JP2020136362A - 波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる波長可変レーザ装置の波長制御方法を提供すること。【解決手段】波長可変レーザ装置の波長制御方法は、レーザ光を出射するステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過したレーザ光の強度を第１検出値として検出するステップと、光の波長に対して第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過したレーザ光の強度を第２検出値として検出するステップと、第１、第２検出値の組に対して１つの位相相当量が導出される関数を用いて、第１位相相当量を算出するステップと、目標波長に対応する第２位相相当量を算出するステップと、第２位相相当量と第１位相相当量との位相差相当量を算出するステップと、位相差相当量に応じて、レーザ光の波長を制御するステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法に関する。

従来、波長可変レーザ装置において、入射する光の波長に対して周期的な透過率を有する波長フィルタを用いて、出力するレーザ光の波長を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されている波長可変レーザ装置は、出力するレーザ光の波長を可変とする光源部と、光源部から出力されたレーザ光の強度を検出する第１検出部と、エタロン等の波長フィルタと、波長フィルタを透過したレーザ光の強度を検出する第２検出部と、光源部の動作を制御する制御部と、を備える。波長フィルタは、光の波長に対して周期的に透過率が変化する。その結果、波長フィルタを透過したレーザ光の強度も波長に対して周期的に変化し、この周期的特性を波長弁別カーブという。そして、制御部は、第１、第２検出部がそれぞれ検出したレーザ光の強度比が形成する波長弁別カーブに基づいて、レーザ光の波長を制御する。

波長弁別カーブにおいて、極大値および極小値付近は、波長の変化に対してレーザ光の強度比の変化が小さく、波長の変化の検出が困難となる不感帯であるため、波長制御の精度がよくない。そのため、極大値および極小値を含む不感帯となる波長が互いに異なる２つの波長フィルタを用いて波長制御を行う技術がある。図１２は、２つの波長フィルタを用いて波長制御を行う様子を表す図である。図１２の横軸は、光の波長を周波数に変換して表示したものであり、縦軸は第１、第２検出部がそれぞれ検出したレーザ光の強度比である。図１２に示すように、各波長フィルタの極大値および極小値を含む不感帯を避けて、いずれか一方の波長フィルタに対してロックポイントを設定し、そのロックポイントに波長ロックを行うことにより、波長フィルタの不感帯を用いずに精度よく波長を制御することができる。

特開２０１５−６０９６１号公報

しかしながら、上述のように２つの波長フィルタを独立に用いて波長を制御する場合、どちらの波長フィルタを用いて波長制御を行うか切り換える必要があり、制御が複雑になる。

また、波長フィルタの温度がずれた場合には、波長弁別カーブの周期的特性が波長軸方向にずれるため、最適な波長フィルタへの切り換えが更に困難になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップと、光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップと、前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が導出される関数を用いて、第１位相相当量を算出する第１位相相当量算出ステップと、前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第２位相相当量を算出する第２位相相当量算出ステップと、前記第２位相相当量と前記第１位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御する波長制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、前記関数は、前記レーザ光の波長に応じて前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す関数であることを特徴とする。

本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップと、光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップと、前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められている変換テーブルを用いて、第１位相相当量を算出する第１位相相当量算出ステップと、前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第２位相相当量を算出する第２位相相当量算出ステップと、前記第２位相相当量と前記第１位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法では、上記発明において、前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調かつ線形な変化を繰り返すように定められていることを特徴とする。

本発明に係る波長可変レーザ装置では、波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタと、前記第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出部と、光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタと、前記第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出部と、前記第１検出値および前記第２検出値の組を入力することにより、１つの位相相当量が導出される関数を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記関数を用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る波長可変レーザ装置では、波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタと、前記第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出部と、光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタと、前記第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出部と、前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が対応する変換テーブルを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記変換テーブルを用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、を備え、前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められていることを特徴とする。

また、本発明に係る波長可変レーザ装置では、上記発明において、前記第１および第２波長フィルタは、不感帯となる波長が互いに異なるように構成されていることを特長とする。

本発明に係る波長可変レーザ装置のキャリブレーション方法では、波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップと、光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップと、前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す変換テーブルを作成する変換テーブル作成ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる波長可変レーザ装置の波長制御方法、波長可変レーザ装置およびそのキャリブレーション方法、を実現するという効果を奏する。

図１は、実施の形態に係る波長可変レーザ装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図２は、電流比を位相に変換する方法を説明するための図である。 図３は、図２に示す位相と周波数との関係を表す図である。 図４は、座標変換の様子を表す図である。 図５は、図４に示す位相と周波数との関係を表す図である。 図６は、制御部による波長制御方法を示すフローチャートである。 図７は、位相と周波数との関係を表す図である。 図８は、変換テーブルの一例を示す図である。 図９は、位相と周波数との関係を補正する様子を表す図である。 図１０は、変換テーブルの他の一例を示す図である。 図１１は、変換テーブルの他の一例を示す図である。 図１２は、２つの波長フィルタを用いて波長制御を行う様子を表す図である。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施の形態）
〔波長可変レーザ装置の構成〕
図１は、実施の形態に係る波長可変レーザ装置の構成を模式的に示すブロック図である。
図１に示す波長可変レーザ装置１００は、波長可変レーザ部２００と、波長可変レーザ部２００の動作を制御する制御部３００と、を備える。
なお、波長可変レーザ部２００と制御部３００とを一体として構成してもよく、別体として構成してもよい。

〔波長可変レーザ部の構成〕
波長可変レーザ部２００は、制御部３００による制御の下、出力するレーザ光の波長を変更することができる。この波長可変レーザ部２００は、光源部２１０と、光分岐部２２０と、第１波長フィルタ２３１と、第２波長フィルタ２３２と、第１検出部２４１と、第２検出部２４２と、第３検出部２４３と、を備える。

光源部２１０は、波長が可変であるレーザ光を出射するレーザ光出射ステップを実現する。光源部２１０は、例えば出射するレーザ光の発振波長を制御することができるＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector：分布反射型）またはＤＦＢ（Distributed Feedback：分布帰還型）レーザ装置であるが、波長が可変であれば特に限定されない。

光分岐部２２０は、光源部２１０から入力された光を３つに分岐する。光分岐部２２０は、入力された光を分岐する光導波路であるが、ハーフミラー等の光学素子により構成されていてもよい。

第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２は、光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する。第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２は、例えば、導波路型の光フィルタにより構成されるリング共振器型光フィルタである。第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２は、入射する光の波長に対して周期的な透過特性をそれぞれ有し、当該透過特性に応じた透過率で光源部２１０から入射したレーザ光をそれぞれ透過する。また、第１波長フィルタ２３１、第２波長フィルタ２３２は、コアまたはクラッドの少なくとも一方に添加されるドーパントの種類および添加量の少なくとも一方が異なることによって、透過率のピーク波長が互いに異なる。すなわち、第２波長フィルタ２３２は、光の波長に対して第１波長フィルタ２３１と等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、かつ第１波長フィルタ２３１と透過率のピーク波長が異なる。また、第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２は、エタロンフィルタであってもよい。また、波長フィルタを３つ以上設けることにより、３つ以上の波長弁別カーブを用いて波長可変レーザ部２００の波長を制御してもよい。尚、３つ以上の波長弁別カーブを用いる場合には、このうち２つの弁別カーブを選択してもよいし、うち複数の弁別カーブの和、差、積、商等を算出して波長を制御してもよい。

第１検出部２４１は、フォトダイオード等によって構成され、第１波長フィルタ２３１を透過したレーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップを実現する。

第２検出部２４２は、フォトダイオード等によって構成され、第２波長フィルタ２３２を透過したレーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップを実現する。

第３検出部２４３は、フォトダイオード等によって構成され、光源部２１０が出射したレーザ光の強度を第３検出値として検出する。

〔制御部の構成〕
次に、制御部３００の構成について説明する。
制御部３００は、ユーザからの指示にしたがって、波長可変レーザ部２００の動作を制御する。この制御部３００は、演算部３０１と、入力部３０２と、記憶部３０３と、を備える。

演算部３０１は、ＣＰＵ等を用いて構成されている。この演算部３０１は、第１変換部３１１と、第２変換部３１２と、第３変換部３１３と、第１電流比算出部３２１と、第２電流比算出部３２２と、位相算出部３３０と、目標位相算出部３４０と、位相差算出部３５０と、光源制御部３６０と、を備える。

第１変換部３１１は、第１検出部２４１から入力された第１検出値（以下、ＰＤ１という）に対してＡ／Ｄ変換処理を行ってデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力する。

第２変換部３１２は、第２検出部２４２から入力された第２検出値（以下、ＰＤ２という）に対してＡ／Ｄ変換処理を行ってデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力する。

第３変換部３１３は、第３検出部２４３から入力された第３検出値（以下、ＰＤ３という）に対してＡ／Ｄ変換処理を行ってデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力する。

第１電流比算出部３２１は、第１変換部３１１から出力されたデジタル信号に対する第３変換部３１３から出力されたデジタル信号の出力値の比率（ＰＤ１／ＰＤ３）を第１電流比として算出する。

第２電流比算出部３２２は、第２変換部３１２から出力されたデジタル信号に対する第３変換部３１３から出力されたデジタル信号の出力値の比率（ＰＤ２／ＰＤ３）を第２電流比として算出する。

位相算出部３３０は、記憶部３０３から読み出した関数または変換テーブルに基づいて、第１電流比算出部３２１が算出した第１電流比および第２電流比算出部３２２が算出した第２電流比に基づいて定まる位相相当量（第１位相相当量）を算出する第１位相相当量算出ステップを実現する。尚、位相相当量は、２π〜０の範囲で変動する量としてもよいし、この他上限、下限を有する数値範囲を位相相当量として用いるようにしてもよい。

図２は、電流比を位相に変換する方法を説明するための図である。第１電流比および第２電流比の最大値が１になるように規格化し、任意の周波数に対して横軸を第１電流比、縦軸を第２電流比として図示すると、図２に示す線Ｌ１を描くことができる。このとき、所定の周波数における第１、第２電流比を点Ｐ１として図２の様に極座標系で表すことで、原点および点Ｐ１を通る直線と横軸とのなす角度を位相θ０として定義することができる。この位相θ０は、第１検出値、第２検出値および第３検出値を用いて算出される変数である。

図３は、図２に示す位相と周波数との関係を表す図である。図３の横軸は周波数である。図３には、位相θ０とともに、第１電流比および第２電流比を図示した。第１電流比および第２電流比は、最大値が１になるように規格化されている。位相θ０は、図３中右側の縦軸に示す最小値θ０_Ｍｉｎおよび最大値θ０_Ｍａｘの間で、第１波長フィルタ２３１の透過率の周期と同一の周期で周期的に変化する関数であることがわかる。

続いて、位相θ０から周期的に単調変化を繰り返す関数に変換するために、座標変換を行う。図４は、座標変換の様子を表す図である。図４に示すように、原点を横にΔＡ、縦にΔＢずらし、線Ｌ１の内側にある点Ｐｏ（ΔＡ，ΔＢ）に移動させる。この操作は、第１電流比、第２電流比で得られた値にそれぞれオフセットを与える操作と等価である。すると、この座標系において、移動後の原点及び点Ｐ１を通る直線と横軸に平行な線とのなす角度から位相相当量（以下、単に位相ともいう）θ１を定義することができる。

図５は、図４に示す位相と周波数との関係を表す図である。図５の横軸は、図３と同様に、第１波長フィルタ２３１の１周期で規格化した周波数である。図５には、図３と同様に、位相θ１とともに、第１電流比および第２電流比を図示した。位相θ１は、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４において位相相当量が最小値(θ１_Ｍｉｎ)に戻り、位相相当量が最大値(θ１_Ｍａｘ)になるまで周期的に単調増加を繰り返す関数であることがわかる。このように、線Ｌ１の内側にある点Ｐｏ（ΔＡ，ΔＢ）を適切に選択することで、周波数の変化に対し周期的に単調変化を繰り返す関数を定義することができる。図５に示す位相θ１は、例えば第１波長フィルタ２３１と第２波長フィルタ２３２との透過特性の位相のずれがπ／２である場合、以下の式（１）により算出することができる。

位相算出部３３０は、例えば式（１）で例示した式を用いて位相θ１を算出する。

目標位相算出部３４０は、記憶部３０３から読み出した関数または変換テーブルに基づいて、入力部３０２から入力された目標波長に応じた位相相当量である目標位相（第２位相相当量）を算出する第２位相相当量算出ステップを実現する。具体的には、目標位相算出部３４０は、第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２の波長弁別カーブにおいて、目標波長に対応する周波数の透過率から第１電流比および第２電流比の理論値を算出し、式（１）に代入することにより目標位相を算出する。

位相差算出部３５０は、第１検出値および第２検出値に応じて定まる位相θ１と目標位相との差（位相差相当量）を算出する位相差算出ステップを実現する。

光源制御部３６０は、波長可変レーザ部２００を制御する。具体的には、光源制御部３６０は、位相差算出部３５０が算出した位相差に基づいて、光源部２１０から出射されるレーザ光の波長制御を行う。

入力部３０２は、図示しないボタン、スイッチ、タッチパネル、マウス、またはキーボード等に接続されており、ユーザの指示入力を受け付ける。入力部３０２は、例えばユーザが波長可変レーザ部２００に出力させる目標波長の指示入力を受け付ける。また、入力部３０２は、制御部３００外の端末から有線または無線での通信により目標波長の指示入力を受け付ける構成としてもよい。

記憶部３０３は、波長可変レーザ装置１００が動作を実行するためのプログラム等を記憶する。記憶部３０３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、その他記録媒体等を用いて構成される。記憶部３０３は、演算部３０１が演算に用いる関数または変換テーブルを記憶する。

〔波長制御方法〕
次に、上述した制御部３００による波長制御方法について説明する。
図６は、制御部による波長制御方法を示すフローチャートである。図６では、レーザ光出射ステップ〜第２検出ステップを実行した後の波長制御方法を説明する。
まず、演算部３０１は、入力部３０２に目標波長λが入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。

演算部３０１が、目標波長λが入力されたと判定した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、目標位相算出部３４０は、目標波長λに対応する目標位相θ２を算出する（ステップＳ２：第２位相相当量算出ステップ）。一方、演算部３０１が、目標波長λが入力されていないと判定した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。

続いて、位相算出部３３０は、現在の位相θ１を算出する（ステップＳ３：第１位相相当量算出ステップ）。具体的には、上述した式（１）等の関数や変換テーブルを用いて、第１検出値、第２検出値および第３検出値に応じて定まる位相θ１を算出する。

さらに、位相差算出部３５０は、位相差Δθ＝目標位相θ２−位相θ１を算出する（ステップＳ４：位相差算出ステップ）。

その後、演算部３０１は、位相差Δθが閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ５）。

演算部３０１が、位相差Δθが閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、一連の処理が終了する。

一方、演算部３０１が、位相差Δθが閾値以上であると判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、光源制御部３６０は、位相差Δθがより小さくなる様に、波長制御用電流を算出する（ステップＳ６）。波長制御用電流は、光源部２１０の波長を制御するために印加する電流であり、光源制御部３６０は、この波長制御用電流を印加する量を変えることにより、光源部２１０が出力するレーザ光の波長を制御する。

続いて、光源制御部３６０は、位相差Δθに基づいて算出した波長制御用電流を光源部２１０に出力する（ステップＳ７：波長制御ステップ）。その後、演算部３０１は、ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返すことにより、目標波長からの波長のずれを閾値より小さくする。すなわち、制御部３００は、フィードバック制御を行うことにより、目標波長からの波長のずれを閾値より小さくする。

以上説明した実施の形態によれば、常に第１検出値および第２検出値の双方を用いて波長制御を行うため、波長制御に用いる波長フィルタを切り替える必要がない。その結果、制御部３００は、精度よく、かつ簡易に波長制御を行うことができる。

また、実施の形態によれば、常に第１検出値および第２検出値の双方を用いて波長制御を行う。すなわち、第１波長フィルタ２３１の波長弁別カーブと第２波長フィルタ２３２の波長弁別カーブとの双方を用いて波長制御を行っている。そのため、ある波長において、第１波長フィルタ２３１の波長弁別カーブと第２波長フィルタ２３２の波長弁別カーブとのうち一方が不感帯に対応する場合であっても、他方が不感帯ではないため、波長弁別カーブの不感帯のみを用いて波長制御を行うことが防止されている。その結果、いかなる波長においても波長制御において一定の精度を確保することができる。さらに、第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２の温度がずれた場合であっても、第１波長フィルタ２３１の波長弁別カーブと第２波長フィルタ２３２の波長弁別カーブとの双方を用いて波長制御を行っているため、波長制御において一定の精度を確保することができる。

（変形例）
実施の形態では、位相算出部３３０が、式（１）に示す関数を用いて位相θ１を算出する例を説明したが、位相算出部３３０は、第１電流比および第２電流比を位相θ１に変換する変換テーブルを用いて位相θ１を算出してもよい。

図７は、位相と周波数との関係を表す図である。図７の横軸は、図５と同様に、第１波長フィルタ２３１の１周期で規格化した周波数である。図７には、図５と同様に、位相θ１とともに、第１電流比および第２電流比を図示した。位相θ１は、周波数ｆ５、ｆ７において位相相当量が最小値(θ１_Ｍｉｎ)に戻り、位相相当量が最大値(θ１_Ｍａｘ)になるまで周期的に単調かつ線形に増加を繰り返す関数であることがわかる。

変換テーブルは、光源部２１０が出力するレーザ光の波長を変化させながら、レーザ光の波長と第１検出値、第２検出値および第３検出値とを計測し、各周波数における第１電流比および第２電流比と位相θ１との対応関係を求めることにより作成することができる。このとき、図７に示すように、位相θ１が周期的に単調かつ線形に増加を繰り返すように、第１電流比および第２電流比と位相θ１とを対応させる。

図８は、変換テーブルの一例を示す図である。図８に示す変換テーブルは、計測結果に基づいて作成され、予め記憶部３０３に記憶されている。この変換テーブルは、第１検出値および第２検出値の組に対して１つの位相θ１が対応する変換テーブルであって、位相θ１が周期的に単調かつ線形に増加を繰り返すように定められている。光源制御部３６０は、この変換テーブルを用いて、光源部２１０が出力する波長を制御する。

第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２の温度がずれた場合には、温度ずれに応じて第１電流比および第２電流比と位相θ１との対応関係をずらして参照すればよい。図９は、位相と周波数との関係を補正する様子を表す図である。図９に示すように、第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２の温度がずれた場合には、図７に示す第１電流比および第２電流比がずれた温度に応じて波長軸方向にずれる。そのため、このずれを補正するように、位相θ１を周波数軸方向にずらした位相θ１’を補正後の位相相当量として用いればよい。この補正により、温度ずれを補正した制御が可能となる。このとき、周波数軸方向にずらす量（シフト量）としては、例えば、第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２の周囲の温度を計測するようにサーミスタを載置し、当該サーミスタで計測された温度に応じてシフト量を制御するようにしてもよい。また、波長可変レーザ装置１００の動作時の一部または全体の消費電力量に対するシフト量を予め記憶部３０３に記憶し、当該記憶されたシフト量に基づいてずらすようにしてもよい。

以上説明した変形例によれば、位相θ１が線形に変化するため、周波数の変化に対して位相相当量の変化が常に一定になるので、効率よく波長を制御することができる。一例としては、図６に示すフローチャートによる波長制御を行う際、周波数の変化に対し位相相当量の変化が一定でないと、Ｓ３〜Ｓ７を繰り返す回数が多くなってしまう場合があるが、周波数の変化に対し位相相当量の変化が一定の場合は制御の繰り返し回数を少なくすることができる。

また、第１電流比と第２電流比とに基づいて、位相相当量を定めるための変換表を作成してもよい。まず、第１電流比と第２電流比との算出値を記憶部３０３のアドレスへと変換するための簡単な計算式を用意する。そして、対応する位相相当量を記憶部３０３のそのアドレスに格納する。このように、記憶部３０３に位相相当量を記憶させておくと最小限のステップ数で位相相当量の参照が可能な変換表として記憶部３０３が機能するため、位相相当量の決定を速く行うことができる。

図１０，１１は、変換テーブルの他の一例を示す図である。図１０は、記憶部３０３を２次元配列状に並べて各アドレスを１０進数で示したものである。図１１は、各アドレスに格納する位相相当量の数値を示す。図１１に示すように、図４に示すグラフの線Ｌ１の形状を反映した形で位相相当量を記憶部３０３に格納してもよい。図１０，１１に示す例では、第１電流比と第２電流比との組が与えられた場合、（第１電流比×１０＋第２電流比×１１０）という式で定まるアドレスを参照し、格納された値を位相相当量として用いることにより記憶部３０３が変換表として機能する。

〔波長キャリブレーション方法〕
次に、波長キャリブレーション方法について説明する。
この波長キャリブレーション方法では、予め第１検出値および第２検出値の組に対して１つの位相θ１が対応する変換テーブルであって、位相θ１が周期的に単調変化を繰り返す変換テーブルを作成する（変換テーブル作成ステップ）。具体的には、予め計測を行い、図８または図１１に示す変換テーブルを作成し、作成した変換テーブルを記憶部３０３に記憶させる。

この波長キャリブレーション方法によれば、第１波長フィルタ２３１および第２波長フィルタ２３２を用いて計測を行うことにより作成した変換テーブルを用いるため、波長フィルタの透過率のピーク波長にばらつきがあったとしても、それぞれのばらつきに応じた変換テーブルを用いることで適切に波長を制御することができる。

１００ 波長可変レーザ装置
２００ 波長可変レーザ部
３００ 制御部
２１０ 光源部
２２０ 光分岐部
２３１ 第１波長フィルタ
２３２ 第２波長フィルタ
２４１ 第１検出部
２４２ 第２検出部
２４３ 第３検出部
３０１ 演算部
３０２ 入力部
３０３ 記憶部
３１１ 第１変換部
３１２ 第２変換部
３１３ 第３変換部
３２１ 第１電流比算出部
３２２ 第２電流比算出部
３３０ 位相算出部
３４０ 目標位相算出部
３５０ 位相差算出部
３６０ 光源制御部

Claims (8)

1. 波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、
   光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップと、
   光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップと、
   前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が導出される関数を用いて、第１位相相当量を算出する第１位相相当量算出ステップと、
   前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第２位相相当量を算出する第２位相相当量算出ステップと、
   前記第２位相相当量と前記第１位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、
   前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御する波長制御ステップと、
   を含むことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
2. 前記関数は、前記レーザ光の波長に応じて前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す関数であることを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ装置の波長制御方法。
3. 波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、
   光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップと、
   光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップと、
   前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められている変換テーブルを用いて、第１位相相当量を算出する第１位相相当量算出ステップと、
   前記レーザ光の波長を制御する目標値である目標波長に対応する第２位相相当量を算出する第２位相相当量算出ステップと、
   前記第２位相相当量と前記第１位相相当量との位相差相当量を算出する位相差算出ステップと、
   前記位相差相当量に応じて、前記光源部から出射される前記レーザ光の波長を制御する波長制御ステップと、
   を含むことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
4. 前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調かつ線形な変化を繰り返すように定められていることを特徴とする請求項３に記載の波長可変レーザ装置の波長制御方法。
5. 波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、
   光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタと、
   前記第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出部と、
   光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタと、
   前記第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出部と、
   前記第１検出値および前記第２検出値の組を入力することにより、１つの位相相当量が導出される関数を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記関数を用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、
   を備えることを特徴とする波長可変レーザ装置。
6. 波長が可変であるレーザ光を出射する光源部と、
   光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタと、
   前記第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出部と、
   光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタと、
   前記第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出部と、
   前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が対応する変換テーブルを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記変換テーブルを用いて、前記レーザ光の波長を制御する光源制御部と、
   を備え、
   前記変換テーブルは、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返すように定められていることを特徴とする波長可変レーザ装置。
7. 前記第１および第２波長フィルタは、不感帯となる波長が互いに異なるように構成されていることを特徴とする、請求項５または６に記載の波長可変レーザ装置。
8. 波長が可変であるレーザ光を光源部から出射するレーザ光出射ステップと、
   光の波長に対して周期的に変化する透過率を有する第１波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第１検出値として検出する第１検出ステップと、
   光の波長に対して前記第１波長フィルタと等しい周期で周期的に変化する透過率を有し、前記第１波長フィルタと透過率のピーク波長が異なる第２波長フィルタを透過した前記レーザ光の強度を第２検出値として検出する第２検出ステップと、
   前記第１検出値および前記第２検出値の組に対して１つの位相相当量が対応する変換テーブルであって、前記位相相当量が周期的に単調変化を繰り返す変換テーブルを作成する変換テーブル作成ステップと、
   を含むことを特徴とする波長可変レーザ装置のキャリブレーション方法。

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