JPH07273392A - レーザーを同調させるためのレーザー制御装置 - Google Patents

レーザーを同調させるためのレーザー制御装置

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JPH07273392A
JPH07273392A JP7050680A JP5068095A JPH07273392A JP H07273392 A JPH07273392 A JP H07273392A JP 7050680 A JP7050680 A JP 7050680A JP 5068095 A JP5068095 A JP 5068095A JP H07273392 A JPH07273392 A JP H07273392A
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frequency
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optical
resonator
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Bernard Glance
グランス バーナード
Ivan P Kaminow
ピー．カミナウ アイヴァン
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American Telephone and Telegraph Co Inc
AT&T Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザーを同調させるためのレーザー制御装
置を提供する。 【構成】 レーザーを同調させるためのレーザー制御装
置では、共振器内に存在する光信号の一部が光周波数経
路決定装置の入力に導かれる。経路決定装置は複数の出
力を有し、その各々がレーザーから供給される周波数の
１つを受信する。各出力は光検出器に接続されている。
レーザーが共振器の共振周波数の１つに対応する周波数
の光を放出するとき、共振周波数が経路決定装置の出力
の１つに現れ、その出力に接続された光検出により検出
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信システムに関し、
特に光通信システムにおいて使用されるレーザーを同調
させるための制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】広い周波数範囲に渡って選択された周波
数で動作するようにレーザーを同調させるための装置が
知られている。周波数同調可能半導体レーザーは光周波
数分割多重化通信システムの装置として魅力的である。
同調可能装置では、異なる値の注入電流あるいはバイア
ス電流がレーザーの位相制御と分布ブラッグ反射領域に
注入されたとき、分布ブラッグ反射レーザーが広い同調
範囲を提供する。例えば、米国特許４、９１４、６６６
にレーザー制御装置が開示されている。それは引用によ
り本願に組み込まれる。この装置では異なる値の制御信
号に応答してレーザーを同調させることができる。デジ
タルプロセッサは異なる動作周波数を提供する制御信号
値を決定する。正しい動作周波数は、ファブリーペロー
共振により定義される。制御信号値はデジタルプロセッ
サに格納され、容易に引き出すことができる。動作中、
好適動作周波数を表す制御信号値の１つが格納装置から
引き出され、単一周波数レーザーに適用され、ファブリ
ーペローの共振周波数の１つにレーザーをロックする。
レーザー特性曲線（即ちバイアス電流の関数としてのレ
ーザー周波数）がドリフトすると、制御信号エラーが、
フィードバックループの制御回路部により決定され、引
き出された制御信号値に加えられる。デジタルプロセッ
サは制御信号エラーの値をはかり、新しい合計制御信号
値を導き、それを元々の引き出された制御信号値に変え
て格納する。上記のレーザー制御装置の制限の１つは、
光学的周波数計のような外部的な測定装置を使用するこ
となくレーザーがロックされているファブリーペロー共
振周波数を決定できないと言うことである。
【０００３】
【発明の概要】本発明によれば、レーザーを同調させる
ためのレーザー制御装置が開発され、それではレーザー
をロックするために使用される共振器の特定共振周波数
をユーザーが選択することができる。本発明の１例で
は、共振器内に存在する光信号の一部が光周波数経路決
定装置の入力に導かれる。経路決定装置は複数の出力を
有し、その各々がレーザーから供給される周波数の１つ
を受信する。各出力は光検出器に接続されている。レー
ザーが共振器の共振周波数の１つに対応する周波数の光
を放出するとき、共振周波数が経路決定装置の出力の１
つに現れ、その出力に接続された光検出により検出され
る。
【０００４】共振器の共振周波数の中からユーザーが好
適レーザー周波数を選択することができるようにスイッ
チが提供されている。周波数選択器が使用され、スイッ
チを好適共振周波数に対応する光検出器に選択的に結合
する。また、光検出器からの電気信号を受信して、選択
された好適共振周波数にレーザー周波数をロックするた
めにロック回路が提供されている。これは本発明の例に
過ぎない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載され
ている。
【０００５】
【実施例】ある周波数範囲から選択された好適共振周波
数にレーザーを同調させるためのレーザー制御装置５０
の例を図１に示す。好適周波数はファブリーペローの共
振周波数と一致する。レーザー制御装置の詳細は上記米
国特許４、９１４、６６６に開示されている。簡単に説
明すると、制御装置５０は分布ブラッグ反射レーザー５
１を含み、それは同調可能単一周波数出力信号を生成
し、その信号は光ファイバーあるいは光導波管５２に接
続されている。光カップラー５３は導波管５２からの光
信号の一部をトラップし、ファブリーペロー共振器５６
を含む光電装置５４に供給する。光電装置５４は線６０
上にエラー信号を発生し、その信号はレーザー発信周波
数を好適動作周波数にロックするためにロック回路によ
り使用される。
【０００６】ロック回路はデジタルプロセッサ７５を含
み、プロセッサはファブリーペロー共振周波数の組に対
応する好適な異なる動作周波数を生成するバイアス電流
を決定する。これらの電流値はデジタルプロセッサ７５
に格納され、容易に引き出すことができる。動作中、バ
イアス電流値の１つが引き出され、レーザーに供給され
る。レーザー特性曲線がドリフトしたとき、バイアス電
流の増加分が、エラー信号６０に応答して積分器７０に
より生成され、引き出されたバイアス電流値に加えられ
る。結果としての合計レーザーバイアス電流がレーザー
を駆動し、好適なファブリーペロー共振周波数で発振す
る。
【０００７】上記のレーザー制御装置の制限の１つは、
光周波数計のような外的な測定装置を使用することなく
レーザーがロックされているファブリーペロー共振周波
数を決定する方法がないことである。レーザー制御装置
がどの特定のファブリーペロー共振周波数にレーザーが
ロックされているかを決定するための手段を提供してい
ないので、そのような装置が必要である。
【０００８】図２は図１に示されたのと同様なレーザー
制御装置の簡略図であり、それでは光周波数経路決定装
置が、レーザーが同調されている特定のファブリーペロ
ー共振周波数を曖昧でなく決定するために使用されてい
る。この装置では、ファブリーペロー共振器５６内に存
在する光信号の一部が光周波数経路決定装置７２の入力
７１に導かれる。周波数経路決定装置７２はその入力に
供給される異なる周波数をその出力導波管１８1、１
８2、．．．、１８Nの異なる１つに導く。
【０００９】出力導波管１８1、１８2、．．．、１８N
は、光検出器２０1、２０2、．．．、２０Nにそれぞれ
結合されている。本発明の例ではそれはフォトダイオー
ドである。フォトダイオードは導波管の光学的に活性な
部分から形成され、単一半導体ウエハー上に周波数経路
決定装置とモノリシックに集積されていてもよい。フォ
トダイオード２０1、２０2、．．．、２０Nは検出され
た光信号を電気信号に変換する。電気的スイッチ２４が
選択的に光検出器をイネーブルとするように接続され、
制御信号をロック回路に導く。動作において、どんなと
きでもただ１つの光検出器がスイッチ２４を介してロッ
ク回路に接続されているだけであり、故に、どんなとき
でも１つの光周波数に対応するただ１つの電気信号がロ
ック回路に送信されるだけである。
【００１０】周波数選択器７５は、それが光検出器２０
1、２０2、．．．、２０Nのうちから予め選択された１
つに接続されるように、電気的スイッチを選択可能に調
整するために使用される。周波数選択器７５はまた、レ
ーザーに同調電流を供給するための電源２６に接続され
ており、その電源はロック回路の一部を構成する。周波
数選択器は、同調電流がレーザーに供給されるように電
源２６を活性化する。同調電流は、予め選択されたファ
ブリーペロー共振モードに関連する光検出器にスイッチ
２４を接続することによりレーザー周波数がそのファブ
リーペロー共振モードに対応するようになるまで変えら
れる。この同調電流が一旦達成されると、フォトダイオ
ードからの光電流は、レーザー周波数がそのファブリー
ペロー共振モードにロックされるようにロック回路を活
性化する。図２の本発明の例では、光電流はエラー信号
発生器９１に導かれる。その発生器は光電装置５４の一
部を構成する。エラー信号発生器９１はレーザー周波数
をロックするためのロック信号を生成する。本発明の同
調装置と共に使用されるロック回路の一例の詳細は上記
の米国特許４、９１４、６６６に開示されている。
【００１１】図３は本発明で使用される周波数経路決定
装置の詳細を示す。周波数経路決定装置は、自由空間領
域９８に接続された複数の入力導波管９６を含む。複数
の出力導波管３０が自由空間領域９８から延び、光格子
３２に接続されている。光格子３２は、複数の長さの等
しくない導波管からなり、それは予め決められた量の経
路長差を他の自由空間領域４６に接続された対応する複
数の入力導波管３４に提供する。自由空間領域３６は複
数の出力導波管３８に接続されている。これらの周波数
経路決定装置は光周波数の多重化器と分離器として動作
する。それらの構成と動作の詳細は、ドラゴンに付与さ
れた米国特許５、１３６、６７１に詳細に述べられてい
る。図２の周波数経路決定装置７２の場合には、入力導
波管７１は図３の入力導波管９６の１つに対応し、出力
導波管２０1、２０2、．．．、２０Nは図３の出力導波
管３８に対応する。本発明において使用されるとき、周
波数経路決定装置７２は、ファブリーペロー共振器５６
の共振周波数と整合したパスバンドの中心周波数を有す
るように構成されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザーを同調させるための従来のレーザー制
御装置を示すブロックダイアグラムである。
【図２】本発明によるレーザー制御装置の一例を示すブ
ロックダイアグラムである。
【図３】図２に示される光周波数経路決定装置の詳細を
示す図である。
【符号の説明】
２０ フォトダイオード ２４ 電気的スイッチ ２６ 同調電流 ５１ Ｎ−周波数レーザー ５４ 位相変調器 ５６ ファブリーペロー ７５ 周波数選択器 ９１ エラー信号発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アイヴァン ピー．カミナウ アメリカ合衆国 07733 ニュージャーシ ィ，ホルムデル，ストーンヘンジ ドライ ヴ 12

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザーを同調させるためのレーザー制
    御装置であって、 共振器と、制御信号を介して該共振器の共振周波数の組
    のいずれかの共振周波数に同調可能な周波数で発振する
    レーザーと、ここで共振周波数は周波数範囲に渡って離
    れており、 前記共振器の共振周波数の組から好適共振周波数を選択
    するための手段と、及び前記好適共振周波数に前記レー
    ザーの周波数をロックするための手段とを具備するレー
    ザー制御装置。
  2. 【請求項２】 前記選択手段は、前記共振器に光学的に
    接続された入力を有する光周波数経路決定装置を具備す
    る請求項１記載のレーザー制御装置。
  3. 【請求項３】 前記光周波数経路決定装置は、複数の出
    力を有し、更に該複数の出力に光学的に接続された複数
    の光検出器を具備する請求項２記載のレーザー制御装
    置。
  4. 【請求項４】 前記選択手段は、前記好適共振周波数で
    前記レーザーを駆動するための前記ロック手段に、前記
    複数の光検出器のうちの１つからの前記好適共振周波数
    に対応する出力信号を選択的に導くための手段を具備す
    る請求項３記載のレーザー制御装置。
  5. 【請求項５】 前記選択的に導くための手段は、スイッ
    チと、前記好適共振周波数に対応する前記複数の光検出
    器のうちの１つに該スイッチを選択的に接続するための
    周波数選択器とを具備する請求項４記載のレーザー制御
    装置。
  6. 【請求項６】 前記ロック手段は、前記好適共振周波数
    で前記レーザーを駆動するための前記制御信号を発生す
    るための手段を具備する請求項４記載のレーザー制御装
    置。
  7. 【請求項７】 前記光周波数経路決定装置は、 複数の入力導波管と、 前記複数の入力導波管に接続された第１の自由空間領域
    と、 前記第１の自由空間領域に接続された複数の出力導波管
    と、 前記複数の出力導波管に接続され、長さの等しくない複
    数の導波管を具備する光格子と、 前記光格子に接続された複数の入力導波管と、 前記光格子に接続された前記複数の入力導波管に接続さ
    れた第２の自由空間領域と、及び前記第２の自由空間領
    域に接続された少なくとも１つの出力導波管とを具備す
    る請求項２記載のレーザー制御装置。
JP7050680A 1994-03-10 1995-03-10 レーザーを同調させるためのレーザー制御装置 Pending JPH07273392A (ja)

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US08/209,585 US5509023A (en) 1994-03-10 1994-03-10 Laser control arrangement for tuning a laser
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