば１０9 Ｈｚのはる
かに低い中間周波数まで変換する必要がある。そのた
め、受信された光信号を、レシーバの中において光学結
合素子によって局所的に発生されたレーザ光信号と結合
される。この結合により、結合素子の２つの入力信号の
相互干渉により、振幅変動を有する光信号が出される。
このような振幅変動は、受信された光信号の周波数と局
所的に発生された光信号の周波数との差分周波数に等し
い周波数を有する。この場合、光振幅変動を電気的に処
理できる中間周波数信号に変換するために光ダイオード
が使用される。
光信号を変調するためには、非常に高い周波数（例えば
１０14Ｈｚ）を有する光信号を例えば１０9 Ｈｚのはる
かに低い中間周波数まで変換する必要がある。そのた
め、受信された光信号を、レシーバの中において光学結
合素子によって局所的に発生されたレーザ光信号と結合
される。この結合により、結合素子の２つの入力信号の
相互干渉により、振幅変動を有する光信号が出される。
このような振幅変動は、受信された光信号の周波数と局
所的に発生された光信号の周波数との差分周波数に等し
い周波数を有する。この場合、光振幅変動を電気的に処
理できる中間周波数信号に変換するために光ダイオード
が使用される。
【０００６】１本のガラスファイバによって複数の信号
を同時に移送するためには、トランスミッタとレシーバ
の両方において、広い周波数範囲（例えば５００ＧＨ
ｚ）以上にわたって同調されるレーザを使用する。その
結果、より多数のトランスミッタとレシーバが同一ガラ
スファイバを通して、相互に干渉することなく通信する
ことができる。
を同時に移送するためには、トランスミッタとレシーバ
の両方において、広い周波数範囲（例えば５００ＧＨ
ｚ）以上にわたって同調されるレーザを使用する。その
結果、より多数のトランスミッタとレシーバが同一ガラ
スファイバを通して、相互に干渉することなく通信する
ことができる。
【０００７】先行技術のレーザ発振器においては、レー
ザ光の物理量はこの光の周波数である。他の可能な物理
量はレーザ光の強さである。
ザ光の物理量はこの光の周波数である。他の可能な物理
量はレーザ光の強さである。
【０００８】また先行技術のレーザ発振器においては、
レーザユニットは２つの制御入力を有し、第１の制御入
力はレーザダイオードを通って流れる電流を決定し、第
２制御入力はレーザダイオードの温度を決定する。
レーザユニットは２つの制御入力を有し、第１の制御入
力はレーザダイオードを通って流れる電流を決定し、第
２制御入力はレーザダイオードの温度を決定する。
【０００９】制御ユニットはＲＯＭまたはＲＡＭの形の
テーブルを含み、このテーブルの中に制御信号の値が物
理量（この場合、レーザ光の周波数）の所望値の関数と
して記憶されている。
テーブルを含み、このテーブルの中に制御信号の値が物
理量（この場合、レーザ光の周波数）の所望値の関数と
して記憶されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】その結果、レーザ光の
物理量は段階的に変動させられる。レーザ光の物理量の
所定の範囲内において、この物理量を変動させることの
できる最小限ステップサイズはテーブルのサイズによっ
て決定される。先行技術のレーザ発振器の欠点は、レー
ザ光の物理量が大きな範囲を有しまた小ステップサイズ
が望ましい場合に、テーブルが大型になり従ってＲＡＭ
またはＲＯＭが大きな記憶容量を必要とすることにあ
る。
物理量は段階的に変動させられる。レーザ光の物理量の
所定の範囲内において、この物理量を変動させることの
できる最小限ステップサイズはテーブルのサイズによっ
て決定される。先行技術のレーザ発振器の欠点は、レー
ザ光の物理量が大きな範囲を有しまた小ステップサイズ
が望ましい場合に、テーブルが大型になり従ってＲＡＭ
またはＲＯＭが大きな記憶容量を必要とすることにあ
る。
【００１１】本発明の目的は、大きな記憶容量を有する
ＲＡＭまたはＲＯＭを必要とせずに大きな物理量範囲と
小さいステップサイズとを可能とする前記の型のレーザ
発振器を提供するにある。
ＲＡＭまたはＲＯＭを必要とせずに大きな物理量範囲と
小さいステップサイズとを可能とする前記の型のレーザ
発振器を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、制
御ユニットがレーザ光の所望の物理量から制御信号を計
算する計算手段を含み、レーザユニットの作動範囲内に
おいてレーザ光の物理量の各値に対して対応の制御信号
が発生されることを特徴とする。
御ユニットがレーザ光の所望の物理量から制御信号を計
算する計算手段を含み、レーザユニットの作動範囲内に
おいてレーザ光の物理量の各値に対して対応の制御信号
が発生されることを特徴とする。
【００１３】レーザ発振器は物理量の所望値に基いて制
御信号を計算する計算手段を有するのであるから、物理
量の所望値に対して制御信号値を検索するためのテーブ
ルを必要としない。
御信号を計算する計算手段を有するのであるから、物理
量の所望値に対して制御信号値を検索するためのテーブ
ルを必要としない。
【００１４】しかし、前記計算手段が（小）テーブル中
に記憶された設定点の間の補間を実施することも考えら
れる。
に記憶された設定点の間の補間を実施することも考えら
れる。
【００１５】さらに本発明の他の利点は、物理量をその
範囲内の任意所望の値に調節できることにある。
範囲内の任意所望の値に調節できることにある。
【００１６】制御信号とレーザ光の波長または強さとの
関係においては、一般にこれらの波長または強さの関数
として制御信号の値を示す明白な関係式が存在しない。
従って、制御信号値は数値法を実施することによって発
見されなければならない。このような数値法は、例えば
"Einfuhrung in die Numerische Mathematik I"、Jose
f Stoer, Springer Verlag, ISBN 0-387-05750-1, Chap
ter 5 に記載されている。
関係においては、一般にこれらの波長または強さの関数
として制御信号の値を示す明白な関係式が存在しない。
従って、制御信号値は数値法を実施することによって発
見されなければならない。このような数値法は、例えば
"Einfuhrung in die Numerische Mathematik I"、Jose
f Stoer, Springer Verlag, ISBN 0-387-05750-1, Chap
ter 5 に記載されている。
【００１７】本発明の実施例においては、制御信号とレ
ーザ光の物理量との関係が短縮べき数によって定義され
る。
ーザ光の物理量との関係が短縮べき数によって定義され
る。
【００１８】制御信号とレーザ光の物理量との関係を短
縮べき数によって近似的に表わすことによって、制御信
号を物理量の関数として表わす式が得られ、この式は値
の決定のために必要な計算量を著しく低減させる。
縮べき数によって近似的に表わすことによって、制御信
号を物理量の関数として表わす式が得られ、この式は値
の決定のために必要な計算量を著しく低減させる。
【００１９】本発明の他の実施例によれば、レーザ発振
器は、レーザ光の物理量の値の測定値としての測定信号
を制御ユニットに供給する測定手段を含み、前記制御ユ
ニットは、物理量の所望値と実際値との差異を低減させ
るように前記制御信号と物理量の値との関係を前記計算
手段によって計算されるように適合させる適合手段を含
む。
器は、レーザ光の物理量の値の測定値としての測定信号
を制御ユニットに供給する測定手段を含み、前記制御ユ
ニットは、物理量の所望値と実際値との差異を低減させ
るように前記制御信号と物理量の値との関係を前記計算
手段によって計算されるように適合させる適合手段を含
む。
【００２０】レーザの物理量の値を基準値と比較し、制
御信号と物理量の値との関係を差分信号に対応するよう
に適合させることにより、物理量設定の絶対精度を大幅
に増大させることができる。
御信号と物理量の値との関係を差分信号に対応するよう
に適合させることにより、物理量設定の絶対精度を大幅
に増大させることができる。
【００２１】本発明のさらに他の実施例によれば、レー
ザユニットの制御入力の数がレーザ光の物理量の数を一
定値だけ超過し、制御信号がｎの追加限界条件を満た
す。
ザユニットの制御入力の数がレーザ光の物理量の数を一
定値だけ超過し、制御信号がｎの追加限界条件を満た
す。
【００２２】１以上の制御入力を有する半導体レーザに
おいては、これらの入力に対する制御信号が一定の関係
を有することがしばしば望ましい。その好例が、いわゆ
るブラッグ反射形レーザ（ＤＢＲ）である。この種のレ
ーザは増幅部Ｌ、転送線部Ｐ及び（反射）ブラッグ部Ｂ
を含む。
おいては、これらの入力に対する制御信号が一定の関係
を有することがしばしば望ましい。その好例が、いわゆ
るブラッグ反射形レーザ（ＤＢＲ）である。この種のレ
ーザは増幅部Ｌ、転送線部Ｐ及び（反射）ブラッグ部Ｂ
を含む。
【００２３】前記の増幅部Ｌに対して電流Ｉa が加えら
れ、この電流は光学増幅を可能とするため一定の閾値を
超過する。制御信号ＩP とＩB が伝送線部Ｐとブラッグ
部Ｂにそれぞれ加えられる。制御信号ＩP は伝送線部に
おいてその破壊指数、従って伝送線部の位相回転を決定
する。ブラッグ部の中に制御信号ＩB はその破壊指数に
影響し、従ってブラッグ部によって反射される光の位相
を決定する。
れ、この電流は光学増幅を可能とするため一定の閾値を
超過する。制御信号ＩP とＩB が伝送線部Ｐとブラッグ
部Ｂにそれぞれ加えられる。制御信号ＩP は伝送線部に
おいてその破壊指数、従って伝送線部の位相回転を決定
する。ブラッグ部の中に制御信号ＩB はその破壊指数に
影響し、従ってブラッグ部によって反射される光の位相
を決定する。
【００２４】所望周波数におけるレーザ発振のために
は、ブラッグ部及び転送線部における位相回転の合計が
Ｋ・２・π（ＫεＮ）（εは集合を表す）に等しく、ブ
ラッグ部Ｂにおける位相回転がπ／２に近いという限界
条件が満たされなければならない。この限界条件から著
しく片寄った場合、レーザ同調中のレーザの発振モード
の急激な変化の結果として、望ましくない周波数ジャン
プの生じる場合がある。ブラッグ部Ｂにおいて位相回転
がπ／２に近づく値においてＫが変動するので、発振モ
ードの変化が生じる。
は、ブラッグ部及び転送線部における位相回転の合計が
Ｋ・２・π（ＫεＮ）（εは集合を表す）に等しく、ブ
ラッグ部Ｂにおける位相回転がπ／２に近いという限界
条件が満たされなければならない。この限界条件から著
しく片寄った場合、レーザ同調中のレーザの発振モード
の急激な変化の結果として、望ましくない周波数ジャン
プの生じる場合がある。ブラッグ部Ｂにおいて位相回転
がπ／２に近づく値においてＫが変動するので、発振モ
ードの変化が生じる。
【００２５】適当に選択された補助条件を制御信号Ｉb
とＩP に対して強制することにより、前記の２条件が満
たされるので、望ましくない周波数ジャンプが生じな
い。レーザユニットがｍ制御入力を有しまたｎ限界条件
が制御信号に対して強制されれば、レーザ光のｍ−ｎ物
理量が決定される。この場合、システム全体はｍ未知数
（制御信号）を含むｍ方程式（ｎ限界条件及びｍ−ｎの
物理量式）によって表わされる。またこの場合、この方
程式システムは一般に数値法によって解かれなければな
らない。
とＩP に対して強制することにより、前記の２条件が満
たされるので、望ましくない周波数ジャンプが生じな
い。レーザユニットがｍ制御入力を有しまたｎ限界条件
が制御信号に対して強制されれば、レーザ光のｍ−ｎ物
理量が決定される。この場合、システム全体はｍ未知数
（制御信号）を含むｍ方程式（ｎ限界条件及びｍ−ｎの
物理量式）によって表わされる。またこの場合、この方
程式システムは一般に数値法によって解かれなければな
らない。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を図１乃至図４について説明す
る図１において、制御信号Ｉを出力する制御ユニット１
の第１制御出力がレーザユニット９の第１制御入力に接
続されている。出力信号Ｔを出力する制御ユニット１の
第２制御出力はレーザユニット９の第２制御入力に接続
されている。
る図１において、制御信号Ｉを出力する制御ユニット１
の第１制御出力がレーザユニット９の第１制御入力に接
続されている。出力信号Ｔを出力する制御ユニット１の
第２制御出力はレーザユニット９の第２制御入力に接続
されている。
【００２７】制御ユニット１は、この場合マイクロプロ
セッサ４からなる計算手段を含む。このマイクロプロセ
ッサに対してキーボード２が接続されている。マイクロ
プロセッサ４の第１出力はデジタル−アナログ変換器６
に接続されている。このデジタル−アナログ変換器６の
出力は制御ユニットの出力をなし、出力信号Ｉを送出す
る。マイクロプロセッサ４の第２出力はデジタル−アナ
ログ変換器８に接続され、このデジタル−アナログ変換
器８の出力が制御ユニットの出力をなし、出力信号Ｔを
送出する。
セッサ４からなる計算手段を含む。このマイクロプロセ
ッサに対してキーボード２が接続されている。マイクロ
プロセッサ４の第１出力はデジタル−アナログ変換器６
に接続されている。このデジタル−アナログ変換器６の
出力は制御ユニットの出力をなし、出力信号Ｉを送出す
る。マイクロプロセッサ４の第２出力はデジタル−アナ
ログ変換器８に接続され、このデジタル−アナログ変換
器８の出力が制御ユニットの出力をなし、出力信号Ｔを
送出する。
【００２８】レーザユニット９の第１入力は減算器１０
の第１入力に接続される。減算器１０の出力は増幅器１
４の入力に接続される。増幅器１４の出力は、測定抵抗
器２１の第１接続部と差動増幅器２７の第１入力とに接
続されている。測定抵抗器２１の第２接続部は、レーザ
ダイオード２０のアノードと前記差動増幅器２７の第２
入力とに接続される。レーザダイオード２０のカソード
はアース基準の定電位点に接続される。差動増幅器２７
の出力は減算器１０の第２入力に接続されている。
の第１入力に接続される。減算器１０の出力は増幅器１
４の入力に接続される。増幅器１４の出力は、測定抵抗
器２１の第１接続部と差動増幅器２７の第１入力とに接
続されている。測定抵抗器２１の第２接続部は、レーザ
ダイオード２０のアノードと前記差動増幅器２７の第２
入力とに接続される。レーザダイオード２０のカソード
はアース基準の定電位点に接続される。差動増幅器２７
の出力は減算器１０の第２入力に接続されている。
【００２９】レーザユニット９の第２入力は減算器１２
の第１入力に接続されている。減算器１２の出力は増幅
器１６の入力に接続される。増幅器１６の出力はペルテ
ィエ素子２２の入力に接続される。このペルティエ素子
２２は、レーザダイオード２０及びＮＴＣ抵抗器２４と
共にハウジング１８の中に収容され、このハウジングの
中において、これらの３素子が熱的に結合されている。
の第１入力に接続されている。減算器１２の出力は増幅
器１６の入力に接続される。増幅器１６の出力はペルテ
ィエ素子２２の入力に接続される。このペルティエ素子
２２は、レーザダイオード２０及びＮＴＣ抵抗器２４と
共にハウジング１８の中に収容され、このハウジングの
中において、これらの３素子が熱的に結合されている。
【００３０】ＮＴＣ抵抗器２４は温度測定回路（例えば
ブリッジ）の中に含まれ、その出力は減算器１２の第２
入力に接続されている。レーザによって発生された光は
出力２３において得られる。
ブリッジ）の中に含まれ、その出力は減算器１２の第２
入力に接続されている。レーザによって発生された光は
出力２３において得られる。
【００３１】このレーザ発振器を校正するために、レー
ザ発振器の出力２３は波長計２６に接続される。この波
長計２６の（デジタル）出力はマイクロプロセッサ４の
もう一つの入力に接続される。
ザ発振器の出力２３は波長計２６に接続される。この波
長計２６の（デジタル）出力はマイクロプロセッサ４の
もう一つの入力に接続される。
【００３２】図１に図示のレーザ発振器において、設定
されるべき物理量はレーザ発振器によって放射される光
の波長及び強さである。これらの量の所望の値がキーボ
ード２によってマイクロプロセッサ４の中にローディン
グされる。マイクロプロセッサ４は、レーザ光の強さ及
び波長の所望値に基いて制御信号ＩとＴを計算する。制
御信号Ｉはレーザダイオード２０の中を流れる電流を決
定し、制御信号Ｔはレーザダイオードの温度を決定す
る。
されるべき物理量はレーザ発振器によって放射される光
の波長及び強さである。これらの量の所望の値がキーボ
ード２によってマイクロプロセッサ４の中にローディン
グされる。マイクロプロセッサ４は、レーザ光の強さ及
び波長の所望値に基いて制御信号ＩとＴを計算する。制
御信号Ｉはレーザダイオード２０の中を流れる電流を決
定し、制御信号Ｔはレーザダイオードの温度を決定す
る。
【００３３】フィードバック増幅器１４は大きな増幅率
を有するので、その入力信号、すなわち、減算器１０の
出力信号が非常に小さくなるようにその出力信号を調整
することができる。この場合、差動増幅器２７の出力信
号は信号Ｉと同等になる。その結果、抵抗器２１の両端
電圧は信号Ｉに直接比例するので、レーザダイオードを
通る電流は信号Ｉと抵抗器２１の抵抗の商に直接比例す
ることになる。
を有するので、その入力信号、すなわち、減算器１０の
出力信号が非常に小さくなるようにその出力信号を調整
することができる。この場合、差動増幅器２７の出力信
号は信号Ｉと同等になる。その結果、抵抗器２１の両端
電圧は信号Ｉに直接比例するので、レーザダイオードを
通る電流は信号Ｉと抵抗器２１の抵抗の商に直接比例す
ることになる。
【００３４】またフィードバック増幅器１６は大きな増
幅率を有するので、その入力信号、すなわち、減算器１
２の出力信号が非常に小さくなるようにその出力信号を
調整することができる。従って、温度測定回路の出力信
号は信号Ｔに等しいので、レーザダイオードの温度は制
御信号Ｔに比例することになる。
幅率を有するので、その入力信号、すなわち、減算器１
２の出力信号が非常に小さくなるようにその出力信号を
調整することができる。従って、温度測定回路の出力信
号は信号Ｔに等しいので、レーザダイオードの温度は制
御信号Ｔに比例することになる。
【００３５】本発明の着想によれば、制御信号Ｉ、Ｔと
レーザ光の波長及び強さとの間に下記の近似的関係が得
られる：
レーザ光の波長及び強さとの間に下記の近似的関係が得
られる：
【００３６】
【数１】 ここに、λR は、制御信号Ｉが基準値ＩR に等しくまた
制御信号Ｔが基準値ＴRに等しい場合のレーザ光の波長
である。ＰR は、制御信号Ｉが基準値ＩR に等しくまた
制御信号Ｔが基準値ＴR に等しい場合のレーザ光の強さ
である。λとＰの所望値に基いて、制御信号ＩとＴにつ
いて下記の式が誘導される。
制御信号Ｔが基準値ＴRに等しい場合のレーザ光の波長
である。ＰR は、制御信号Ｉが基準値ＩR に等しくまた
制御信号Ｔが基準値ＴR に等しい場合のレーザ光の強さ
である。λとＰの所望値に基いて、制御信号ＩとＴにつ
いて下記の式が誘導される。
【００３７】
【数２】 (2) 式から明かなように、ＩとＴについて２つの解が可
能である。レーザユニットの設定のために、まずＩの値
がとられ、同時に信号Ｉと対応の信号Ｔが許容範囲に配
置される。
能である。レーザユニットの設定のために、まずＩの値
がとられ、同時に信号Ｉと対応の信号Ｔが許容範囲に配
置される。
【００３８】波長計２６を使用して、制御信号とレーザ
光の波長または強さとのそれぞれの関係を校正すること
ができる。波長計が多数のレーザ発振器の間において絶
えず切り替えられように前記の手順が規則的に実施され
るので、多数のレーザ発振器が単一の波長計によって校
正できる。このようなシステムは、例えば、米国特許第
4,942,568号明細書から公知である。あるいは、校正を
偶発的に、例えば年に一回、実施することができる。
光の波長または強さとのそれぞれの関係を校正すること
ができる。波長計が多数のレーザ発振器の間において絶
えず切り替えられように前記の手順が規則的に実施され
るので、多数のレーザ発振器が単一の波長計によって校
正できる。このようなシステムは、例えば、米国特許第
4,942,568号明細書から公知である。あるいは、校正を
偶発的に、例えば年に一回、実施することができる。
【００３９】制御信号とレーザ光の波長との関係及び制
御信号とレーザ光の強さとの関係が前記の(1) 式によっ
て表わされるとすれば、校正に際して定数Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅの値を適合させなければならない。そのため、制
御信号の３種の相異なる組合わせに対応するレーザビー
ムの波長を測定する。定数ＤとＥの決定のためには、制
御信号の２つの相異なる組合わせの出力を測定するだけ
でよい。この場合、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの新しい値は下
記のようにして決定される。
御信号とレーザ光の強さとの関係が前記の(1) 式によっ
て表わされるとすれば、校正に際して定数Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅの値を適合させなければならない。そのため、制
御信号の３種の相異なる組合わせに対応するレーザビー
ムの波長を測定する。定数ＤとＥの決定のためには、制
御信号の２つの相異なる組合わせの出力を測定するだけ
でよい。この場合、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの新しい値は下
記のようにして決定される。
【００４０】波長の第１測定は、ＩR に等しい制御信号
Ｉの値と、制御信号Ｔの値Ｔa とをもって実施される。
測定された波長がλ1 に等しく、測定された強さがＰ1
に等しければ、定数ＡとＤについて下記の式が成立す
る。
Ｉの値と、制御信号Ｔの値Ｔa とをもって実施される。
測定された波長がλ1 に等しく、測定された強さがＰ1
に等しければ、定数ＡとＤについて下記の式が成立す
る。
【００４１】
【数３】 次に第２及び第３波長測定は、制御信号ＴをＴR に等し
くし、またＩをそれぞれ値ＩR ＋δ及びＩR −δとする
ことによって実施される。測定された波長λ2及びλ3
と、測定された強さＰ2 について下記式が成立する。
くし、またＩをそれぞれ値ＩR ＋δ及びＩR −δとする
ことによって実施される。測定された波長λ2及びλ3
と、測定された強さＰ2 について下記式が成立する。
【００４２】
【数４】 (4) 式から、ＢとＣの値について簡単に下式が誘導され
る。
る。
【００４３】
【数５】 図２において使用される参照数字をつけた命令は下記の
表に記載の意味を有する。 数字 命令 意味 ３０ 初期化 使用される全変数の初期化 ３２ 読取（λ，Ｐ） 波長及び強さの所望値を キーボードから読取り。 ３４ 計算Ｉ1 ，Ｔ1 ，Ｉ2 ，Ｉ2 Ｉ1 、Ｉ2 及び対応のＴ1 、Ｔ2 の 計算。 ３６ Ｉ1 ε［Ｉmin ，Ｉmax ］Λ Ｉ1 及びＴ1 が許容範囲内にあるか Ｔ1 ε［Ｔmin ，Ｔmax ］ 否かのチェック。 ３８ Ｉ2 ε［Ｉmin ，Ｉmax ］Λ Ｉ2 及びＴ2 が許容範囲内にあるか Ｔ2 ε［Ｔmin ，Ｔmax ］ 否かのチェック。 ４０ Ｉ：＝Ｉ1 Ｔ：＝Ｔ1 制御信号ＩとＴがそれぞれ計算値 Ｉ1 及びＴ1 に等しくなされる。 ４２ Ｉ：＝Ｉ2 Ｔ：＝Ｔ2 制御信号ＩとＴがそれぞれ計算値 Ｉ2 及びＴ2 に等しくされる。 ４４ エラー エラーメッセージが与えられる。
表に記載の意味を有する。 数字 命令 意味 ３０ 初期化 使用される全変数の初期化 ３２ 読取（λ，Ｐ） 波長及び強さの所望値を キーボードから読取り。 ３４ 計算Ｉ1 ，Ｔ1 ，Ｉ2 ，Ｉ2 Ｉ1 、Ｉ2 及び対応のＴ1 、Ｔ2 の 計算。 ３６ Ｉ1 ε［Ｉmin ，Ｉmax ］Λ Ｉ1 及びＴ1 が許容範囲内にあるか Ｔ1 ε［Ｔmin ，Ｔmax ］ 否かのチェック。 ３８ Ｉ2 ε［Ｉmin ，Ｉmax ］Λ Ｉ2 及びＴ2 が許容範囲内にあるか Ｔ2 ε［Ｔmin ，Ｔmax ］ 否かのチェック。 ４０ Ｉ：＝Ｉ1 Ｔ：＝Ｔ1 制御信号ＩとＴがそれぞれ計算値 Ｉ1 及びＴ1 に等しくなされる。 ４２ Ｉ：＝Ｉ2 Ｔ：＝Ｔ2 制御信号ＩとＴがそれぞれ計算値 Ｉ2 及びＴ2 に等しくされる。 ４４ エラー エラーメッセージが与えられる。
【００４４】命令３０において、所要の全変数が初期化
される。命令３２において、レーザ光の波長λと強さＰ
の所望値がキーボード２から読取られる。
される。命令３２において、レーザ光の波長λと強さＰ
の所望値がキーボード２から読取られる。
【００４５】命令３４において、Ｉ1 、Ｉ2 及び対応の
Ｔ1 、Ｔ2 が計算される。この計算は(2) 式に基いて実
施される。命令３６においては、値Ｉ1 が範囲
［Ｉmin ，Ｉmax ］の中にあるか、また値Ｔ1 が範囲
［Ｔmin ，Ｔmax ］の中にあるかがチェックされる。こ
のようなチェックが必要なのは、値Ｉ1 とＩ2 が二次方
程式の解であって、予めこれらの２つの値のいずれが値
Ｉと対応のレーザユニットの温度Ｔの両方の許容される
解を生じるかを決定できないからである。Ｉ1 とＴ1 の
両方が許容範囲内にあれば、命令４０において、制御信
号ＩとＴはそれぞれＩ1とＴ1 に等しくなされる。制御
信号Ｉ1 とＴ1 のいずれかが許容範囲内になければ、値
Ｉ2 が範囲［Ｉmin ，Ｉmax ］の中にあるか、さらに、
値Ｔ2 が範囲［Ｔmin ，Ｔmax ］の中にあるかがチェッ
クされる。もしこの条件が満たされれば、命令４２にお
いて、制御信号ＩとＴはそれぞれＩ2 とＴ2 に等しくな
される。もし、値Ｉ2 またはＴ2 のいずれかが許容範囲
内になければ、エラーメッセージが出される。
Ｔ1 、Ｔ2 が計算される。この計算は(2) 式に基いて実
施される。命令３６においては、値Ｉ1 が範囲
［Ｉmin ，Ｉmax ］の中にあるか、また値Ｔ1 が範囲
［Ｔmin ，Ｔmax ］の中にあるかがチェックされる。こ
のようなチェックが必要なのは、値Ｉ1 とＩ2 が二次方
程式の解であって、予めこれらの２つの値のいずれが値
Ｉと対応のレーザユニットの温度Ｔの両方の許容される
解を生じるかを決定できないからである。Ｉ1 とＴ1 の
両方が許容範囲内にあれば、命令４０において、制御信
号ＩとＴはそれぞれＩ1とＴ1 に等しくなされる。制御
信号Ｉ1 とＴ1 のいずれかが許容範囲内になければ、値
Ｉ2 が範囲［Ｉmin ，Ｉmax ］の中にあるか、さらに、
値Ｔ2 が範囲［Ｔmin ，Ｔmax ］の中にあるかがチェッ
クされる。もしこの条件が満たされれば、命令４２にお
いて、制御信号ＩとＴはそれぞれＩ2 とＴ2 に等しくな
される。もし、値Ｉ2 またはＴ2 のいずれかが許容範囲
内になければ、エラーメッセージが出される。
【００４６】図３において、参照数字をつけた命令はそ
れぞれ下表の意味を有する。 数字 命令 意味 ５０ Ｉ：＝ＩR Ｔ：Ｔa 制御信号ＩとＴがそれぞれ値ＩR と Ｔa に等しくなされる。 ５２ 時間待ち 一定の待ち時間がある。 ５４ 測定（λ1 ，Ｐ1 ） 波長と強さの値を計算し、それぞれ変 数λ1 及びＰ1 とする。 ５６ 計算Ａ，Ｄ ＡとＤの値を計算。 ５８ Ｉ：ＩR ＋δ，Ｔ：＝ＴR 制御信号ＩとＴをそれぞれ、 値ＩR ＋δ及びＴR に等しくする。 ６０ 時間待ち 一定の待ち時間がある。 ６２ 測定（λ2 ，Ｐ2 ） 波長と強さの値を計算し、それぞれ 変数λ2 及びＰ2 とする。 ６４ Ｉ：＝ＩR −δ 制御信号ＩをＩR −δに等しくする。 ６６ 測定（λ3 ） 波長値を測定して変数λ3 とする。 ６８ 計算Ｂ，Ｃ，Ｅ Ｂ，Ｃ，Ｅの値を計算。
れぞれ下表の意味を有する。 数字 命令 意味 ５０ Ｉ：＝ＩR Ｔ：Ｔa 制御信号ＩとＴがそれぞれ値ＩR と Ｔa に等しくなされる。 ５２ 時間待ち 一定の待ち時間がある。 ５４ 測定（λ1 ，Ｐ1 ） 波長と強さの値を計算し、それぞれ変 数λ1 及びＰ1 とする。 ５６ 計算Ａ，Ｄ ＡとＤの値を計算。 ５８ Ｉ：ＩR ＋δ，Ｔ：＝ＴR 制御信号ＩとＴをそれぞれ、 値ＩR ＋δ及びＴR に等しくする。 ６０ 時間待ち 一定の待ち時間がある。 ６２ 測定（λ2 ，Ｐ2 ） 波長と強さの値を計算し、それぞれ 変数λ2 及びＰ2 とする。 ６４ Ｉ：＝ＩR −δ 制御信号ＩをＩR −δに等しくする。 ６６ 測定（λ3 ） 波長値を測定して変数λ3 とする。 ６８ 計算Ｂ，Ｃ，Ｅ Ｂ，Ｃ，Ｅの値を計算。
【００４７】命令５０において、制御信号ＩとＴがそれ
ぞれ値ＩR とＴa に設定される。
ぞれ値ＩR とＴa に設定される。
【００４８】次に一定の待ち時間があって、その間にレ
ーザユニットが制御信号Ｔによって定義された温度をと
る機会が与えられる。命令５４において、波長と強さの
値を計算し、それぞれ変数λ1 及びＰ1 とする。命令５
６において、Ａ及びＤが(3)式によって計算される。
ーザユニットが制御信号Ｔによって定義された温度をと
る機会が与えられる。命令５４において、波長と強さの
値を計算し、それぞれ変数λ1 及びＰ1 とする。命令５
６において、Ａ及びＤが(3)式によって計算される。
【００４９】命令５８において、制御信号ＩとＴをそれ
ぞれ、値ＩR ＋δ及びＴR に等しくする。命令６０にお
いて、一定の待ち時間があり、その後に命令６２におい
て、レーザ光の波長と強さを測定して、これらの値をそ
れぞれ変数λ2 及びＰ2 として記憶する。命令６４にお
いて、制御信号ＩがＩR −δに等しく成される。次に命
令６６において、波長を測定して変数λ3 とし、次に命
令６８において、定数Ｂ，Ｃ，Ｅを(5) 式によって計算
する。
ぞれ、値ＩR ＋δ及びＴR に等しくする。命令６０にお
いて、一定の待ち時間があり、その後に命令６２におい
て、レーザ光の波長と強さを測定して、これらの値をそ
れぞれ変数λ2 及びＰ2 として記憶する。命令６４にお
いて、制御信号ＩがＩR −δに等しく成される。次に命
令６６において、波長を測定して変数λ3 とし、次に命
令６８において、定数Ｂ，Ｃ，Ｅを(5) 式によって計算
する。
【００５０】図４はＤＢＲレーザの特性を示し、相異な
る発振モードの境界を２つの周波数制御入力に対する同
調信号に対してプロットする。これらの境界は特性線Ｂ
によって示される。影線区域においては、発振モードは
明瞭に決定されないが、境界Ｂを超えた時の発振モード
に等しい。図４において２つの同調曲線１と２を示す。
これらの曲線から明かなように、同調が同調曲線１によ
って実施された場合、この同調曲線が相異なる同調モー
ドの境界を数回越えており（点Ｘと点Ｙ）、従って望ま
しくない周波数ジャンプが生じる。２つの制御信号の関
係を同調曲線２に従って選択することにより、相異なる
発振モード間の境界を越えることが避けされる。この場
合２つの制御信号の関係は、制御信号の満たすべき限界
条件である。
る発振モードの境界を２つの周波数制御入力に対する同
調信号に対してプロットする。これらの境界は特性線Ｂ
によって示される。影線区域においては、発振モードは
明瞭に決定されないが、境界Ｂを超えた時の発振モード
に等しい。図４において２つの同調曲線１と２を示す。
これらの曲線から明かなように、同調が同調曲線１によ
って実施された場合、この同調曲線が相異なる同調モー
ドの境界を数回越えており（点Ｘと点Ｙ）、従って望ま
しくない周波数ジャンプが生じる。２つの制御信号の関
係を同調曲線２に従って選択することにより、相異なる
発振モード間の境界を越えることが避けされる。この場
合２つの制御信号の関係は、制御信号の満たすべき限界
条件である。
【図１】本発明によるレーザ発振器のブロックダイヤグ
ラム。
ラム。
【図２】図１のマイクロプロセッサがレーザユニット９
を制御するプログラムのフローチャート。
を制御するプログラムのフローチャート。
【図３】図１のマイクロプロセッサ９がレーザ発振器を
校正するプログラムのフローチャート。
校正するプログラムのフローチャート。
【図４】周波数ジャンプを防止するために満たされなけ
ればならないレーザユニット９の２つの制御信号の関係
を示すグラフ。
ればならないレーザユニット９の２つの制御信号の関係
を示すグラフ。
１ 制御ユニット ２ キーボード ４ マイクロプロセッサ ６，８ デジタル−アナログ変換器 １０，１２ 減算器 １４，１６ 増幅器 １８ ハウジング ２０ レーザダイオード ２２ ペルティエ回路 ２３ レーザ光 ２４ ＮＴＣ抵抗器 ２６ 波長計 ２７ 差動増幅器
Claims (4)
- 【請求項１】レーザユニットと、レーザ光の少なくとも
１つの物理特性の所望値に基いて前記レーザユニットの
１つの制御入力に対して制御信号を加える制御ユニット
とを含むレーザ発振器において、前記制御ユニットとレ
ーザ光の所望の物理量から制御信号を計算するための計
算手段を含み、レーザユニットの作動範囲内においてレ
ーザ光の各物理量の値に対して対応の制御信号が発生さ
れることを特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項２】前記制御信号とレーザ光の物理量との関係
は短縮べき級数によって定義されることを特徴とする請
求項１に記載のレーザ発振器。 - 【請求項３】レーザ発振器は、レーザ光の物理量の値の
測定値をなす測定信号を制御ユニットに供給する測定手
段を含み、前記制御ユニットは、物理量の所望値と実際
値との差異を低減させるように前記制御信号と物理量の
値との関係を前記計算手段によって計算されるように適
合させる適合手段を含むことを特徴とする請求項１また
は２のいずれかに記載のレーザ発振器。 - 【請求項４】レーザユニットの制御入力の数はレーザ光
の物理量の数を一定値だけ超過し、制御信号が追加的補
助条件を満たすことを特徴とする請求項１、２または３
のいずれかに記載のレーザ発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91202205 | 1991-08-30 | ||
| NL91202205.0 | 1991-08-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629598A true JPH0629598A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=8207848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4228377A Pending JPH0629598A (ja) | 1991-08-30 | 1992-08-27 | レーザ発振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351253A (ja) |
| EP (1) | EP0529731B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0629598A (ja) |
| DE (1) | DE69205924T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230489A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Ando Electric Co Ltd | Ｄｆｂレーザ駆動装置、ｄｆｂレーザ駆動方法、及び記憶媒体 |
| JP2006049674A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信用光源部、並びにその制御方法 |
| JP2010103293A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Nec Corp | 光送信器 |
| JP2010147677A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信装置 |
| JP2014045172A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-03-13 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 波長可変レーザの制御方法、波長可変レーザの制御データ構造、および波長可変レーザ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09331107A (ja) * | 1996-06-11 | 1997-12-22 | Canon Inc | 波長可変光源及びその波長制御方法及び波長多重通信ネットワーク |
| JP3218999B2 (ja) * | 1996-12-18 | 2001-10-15 | 安藤電気株式会社 | 外部共振器型波長可変半導体レーザ光源 |
| JPH11220199A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Ando Electric Co Ltd | 波長可変光源装置 |
| SE518827C2 (sv) | 1999-02-17 | 2002-11-26 | Altitun Ab | Metod för karakterisering av en avstämbar laser |
| DE19909137A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-31 | Micron Electronic Devices Gmbh | Laserdiodenansteuerung, beispielsweise Laserbehandlungsgerät |
| JP2003511866A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-03-25 | ツナミ、フォトニクス、リミテッド | 可変波長レーザを組込んだオプトエレクトロニクス・デバイスとそれの特性調整方法 |
| SE518158C2 (sv) * | 2000-04-05 | 2002-09-03 | Altitun Ab | Metod för frekvens- och modstabilisering av en avstämbar laser med åtminstone tre sektioner |
| DE10336839A1 (de) * | 2003-08-11 | 2005-03-24 | Technische Universität München | Vorrichtung und Verfahren zur Stabilisierung einer kohärente Strahlung emittierenden Strahlungsquelle |
| DE102004037519B4 (de) * | 2004-07-30 | 2008-12-18 | Universität Kassel | Sensor-Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung einer physikalischen Größe |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4509130A (en) * | 1982-06-03 | 1985-04-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Digital control of diode laser for atmospheric spectroscopy |
| NL8700108A (nl) * | 1987-01-19 | 1988-08-16 | Philips Nv | Optische zendinrichting. |
| US4914666A (en) * | 1989-05-04 | 1990-04-03 | At&T Bell Laboratories | Random-access digitally -tuned optical frequency synthesizer |
-
1992
- 1992-08-25 EP EP92202579A patent/EP0529731B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-25 DE DE69205924T patent/DE69205924T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-26 US US07/936,146 patent/US5351253A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-27 JP JP4228377A patent/JPH0629598A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0361966A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-18 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザの出力制御装置 |
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| JP2006049674A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信用光源部、並びにその制御方法 |
| JP2010103293A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Nec Corp | 光送信器 |
| JP2010147677A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信装置 |
| JP2014045172A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-03-13 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 波長可変レーザの制御方法、波長可変レーザの制御データ構造、および波長可変レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69205924T2 (de) | 1996-05-30 |
| DE69205924D1 (de) | 1995-12-14 |
| EP0529731A1 (en) | 1993-03-03 |
| US5351253A (en) | 1994-09-27 |
| EP0529731B1 (en) | 1995-11-08 |
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