JPH0837334A - レーザ波長制御装置 - Google Patents
レーザ波長制御装置Info
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- JPH0837334A JPH0837334A JP17117394A JP17117394A JPH0837334A JP H0837334 A JPH0837334 A JP H0837334A JP 17117394 A JP17117394 A JP 17117394A JP 17117394 A JP17117394 A JP 17117394A JP H0837334 A JPH0837334 A JP H0837334A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特別な調整を行う必要がなく、レーザ光の発
振中心波長を所望の値に確実に保つことのできるレーザ
波長制御装置を実現する。 【構成】 ＬＤモジュール４３内にはレーザダイオード
４２とその温度を制御するペルチェ効果素子４１が配置
されている。ここから出力されるレーザ光４５は、光狭
帯域ハイパスフィルタ４６と光狭帯域ローパスフィルタ
５１に入射され、これらの透過光がフォトダイオード４
８、５３で検出される。各フィルタ４６、５１はレーザ
光の所望の発振中心波長から長波長側と短波長側に同じ
波長だけわずかにずれた波長位置の光を透過させる。し
たがって、フォトダイオード４８、５３の検出した光が
等しくなるように温度調整回路５８でペルチェ効果素子
４１の制御を行えば、レーザ光を所望の発振中心波長に
設定できる。
振中心波長を所望の値に確実に保つことのできるレーザ
波長制御装置を実現する。 【構成】 ＬＤモジュール４３内にはレーザダイオード
４２とその温度を制御するペルチェ効果素子４１が配置
されている。ここから出力されるレーザ光４５は、光狭
帯域ハイパスフィルタ４６と光狭帯域ローパスフィルタ
５１に入射され、これらの透過光がフォトダイオード４
８、５３で検出される。各フィルタ４６、５１はレーザ
光の所望の発振中心波長から長波長側と短波長側に同じ
波長だけわずかにずれた波長位置の光を透過させる。し
たがって、フォトダイオード４８、５３の検出した光が
等しくなるように温度調整回路５８でペルチェ効果素子
４１の制御を行えば、レーザ光を所望の発振中心波長に
設定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザダイオードから出
力されるレーザ光の波長を制御するレーザ波長制御装置
に係わり、詳細にはその発振中心波長の温度変動を防止
するようにしたレーザ波長制御装置に関する。
力されるレーザ光の波長を制御するレーザ波長制御装置
に係わり、詳細にはその発振中心波長の温度変動を防止
するようにしたレーザ波長制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザダイオードの出力するレーザ光
は、そのレーザダイオードを収容したモジュール（以下
ＬＤモジュールと略称する。）内の温度変化によってそ
の特性が変動する。このため、このような変動が好まし
くない機器にＬＤモジュールを使用する際には、モジュ
ール内に温度制御を行うための素子を組み込んで発振中
心波長の変動を防止するようになっている。
は、そのレーザダイオードを収容したモジュール（以下
ＬＤモジュールと略称する。）内の温度変化によってそ
の特性が変動する。このため、このような変動が好まし
くない機器にＬＤモジュールを使用する際には、モジュ
ール内に温度制御を行うための素子を組み込んで発振中
心波長の変動を防止するようになっている。
【０００３】特開昭５８−９６７９４号公報では、レー
ザダイオードの温度を感熱素子によって感知し、温度を
表わした信号を増幅した後に温度制御回路に入力してい
る。温度制御回路は、感知した温度に応じて電子冷却器
を制御し、レーザダイオードの出力を一定に保つように
している。
ザダイオードの温度を感熱素子によって感知し、温度を
表わした信号を増幅した後に温度制御回路に入力してい
る。温度制御回路は、感知した温度に応じて電子冷却器
を制御し、レーザダイオードの出力を一定に保つように
している。
【０００４】また、特開平３−１１９７７６号公報では
レーザダイオードの歪特性をモニタするモニタ回路を設
けており、モニタ回路の出力信号に応じてレーザダイオ
ードの動作温度を変更するようにしている。これによ
り、長期間にわたって安定な光出力特性を維持すること
のできる装置を得ることができる。
レーザダイオードの歪特性をモニタするモニタ回路を設
けており、モニタ回路の出力信号に応じてレーザダイオ
ードの動作温度を変更するようにしている。これによ
り、長期間にわたって安定な光出力特性を維持すること
のできる装置を得ることができる。
【０００５】図４は、このようなＬＤモジュールの温度
制御を行うための回路の一般的な構成を表わしたもので
ある。ＬＤモジュール１１内には、レーザダイオード１
２と、これに隣接した形でサーミスタ１３と電子冷却器
としてのペルチェ効果素子１４が配置されている。ＬＤ
モジュール１１の外には比較器１５が配置されている。
ＬＤモジュール１１内のレーザダイオード１２の温度
は、サーミスタ１３によって検知され、その検知出力１
６が比較器１５の一端に入力する。比較器１５の他端に
は指定の電位の基準信号が入力されるようになってい
る。比較器１５から出力される比較結果１８はペルチェ
効果素子１４に入力され、レーザダイオード１２を所望
の特性に保つための温度制御が行われる。
制御を行うための回路の一般的な構成を表わしたもので
ある。ＬＤモジュール１１内には、レーザダイオード１
２と、これに隣接した形でサーミスタ１３と電子冷却器
としてのペルチェ効果素子１４が配置されている。ＬＤ
モジュール１１の外には比較器１５が配置されている。
ＬＤモジュール１１内のレーザダイオード１２の温度
は、サーミスタ１３によって検知され、その検知出力１
６が比較器１５の一端に入力する。比較器１５の他端に
は指定の電位の基準信号が入力されるようになってい
る。比較器１５から出力される比較結果１８はペルチェ
効果素子１４に入力され、レーザダイオード１２を所望
の特性に保つための温度制御が行われる。
【０００６】以上は、レーザ光の出力を一定にしたり低
歪特性に保つための技術である。ＬＤモジュール内の温
度が変動すると発振中心波長がシフトするという問題も
あり、この点については平成４年１月２３日に出願され
た特願平４−０３２６７５号公報に開示がある。
歪特性に保つための技術である。ＬＤモジュール内の温
度が変動すると発振中心波長がシフトするという問題も
あり、この点については平成４年１月２３日に出願され
た特願平４−０３２６７５号公報に開示がある。
【０００７】図５は、この公報に示されたレーザ波長制
御装置の構成を示したものである。ＬＤモジュール２１
には、レーザダイオード（ＬＤ）２２とペルチェ効果素
子２３が配置されている。レーザダイオード２２の出力
するレーザ光２４は、光狭帯域フィルタ２５に入射し、
その出力光２６がフォトダイオード（ＰＤ）２７で受光
される。フォトダイオード２７の検出出力２８は温度調
整回路２９に入力され、ここからレーザダイオード２２
の発振中心波長の温度変動を防止するための制御信号３
１が出力される。この制御信号３１は、ペルチェ効果素
子２３に供給され、ＬＤモジュール２１の温度制御が行
われる。
御装置の構成を示したものである。ＬＤモジュール２１
には、レーザダイオード（ＬＤ）２２とペルチェ効果素
子２３が配置されている。レーザダイオード２２の出力
するレーザ光２４は、光狭帯域フィルタ２５に入射し、
その出力光２６がフォトダイオード（ＰＤ）２７で受光
される。フォトダイオード２７の検出出力２８は温度調
整回路２９に入力され、ここからレーザダイオード２２
の発振中心波長の温度変動を防止するための制御信号３
１が出力される。この制御信号３１は、ペルチェ効果素
子２３に供給され、ＬＤモジュール２１の温度制御が行
われる。
【０００８】図６は、このレーザ波長制御装置の温度制
御の原理を示したものである。図で左側の曲線は発振中
心波長が所望の波長λのときのレーザ光２４L の波形
（光出力パワー）を示している。右側の曲線はこれより
も所定の温度だけ高温になったときのレーザ光２６H の
波形を示している。このときの発振中心波長はλよりも
長いλ′である。また、図で斜線で示した波長領域３５
は、光狭帯域フィルタ２５によって透過する波長の範囲
を示したものである。
御の原理を示したものである。図で左側の曲線は発振中
心波長が所望の波長λのときのレーザ光２４L の波形
（光出力パワー）を示している。右側の曲線はこれより
も所定の温度だけ高温になったときのレーザ光２６H の
波形を示している。このときの発振中心波長はλよりも
長いλ′である。また、図で斜線で示した波長領域３５
は、光狭帯域フィルタ２５によって透過する波長の範囲
を示したものである。
【０００９】図５に示した温度調整回路２９は、波長領
域３５におけるレーザ光２４の受光出力が最大値になる
ようにＬＤモジュール２１内の温度を制御させ、これに
よってレーザダイオード２２の発振中心波長をλに保つ
ように制御するようにしている。
域３５におけるレーザ光２４の受光出力が最大値になる
ようにＬＤモジュール２１内の温度を制御させ、これに
よってレーザダイオード２２の発振中心波長をλに保つ
ように制御するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示し
た従来のレーザ波長制御装置では、光狭帯域フィルタ２
５を１つだけ使用したので、温度が急激に変化したとき
や装置の立ち上がり時にレーザ光２４の発振中心波長が
大きくシフトしていると、フォトダイオード２７の検出
出力そのものを得ることができず、ペルチェ効果素子２
３を冷却させる方向に制御していいか発熱させる方向に
制御していいかが分からず、制御に手間取ったり誤動作
するという問題があった。また、レーザ光２４の発振中
心波長近傍の光出力パワーが平坦な特性を持っている
と、所望の波長λに正確に発振中心波長を設定すること
が困難であるという問題があった。
た従来のレーザ波長制御装置では、光狭帯域フィルタ２
５を１つだけ使用したので、温度が急激に変化したとき
や装置の立ち上がり時にレーザ光２４の発振中心波長が
大きくシフトしていると、フォトダイオード２７の検出
出力そのものを得ることができず、ペルチェ効果素子２
３を冷却させる方向に制御していいか発熱させる方向に
制御していいかが分からず、制御に手間取ったり誤動作
するという問題があった。また、レーザ光２４の発振中
心波長近傍の光出力パワーが平坦な特性を持っている
と、所望の波長λに正確に発振中心波長を設定すること
が困難であるという問題があった。
【００１１】また、図４に示したような一般的な回路装
置を使用してレーザ波長制御装置を構成すると、設定し
た波長を得るように比較器１５から出力される比較結果
１８を演算する必要があり、あるいは図示しないルック
アップテーブルを用いて実験結果に応じた制御手段でペ
ルチェ効果素子１４の制御を行う必要があって、装置の
構成が煩雑になるという問題があった。また、サーミス
タ１３を使用しているので、その出力特性を用いて制御
を高精度で行うことが困難であり、更に個々のレーザダ
イオードはこれらの発振波長が同一温度でも異なるた
め、個々のレーザ波長制御装置の細かな調整が必要であ
るという問題があった。
置を使用してレーザ波長制御装置を構成すると、設定し
た波長を得るように比較器１５から出力される比較結果
１８を演算する必要があり、あるいは図示しないルック
アップテーブルを用いて実験結果に応じた制御手段でペ
ルチェ効果素子１４の制御を行う必要があって、装置の
構成が煩雑になるという問題があった。また、サーミス
タ１３を使用しているので、その出力特性を用いて制御
を高精度で行うことが困難であり、更に個々のレーザダ
イオードはこれらの発振波長が同一温度でも異なるた
め、個々のレーザ波長制御装置の細かな調整が必要であ
るという問題があった。
【００１２】そこで本発明の目的は、特別な調整を行う
必要がなく、レーザ光の発振中心波長を所望の値に確実
に保つことのできるレーザ波長制御装置を提供すること
にある。
必要がなく、レーザ光の発振中心波長を所望の値に確実
に保つことのできるレーザ波長制御装置を提供すること
にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）レーザ光を出力するレーザ光出力手段と、
（ロ）このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光
を、予め定めた発振中心波長を中心として長波長側と短
波長側に同じ波長だけわずかにずれた波長位置で透過さ
せる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタと、
（ハ）これら長波長側フィルタおよび短波長側フィルタ
を透過したレーザ光の強度が等しくなるようにレーザ光
出力手段の温度制御を行う温度制御手段とをレーザ波長
制御装置に具備させる。
は、（イ）レーザ光を出力するレーザ光出力手段と、
（ロ）このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光
を、予め定めた発振中心波長を中心として長波長側と短
波長側に同じ波長だけわずかにずれた波長位置で透過さ
せる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタと、
（ハ）これら長波長側フィルタおよび短波長側フィルタ
を透過したレーザ光の強度が等しくなるようにレーザ光
出力手段の温度制御を行う温度制御手段とをレーザ波長
制御装置に具備させる。
【００１４】すなわち請求項１記載の発明では、予め定
めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側に同
じ波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波長
側フィルタおよび短波長側フィルタを用意しておき、こ
れらのフィルタを透過したレーザ光の強度が等しくなる
ようにレーザ光出力手段の温度制御を行うことで、レー
ザ光の発振中心波長を予め定めた発振中心波長に設定す
ることができる。
めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側に同
じ波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波長
側フィルタおよび短波長側フィルタを用意しておき、こ
れらのフィルタを透過したレーザ光の強度が等しくなる
ようにレーザ光出力手段の温度制御を行うことで、レー
ザ光の発振中心波長を予め定めた発振中心波長に設定す
ることができる。
【００１５】請求項２記載の発明では、（イ）レーザ光
を出力するレーザ光出力手段と、（ロ）このレーザ光出
力手段から出力されるレーザ光を、予め定めた発振中心
波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任意の
波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波長側
フィルタおよび短波長側フィルタと、（ハ）これら長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタを透過したレーザ
光の強度がレーザ光の出力波長特性と長波長側と短波長
側に設定されたフィルタとの関係で定まる所定の比とな
るようにレーザ光出力手段の温度制御を行う温度制御手
段とをレーザ波長制御装置に具備させる。
を出力するレーザ光出力手段と、（ロ）このレーザ光出
力手段から出力されるレーザ光を、予め定めた発振中心
波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任意の
波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波長側
フィルタおよび短波長側フィルタと、（ハ）これら長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタを透過したレーザ
光の強度がレーザ光の出力波長特性と長波長側と短波長
側に設定されたフィルタとの関係で定まる所定の比とな
るようにレーザ光出力手段の温度制御を行う温度制御手
段とをレーザ波長制御装置に具備させる。
【００１６】すなわち請求項２記載の発明では、予め定
めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側にそ
れぞれ任意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過さ
せる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを用意し
ておき、これらのフィルタを透過したレーザ光の強度が
レーザ光の出力波長特性と長波長側と短波長側に設定さ
れたフィルタとの関係で定まる所定の比となるようにレ
ーザ光出力手段の温度制御を行うことで、レーザ光の発
振中心波長を予め定めた発振中心波長に設定することが
できる。
めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側にそ
れぞれ任意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過さ
せる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを用意し
ておき、これらのフィルタを透過したレーザ光の強度が
レーザ光の出力波長特性と長波長側と短波長側に設定さ
れたフィルタとの関係で定まる所定の比となるようにレ
ーザ光出力手段の温度制御を行うことで、レーザ光の発
振中心波長を予め定めた発振中心波長に設定することが
できる。
【００１７】請求項３記載の発明では、（イ）レーザ光
を出力するレーザ光出力手段と、（ロ）このレーザ光出
力手段から出力されるレーザ光の発振中心波長を設定す
る発振中心波長設定手段と、（ハ）この発振中心波長設
定手段によって設定された発振中心波長を中心として長
波長側と短波長側にそれぞれ任意の波長だけわずかにず
れた波長位置で透過させる長波長側フィルタおよび短波
長側フィルタと、（ニ）これら長波長側フィルタおよび
短波長側フィルタを透過したレーザ光の強度がレーザ光
の出力波長特性と長波長側と短波長側に設定されたフィ
ルタとの関係で定まる所定の比となるようにレーザ光出
力手段の温度制御を行う温度制御手段とをレーザ波長制
御装置に具備させる。
を出力するレーザ光出力手段と、（ロ）このレーザ光出
力手段から出力されるレーザ光の発振中心波長を設定す
る発振中心波長設定手段と、（ハ）この発振中心波長設
定手段によって設定された発振中心波長を中心として長
波長側と短波長側にそれぞれ任意の波長だけわずかにず
れた波長位置で透過させる長波長側フィルタおよび短波
長側フィルタと、（ニ）これら長波長側フィルタおよび
短波長側フィルタを透過したレーザ光の強度がレーザ光
の出力波長特性と長波長側と短波長側に設定されたフィ
ルタとの関係で定まる所定の比となるようにレーザ光出
力手段の温度制御を行う温度制御手段とをレーザ波長制
御装置に具備させる。
【００１８】すなわち請求項３記載の発明では、レーザ
光の発振中心波長を発振中心波長設定手段によって設定
し、この発振中心波長設定手段によって設定された発振
中心波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任
意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタを用いて、これら
のフィルタを透過したレーザ光の強度がレーザ光の出力
波長特性と長波長側と短波長側に設定されたフィルタと
の関係で定まる所定の比となるようにレーザ光出力手段
の温度制御を行うことで、レーザ光の発振中心波長を任
意の発振中心波長に設定することができる。
光の発振中心波長を発振中心波長設定手段によって設定
し、この発振中心波長設定手段によって設定された発振
中心波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任
意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタを用いて、これら
のフィルタを透過したレーザ光の強度がレーザ光の出力
波長特性と長波長側と短波長側に設定されたフィルタと
の関係で定まる所定の比となるようにレーザ光出力手段
の温度制御を行うことで、レーザ光の発振中心波長を任
意の発振中心波長に設定することができる。
【００１９】請求項４記載の発明では、請求項１〜請求
項３記載の発明における温度制御手段を、レーザ光出力
手段の近傍に配置されたペルチェ効果素子によって実現
した。
項３記載の発明における温度制御手段を、レーザ光出力
手段の近傍に配置されたペルチェ効果素子によって実現
した。
【００２０】請求項５記載の発明では、請求項１〜請求
項３記載の発明におけるレーザ光出力手段をレーザダイ
オードとし、温度制御手段は、レーザ光出力手段の出力
したレーザ光を光学的な狭帯域の長波長側フィルタおよ
び短波長側フィルタを透過させた光をフォトダイオード
でそれぞれ光電変換して得られた電気信号を用いて温度
制御を行うものであることとした。
項３記載の発明におけるレーザ光出力手段をレーザダイ
オードとし、温度制御手段は、レーザ光出力手段の出力
したレーザ光を光学的な狭帯域の長波長側フィルタおよ
び短波長側フィルタを透過させた光をフォトダイオード
でそれぞれ光電変換して得られた電気信号を用いて温度
制御を行うものであることとした。
【００２１】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明の一実施例におけるレーザ波
長制御装置の回路構成を原理的に表わしたものである。
本実施例のレーザ波長制御装置は、ペルチェ効果素子４
１とレーザダイオード（ＬＤ）４２を配置したＬＤモジ
ュール４３を使用している。ＬＤモジュール４３内には
サーミスタが配置されていない。レーザダイオード４２
から出力されるレーザ光４５は、２つに分岐されて一方
が光狭帯域ハイパスフィルタ４６を通過し透過光４７と
して第１のフォトダイオード４８に入射するようになっ
ている。分岐された他方のレーザ光４５は光狭帯域ロー
パスフィルタ５１を通過し透過光５２として第２のフォ
トダイオード５３に入射する。第１のフォトダイオード
４８によって光電変換されて出力された第１の検知出力
５４と第２のフォトダイオード５３によって光電変換さ
れて出力された第２の検知出力５５とは、比較器５６に
入力され、両レベルの相違がアナログ的に比較される。
比較結果５７は温度調整回路５８に入力され、ここから
出力される制御信号５９によって電子冷却器としてのペ
ルチェ効果素子４１の制御が行われる。
長制御装置の回路構成を原理的に表わしたものである。
本実施例のレーザ波長制御装置は、ペルチェ効果素子４
１とレーザダイオード（ＬＤ）４２を配置したＬＤモジ
ュール４３を使用している。ＬＤモジュール４３内には
サーミスタが配置されていない。レーザダイオード４２
から出力されるレーザ光４５は、２つに分岐されて一方
が光狭帯域ハイパスフィルタ４６を通過し透過光４７と
して第１のフォトダイオード４８に入射するようになっ
ている。分岐された他方のレーザ光４５は光狭帯域ロー
パスフィルタ５１を通過し透過光５２として第２のフォ
トダイオード５３に入射する。第１のフォトダイオード
４８によって光電変換されて出力された第１の検知出力
５４と第２のフォトダイオード５３によって光電変換さ
れて出力された第２の検知出力５５とは、比較器５６に
入力され、両レベルの相違がアナログ的に比較される。
比較結果５７は温度調整回路５８に入力され、ここから
出力される制御信号５９によって電子冷却器としてのペ
ルチェ効果素子４１の制御が行われる。
【００２３】図２は、レーザ波長制御装置の要部の回路
構成を具体的に表わしたものである。図１の光狭帯域ハ
イパスフィルタ４６の透過光４７を受光する第１のフォ
トダイオード４８のカソードは、比較器５６の一端を接
地した入力電圧調整用の抵抗６１の他端に接続されてい
る。また、アノードは電流調整用の抵抗６２を介して図
示しない電位−Ｖの負の電源ラインに接続されている。
同様に、光狭帯域ローパスフィルタ５１の透過光５２を
受光する第２のフォトダイオード５３のカソードは、比
較器５６の一端を接地した入力電圧調整用の抵抗６３の
他端に接続されている。また、アノードは電流調整用の
抵抗６４を介して前記した負の電源ラインに接続されて
いる。２つの抵抗６１、６３の抵抗値は互いに等しく、
他の２つの抵抗６２、６４の抵抗値も互いに等しくなっ
ている。
構成を具体的に表わしたものである。図１の光狭帯域ハ
イパスフィルタ４６の透過光４７を受光する第１のフォ
トダイオード４８のカソードは、比較器５６の一端を接
地した入力電圧調整用の抵抗６１の他端に接続されてい
る。また、アノードは電流調整用の抵抗６２を介して図
示しない電位−Ｖの負の電源ラインに接続されている。
同様に、光狭帯域ローパスフィルタ５１の透過光５２を
受光する第２のフォトダイオード５３のカソードは、比
較器５６の一端を接地した入力電圧調整用の抵抗６３の
他端に接続されている。また、アノードは電流調整用の
抵抗６４を介して前記した負の電源ラインに接続されて
いる。２つの抵抗６１、６３の抵抗値は互いに等しく、
他の２つの抵抗６２、６４の抵抗値も互いに等しくなっ
ている。
【００２４】比較器５６は、エミッタを共通した定電流
源６５に接続した２つのトランジスタ６６、６７を備え
ている。定電流源６５の他端は、前記した負の電源ライ
ンに接続されている。第１のトランジスタ６６のベース
は抵抗６８を介して第１のフォトダイオード４８のカソ
ード側に接続されている。また、コレクタは電圧レベル
調整用の抵抗６９を介して接地される他、温度調整回路
５８内の抵抗７１を介してトランジスタ７２のベースに
接続されている。第２のトランジスタ６７のベースは抵
抗７４を介して第２のフォトダイオード５３のカソード
側に接続されている。また、そのコレクタは電圧レベル
調整用の抵抗７５を介して接地されている。温度調整回
路５８内のトランジスタ７２のエミッタは電流調整用の
抵抗７７を介して前記した負の電源ラインに接続されて
おり、コレクタは一端を接地したペルチェ効果素子４１
の他端に接続されている。
源６５に接続した２つのトランジスタ６６、６７を備え
ている。定電流源６５の他端は、前記した負の電源ライ
ンに接続されている。第１のトランジスタ６６のベース
は抵抗６８を介して第１のフォトダイオード４８のカソ
ード側に接続されている。また、コレクタは電圧レベル
調整用の抵抗６９を介して接地される他、温度調整回路
５８内の抵抗７１を介してトランジスタ７２のベースに
接続されている。第２のトランジスタ６７のベースは抵
抗７４を介して第２のフォトダイオード５３のカソード
側に接続されている。また、そのコレクタは電圧レベル
調整用の抵抗７５を介して接地されている。温度調整回
路５８内のトランジスタ７２のエミッタは電流調整用の
抵抗７７を介して前記した負の電源ラインに接続されて
おり、コレクタは一端を接地したペルチェ効果素子４１
の他端に接続されている。
【００２５】図３は、このような構成のレーザ波長制御
装置の動作原理を示したものである。この図で左側の曲
線は発振中心波長が所望の波長λのときのレーザ光４５
L の波形（光出力パワー）を示している。右側の曲線は
これよりも所定の温度だけ高温になったときのレーザ光
４５H の波形を示している。このときの発振中心波長は
λよりも長いλ′である。また、図で斜線で示した左側
の波長領域８１は、光狭帯域ハイパスフィルタ４６（図
１）によって透過する波長の範囲を示したものであり、
右側の波長領域８２は、光狭帯域ローパスフィルタ５１
（図１）によって透過する波長の範囲を示したものであ
る。左側の波長領域８１の中心波長は波長λよりもΔλ
だけ短波長となっており、右側の波長領域８２の中心波
長は波長λよりもΔλだけ長波長となっている。ここで
Δλは、発振中心波長からわずかにずれた長さであり、
具体的には図３で示した光パワーを示す曲線の傾斜部分
に位置する程度の量となる。
装置の動作原理を示したものである。この図で左側の曲
線は発振中心波長が所望の波長λのときのレーザ光４５
L の波形（光出力パワー）を示している。右側の曲線は
これよりも所定の温度だけ高温になったときのレーザ光
４５H の波形を示している。このときの発振中心波長は
λよりも長いλ′である。また、図で斜線で示した左側
の波長領域８１は、光狭帯域ハイパスフィルタ４６（図
１）によって透過する波長の範囲を示したものであり、
右側の波長領域８２は、光狭帯域ローパスフィルタ５１
（図１）によって透過する波長の範囲を示したものであ
る。左側の波長領域８１の中心波長は波長λよりもΔλ
だけ短波長となっており、右側の波長領域８２の中心波
長は波長λよりもΔλだけ長波長となっている。ここで
Δλは、発振中心波長からわずかにずれた長さであり、
具体的には図３で示した光パワーを示す曲線の傾斜部分
に位置する程度の量となる。
【００２６】図１に示したレーザダイオード４２が出力
するレーザ光４５の中心波長が波長λに正しく設定され
ているとき、この図３でレーザ光４５H が得られている
状態となっている。レーザ光４５の光パワーが発振中心
波長を中心にして対称形で減衰しているものと仮定する
と、この状態で第１および第２のフォトダイオード４
８、５３は同一量の光を受光する。このとき、第１およ
び第２のトランジスタ６６、６７は定電流源６５に流れ
る電流を２分し、このとき抵抗６９によって生じる電圧
降下分に相当する電圧が比較結果５７として温度調整回
路５８に入力される。温度調整回路５８はこれに応じて
トランジスタ７２を動作させ、そのコレクタ電流でペル
チェ効果素子４１がその温度を保つように温度制御を行
うことになる。
するレーザ光４５の中心波長が波長λに正しく設定され
ているとき、この図３でレーザ光４５H が得られている
状態となっている。レーザ光４５の光パワーが発振中心
波長を中心にして対称形で減衰しているものと仮定する
と、この状態で第１および第２のフォトダイオード４
８、５３は同一量の光を受光する。このとき、第１およ
び第２のトランジスタ６６、６７は定電流源６５に流れ
る電流を２分し、このとき抵抗６９によって生じる電圧
降下分に相当する電圧が比較結果５７として温度調整回
路５８に入力される。温度調整回路５８はこれに応じて
トランジスタ７２を動作させ、そのコレクタ電流でペル
チェ効果素子４１がその温度を保つように温度制御を行
うことになる。
【００２７】一方、何らかの状況の変化でＬＤモジュー
ル４３内の温度が高温側に変化してレーザ光４５の発振
中心波長がλ′になったとする。すると、図３に示した
ように光パワーが全体として図で右側にシフトし、その
特性曲線の左肩部分に２つの波長領域８１、８２が対応
することになる。この状態では、第１の波長領域８１を
透過する光よりも第２の波長領域８２を透過する光の方
が多くなる。したがって、第１のフォトダイオード４８
の方が第２のフォトダイオード５３よりも多くの光を受
光することになる。この状態では、図２に示した抵抗６
１の方が抵抗６３よりも多くの電流が流れ、電位差が大
きくなる。この結果、第１のトランジスタ６６のベース
電位は第２のトランジスタ６７のそれよりも低くなり、
第１のトランジスタ６６のコレクタ電流は第２のトラン
ジスタ６７のそれよりも少なくなる。すなわち、レーザ
光４５の中心波長が長波長側にシフトすると、比較結果
５７としての電圧が次第に接地電位側に上昇していく。
温度調整回路５８はこれに応じてトランジスタ７２のコ
レクタ電流が増加し、ペルチェ効果素子４１がより強く
冷却を行って、レーザ光４５の中心波長をλ′からλに
移行させる。
ル４３内の温度が高温側に変化してレーザ光４５の発振
中心波長がλ′になったとする。すると、図３に示した
ように光パワーが全体として図で右側にシフトし、その
特性曲線の左肩部分に２つの波長領域８１、８２が対応
することになる。この状態では、第１の波長領域８１を
透過する光よりも第２の波長領域８２を透過する光の方
が多くなる。したがって、第１のフォトダイオード４８
の方が第２のフォトダイオード５３よりも多くの光を受
光することになる。この状態では、図２に示した抵抗６
１の方が抵抗６３よりも多くの電流が流れ、電位差が大
きくなる。この結果、第１のトランジスタ６６のベース
電位は第２のトランジスタ６７のそれよりも低くなり、
第１のトランジスタ６６のコレクタ電流は第２のトラン
ジスタ６７のそれよりも少なくなる。すなわち、レーザ
光４５の中心波長が長波長側にシフトすると、比較結果
５７としての電圧が次第に接地電位側に上昇していく。
温度調整回路５８はこれに応じてトランジスタ７２のコ
レクタ電流が増加し、ペルチェ効果素子４１がより強く
冷却を行って、レーザ光４５の中心波長をλ′からλに
移行させる。
【００２８】これとは逆に、ＬＤモジュール４３内の温
度がより低温側に変化した場合には、ペルチェ効果素子
４１の冷却が弱まる方向の温度制御が行われ、レーザ光
４５の中心波長を所望の波長λに移行させることにな
る。
度がより低温側に変化した場合には、ペルチェ効果素子
４１の冷却が弱まる方向の温度制御が行われ、レーザ光
４５の中心波長を所望の波長λに移行させることにな
る。
【００２９】なお、以上説明した実施例ではペルチェ効
果素子を温度制御のための電子冷却器として使用した
が、これに限るものではない。また、必要に応じて加熱
制御を行うことも可能である。
果素子を温度制御のための電子冷却器として使用した
が、これに限るものではない。また、必要に応じて加熱
制御を行うことも可能である。
【００３０】更に実施例では所望の波長λから対称の波
長位置に２つのフィルタを設けたが、必ずしも対称位置
の光を検出する必要はない。ただし、この場合にはレー
ザ光の光パワーの特性曲線とそれぞれのフィルタの配置
位置との関係で定まる関係式を用いて温度制御を行う必
要がある。また、実施例ではレーザダイオードをレーザ
光出力手段として使用したが、他のレーザ光出力手段に
本発明を適用することは自由である。また、実施例では
２つのフィルタを固定した波長位置の光を透過させるよ
うにしたが、これらの透過する波長位置を任意に設定で
きるようにして、レーザ光の発振中心波長を自由に調整
できるようにしてもよい。
長位置に２つのフィルタを設けたが、必ずしも対称位置
の光を検出する必要はない。ただし、この場合にはレー
ザ光の光パワーの特性曲線とそれぞれのフィルタの配置
位置との関係で定まる関係式を用いて温度制御を行う必
要がある。また、実施例ではレーザダイオードをレーザ
光出力手段として使用したが、他のレーザ光出力手段に
本発明を適用することは自由である。また、実施例では
２つのフィルタを固定した波長位置の光を透過させるよ
うにしたが、これらの透過する波長位置を任意に設定で
きるようにして、レーザ光の発振中心波長を自由に調整
できるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、予め定めた発振中心波長を中心として長波長
側と短波長側に同じ波長だけわずかにずれた波長位置で
透過させる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを
用意しておき、これらのフィルタを透過したレーザ光の
強度が等しくなるようにレーザ光出力手段の温度制御を
行うことにした。したがって、極めて単純な回路構成で
レーザ光の発振中心波長を一定に制御することができ
る。
によれば、予め定めた発振中心波長を中心として長波長
側と短波長側に同じ波長だけわずかにずれた波長位置で
透過させる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを
用意しておき、これらのフィルタを透過したレーザ光の
強度が等しくなるようにレーザ光出力手段の温度制御を
行うことにした。したがって、極めて単純な回路構成で
レーザ光の発振中心波長を一定に制御することができ
る。
【００３２】また、請求項２記載の発明によれば、予め
定めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側に
それぞれ任意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過
させる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを用意
しておき、これらのフィルタを透過したレーザ光の強度
がレーザ光の出力波長特性と長波長側と短波長側に設定
されたフィルタとの関係で定まる所定の比となるように
レーザ光出力手段の温度制御を行うことにした。したが
って、光パワーの特性が対称形でないようなレーザ光出
力手段を使用したような場合にも、レーザ光の発振中心
波長を一定に制御することができる。
定めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側に
それぞれ任意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過
させる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを用意
しておき、これらのフィルタを透過したレーザ光の強度
がレーザ光の出力波長特性と長波長側と短波長側に設定
されたフィルタとの関係で定まる所定の比となるように
レーザ光出力手段の温度制御を行うことにした。したが
って、光パワーの特性が対称形でないようなレーザ光出
力手段を使用したような場合にも、レーザ光の発振中心
波長を一定に制御することができる。
【００３３】更に請求項３記載の発明によれば、レーザ
光の発振中心波長を発振中心波長設定手段によって設定
し、この発振中心波長設定手段によって設定された発振
中心波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任
意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタを用いて、これら
のフィルタを透過したレーザ光の強度がレーザ光の出力
波長特性と長波長側と短波長側に設定されたフィルタと
の関係で定まる所定の比となるようにレーザ光出力手段
の温度制御を行うことにした。したがって、レーザ光の
発振中心波長自体を自由に設定することができ、その設
定された発振中心波長に保持することができる。
光の発振中心波長を発振中心波長設定手段によって設定
し、この発振中心波長設定手段によって設定された発振
中心波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任
意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタを用いて、これら
のフィルタを透過したレーザ光の強度がレーザ光の出力
波長特性と長波長側と短波長側に設定されたフィルタと
の関係で定まる所定の比となるようにレーザ光出力手段
の温度制御を行うことにした。したがって、レーザ光の
発振中心波長自体を自由に設定することができ、その設
定された発振中心波長に保持することができる。
【００３４】また、請求項４記載の発明によれば、ペル
チェ効果素子を温度制御手段に使用したので、単に冷却
を行うだけでなく、加熱を行うこともでき、レーザ波長
制御装置の温度制御範囲を広範囲に設定することができ
る。
チェ効果素子を温度制御手段に使用したので、単に冷却
を行うだけでなく、加熱を行うこともでき、レーザ波長
制御装置の温度制御範囲を広範囲に設定することができ
る。
【００３５】更に請求項５記載の発明では、狭帯域フィ
ルタを使用したので、温度制御を安定かつ高精度に行う
ことができる。また、サーミスタを使用しないで温度制
御を行うことができるので、この点でも制御の高精度化
を図ることができる。
ルタを使用したので、温度制御を安定かつ高精度に行う
ことができる。また、サーミスタを使用しないで温度制
御を行うことができるので、この点でも制御の高精度化
を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるレーザ波長制御装置
の回路構成を原理的に表わした原理図である。
の回路構成を原理的に表わした原理図である。
【図２】本実施例のレーザ波長制御装置の要部の回路構
成を具体的に表わした回路図である。
成を具体的に表わした回路図である。
【図３】本実施例のレーザ波長制御装置の動作原理を示
した説明図である。
した説明図である。
【図４】従来の一般的なレーザダイオードを使用した温
度制御回路の構成を示すブロック図である。
度制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】先に提案されたレーザ波長制御装置の回路構成
の概要を示すブロック図である。
の概要を示すブロック図である。
【図６】この提案されたレーザ波長制御装置の動作原理
を示した原理図である。
を示した原理図である。
４１ ペルチェ効果素子 ４２ レーザダイオード ４３ ＬＤモジュール ４６ 光狭帯域ハイパスフィルタ ４８ 第１のフォトダイオード ５１ 光狭帯域ローパスフィルタ ５３ 第２のフォトダイオード ５６ 比較器 ５８ 温度調整回路
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光を出力するレーザ光出力手段
と、 このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光を、予め
定めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側に
同じ波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波
長側フィルタおよび短波長側フィルタと、 これら長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを透過
したレーザ光の強度が等しくなるように前記レーザ光出
力手段の温度制御を行う温度制御手段とを具備すること
を特徴とするレーザ波長制御装置。 - 【請求項２】 レーザ光を出力するレーザ光出力手段
と、 このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光を、予め
定めた発振中心波長を中心として長波長側と短波長側に
それぞれ任意の波長だけわずかにずれた波長位置で透過
させる長波長側フィルタおよび短波長側フィルタと、 これら長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを透過
したレーザ光の強度がレーザ光の出力波長特性と前記長
波長側と短波長側に設定されたフィルタとの関係で定ま
る所定の比となるように前記レーザ光出力手段の温度制
御を行う温度制御手段とを具備することを特徴とするレ
ーザ波長制御装置。 - 【請求項３】 レーザ光を出力するレーザ光出力手段
と、 このレーザ光出力手段から出力されるレーザ光の発振中
心波長を設定する発振中心波長設定手段と、 この発振中心波長設定手段によって設定された発振中心
波長を中心として長波長側と短波長側にそれぞれ任意の
波長だけわずかにずれた波長位置で透過させる長波長側
フィルタおよび短波長側フィルタと、 これら長波長側フィルタおよび短波長側フィルタを透過
したレーザ光の強度がレーザ光の出力波長特性と前記長
波長側と短波長側に設定されたフィルタとの関係で定ま
る所定の比となるように前記レーザ光出力手段の温度制
御を行う温度制御手段とを具備することを特徴とするレ
ーザ波長制御装置。 - 【請求項４】 前記温度制御手段は、レーザ光出力手段
の近傍に配置されたペルチェ効果素子を制御することに
よって温度の制御を行うことを特徴とする請求項１〜請
求項３記載のレーザ波長制御装置。 - 【請求項５】 前記レーザ光出力手段はレーザダイオー
ドであり、前記温度制御手段は、レーザ光出力手段の出
力したレーザ光を光学的な狭帯域の長波長側フィルタお
よび短波長側フィルタを透過させた光をフォトダイオー
ドでそれぞれ光電変換して得られた電気信号を用いて温
度制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３記載
のレーザ波長制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171173A JP3006822B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | レーザ波長制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171173A JP3006822B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | レーザ波長制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837334A true JPH0837334A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3006822B2 JP3006822B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=15918359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6171173A Expired - Lifetime JP3006822B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | レーザ波長制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006822B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926789A3 (en) * | 1997-12-24 | 1999-09-08 | Nortel Networks Corporation | A laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
| EP0930680A3 (en) * | 1998-01-05 | 1999-09-22 | Nec Corporation | Laser diode optical wavelength control apparatus |
| US6529534B1 (en) | 1998-02-27 | 2003-03-04 | Nec Corporation | Wavelength controlling circuit for laser signal |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119993A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Yokogawa Electric Corp | 半導体レ−ザ安定化装置 |
| JPH01233382A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Nec Corp | レーザ測距装置 |
| JPH05198885A (ja) * | 1992-01-23 | 1993-08-06 | Nec Corp | Ｌｄモジュールのレーザ波長制御装置 |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP6171173A patent/JP3006822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119993A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Yokogawa Electric Corp | 半導体レ−ザ安定化装置 |
| JPH01233382A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Nec Corp | レーザ測距装置 |
| JPH05198885A (ja) * | 1992-01-23 | 1993-08-06 | Nec Corp | Ｌｄモジュールのレーザ波長制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926789A3 (en) * | 1997-12-24 | 1999-09-08 | Nortel Networks Corporation | A laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
| US6101200A (en) * | 1997-12-24 | 2000-08-08 | Nortel Networks Corporation | Laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
| EP0930680A3 (en) * | 1998-01-05 | 1999-09-22 | Nec Corporation | Laser diode optical wavelength control apparatus |
| US6154474A (en) * | 1998-01-05 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Laser diode optical wavelength control apparatus |
| US6529534B1 (en) | 1998-02-27 | 2003-03-04 | Nec Corporation | Wavelength controlling circuit for laser signal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3006822B2 (ja) | 2000-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980519 |