半导体激光器的控制方法技术

一种对具有可用加热器调节折射率的波长选择部的半导体激光器进行控制的方法，该方法包括：启动过程，其包括调节所述加热器的发热值直至加热器的发热值到达规定值的第一步骤；以及波长控制过程，其包括在所述启动过程之后根据对所述半导体激光器的振荡波长的检测结果校正所述半导体激光器的波长的第二步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
波长可调半导体激光器是一种光器件。波长可调半导体激光器具有 对激光振荡的增益，并选择波长。作为选择波长的方法，有这样的方法: 通过调节谐振器中的光波导中的衍射光栅等的光学功能区域的折射率来 调节损耗、反射或增益的波长特性。调节折射率的方法不需要机械可动部分，这与调节机械角度或机械 长度的方法不同。因此，此方法在可靠性和生产成本上具有优势。作为 调节光波导的折射率的方法，有这样的方法调节光波导的温度的方法、 通过电流注入来调节光波导中的载流子密度的方法等。作为采用调节光 波导温度的方法的波长可调激光器的实例，提出了一种具有反射峰值的峰值波长周期地出现的取样光栅分布布拉格反射器(Sampled Grating Distributed Bragg Reflector (SG-DBR))和增益谱的峰值波长周期地出现 的取样光栅分布反馈(Sampled Grating Distributed Feedback (SG-DFB) 的半导体激光器。该半导体激光器控制SG-DBR和SG-DFB的反射谱之间的相关关系， 利用游标效应(vernier effect)选择波长，并发出激光。即，半导体激光 器在两个谱重叠并且反射强度达到最大的一个波长处振荡。因此能够通 过控制两个反射谱的相关关系来控制振荡波长。日本专利申请公开NO. 9-92934 (此后称为文献l)公开了一种通过 控制光波导的折射率来控制振荡波长的半导体激光器。在文献1中，采 用加热器作为光波导的折射率的控制部分。利用加热器控制光波导的温 度以控制波长。在使用加热器进行光波导的折射率控制的情况下，加热器的劣化是 一个问题。当加热器的电阻由于加热器的劣化而变化时，即使向加热器 施加恒定电流，加热器的发热值也会改变。特别地，在由彼此具有不同波长特性的光波导的组合(例如SG-DFB和SG-DBR的组合)的光器件 中，各个光波导之间的温度差很重要，而预料之外的发热值变化是致命 的。用于控制光波导的温度的加热器的温度范围宽度(AT)约为40度。 加热器的温度相对较低。因此，未考虑加热器的劣化。在连续使用半导体激光器的情况下，较难暴露出加热器的劣化。图 1示出加热器的温度与半导体激光器的振荡波长之间的关系。图1的横轴 代表加热器的温度。图1的纵轴表示半导体激光器的振荡波长。例如， 半导体激光器在SG-DBR区域和SG-DBF区域的两个反射谱重叠的波长 处振荡。因此，半导体激光器的振荡波长按预定的波长间隔分布。在图1 中，平坦部分ai到X4)是半导体激光器可振荡的波长。加热器的温度设定在图1所示的温度范围R内，以将半导体激光器 的振荡波长设定为X2。例如，向加热器提供电流以使得加热器的温度处 于温度范围R中间的温度T。然而，如果加热器劣化，加热器的电阻改 变。在此情况下，加热器的发热值改变。即，当加热器的温度偏离温度T 时，半导体激光器可在不同于人2的波长处振荡。然而，采用反馈系统以检测输出波长并校正该波长的半导体激光器 具有用于校正半导体激光器的输出波长的波长锁定器。波长锁定器控制 温度控制装置的温度并改变SG-DFB区域的增益谱以与期望的波长人2匹 配。因此，即使当加热器劣化并且加热器的温度与温度T不同时，当加 热器的温度在温度范围R内时半导体激光器的振荡波长保持为"。艮卩， 当连续校正波长时，即使加热器逐渐劣化，也因为输出波长是稳定的而 难以暴露出加热器的劣化。另一方面，当系统关闭以进行维护时就暴露出问题。当系统重新启 动时从查询表中加载加热器的电流值和温度控制装置的温度。査询表的 设定值是在加热器未劣化的条件下的初始值。因此，如果加热器劣化，则加热器的温度与温度T不同。另一方面，查询表的温度值是初始值。因此，SG-DFB区域的增益谱不同于波长锁定器对波长进行校正时的增益 谱。例如，当加热器几乎没有劣化并且加热器的初始温度在温度范围R 内时，半导体激光器可在预期的波长"处振荡。然而，因为加热器的劣 化而未获得温度T，因此，半导体激光器会在另一波长处振荡。例如，如 果未精确地向激光器芯片给出温度控制装置的初始温度值和SG-DFB的 初始电流值，半导体激光器可在与波长X2不同的波长处振荡。g卩，振荡 波长对于参数移动是敏感的。当加热器劣化并且加热器的温度位于温度范围R之外时，即使其他 参数得以精确控制，半导体激光器也可能不在波长"处振荡。无论如何， 如果加热器劣化，在重新启动时难以获得期望的波长。
技术实现思路
本专利技术是在考虑了上述情况下做出的，提供了 一种即使加热器劣化 时仍获得期望的波长的控制半导体激光器的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种控制半导体激光器的方法，该 半导体激光器具有波长选择部，该波长选择部的折射率可通过加热器控 制，该方法包括启动过程，包括调节所述加热器的发热值直至所述加 热器的发热值达到规定值的第一步骤；以及波长控制过程，包括在所述 启动过程之后根据对所述半导体激光器的振荡波长的检测结果校正所述 半导体激光器的波长的第二步骤。用此方法，在波长控制过程之前精确地校正加热器的发热值。在此 情况下，即使加热器劣化，波长选择部的光学特性也与加热器几乎不劣 化的情况基本相同。因此，能够获得期望的振荡波长。附图说明结合附图阅读以下详细说明，可以更好地理解本专利技术的其他目的、 特征和优点，其中-图1示出加热器的温度与半导体激光器的振荡波长之间的关系； 图2示出根据第一实施方式的半导体激光器和具有该半导体激光器 的激光器件的结构；图3示出查询表的示例；图4示出激光器件控制方法的一个示例的流程图；以及 图5示出在暗调(dark-time)半导体激光器的情况下控制方法的一 个示例的流程图。具体实施例方式下面将参考附图描述本专利技术的实施方式。 第一实施方式图2示出根据第一实施方式的半导体激光器10与具有半导体激光器 IO的激光器件IOO的结构。如图2所示，激光器件100具有半导体激光 器10、温度控制装置20、波长检测器30、输出检测器40以及控制器50。 半导体激光器10安装在温度控制装置20上。下面将描述各个部件。半导体激光器10具有SG-DBR区域11、 SG-DBF区域12以及半导 体放大器(SOA:半导体光放大器)区域13依次耦合的结构。SG-DBR 区域11具有按规定间隔设置了光栅的光波导。即，SG-DBR区域11的光 波导具有包含衍射光栅的第一区域以及与第一区域光连接、并用作隔离 部(spacer)的第二区域。SG-DBR区域11的光波导由具有与激光振荡 波长相比位于短波长侧的吸收边缘波长的半导体晶体构成。加热器14位 于SG-DBR区域ll上。SD-DFB区域12具有按规定间隔提供了光栅的光波导。即，SG-DFB 区域12的光波导具有包含光栅的第一区域以及与第一区域光连接、并用 作隔离部的第二区域。SG-DFB区域12的光波导由放大期望的激光振荡 波长的光的半导体晶体构成。电极15设置在SG-DFB区域12上。SOA 区域13具有由通过电流控制来放大光或吸收光的半导体晶体构成的光波 导。电极16设置在SOA区域13上。SG-DBR区域11的光波导、SG-DFB 区域12的光波导以及SOA区域13的光波导彼此光连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制半导体激光器的方法，该半导体激光器具有波长选择部，所述波长选择部的折射率可通过加热器控制，该方法包括：　启动过程，其包括调节所述加热器的发热值直至所述加热器的发热值达到规定值的第一步骤；以及　波长控制过程，其包括在所述启动过程之后根据对所述半导体激光器的振荡波长的检测结果校正所述半导体激光器的波长的第二步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：町田豊稔，石川务，田中宏和，
申请(专利权)人：优迪那半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]