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特開2024-114192波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024114192
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/0687 20060101AFI20240816BHJP
H01S 5/065 20060101ALI20240816BHJP
H01S 5/026 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
H01S5/0687
H01S5/065
H01S5/026 610
H01S5/026 650
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023019788
(22)【出願日】2023-02-13
(71)【出願人】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】水嶋 玲
(72)【発明者】
【氏名】金堂 晃久
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173SA08
5F173SA12
5F173SA26
5F173SC01
5F173SE02
5F173SG21
(57)【要約】
【課題】レーザ光の波長を迅速に目標波長に制御すること。
【解決手段】波長可変レーザ装置１の制御装置３は、第１，第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部３１１と、レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、レーザ光の波長を目標波長へと切り替える際の発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、目標波長に対応するとともにモニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正部３１３と、モニタ値と、補正目標値とに基づいて、波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を目標波長に制御する動作制御部３１４とを備える。
【選択図】図３
【解決手段】波長可変レーザ装置１の制御装置３は、第１，第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部３１１と、レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、レーザ光の波長を目標波長へと切り替える際の発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、目標波長に対応するとともにモニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正部３１３と、モニタ値と、補正目標値とに基づいて、波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を目標波長に制御する動作制御部３１４とを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、
前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、
前記温度調節器上に載置された発熱体と、
前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、
入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、
前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、
前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記目標波長に対応するとともに前記モニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正部と、
前記モニタ値と、前記補正目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御部とを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置。
前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、
前記温度調節器上に載置された発熱体と、
前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、
入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、
前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、
前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記目標波長に対応するとともに前記モニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正部と、
前記モニタ値と、前記補正目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御部とを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置。
【請求項2】
前記発熱体は、
複数、設けられ、
前記特定の時定数は、
前記発熱体毎に異なる
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。
複数、設けられ、
前記特定の時定数は、
前記発熱体毎に異なる
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。
【請求項3】
前記特定の時定数は、
前記発熱体の発熱量が増加する時と減少する時とで異なる
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。
前記発熱体の発熱量が増加する時と減少する時とで異なる
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。
【請求項4】
出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、
前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、
前記温度調節器上に載置された発熱体と、
前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、
入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、
前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、
前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記モニタ値を補正した補正モニタ値を生成するモニタ値補正部と、
前記補正モニタ値と、前記目標波長に対応するとともに前記補正モニタ値の目標となる制御目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御部とを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置。
前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、
前記温度調節器上に載置された発熱体と、
前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、
入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、
前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、
前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記モニタ値を補正した補正モニタ値を生成するモニタ値補正部と、
前記補正モニタ値と、前記目標波長に対応するとともに前記補正モニタ値の目標となる制御目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御部とを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置。
【請求項5】
出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、前記温度調節器上に載置された発熱体と、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子とを備えた波長可変レーザ装置の波長制御方法であって、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記目標波長に対応するとともに前記モニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正ステップと、
前記モニタ値と、前記補正目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御ステップとを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記目標波長に対応するとともに前記モニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正ステップと、
前記モニタ値と、前記補正目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御ステップとを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
【請求項6】
出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、前記温度調節器上に載置された発熱体と、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子とを備えた波長可変レーザ装置の波長制御方法であって、
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記モニタ値を補正した補正モニタ値を生成するモニタ値補正ステップと、
前記補正モニタ値と、前記目標波長に対応するとともに前記補正モニタ値の目標となる制御目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御ステップとを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、
前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記モニタ値を補正した補正モニタ値を生成するモニタ値補正ステップと、
前記補正モニタ値と、前記目標波長に対応するとともに前記補正モニタ値の目標となる制御目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御ステップとを備える
ことを特徴とする波長可変レーザ装置の波長制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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特性（または反射特性）を有する光フィルタを用いて、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に記載の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波長可変光源部と、波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、エタロン等の光フィルタと、光フィルタを透過したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、波長可変光源部の動作を制御する制御装置（演算回路）とを備える。
ここで、制御装置は、第１，第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出する。また、制御装置は、光フィルタにおける所定の温度（以下、基準温度と記載）での透過特性（または反射特性）を用いて、レーザ光の目標波長に対応し、当該モニタ値の目標となる制御目標値を設定する。そして、制御装置は、モニタ値が制御目標値に合致するように、波長可変光源部の動作を制御する。
特許文献１に記載の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波長可変光源部と、波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、エタロン等の光フィルタと、光フィルタを透過したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、波長可変光源部の動作を制御する制御装置（演算回路）とを備える。
ここで、制御装置は、第１，第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出する。また、制御装置は、光フィルタにおける所定の温度（以下、基準温度と記載）での透過特性（または反射特性）を用いて、レーザ光の目標波長に対応し、当該モニタ値の目標となる制御目標値を設定する。そして、制御装置は、モニタ値が制御目標値に合致するように、波長可変光源部の動作を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－６０９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、光フィルタの透過特性（または反射特性）は、当該光フィルタの温度が基準温度からずれると、波長軸上で全体がシフトするものである。すなわち、光フィルタの温度が基準温度からずれているにも拘らず、当該基準温度での透過特性（または反射特性）を用いて、レーザ光の目標波長に対応する制御目標値を設定した場合には、光フィルタの透過特性（または反射特性）が基準温度での透過特性（または反射特性）から波長軸上でシフトしているため、当該制御目標値は、レーザ光の目標波長に対応した値とはならない。このため、モニタ値が当該制御目標値に合致するように波長可変光源部の動作を制御すると、レーザ光の波長は、目標波長からずれた波長に制御されてしまう。
【0005】
そこで、特許文献１に記載の波長可変レーザ装置では、温度制御装置によって、光フィルタの温度を基準温度となるように制御している。しかしながら、レーザ光の波長を現在の波長から特定の目標波長に切り替える際には、当該特定の目標波長への切替に伴う光フィルタへの熱流入によって、当該光フィルタの温度は、基準温度から時間の経過とともに変化する。すなわち、光フィルタの透過特性（または反射特性）は、時間の経過とともに波長軸上で順次、変化する。このため、光フィルタの透過特性（または反射特性）が基準温度で平衡状態となるまで待たなければ、当該光フィルタの波長軸上での透過特性（または反射特性）のシフトが安定しないため、当該レーザ光の波長を当該目標波長に切り替えることができない、という問題がある。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光の波長を迅速に目標波長に制御することができる波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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は、出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、前記温度調節器上に載置された発熱体と、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記目標波長に対応するとともに前記モニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正部と、前記モニタ値と、前記補正目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御部とを備えることを特徴とする。
【0008】
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、前記発熱体は、複数、設けられ、前記特定の時定数は、前記発熱体毎に異なることを特徴とする。
【0009】
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、前記特定の時定数は、前記発熱体の発熱量が増加する時と減少する時とで異なることを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係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波長可変光源部と、前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、前記温度調節器上に載置された発熱体と、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子と、前記波長可変光源部の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出部と、前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記モニタ値を補正した補正モニタ値を生成するモニタ値補正部と、前記補正モニタ値と、前記目標波長に対応するとともに前記補正モニタ値の目標となる制御目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御部とを備えることを特徴とする。
【0011】
本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、前記温度調節器上に載置された発熱体と、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子とを備えた波長可変レーザ装置の波長制御方法であって、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記目標波長に対応するとともに前記モニタ値の目標となる制御目標値を補正した補正目標値を生成する目標値補正ステップと、前記モニタ値と、前記補正目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御ステップとを備えることを特徴とする。
【0012】
本発明に係る波長可変レーザ装置の波長制御方法は、出力するレーザ光の波長を可変とする波長可変光源部と、前記波長可変光源部が載置され、前記波長可変光源部の温度を調節する温度調節器と、前記温度調節器上に載置された発熱体と、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光の強度を取得する第１の受光素子と、入射する光の波長に対して周期的な透過特性または反射特性を有し、前記波長可変光源部から出力されたレーザ光を当該透過特性に応じた透過率で透過、または当該反射特性に応じた反射率で反射する光フィルタと、前記光フィルタを透過または反射したレーザ光の強度を取得する第２の受光素子とを備えた波長可変レーザ装置の波長制御方法であって、前記第１の受光素子及び前記第２の受光素子がそれぞれ取得したレーザ光の強度に基づいて、レーザ光の波長に対応するモニタ値を算出するモニタ値算出ステップと、前記レーザ光の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間と、前記レーザ光の波長を前記目標波長へと切り替える際の前記発熱体の発熱量の変動量と、特定の時定数とに基づいて、前記モニタ値を補正した補正モニタ値を生成するモニタ値補正ステップと、前記補正モニタ値と、前記目標波長に対応するとともに前記補正モニタ値の目標となる制御目標値とに基づいて、前記波長可変光源部から出力されるレーザ光の波長を前記目標波長に制御する動作制御ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法によれば、レーザ光の波長を迅速に目標波長に制御することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。また、図中で適宜ｘｙｚ座標軸を示し、これにより方向を説明する。
【0016】
（実施の形態１）
〔波長可変レーザ装置の概略構成〕
図１は、実施の形態１に係る波長可変レーザ装置１の構成を示す図である。
波長可変レーザ装置１は、モジュール化された波長可変レーザモジュール２と、当該波長可変レーザモジュール２の動作を制御する制御装置３とを備える。
なお、図１では、波長可変レーザモジュール２と制御装置３とを別体で構成しているが、当該各部材２，３を一体にモジュール化しても構わない。
〔波長可変レーザ装置の概略構成〕
図１は、実施の形態１に係る波長可変レーザ装置１の構成を示す図である。
波長可変レーザ装置１は、モジュール化された波長可変レーザモジュール２と、当該波長可変レーザモジュール２の動作を制御する制御装置３とを備える。
なお、図１では、波長可変レーザモジュール２と制御装置３とを別体で構成しているが、当該各部材２，３を一体にモジュール化しても構わない。
【0017】
〔波長可変レーザモジュールの構成〕
波長可変レーザモジュール２は、制御装置３による制御の下、出力するレーザ光の波長を複数の波長のうちいずれか一波長のレーザ光に可変とし、当該一波長のレーザ光を出力する。この波長可変レーザモジュール２は、波長可変光源部４と、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）５と、平面光波回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）６と、光検出部７と、温度センサ８と、温度調節器９とを備える。
波長可変レーザモジュール２は、制御装置３による制御の下、出力するレーザ光の波長を複数の波長のうちいずれか一波長のレーザ光に可変とし、当該一波長のレーザ光を出力する。この波長可変レーザモジュール２は、波長可変光源部４と、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）５と、平面光波回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）６と、光検出部７と、温度センサ８と、温度調節器９とを備える。
【0018】
図２は、波長可変光源部４の構成を示す図である。
波長可変光源部４は、例えばバーニア効果を利用した波長可変レーザであり、制御装置３による制御の下、レーザ光Ｌ１を出力する。この波長可変光源部４は、出力するレーザ光Ｌ１の波長を可変とする光源部４１と、制御装置３から供給される電力に応じて発熱する３つのマイクロヒータ４２１～４２３を有し、光源部４１を局所的に加熱することで、光源部４１から出力されるレーザ光Ｌ１の波長を変更する波長可変部４２とを備える。
波長可変光源部４は、例えばバーニア効果を利用した波長可変レーザであり、制御装置３による制御の下、レーザ光Ｌ１を出力する。この波長可変光源部４は、出力するレーザ光Ｌ１の波長を可変とする光源部４１と、制御装置３から供給される電力に応じて発熱する３つのマイクロヒータ４２１～４２３を有し、光源部４１を局所的に加熱することで、光源部４１から出力されるレーザ光Ｌ１の波長を変更する波長可変部４２とを備える。
【0019】
光源部４１は、共通の基部Ｂ１上にそれぞれ形成された第１，第２の導波路部４３，４４を備える。ここで、基部Ｂ１は、例えばｎ型ＩｎＰからなる。そして、基部Ｂ１の裏面には、例えばＡｕＧｅＮｉを含んで構成され、当該基部Ｂ１とオーミック接触するｎ側電極４５が形成されている。
【0020】
第１の導波路部４３は、埋め込み導波路構造を有している。この第１の導波路部４３は、導波路部４３１と、半導体積層部４３２と、ｐ側電極４３３とを備える。
導波路部４３１は、半導体積層部４３２内にｚ方向に延伸するように形成されている。
また、第１の導波路部４３内には、利得部４３１ａと、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）型の回折格子層４３１ｂとが配置されている。
ここで、利得部４３１ａは、ＩｎＧａＡｓＰからなる多重量子井戸構造と光閉じ込め層とを有する活性層である。また、回折格子層４３１ｂは、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰとからなる標本化回折格子で構成されている。
導波路部４３１は、半導体積層部４３２内にｚ方向に延伸するように形成されている。
また、第１の導波路部４３内には、利得部４３１ａと、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）型の回折格子層４３１ｂとが配置されている。
ここで、利得部４３１ａは、ＩｎＧａＡｓＰからなる多重量子井戸構造と光閉じ込め層とを有する活性層である。また、回折格子層４３１ｂは、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰとからなる標本化回折格子で構成されている。
【0021】
半導体積層部４３２は、ＩｎＰ系半導体層が積層して構成されており、導波路部４３１に対してクラッド部の機能等を備える。
ｐ側電極４３３は、半導体積層部４３２上において、利得部４３１ａに沿うように配置されている。なお、半導体積層部４３２上には、ＳｉＮ保護膜（図示略）が形成されている。そして、ｐ側電極４３３は、当該ＳｉＮ保護膜に形成された開口部（図示略）を介して半導体積層部４３２に接触している。
ここで、マイクロヒータ４２１は、半導体積層部４３２のＳｉＮ保護膜上において、回折格子層４３１ｂに沿うように配置されている。そして、マイクロヒータ４２１は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、回折格子層４３１ｂを加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２１に供給する電力を制御することによって回折格子層４３１ｂの温度が変化し、その屈折率が変化する。
ｐ側電極４３３は、半導体積層部４３２上において、利得部４３１ａに沿うように配置されている。なお、半導体積層部４３２上には、ＳｉＮ保護膜（図示略）が形成されている。そして、ｐ側電極４３３は、当該ＳｉＮ保護膜に形成された開口部（図示略）を介して半導体積層部４３２に接触している。
ここで、マイクロヒータ４２１は、半導体積層部４３２のＳｉＮ保護膜上において、回折格子層４３１ｂに沿うように配置されている。そして、マイクロヒータ４２１は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、回折格子層４３１ｂを加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２１に供給する電力を制御することによって回折格子層４３１ｂの温度が変化し、その屈折率が変化する。
【0022】
第２の導波路部４４は、２分岐部４４１と、２つのアーム部４４２，４４３と、リング状導波路４４４とを備える。
２分岐部４４１は、１×２型の多モード干渉型（ＭＭＩ）導波路４４１ａを含む１×２型の分岐型導波路で構成され、２ポート側が２つのアーム部４４２，４４３のそれぞれに接続されるとともに１ポート側が第１の導波路部４３側に接続されている。すなわち、２分岐部４４１により、２つのアーム部４４２，４４３は、その一端が統合され、回折格子層４３１ｂと光学的に結合される。
２分岐部４４１は、１×２型の多モード干渉型（ＭＭＩ）導波路４４１ａを含む１×２型の分岐型導波路で構成され、２ポート側が２つのアーム部４４２，４４３のそれぞれに接続されるとともに１ポート側が第１の導波路部４３側に接続されている。すなわち、２分岐部４４１により、２つのアーム部４４２，４４３は、その一端が統合され、回折格子層４３１ｂと光学的に結合される。
【0023】
アーム部４４２，４４３は、いずれもｚ方向に延伸し、リング状導波路４４４を挟むように配置されている。これらアーム部４４２，４４３は、リング状導波路４４４といずれも同一の結合係数κでリング状導波路４４４と光学的に結合している。κの値は、例えば０．２である。そして、アーム部４４２，４４３とリング状導波路４４４とは、リング共振器フィルタＲＦ１を構成している。また、リング共振器フィルタＲＦ１と２分岐部４４１とは、反射ミラーＭ１を構成している。
ここで、マイクロヒータ４２２は、リング状であり、リング状導波路４４４を覆うように形成されたＳｉＮ保護膜（図示略）上に配置されている。そして、マイクロヒータ４２２は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、リング状導波路４４４を加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２２に供給する電力を制御することによってリング状導波路４４４の温度が変化し、その屈折率が変化する。
ここで、マイクロヒータ４２２は、リング状であり、リング状導波路４４４を覆うように形成されたＳｉＮ保護膜（図示略）上に配置されている。そして、マイクロヒータ４２２は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、リング状導波路４４４を加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２２に供給する電力を制御することによってリング状導波路４４４の温度が変化し、その屈折率が変化する。
【0024】
上述した２分岐部４４１、アーム部４４２，４４３、及びリング状導波路４４４は、いずれも、ＩｎＧａＡｓＰからなる光導波層４４ａがＩｎＰからなるクラッド層によって挟まれたハイメサ導波路構造を有している。
ここで、マイクロヒータ４２３は、アーム部４４３の一部のＳｉＮ保護膜（図示略）上に配置されている。当該アーム部４４３のうちマイクロヒータ４２３の下方の領域は、光の位相を変化させる位相調整部４４５として機能する。そして、マイクロヒータ４２３は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、位相調整部４４５を加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２３に供給する電力を制御することによって位相調整部４４５の温度が変化し、その屈折率が変化する。
ここで、マイクロヒータ４２３は、アーム部４４３の一部のＳｉＮ保護膜（図示略）上に配置されている。当該アーム部４４３のうちマイクロヒータ４２３の下方の領域は、光の位相を変化させる位相調整部４４５として機能する。そして、マイクロヒータ４２３は、制御装置３から供給される電力に応じて発熱し、位相調整部４４５を加熱する。また、制御装置３がマイクロヒータ４２３に供給する電力を制御することによって位相調整部４４５の温度が変化し、その屈折率が変化する。
【0025】
以上説明した第１，第２の導波路部４３，４４は、互いに光学的に接続された回折格子層４３１ｂと反射ミラーＭ１とにより構成される光共振器Ｃ１を構成している。また、利得部４３１ａと位相調整部４４５とは、光共振器Ｃ１内に配置される。
【0026】
回折格子層４３１ｂは、略所定の波長間隔で略周期的な反射特性を有する第１の櫛状反射スペクトルを生成する。一方、リング共振器フィルタＲＦ１は、略所定の波長間隔で略周期的な反射特性を有する第２の櫛状反射スペクトルを生成する。
ここで、第２の櫛状反射スペクトルは、第１の櫛状反射スペクトルのピークの半値全幅よりも狭い半値全幅のピークを有し、第１の櫛状反射スペクトルの波長間隔とは異なる波長間隔で略周期的な反射特性を有する。但し、屈折率の波長分散を考慮すると、スペクトル成分は厳密には等波長間隔になっていないことに注意が必要である。
ここで、第２の櫛状反射スペクトルは、第１の櫛状反射スペクトルのピークの半値全幅よりも狭い半値全幅のピークを有し、第１の櫛状反射スペクトルの波長間隔とは異なる波長間隔で略周期的な反射特性を有する。但し、屈折率の波長分散を考慮すると、スペクトル成分は厳密には等波長間隔になっていないことに注意が必要である。
【0027】
各櫛状反射スペクトルの特性について例示すると、第１の櫛状反射スペクトルのピーク間の波長間隔（自由スペクトル領域：ＦＳＲ）は、光の周波数で表すと３７３ＧＨｚである。また、各ピークの半値全幅は、光の周波数で表すと４３ＧＨｚである。一方、第２の櫛状反射スペクトルのピーク間の波長間隔（ＦＳＲ）は、光の周波数で表すと４００ＧＨｚである。また、各ピークの半値全幅は、光の周波数で表すと２５ＧＨｚである。すなわち、第２の櫛状反射スペクトルの各ピークの半値全幅（２５ＧＨｚ）は、第１の櫛状反射スペクトルの各ピークの半値全幅（４３ＧＨｚ）より狭い。
【0028】
波長可変光源部４では、レーザ発振を実現するために、第１の櫛状反射スペクトルのピークの一つと第２の櫛状反射スペクトルのピークの一つとを波長軸上で重ね合わせ可能に構成されている。このような重ね合わせは、マイクロヒータ４２１，４２２の少なくとも一つを用いて、マイクロヒータ４２１により回折格子層４３１ｂを加熱して熱光学効果によりその屈折率を変化させて第１の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させて変化させる、及び、マイクロヒータ４２２によりリング状導波路４４４を加熱してその屈折率を変化させて第２の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させて変化させる、の少なくともいずれか一つを行うことにより、実現することができる。
【0029】
一方、波長可変光源部４において、光共振器Ｃ１による共振器モードが存在する。そして、波長可変光源部４において、共振器モードの間隔（縦モード間隔）は、２５ＧＨｚ以下となるように光共振器Ｃ１の共振器長が設定されている。この設定の場合、光共振器Ｃ１の共振器長は、１８００μｍ以上となり、発振するレーザ光の狭線幅化を期待することができる。なお、光共振器Ｃ１の共振器モードの波長は、マイクロヒータ４２３を用いて位相調整部４４５を加熱してその屈折率を変化させて共振器モードの波長を波長軸上で全体的に移動させることにより微調整することができる。すなわち、位相調整部４４５は、光共振器Ｃ１の光路長を能動的に制御するための部分である。
【0030】
波長可変光源部４は、制御装置３により、ｎ側電極４５及びｐ側電極４３３から利得部４３１ａへ電流を注入し、利得部４３１ａを発光させると、第１の櫛状反射スペクトルのスペクトル成分のピーク、第２の櫛状反射スペクトルのスペクトル成分のピーク、及び光共振器Ｃ１の共振器モードの一つが一致した波長、例えば１５５０ｎｍでレーザ発振し、レーザ光Ｌ１を出力するように構成されている。
また、波長可変光源部４では、バーニア効果を利用してレーザ光Ｌ１の波長を変化させることができる。例えば、回折格子層４３１ｂをマイクロヒータ４２１で加熱すると、熱光学効果により回折格子層４３１ｂの屈折率が上昇し、回折格子層４３１ｂの第１の櫛状反射スペクトルは、全体的に長波側にシフトする。その結果、１５５０ｎｍ付近における第１の櫛状反射スペクトルのピークは、リング共振器フィルタＲＦ１の第２の櫛状反射スペクトルのピークとの重なりが解かれ、長波側に存在する第２の櫛状反射スペクトルの別のピーク（例えば１５５６ｎｍ付近）に重なる。さらに、位相調整部４４５をチューニングして共振器モードを微調し、共振器モードの一つを二つの櫛状反射スペクトルに重ねることで、１５５６ｎｍ付近でのレーザ発振を実現することができる。すなわち、波長可変光源部４では、回折格子層４３１ｂに対するマイクロヒータ４２１とリング共振器フィルタＲＦ１に対するマイクロヒータ４２２とにより第１，第２の櫛状反射スペクトルをそれぞれチューニングすることで粗調、位相調整部４４５に対するマイクロヒータ４２３により共振器長をチューニングすることで微調を行う波長可変動作が実現される。
また、波長可変光源部４では、バーニア効果を利用してレーザ光Ｌ１の波長を変化させることができる。例えば、回折格子層４３１ｂをマイクロヒータ４２１で加熱すると、熱光学効果により回折格子層４３１ｂの屈折率が上昇し、回折格子層４３１ｂの第１の櫛状反射スペクトルは、全体的に長波側にシフトする。その結果、１５５０ｎｍ付近における第１の櫛状反射スペクトルのピークは、リング共振器フィルタＲＦ１の第２の櫛状反射スペクトルのピークとの重なりが解かれ、長波側に存在する第２の櫛状反射スペクトルの別のピーク（例えば１５５６ｎｍ付近）に重なる。さらに、位相調整部４４５をチューニングして共振器モードを微調し、共振器モードの一つを二つの櫛状反射スペクトルに重ねることで、１５５６ｎｍ付近でのレーザ発振を実現することができる。すなわち、波長可変光源部４では、回折格子層４３１ｂに対するマイクロヒータ４２１とリング共振器フィルタＲＦ１に対するマイクロヒータ４２２とにより第１，第２の櫛状反射スペクトルをそれぞれチューニングすることで粗調、位相調整部４４５に対するマイクロヒータ４２３により共振器長をチューニングすることで微調を行う波長可変動作が実現される。
【0031】
半導体光増幅器５は、具体的な図示は省略したが、第１の導波路部４３と同様の材料及び構造からなる活性コア層を備える埋め込み導波路構造を有する。但し、回折格子層４３１ｂは設けられていない。この半導体光増幅器５は、空間結合光学系（図示略）により波長可変光源部４に対して光学的に結合している。そして、波長可変光源部４から出力されたレーザ光Ｌ１は、半導体光増幅器５に入力される。また、半導体光増幅器５は、レーザ光Ｌ１を増幅してレーザ光Ｌ２として出力する。なお、半導体光増幅器５は、基部Ｂ１上に、波長可変光源部４とモノリシックに構成されていてもよい。
【0032】
平面光波回路６は、空間結合光学系（図示略）によりアーム部４４２に光学的に結合している。そして、レーザ光Ｌ１と同様に波長可変光源部４におけるレーザ発振により発生したレーザ光Ｌ３の一部は、アーム部４４２を介して平面光波回路６に入力される。なお、レーザ光Ｌ３は、レーザ光Ｌ１の波長と同一の波長を有する。この平面光波回路６は、図１に示すように、光分岐部６１と、光導波路６２と、リング共振器型光フィルタ６３ａを有する光導波路６３と、リング共振器型光フィルタ６４ａを有する光導波路６４とを備える。
【0033】
光分岐部６１は、入力したレーザ光Ｌ３を３つのレーザ光Ｌ４～Ｌ６に分岐する。
そして、光導波路６２は、レーザ光Ｌ４を光検出部７における後述するＰＤ（Photo Diode）７１に導波する。また、光導波路６３は、レーザ光Ｌ５を光検出部７における後述するＰＤ７２に導波する。さらに、光導波路６４は、レーザ光Ｌ６を光検出部７における後述するＰＤ７３に導波する。
ここで、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａ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レーザ光Ｌ５，Ｌ６をそれぞれ選択的に透過する。そして、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを透過したレーザ光Ｌ５，Ｌ６は、ＰＤ７２，７３にそれぞれ入力する。すなわち、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａは、本発明に係る光フィルタに相当する。以下では、説明の便宜上、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを光フィルタ６３ａ，６４ａと記載する。
なお、光フィルタ６３ａ，６４ａは、例えば、１周期の１／３～１／５の範囲で互いに位相が異なる透過特性を有する。
そして、光導波路６２は、レーザ光Ｌ４を光検出部７における後述するＰＤ（Photo Diode）７１に導波する。また、光導波路６３は、レーザ光Ｌ５を光検出部７における後述するＰＤ７２に導波する。さらに、光導波路６４は、レーザ光Ｌ６を光検出部７における後述するＰＤ７３に導波する。
ここで、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａ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レーザ光Ｌ５，Ｌ６をそれぞれ選択的に透過する。そして、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを透過したレーザ光Ｌ５，Ｌ６は、ＰＤ７２，７３にそれぞれ入力する。すなわち、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａは、本発明に係る光フィルタに相当する。以下では、説明の便宜上、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを光フィルタ６３ａ，６４ａと記載する。
なお、光フィルタ６３ａ，６４ａは、例えば、１周期の１／３～１／５の範囲で互いに位相が異なる透過特性を有する。
【0034】
光検出部７は、図１に示すように、ＰＤ７１～７３を備える。
ＰＤ７１は、レーザ光Ｌ４（波長可変光源部４から出力されたレーザ光Ｌ１と同一）を受光し、当該レーザ光Ｌ４の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。すなわち、ＰＤ７１は、本発明に係る第１の受光素子に相当する。
ＰＤ７２は、光フィルタ６３ａを透過したレーザ光Ｌ５を受光し、当該レーザ光Ｌ５の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。すなわち、ＰＤ７２は、本発明に係る第２の受光素子に相当する。
ＰＤ７３は、光フィルタ６４ａを透過したレーザ光Ｌ６を受光し、当該レーザ光Ｌ６の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。すなわち、ＰＤ７３は、本発明に係る第２の受光素子に相当する。
そして、ＰＤ７１～７３からそれぞれ出力された電気信号は、制御装置３による波長ロック制御（波長可変光源部４から出力されるレーザ光Ｌ１を目標波長にするための制御）に用いられる。
ＰＤ７１は、レーザ光Ｌ４（波長可変光源部４から出力されたレーザ光Ｌ１と同一）を受光し、当該レーザ光Ｌ４の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。すなわち、ＰＤ７１は、本発明に係る第１の受光素子に相当する。
ＰＤ７２は、光フィルタ６３ａを透過したレーザ光Ｌ５を受光し、当該レーザ光Ｌ５の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。すなわち、ＰＤ７２は、本発明に係る第２の受光素子に相当する。
ＰＤ７３は、光フィルタ６４ａを透過したレーザ光Ｌ６を受光し、当該レーザ光Ｌ６の強度に応じた電気信号を制御装置３に出力する。すなわち、ＰＤ７３は、本発明に係る第２の受光素子に相当する。
そして、ＰＤ７１～７３からそれぞれ出力された電気信号は、制御装置３による波長ロック制御（波長可変光源部４から出力されるレーザ光Ｌ１を目標波長にするための制御）に用いられる。
【0035】
温度センサ８は、例えばサーミスタ等で構成され、波長可変光源部４及び平面光波回路６の周囲温度を検出する。
温度調節器９は、例えばペルチェ素子を含むＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）等で構成されている。この温度調節器９の設置面９１には、波長可変光源部４、半導体光増幅器５、平面光波回路６、及び光検出部７が載置される。そして、温度調節器９は、制御装置３による制御の下、当該制御装置３から供給された電力に応じて当該各部材４～７の温度を基準温度となるように調節する。
温度調節器９は、例えばペルチェ素子を含むＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）等で構成されている。この温度調節器９の設置面９１には、波長可変光源部４、半導体光増幅器５、平面光波回路６、及び光検出部７が載置される。そして、温度調節器９は、制御装置３による制御の下、当該制御装置３から供給された電力に応じて当該各部材４～７の温度を基準温度となるように調節する。
【0036】
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置３の構成について説明する。
図３は、制御装置３の構成を示すブロック図である。
制御装置３は、例えばユーザインターフェースを備えた上位の制御装置（図示略）と接続されており、当該上位の制御装置を介したユーザからの指示にしたがって、波長可変レーザモジュール２の動作を制御する。
なお、以下では、本発明の要部である制御装置３による波長ロック制御を主に説明する。また、図３では、説明の便宜上、制御装置３の構成として、波長ロック制御を実行する構成のみを図示している。さらに、以下で説明する波長ロック制御では、説明の便宜上、ＰＤ７２，７３からそれぞれ出力された電気信号のうち、ＰＤ７２から出力された電気信号を用いることとする。
この制御装置３は、図３に示すように、制御部３１と、記憶部３２とを備える。
次に、制御装置３の構成について説明する。
図３は、制御装置３の構成を示すブロック図である。
制御装置３は、例えばユーザインターフェースを備えた上位の制御装置（図示略）と接続されており、当該上位の制御装置を介したユーザからの指示にしたがって、波長可変レーザモジュール２の動作を制御する。
なお、以下では、本発明の要部である制御装置３による波長ロック制御を主に説明する。また、図３では、説明の便宜上、制御装置３の構成として、波長ロック制御を実行する構成のみを図示している。さらに、以下で説明する波長ロック制御では、説明の便宜上、ＰＤ７２，７３からそれぞれ出力された電気信号のうち、ＰＤ７２から出力された電気信号を用いることとする。
この制御装置３は、図３に示すように、制御部３１と、記憶部３２とを備える。
【0037】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のコントローラによって、記憶部３２に記憶された各種のプログラムが実行されることにより実現され、波長可変レーザ装置１全体の動作を制御する。なお、制御部３１は、ＣＰＵやＭＰＵに限らず、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路によって構成されても構わない。この制御部３１は、図３に示すように、モニタ値算出部３１１と、目標値算出部３１２と、目標値補正部３１３と、動作制御部３１４とを備える。
【0038】
モニタ値算出部３１１は、ＰＤ７１から出力された電気信号の出力値とＰＤ７２から出力された電気信号の出力値とに基づいて、レーザ光Ｌ１の波長に対応するモニタ値を算出する。本実施の形態１では、モニタ値算出部３１１は、ＰＤ７１から出力された電気信号の出力値に対するＰＤ７２から出力された電気信号の出力値の比率をモニタ値（以下、ＰＤ比と記載）として算出する。
【0039】
目標値算出部３１２は、上位の制御装置（図示略）から取得した目標波長と、記憶部３２に記憶された透過特性情報とに基づいて、ＰＤ比の目標となる制御目標値を算出する。
【0040】
図４は、記憶部３２に記憶された透過特性情報を示す図である。なお、図４では、光フィルタ６３ａが基準温度に設定された場合での透過特性情報を示している。
透過特性情報は、複数の波長λ１～λｎ[ｎｍ]と、レーザ光Ｌ１の波長を当該波長λ１～λｎ[ｎｍ]にそれぞれ設定した場合でのＰＤ７１から出力された電気信号の出力値に対するＰＤ７２から出力された電気信号の出力値の比率である各ＰＤ比の参照値となる複数の制御参照値とがそれぞれ関連付けられた情報である。なお、ＰＤ比は、光フィルタ６３ａの透過率に略比例する。このため、透過特性情報は、光フィルタ６３ａにおける透過特性を示す情報である。
透過特性情報は、複数の波長λ１～λｎ[ｎｍ]と、レーザ光Ｌ１の波長を当該波長λ１～λｎ[ｎｍ]にそれぞれ設定した場合でのＰＤ７１から出力された電気信号の出力値に対するＰＤ７２から出力された電気信号の出力値の比率である各ＰＤ比の参照値となる複数の制御参照値とがそれぞれ関連付けられた情報である。なお、ＰＤ比は、光フィルタ６３ａの透過率に略比例する。このため、透過特性情報は、光フィルタ６３ａにおける透過特性を示す情報である。
【0041】
目標値補正部３１３は、以下の式（１）にて算出されるシフト量ΔＦに基づいて、目標値算出部３１２にて算出された制御目標値を補正した補正目標値を生成する。当該変動量ΔＦは、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの経過時間ｔでの光フィルタ６３ａの波長軸上での透過特性のシフト量である。
【0042】
【数1】
【0043】
ここで、式（１）において、τは、特定の時定数である。また、ΔＦ０は、以下の式（２）によって表される。
【0044】
【数2】
【0045】
ここで、式（２）において、ΔＰ１は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２１の発熱量の変動量である。当該変動量は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２１に供給する電力の変動量から算出することができる。また、ΔＰ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２２の発熱量の変動量である。当該変動量は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２２に供給する電力の変動量から算出することができる。さらに、ΔＰ３は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２３の発熱量の変動量である。当該変動量は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２３に供給する電力の変動量から算出することができる。
【0046】
すなわち、本発明に係る発熱体は、マイクロヒータ４２１～４２３に相当する。なお、本発明に係る発熱体としては、光フィルタ６３ａの温度に影響を及ぼす熱を当該光フィルタ６３ａに流入させる構成であれば、マイクロヒータ４２１～４２３に限らず、その他の発熱体、例えば半導体光増幅器５等を採用しても構わない。
なお、光フィルタ６３ａへの熱流入は、発熱体から当該光フィルタ６３ａへ直接、伝わる直接的な熱流入に限定されず、以下の間接的な熱流入も含むものである。
当該間接的な熱流入は、発熱体から温度調節器９の制御対象へ熱が加わり、その熱変動を相殺する方向へ当該温度調節器９が働くことで光フィルタ６３ａの温度が変動するといった間接的な熱流入である。
なお、光フィルタ６３ａへの熱流入は、発熱体から当該光フィルタ６３ａへ直接、伝わる直接的な熱流入に限定されず、以下の間接的な熱流入も含むものである。
当該間接的な熱流入は、発熱体から温度調節器９の制御対象へ熱が加わり、その熱変動を相殺する方向へ当該温度調節器９が働くことで光フィルタ６３ａの温度が変動するといった間接的な熱流入である。
【0047】
また、式（２）において、ａは、マイクロヒータ４２１における第１の熱流入係数である。ｂは、マイクロヒータ４２２における第２の熱流入係数である。ｃは、マイクロヒータ４２３における第３の熱流入係数である。
【0048】
図５は、記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報を示す図である。
第１～第３の熱流入係数ａ～ｃ及び時定数τに関するシフト量算出用情報は、記憶部３２に記憶されている。
ここで、シフト量算出用情報（第１～第３の熱流入係数ａ～ｃ及び時定数τ）は、予め実験により、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量を所定の変動量ΔＰ１～ΔＰ３で変動させた際に、当該変動量ΔＰ１～ΔＰ３、測定した時間ｔ、及び光フィルタ６３ａの波長軸上での透過特性のシフト量ΔＦを式（１），（２）に当てはめることによって、算出されたものである。
第１～第３の熱流入係数ａ～ｃ及び時定数τに関するシフト量算出用情報は、記憶部３２に記憶されている。
ここで、シフト量算出用情報（第１～第３の熱流入係数ａ～ｃ及び時定数τ）は、予め実験により、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量を所定の変動量ΔＰ１～ΔＰ３で変動させた際に、当該変動量ΔＰ１～ΔＰ３、測定した時間ｔ、及び光フィルタ６３ａの波長軸上での透過特性のシフト量ΔＦを式（１），（２）に当てはめることによって、算出されたものである。
【0049】
動作制御部３１４は、上位の制御装置（図示略）から取得した目標波長と、記憶部３２に記憶された波長電力情報と、モニタ値算出部３１１にて算出されたＰＤ比と、目標値補正部３１３にて生成された補正目標値とに基づいて、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する複数の電力を変化させ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長に制御する。
【0050】
図６は、記憶部３２に記憶された波長電力情報を示す図である。
波長電力情報は、複数の波長λ１～λｎ[ｎｍ]と、レーザ光Ｌ１の波長を当該波長λ１～λｎ[ｎｍ]に制御するためにマイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する複数の電力（初期電力）とがそれぞれ関連付けられた情報である。なお、図６では、説明の便宜上、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する総電力を各電力Ｐ１～Ｐｎ[Ｗ]として記載している。
波長電力情報は、複数の波長λ１～λｎ[ｎｍ]と、レーザ光Ｌ１の波長を当該波長λ１～λｎ[ｎｍ]に制御するためにマイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する複数の電力（初期電力）とがそれぞれ関連付けられた情報である。なお、図６では、説明の便宜上、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する総電力を各電力Ｐ１～Ｐｎ[Ｗ]として記載している。
【0051】
記憶部３２は、制御部３１にて実行されるプログラムや、当該制御部３１の処理に必要な情報（例えば、透過特性情報、シフト量算出用情報、及び波長電力情報等）等を記憶する。
【0052】
〔波長制御方法〕
次に、上述した制御装置３による波長制御方法（波長ロック制御）について説明する。
図７は、制御装置３による波長制御方法を示すフローチャートである。
先ず、制御装置３は、ユーザインターフェースを介して上位の制御装置（図示略）に入力された目標波長を当該上位の制御装置から取得する（ステップＳ１）。
次に、上述した制御装置３による波長制御方法（波長ロック制御）について説明する。
図７は、制御装置３による波長制御方法を示すフローチャートである。
先ず、制御装置３は、ユーザインターフェースを介して上位の制御装置（図示略）に入力された目標波長を当該上位の制御装置から取得する（ステップＳ１）。
【0053】
ステップＳ１の後、動作制御部３１４は、記憶部３２に記憶された波長電力情報を参照し、当該ステップＳ１にて取得された目標波長に関連付けられた各電力（初期電力）をマイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する（ステップＳ２）。
【0054】
ステップＳ２の後、目標値算出部３１２は、記憶部３２に記憶された透過特性情報における複数の制御参照値（例えば制御参照値Ｐｄ２１～Ｐｄ２ｎ）のうち、ステップＳ１にて取得された目標波長（例えば波長λ１）に関連付けられた制御参照値（例えば制御参照値Ｐｄ２１）を制御目標値として算出する（ステップＳ３）。
【0055】
ステップＳ３の後、目標値補正部３１３は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間（ステップＳ２が実行されてからの経過時間ｔ）、当該レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２１～４２３の発熱量の変動量ΔＰ１～ΔＰ３、及び記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報に基づいて、式（１），（２）からシフト量ΔＦを算出する。そして、目標値補正部３１３は、当該算出したシフト量ΔＦに基づいて、ステップＳ３にて算出された制御目標値を補正した補正目標値を生成する（ステップＳ４：目標値補正ステップ）。
【0056】
ステップＳ４の後、モニタ値算出部３１１は、ＰＤ７１から出力された電気信号の出力値に対するＰＤ７２から出力された電気信号の出力値の比率であるＰＤ比を算出する（ステップＳ５：モニタ値算出ステップ）。
【0057】
ステップＳ５の後、動作制御部３１４は、ステップＳ４にて生成された補正目標値に対してステップＳ５にて算出されたＰＤ比が合致するように、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する電力を変化させる波長調整制御を実行する（ステップＳ６：動作制御ステップ）。この後、制御装置３は、ステップＳ４に戻る。
【0058】
図８は、波長制御方法を説明する図である。具体的に、図８は、光フィルタ６３ａの透過特性を示した図であり、横軸を波長とし、縦軸をＰＤ比としている。ここで、図８において、曲線ＣＬ１は、光フィルタ６３ａが基準温度である場合での当該光フィルタ６３ａの透過特性を示している。また、曲線ＣＬ２は、ステップＳ２が実行されたからの所定の経過時間ｔにおいて、マイクロヒータ４２１～４２３等からの熱流入によって光フィルタ６３ａが基準温度から特定の温度に変化した場合での当該光フィルタ６３ａの透過特性を示している。
光フィルタ６３ａの温度が基準温度からずれると、当該光フィルタ６３ａの透過特性は、波長軸上で全体がシフト（曲線ＣＬ１から曲線ＣＬ２にシフト）する。すなわち、光フィルタ６３ａの温度が基準温度からずれて当該光フィルタ６３ａの透過特性が曲線ＣＬ２になっているにも拘わらず、当該基準温度に対応する透過特性情報（曲線ＣＬ１）における目標波長ＴＷに関連付けられた制御参照値を制御目標値ＰＤＴとして波長調整制御を実行した場合には、レーザ光Ｌ１の波長は、目標波長ＴＷからずれた波長ＴＷ´に制御されてしまう。
光フィルタ６３ａの温度が基準温度からずれると、当該光フィルタ６３ａの透過特性は、波長軸上で全体がシフト（曲線ＣＬ１から曲線ＣＬ２にシフト）する。すなわち、光フィルタ６３ａの温度が基準温度からずれて当該光フィルタ６３ａの透過特性が曲線ＣＬ２になっているにも拘わらず、当該基準温度に対応する透過特性情報（曲線ＣＬ１）における目標波長ＴＷに関連付けられた制御参照値を制御目標値ＰＤＴとして波長調整制御を実行した場合には、レーザ光Ｌ１の波長は、目標波長ＴＷからずれた波長ＴＷ´に制御されてしまう。
【0059】
そこで、本実施の形態１では、ステップＳ４において、ステップＳ２が実行されてからの経過時間ｔに応じた光フィルタ６３ａの透過特性の波長軸上でのシフト量ΔＦ（図８）を算出するとともに、当該シフト量ΔＦに対応した透過特性（曲線ＣＬ２）に基づいて、目標波長ＴＷに関連付けられた制御目標値ＰＤＴを補正した補正目標値ＰＤＴ´を生成する。そして、制御装置３は、ＰＤ比が補正目標値ＰＤＴ´に合致するように、波長調整制御を実行する。
【0060】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１に係る波長可変レーザ装置１では、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷへと切り替えを開始してからの時間ｔ、当該レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷへと切り替える際のマイクロヒータ４２１～４２３の発熱量の変動量ΔＰ１～ΔＰ３、及び記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報に基づいて、式（１），（２）からシフト量ΔＦを算出する。そして、目標値補正部３１３は、当該算出したシフト量ΔＦに基づいて、制御目標値ＰＤＴを補正した補正目標値ＰＤＴ´を生成する。そして、波長可変レーザ装置１では、補正目標値ＰＤＴ´にＰＤ比が合致するように、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する電力を変化させる波長調整制御を実行する。
このため、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷへと切り替える際に、マイクロヒータ４２１～４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入によって当該光フィルタ６３ａの温度が基準温度から時間の経過とともに変化した場合であっても、当該変化した時の温度に応じた光フィルタ６３ａの透過特性に応じた目標波長ＴＷに対応する補正目標値ＰＤＴ´を順次、生成することができる。したがって、当該順次、生成した補正目標値ＰＤＴ´に対してＰＤ比が合致するように波長調整制御を実行すれば、光フィルタ６３ａの温度が基準温度で平衡状態となるまで待つ必要がなく、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに迅速に切り替えることができる。
本実施の形態１に係る波長可変レーザ装置１では、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷへと切り替えを開始してからの時間ｔ、当該レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷへと切り替える際のマイクロヒータ４２１～４２３の発熱量の変動量ΔＰ１～ΔＰ３、及び記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報に基づいて、式（１），（２）からシフト量ΔＦを算出する。そして、目標値補正部３１３は、当該算出したシフト量ΔＦに基づいて、制御目標値ＰＤＴを補正した補正目標値ＰＤＴ´を生成する。そして、波長可変レーザ装置１では、補正目標値ＰＤＴ´にＰＤ比が合致するように、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する電力を変化させる波長調整制御を実行する。
このため、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷへと切り替える際に、マイクロヒータ４２１～４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入によって当該光フィルタ６３ａの温度が基準温度から時間の経過とともに変化した場合であっても、当該変化した時の温度に応じた光フィルタ６３ａの透過特性に応じた目標波長ＴＷに対応する補正目標値ＰＤＴ´を順次、生成することができる。したがって、当該順次、生成した補正目標値ＰＤＴ´に対してＰＤ比が合致するように波長調整制御を実行すれば、光フィルタ６３ａの温度が基準温度で平衡状態となるまで待つ必要がなく、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに迅速に切り替えることができる。
【0061】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態１では、シフト量算出用情報における時定数τとして、マイクロヒータ４２１～４２３によらずに一律の値を採用していた。
これに対して、本実施の形態２では、シフト量算出用情報における時定数τとして、マイクロヒータ４２１～４２３毎に異なる値が設けられている。
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態１では、シフト量算出用情報における時定数τとして、マイクロヒータ４２１～４２３によらずに一律の値を採用していた。
これに対して、本実施の形態２では、シフト量算出用情報における時定数τとして、マイクロヒータ４２１～４２３毎に異なる値が設けられている。
【0062】
図９は、実施の形態２に係る記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報を示す図である。
本実施の形態２に係るシフト量算出用情報は、上述した実施の形態１にて説明した第１～第３の熱流入係数ａ～ｃの他、第１～第３の時定数τａ～τｃに関する情報である。
本実施の形態２に係るシフト量算出用情報は、上述した実施の形態１にて説明した第１～第３の熱流入係数ａ～ｃの他、第１～第３の時定数τａ～τｃに関する情報である。
【0063】
第１の時定数τａは、マイクロヒータ４２１から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第２の時定数τｂは、マイクロヒータ４２２から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第３の時定数τｃは、マイクロヒータ４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第２の時定数τｂは、マイクロヒータ４２２から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第３の時定数τｃは、マイクロヒータ４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
【0064】
そして、本実施の形態２では、目標値補正部３１３は、ステップＳ４において、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間（ステップＳ２が実行されてからの経過時間ｔ）、当該レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２１～４２３の発熱量の変動量ΔＰ１～ΔＰ３、及び記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報に基づいて、以下の式（３）からシフト量ΔＦを算出する。
【0065】
【数3】
【0066】
なお、本実施の形態２に係るシフト量算出用情報（第１～第３の熱流入係数ａ～ｃ及び第１～第３の時定数τａ～τｃ）は、上述した実施の形態１にて説明したシフト量算出用情報と同様に、予め実験により、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量を所定の変動量ΔＰ１～ΔＰ３で変動させた際に、当該変動量ΔＰ１～ΔＰ３、測定した時間ｔ、及び光フィルタ６３ａの波長軸上での透過特性のシフト量ΔＦを式（３）に当てはめることによって、算出されたものである。
【0067】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態２では、シフト量算出用情報における時定数τとして、マイクロヒータ４２１～４２３毎に異なる値が設けられている。このため、式（３）により、より精度良くシフト量ΔＦを算出することができる。すなわち、当該シフト量ΔＦに基づいて精度良く補正目標値ＰＤＴ´を生成することができ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに精度良く制御することができる。
本実施の形態２では、シフト量算出用情報における時定数τとして、マイクロヒータ４２１～４２３毎に異なる値が設けられている。このため、式（３）により、より精度良くシフト量ΔＦを算出することができる。すなわち、当該シフト量ΔＦに基づいて精度良く補正目標値ＰＤＴ´を生成することができ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに精度良く制御することができる。
【0068】
（実施の形態３）
次に、本実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態２と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態３では、シフト量算出用情報における第１～第３の時定数τａ～τｃとして、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量が増加する時と減少する時とで異なる値が設けられている。
次に、本実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態２と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態３では、シフト量算出用情報における第１～第３の時定数τａ～τｃとして、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量が増加する時と減少する時とで異なる値が設けられている。
【0069】
図１０は、実施の形態３に係る記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報を示す図である。
本実施の形態３に係るシフト量算出用情報は、上述した実施の形態２にて説明した第１～第３の熱流入係数ａ～ｃの他、第１の時定数τａを２つに分類した第１の時定数τａ１，τａ２と、第２の時定数τｂを２つに分類した第２の時定数τｂ１，τｂ２と、第３の時定数τｃを２つに分類した第３の時定数τｃ１，τｃ２とに関する情報である。
第１の時定数τａ１は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２１の発熱量が増加する場合での当該マイクロヒータ４２１から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第１の時定数τａ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２１の発熱量が減少する場合での当該マイクロヒータ４２１から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
本実施の形態３に係るシフト量算出用情報は、上述した実施の形態２にて説明した第１～第３の熱流入係数ａ～ｃの他、第１の時定数τａを２つに分類した第１の時定数τａ１，τａ２と、第２の時定数τｂを２つに分類した第２の時定数τｂ１，τｂ２と、第３の時定数τｃを２つに分類した第３の時定数τｃ１，τｃ２とに関する情報である。
第１の時定数τａ１は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２１の発熱量が増加する場合での当該マイクロヒータ４２１から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第１の時定数τａ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２１の発熱量が減少する場合での当該マイクロヒータ４２１から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
【0070】
第２の時定数τｂ１は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２２の発熱量が増加する場合での当該マイクロヒータ４２２から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第２の時定数τｂ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２２の発熱量が減少する場合での当該マイクロヒータ４２２から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第２の時定数τｂ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２２の発熱量が減少する場合での当該マイクロヒータ４２２から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
【0071】
第３の時定数τｃ１は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２３の発熱量が増加する場合での当該マイクロヒータ４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第３の時定数τｃ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２３の発熱量が減少する場合での当該マイクロヒータ４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
第３の時定数τｃ２は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際にマイクロヒータ４２３の発熱量が減少する場合での当該マイクロヒータ４２３から光フィルタ６３ａへの熱流入に対応した時定数である。
【0072】
そして、本実施の形態２では、目標値補正部３１３は、ステップＳ４において、式（３）からシフト量ΔＦを算出する際、第１～第３の時定数τａ～τｃの代わりに、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量が増加する場合には第１～第３の時定数τａ１～τｃ１を採用し、当該マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量が減少する場合には第１～第３の時定数τａ２～τｃ２を採用する。
【0073】
以上説明した本実施の形態３によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本実施の形態３では、シフト量算出用情報における第１～第３の時定数τａ～τｃとして、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量が増加する時と減少する時とで異なる値が設けられている。このため、式（３）により、より精度良くシフト量ΔＦを算出することができる。すなわち、当該シフト量ΔＦに基づいて精度良く補正目標値ＰＤＴ´を生成することができ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに精度良く制御することができる。
本実施の形態３では、シフト量算出用情報における第１～第３の時定数τａ～τｃとして、マイクロヒータ４２１～４２３の発熱量が増加する時と減少する時とで異なる値が設けられている。このため、式（３）により、より精度良くシフト量ΔＦを算出することができる。すなわち、当該シフト量ΔＦに基づいて精度良く補正目標値ＰＤＴ´を生成することができ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに精度良く制御することができる。
【0074】
（実施の形態４）
次に、本実施の形態４について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態４では、目標値補正部３１３は、記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報における第１～第３の熱流入係数ａ～ｃを補正する。
次に、本実施の形態４について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態４では、目標値補正部３１３は、記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報における第１～第３の熱流入係数ａ～ｃを補正する。
【0075】
具体的に、波長可変レーザ装置１の出荷時において、周囲温度が温度センサ８にて測定された周囲温度であり、マイクロヒータ４２１～４２３に特定の電力をそれぞれ供給した場合に、各部材４～７の温度を基準温度とするために必要な温度調節器９に供給する電力を測定する。そして、当該マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給した特定の電力（以下、ヒータ電力と記載）と、当該周囲温度と、当該温度調節器９に供給した電力（以下、調節器電力と記載）との組合せに関する組合せ情報を記憶部３２に記憶しておく。
【0076】
そして、目標値補正部３１３は、記憶部３２に記憶された組合せ情報を参照し、当該組合せ情報におけるヒータ電力と同一の電力をマイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給しつつ、当該組合せ情報における周囲温度と同一の温度が温度センサ８にて測定されているにも拘わらず、各部材４～７の温度を基準温度とするために必要な調節器電力のみが当該組合せ情報における調節器電力と異なる場合に、記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報における第１～第３の熱流入係数ａ～ｃを補正する。
【0077】
以上説明した本実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
ところで、マイクロヒータ４２１～４２３と光源部４１との結合部分については、経年劣化によって当該結合度合いが変化する場合がある。このような場合には、第１～第３の熱流入係数ａ～ｃも変化すると考えられる。
本実施の形態４では、目標値補正部３１３は、上述したように第１～第３の熱流入係数ａ～ｃを補正する。このため、上述した場合においても、式（３）により、シフト量ΔＦを精度良く算出することができる。すなわち、当該シフト量ΔＦに基づいて精度良く補正目標値ＰＤＴ´を生成することができ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに精度良く制御することができる。
ところで、マイクロヒータ４２１～４２３と光源部４１との結合部分については、経年劣化によって当該結合度合いが変化する場合がある。このような場合には、第１～第３の熱流入係数ａ～ｃも変化すると考えられる。
本実施の形態４では、目標値補正部３１３は、上述したように第１～第３の熱流入係数ａ～ｃを補正する。このため、上述した場合においても、式（３）により、シフト量ΔＦを精度良く算出することができる。すなわち、当該シフト量ΔＦに基づいて精度良く補正目標値ＰＤＴ´を生成することができ、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長ＴＷに精度良く制御することができる。
【0078】
（実施の形態５）
次に、本実施の形態５について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１～４と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１１は、実施の形態５に係る制御装置３の構成を示すブロック図である。図１２は、制御装置３による波長制御方法を示すフローチャートである。
上述した実施の形態１～４に係る波長可変レーザ装置１では、制御目標値ＰＤＴを補正した補正目標値ＰＤＴ´を生成し、ＰＤ比が当該補正目標値ＰＤＴ´に合致するように波長調整制御を実施していた。
これに対して、本実施の形態５に係る波長可変レーザ装置１では、ＰＤ比自体を補正して補正モニタ値を生成し、当該補正モニタ値が制御目標値ＰＤＴに合致するように波長調整制御を実行する。そして、本実施の形態５に係る波長可変レーザ装置１（制御装置３）では、図１１に示すように、上述した実施の形態１～４で説明した波長可変レーザ装置１（制御装置３）に対して、目標値補正部３１３の代わりにモニタ値補正部３１５の機能が採用している。
次に、本実施の形態５について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１～４と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１１は、実施の形態５に係る制御装置３の構成を示すブロック図である。図１２は、制御装置３による波長制御方法を示すフローチャートである。
上述した実施の形態１～４に係る波長可変レーザ装置１では、制御目標値ＰＤＴを補正した補正目標値ＰＤＴ´を生成し、ＰＤ比が当該補正目標値ＰＤＴ´に合致するように波長調整制御を実施していた。
これに対して、本実施の形態５に係る波長可変レーザ装置１では、ＰＤ比自体を補正して補正モニタ値を生成し、当該補正モニタ値が制御目標値ＰＤＴに合致するように波長調整制御を実行する。そして、本実施の形態５に係る波長可変レーザ装置１（制御装置３）では、図１１に示すように、上述した実施の形態１～４で説明した波長可変レーザ装置１（制御装置３）に対して、目標値補正部３１３の代わりにモニタ値補正部３１５の機能が採用している。
【0079】
以下、モニタ値補正部３１５の機能について、図１２を参照しつつ説明する。
本実施の形態５に係る制御装置３による波長制御方法は、図１２に示すように、上述した実施の形態１～４で説明したステップＳ４の代わりにステップＳ７が採用されている点が異なる。以下では、ステップＳ７を主に説明する。
ステップＳ３の後に、ステップＳ５が実行される。そして、ステップＳ７は、ステップＳ５の後に実行される。
本実施の形態５に係る制御装置３による波長制御方法は、図１２に示すように、上述した実施の形態１～４で説明したステップＳ４の代わりにステップＳ７が採用されている点が異なる。以下では、ステップＳ７を主に説明する。
ステップＳ３の後に、ステップＳ５が実行される。そして、ステップＳ７は、ステップＳ５の後に実行される。
【0080】
具体的に、モニタ値補正部３１５は、レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替えを開始してからの時間（ステップＳ２が実行されてからの経過時間ｔ）、当該レーザ光Ｌ１の波長を目標波長へと切り替える際のマイクロヒータ４２１～４２３の発熱量の変動量ΔＰ１～ΔＰ３、及び記憶部３２に記憶されたシフト量算出用情報に基づいて、式（１），（２）（または式（３））からシフト量ΔＦを算出する。そして、モニタ値補正部３１５は、当該算出したシフト量ΔＦに基づいて、ステップＳ５にて算出されたＰＤ比を補正した補正モニタ値を生成する（ステップＳ７：モニタ値補正ステップ）。
【0081】
ステップＳ７の後、動作制御部３１４は、ステップＳ３にて算出された制御目標値に対してステップＳ７にて生成された補正モニタ値が合致するように、マイクロヒータ４２１～４２３にそれぞれ供給する電力を変化させる波長調整制御を実行する（ステップＳ６：動作制御ステップ）。この後、制御装置３は、ステップＳ５に戻る。
【0082】
以上説明した本実施の形態５のように波長ロック制御を実行した場合であっても、上述した実施の形態１～４と同様の効果を奏する。
【0083】
（その他の実施形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１～５によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１～５では、本発明に係る光フィルタとして、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを採用していたが、これに限らない。入射する光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタであれば、エタロン等のその他の光フィルタを本発明に係る光フィルタとして採用しても構わない。また、本発明に係る光フィルタの数は、２つに限らず、１つでもよく、あるいは、３つ以上であっても構わない。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１～５によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１～５では、本発明に係る光フィルタとして、リング共振器型光フィルタ６３ａ，６４ａを採用していたが、これに限らない。入射する光の波長に対して周期的な透過特性を有する光フィルタであれば、エタロン等のその他の光フィルタを本発明に係る光フィルタとして採用しても構わない。また、本発明に係る光フィルタの数は、２つに限らず、１つでもよく、あるいは、３つ以上であっても構わない。
【0084】
上述した実施の形態１～５において、本発明に係る光フィルタ及び第１，第２の受光素子を配設する位置は、上述した実施の形態１～５で説明した位置に限らない。例えば、波長可変光源部４から出力されたレーザ光Ｌ１を２つのレーザ光に分岐し、一方のレーザ光を半導体光増幅器５に出力する光分岐部を設ける。そして、本発明に係る光フィルタ及び第１，第２の受光素子として、光分岐部にて分岐された他方のレーザ光を受ける位置に配設しても構わない。
【0085】
上述した実施の形態１～５では、波長可変レーザ装置１は、光フィルタ６３ａの透過特性を用いて、出力されるレーザ光Ｌ１の波長を制御していたが、これに限らず、光フィルタ６３ａの反射特性を用いて、出力されるレーザ光Ｌ１の波長を制御しても構わない。
【符号の説明】
【0086】
１ 波長可変レーザ装置
２ 波長可変レーザモジュール
３ 制御装置
４ 波長可変光源部
５ 半導体光増幅器
６ 平面光波回路
７ 光検出部
８ 温度センサ
９ 温度調節器
３１ 制御部
３２ 記憶部
４１ 光源部
４２ 波長可変部
４３ 第１の導波路部
４４ 第２の導波路部
４４ａ 光導波層
４５ ｎ側電極
６１ 光分岐部
６２ 光導波路
６３ 光導波路
６３ａ リング共振器型光フィルタ
６４ 光導波路
６４ａ リング共振器型光フィルタ
７１～７３ ＰＤ
９１ 設置面
３１１ モニタ値算出部
３１２ 目標値算出部
３１３ 目標値補正部
３１４ 動作制御部
３１５ モニタ値補正部
４２１～４２３ マイクロヒータ
４３１ 導波路部
４３１ａ 利得部
４３１ｂ 回折格子層
４３２ 半導体積層部
４３３ ｐ側電極
４４１ ２分岐部
４４１ａ 多モード干渉型導波路
４４２，４４３ アーム部
４４４ リング状導波路
４４５ 位相調整部
Ｂ１ 基部
Ｃ１ 光共振器
ＣＬ１，ＣＬ２ 曲線
Ｌ１～Ｌ６ レーザ光
Ｍ１ 反射ミラー
ＰＤＴ 制御目標値
ＰＤＴ´ 補正目標値
ＲＦ１ リング共振器フィルタ
ＴＷ 目標波長
ＴＷ´ 波長
２ 波長可変レーザモジュール
３ 制御装置
４ 波長可変光源部
５ 半導体光増幅器
６ 平面光波回路
７ 光検出部
８ 温度センサ
９ 温度調節器
３１ 制御部
３２ 記憶部
４１ 光源部
４２ 波長可変部
４３ 第１の導波路部
４４ 第２の導波路部
４４ａ 光導波層
４５ ｎ側電極
６１ 光分岐部
６２ 光導波路
６３ 光導波路
６３ａ リング共振器型光フィルタ
６４ 光導波路
６４ａ リング共振器型光フィルタ
７１～７３ ＰＤ
９１ 設置面
３１１ モニタ値算出部
３１２ 目標値算出部
３１３ 目標値補正部
３１４ 動作制御部
３１５ モニタ値補正部
４２１～４２３ マイクロヒータ
４３１ 導波路部
４３１ａ 利得部
４３１ｂ 回折格子層
４３２ 半導体積層部
４３３ ｐ側電極
４４１ ２分岐部
４４１ａ 多モード干渉型導波路
４４２，４４３ アーム部
４４４ リング状導波路
４４５ 位相調整部
Ｂ１ 基部
Ｃ１ 光共振器
ＣＬ１，ＣＬ２ 曲線
Ｌ１～Ｌ６ レーザ光
Ｍ１ 反射ミラー
ＰＤＴ 制御目標値
ＰＤＴ´ 補正目標値
ＲＦ１ リング共振器フィルタ
ＴＷ 目標波長
ＴＷ´ 波長
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】