波长可变激光装置以及波长控制方法与流程

1.本发明涉及波长可变激光装置以及波长控制方法。


背景技术：

2.以往，已知有利用游标效应使激光的振荡波长可变的波长可变激光装置(例如，参照专利文献1)。
3.专利文献1所述的波长可变激光装置具备：波长可变光源部，利用游标效应使激光的振荡波长可变；标准具等滤光器，相对于从该波长可变光源部输出的激光的波长具有周期性的透过特性；受光元件，取得透过了该滤光器的激光的强度；以及控制装置，控制该波长可变光源部的动作。
4.在此，控制装置基于受光元件所取得的激光的强度，来计算与该激光的波长对应的监控值。此外，控制装置以规定的波长间隔存储多个波长控制信息，该波长控制信息将参照波长、从滤光器的透过特性导出且成为监控值的参照值的控制参照值、和向波长可变光源部的加热器供给的初始功率相关联。进而，在该存储的多个波长控制信息中不包含与激光的目标波长相同的参照波长的情况下，控制装置使用该多个波长控制信息，计算与该目标波长对应的、成为监控值的目标值的控制目标值。然后，控制装置控制波长可变光源部的动作，以使监控值与该控制目标值一致。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：jp专利第6241931号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的课题
9.然而，在专利文献1所述的波长可变激光装置中，通过组合使用分别生成在波长轴上周期性地配置有反射峰值并且该反射峰值间的波长间隔互不相同的两个反射光谱的两个反射要素，通过以下所示的游标效应，实现了宽频带的波长可变。
10.如上所述，两个反射要素分别生成的两个反射光谱使反射峰值间的波长间隔互不相同。因此，两者所具有的多个反射峰值中的同时一致的仅是任意一个。而且，通过以该一致的反射峰值彼此的波长形成光谐振器，产生激光振荡(成为决定了一个超模的状态)。进而，若从该状态，通过折射率变化来变更一方的反射光谱的波长，则与另一方的反射光谱一致的反射峰值成为其他波长的反射峰值。由此，以与此前的波长不同的波长形成有光谐振器，产生激光振荡(成为决定了与上述的超模不同的超模的状态)。
11.而且，在专利文献1所记载的波长可变激光装置中，存在如下问题：在超模切换的参照波长间设定目标波长的情况下，无法计算与该目标波长对应的适当的控制目标值。另外，以下，将一方的超模记载为第一超模，将成为该第一超模的参照波长记载为第一参照波长，将与该第一参照波长对应的控制参照值记载为第一控制参照值。此外，将另一方的超模
记载为第二超模，将成为该第二超模的参照波长记载为第二参照波长，将与该第二参照波长对应的控制参照值记载为第二控制参照值。
12.即使第一、第二参照波长是相互接近的波长彼此，也由于超模互不相同，因此与第一参照波长对应的初始功率(向波长可变光源部的加热器供给的初始功率)和与第二参照波长对应的初始功率(向波长可变光源部的加热器供给的初始功率)与超模相同的情况相比，成为较大的差。即，将激光的波长设为第一参照波长的情况下的滤光器的透过特性(以下，第记载为第一透过特性)和设为第二参照波长的情况下的滤光器的透过特性(以下，记载为第二透过特性)由于该初始功率存在较大的差(由于从加热器流入滤光器的热量存在差异)，因此有时会在波长轴方向上较大地偏移。因此，在根据与第一透过特性对应地设定的第一控制参照值和根据第二透过特性设定的第二控制参照值计算出与第一、第二参照波长间的目标波长对应的控制目标值的情况下，由于是根据相互偏移的第一、第二透过特性计算控制目标值，因此无法计算出适当的控制目标值。
13.因此，迫切期望一种能够计算适当的控制目标值、高精度地将激光的波长控制为目标波长的技术。
14.本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够计算适当的控制目标值并高精度地将激光的波长控制为目标波长的波长可变激光装置以及波长控制方法。
15.用于解决课题的手段
16.为了解决上述的课题，并实现目的，本发明所涉及的波长可变激光装置特征在于，具备：波长可变光源部，利用游标效应将激光的振荡波长设为可变；滤光器，相对于从所述波长可变光源部输出的所述激光的波长具有周期性的透过特性；受光元件，取得透过了所述滤光器的所述激光的强度；以及控制装置，控制所述波长可变光源部的动作，所述控制装置具备：监控值计算部，基于所述受光元件所取得的所述激光的强度，来计算与所述激光的波长对应的监控值；存储部，存储多个波长控制信息；目标值计算部，基于所述波长控制信息和所述激光的目标波长，来计算与所述目标波长对应且成为所述监控值的目标值的控制目标值；以及波长控制部，基于所述控制目标值和所述监控值，将所述激光的波长控制为所述目标波长，所述波长控制信息是将波长、与所述波长对应且成为所述监控值的参照值的控制参照值和识别将所述控制参照值设为所述控制目标值的情况下所决定的超模的模式识别信息相关联的信息，所述目标值计算部在与所述目标波长相同的所述波长和存储于所述存储部的所述多个波长控制信息不同的情况下，基于存储于所述存储部的将相互相同的所述模式识别信息相关联的多个所述波长控制信息，来计算所述控制目标值。
17.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述目标值计算部执行：在所述多个波长控制信息当中包含相对于所述目标波长在短波侧以及长波侧的任意一方相邻的所述波长的第一波长控制信息和包含相对于所述目标波长在短波侧以及长波侧中的任意另一方相邻的所述波长的第二波长控制信息之间所述模式识别信息不同的情况下，使用将与所述第一波长控制信息以及所述第二波长控制信息的一方相同的所述模式识别信息相关联的多个所述控制参照值，来计算所述控制目标值。
18.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述目标值计算部执行：在所述多个波长控制信息当中包含相对于所述目标波长在短波侧以及长波侧的任意一方相邻的所述波长的第一波长控制信息和包含相对于所述目标波长在短波
侧以及长波侧的任意另一方相邻的所述波长的第二波长控制信息之间所述模式识别信息相同的情况下，使用将该相同的所述模式识别信息相关联的多个所述控制参照值，来计算所述控制目标值。
19.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述目标值计算部执行：在将所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长变更为所述目标波长的情况下，使用将和计算与所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长对应的所述控制目标值时所使用的所述波长控制信息相同的所述模式识别信息相关联的所述多个控制参照值，来计算与所述目标波长对应的所述控制目标值。
20.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述多个波长控制信息包含：多个第三波长控制信息，相对于第一波长范围中的所述波长将第一模式识别信息相关联；以及多个第四波长控制信息，相对于一部分与所述第一波长范围重复并且与所述第一波长范围不同的第二波长范围中的所述波长，将与所述第一模式识别信息不同的第二模式识别信息相关联。
21.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述目标值计算部执行：在从所述第一波长范围内所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长变更为所述第一波长范围以及第二波长范围重复的范围的所述目标波长的情况下，基于多个所述第三波长控制信息的所述控制参照值，来计算与所述目标波长对应的所述控制目标值。
22.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述波长控制信息是将所述波长、所述控制参照值、所述模式识别信息以及向所述波长可变光源部供给的功率相关联的信息，所述目标值计算部执行：使用将与所述第一波长控制信息以及所述第二波长控制信息当中所述功率低的一方的所述波长控制信息相同的所述模式识别信息相关联的所述多个控制参照值，来计算与所述目标波长对应的所述控制目标值。
23.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述波长控制信息是将所述波长、所述控制参照值、所述模式识别信息以及向所述波长可变光源部供给的功率相关联的信息，所述目标值计算部执行：在将所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长变更为所述目标波长的情况下，基于与所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长相关联的所述功率，来执行第一计算处理或者第二计算处理，所述第一计算处理是如下处理：在与所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长相关联的所述功率小于特定的阈值的情况下，使用将和计算与所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长对应的所述控制目标值时所使用的所述波长控制信息相同的所述模式识别信息相关联的所述多个控制参照值，来计算与所述目标波长对应的所述控制目标值，所述第二计算处理是如下处理：在与所述波长可变光源部正输出的所述激光的波长相关联的所述功率为所述特定的阈值以上的情况下，使用将与所述第一波长控制信息以及所述第二波长控制信息当中所述功率低的一方的所述波长控制信息相同的所述模式识别信息相关联的所述多个控制参照值，来计算与所述目标波长对应的所述控制目标值。
24.此外，本发明所涉及的波长可变激光装置中，在上述发明中，其特征在于，所述波长可变激光装置还具备：具有设置所述波长可变光源部以及所述滤光器的设置面的温度调节器，所述波长可变光源部以及所述滤光器被设置于所述温度调节器的相同的所述设置
面。
25.本发明所涉及的波长控制方法是是波长可变激光装置的控制装置执行的波长控制方法，其特征在于，所述波长可变激光装置具备：波长可变光源部，利用游标效应将激光的振荡波长设为可变；滤光器，相对于从所述波长可变光源部输出的所述激光的波长具有周期性的透过特性；受光元件，取得透过了所述滤光器的所述激光的强度；以及所述控制装置，控制所述波长可变光源部的动作，所述控制装置具备：存储多个波长控制信息的存储部，所述波长控制方法具备：监控值计算步骤，基于所述受光元件所取得的所述激光的强度，来计算与所述激光的波长对应的监控值；目标值计算步骤，基于所述波长控制信息和所述激光的目标波长，来计算与所述目标波长对应且成为所述监控值的目标值的控制目标值；以及波长控制步骤，基于所述控制目标值和所述监控值，将所述激光的波长控制为所述目标波长，所述波长控制信息是将波长、与所述波长对应且成为所述监控值的参照值的控制参照值和识别将所述控制参照值设为所述控制目标值的情况下所决定的超模的模式识别信息相关联的信息，所述目标值计算步骤中，在与所述目标波长相同的所述波长和存储于所述存储部的所述多个波长控制信息不同的情况下，基于存储于所述存储部的将相互相同的所述模式识别信息相关联的多个所述波长控制信息，来计算所述控制目标值。
26.发明效果
27.根据本发明所涉及的波长可变激光装置以及波长控制方法，能够计算适当的控制目标值，高精度地将激光的波长控制为目标波长。
附图说明
28.图1是表示实施方式1所涉及的波长可变激光装置的结构的图。
29.图2是表示波长可变光源部的结构的图。
30.图3a是表示第一、第二梳状反射光谱的图。
31.图3b是表示第一、第二梳状反射光谱的图。
32.图4是表示与图3a对应的图，是表示第一、第二梳状反射光谱的重叠的图。
33.图5是示意性地表示衍射光栅层以及环状波导路的折射率与超模以及腔模的关系的图。
34.图6是表示控制装置的结构的框图。
35.图7是表示存储于存储部的多个波长控制信息的图。
36.图8是表示波长控制方法的流程图。
37.图9是表示目标值计算步骤(步骤s2)的流程图。
38.图10是说明步骤s216的图。
39.图11是表示实施方式2所涉及的目标值计算步骤(步骤s2a)的流程图。
40.图12是表示实施方式3所涉及的目标值计算步骤(步骤s2b)的流程图。
41.图13是表示在实施方式4中存储于存储部的多个波长控制信息的图。
具体实施方式
42.以下，参照附图，对用于实施本发明的方式(以下，称为实施方式)进行说明。另外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。进而，在附图的记载中，对相同的部分标注相同的
附图标记。此外，附图是示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与现实不同。进而，在附图的相互之间，有时也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。此外，在图中适当地表示xyz坐标轴，由此说明方向。
43.(实施方式1)
44.〔波长可变激光装置的概要结构〕
45.图1是表示本实施方式1所涉及的波长可变激光装置1的结构的图。
46.波长可变激光装置1具备被模块化的波长可变激光模块2和控制该波长可变激光模块2的动作的控制装置3。
47.另外，在图1中，将波长可变激光模块2和控制装置3分体构成，但也可以将该各构件2、3一体地模块化。
48.〔波长可变激光模块的结构〕
49.波长可变激光模块2在控制装置3的控制下，使输出的激光的波长可变为任意的目标波长，输出该目标波长的激光。该波长可变激光模块2具备波长可变光源部4、半导体光放大器(semiconductor optical amplifier：soa)5、平面光波回路(planar lightwave circuit：plc)6、光检测部7、温度传感器8以及温度调节器9。
50.图2是表示波长可变光源部4的结构的图。
51.波长可变光源部4是利用了游标效应的波长可变激光器，在控制装置3的控制下，输出激光l1。该波长可变光源部4具备：光源部41，使输出的激光l1的波长可变；以及波长可变部42，具有根据从控制装置3供给的功率而发热的三个微型加热器421～423，通过对光源部41进行局部加热来变更从光源部41输出的激光l1的波长。
52.光源部41具备分别形成在共同的基部b1上的第一、第二波导路部43、44。在此，基部b1例如包含n型inp。而且，在基部b1的背面例如包含augeni而构成，形成有与该基部b1欧姆接触的n侧电极45。
53.第一波导路部43具有埋入波导路构造。该第一波导路部43具备波导路部431、导体层叠部432以及p侧电极433。
54.波导路部431形成为在半导体层叠部432内沿着z方向延伸。
55.此外，在第一波导路部43内配置有增益部431a和dbr(distributed bragg reflector，分布布拉格反射器)型的衍射光栅层431b。
56.在此，增益部431a是具有包含ingaasp的多重量子阱构造和光限制层的活性层。此外，衍射光栅层431b用包含ingaasp和inp的取样衍射光栅构成。
57.半导体层叠部432由inp系半导体层层叠而构成，相对于波导路部431具备包层部的功能等。
58.p侧电极433被配置为在半导体层叠部432上沿着增益部431a。另外，在半导体层叠部432上形成有sin保护膜(省略图示)。而且，p侧电极433经由形成于该sin保护膜的开口部(省略图示)而与半导体层叠部432接触。
59.在此，微型加热器421被配置为在半导体层叠部432的sin保护膜上沿着衍射光栅层431b。而且，微型加热器421根据从控制装置3供给的功率而发热，对衍射光栅层431b进行加热。此外，通过控制装置3控制向微型加热器421供给的功率，衍射光栅层431b的温度变化，其折射率变化。
60.第二波导路部44具备2分支部441、两个臂部442、443以及环状波导路444。
61.2分支部441由包含1
×
2型的多模干涉型(mmi)波导路441a的1
×
2型的分支型波导路构成，2端口侧与两个臂部442、443分别连接，并且1端口侧与第一波导路部43侧连接。即，通过2分支部441，两个臂部442、443的一端被合并，与衍射光栅层431b光学耦合。
62.臂部442、443均在z方向上延伸，被配置为夹着环状波导路444。这些臂部442、443均以与环状波导路444相同的耦合系数κ与环状波导路444光学耦合。κ的值例如是0.2。而且，臂部442、443和环状波导路444构成环形谐振器滤波器rf1。此外，环形谐振器滤波器rf1和2分支部441构成反射镜m1。
63.在此，微型加热器422是环状，配置在覆盖环状波导路444地形成的sin保护膜(省略图示)上。而且，微型加热器422根据从控制装置3供给的功率而发热，对环状波导路444进行加热。此外，通过控制装置3控制向微型加热器422供给的功率，环状波导路444的温度变化，其折射率变化。
64.上述的2分支部441、臂部442、443以及环状波导路444均具有包含ingaasp的光波导层44a被包含inp的包层夹着的高台面波导路构造。
65.在此，微型加热器423配置在臂部443的一部分的sin保护膜(省略图示)上。该臂部443中的微型加热器423的下方的区域作为使光的相位变化的相位调整部445发挥功能。而且，微型加热器423根据从控制装置3供给的功率而发热，对相位调整部445进行加热。此外，通过控制装置3控制向微型加热器423供给的功率，相位调整部445的温度变化，其折射率变化。
66.以上说明的第一、第二波导路部43、44构成由相互光学连接的衍射光栅层431b和反射镜m1构成的光谐振器c1。此外，增益部431a和相位调整部445配置于光谐振器c1内。
67.图3a、3b是表示第一、第二梳状反射光谱的图。具体而言，在图3a、3b中，横轴表示波长，纵轴表示反射率(reflectance)。另外，图3b是将图3a的第一、第二梳状反射光谱的1550nm附近放大的图。图4是与图3a对应的图，是表示第一、第二梳状反射光谱的重叠的图。
68.接下来，参照图3以及图4对衍射光栅层431b以及环形谐振器滤波器rf1的反射特性进行说明。
69.衍射光栅层431b如图3中凡例“sg”所示的曲线那样，生成以规定的波长间隔具有周期性的反射特性的第一梳状反射光谱。另一方面，环形谐振器滤波器rf1如图3中凡例“ring”所示的曲线那样，生成以规定的波长间隔具有周期性的反射特性的第二梳状反射光谱。
70.在此，第二梳状反射光谱具有比第一梳状反射光谱的峰值sc1(图3b)的半峰全宽窄的半峰全宽的峰值sc2(图3b)，以与第一梳状反射光谱的波长间隔不同的波长间隔具有周期性的反射特性。不过，若考虑折射率的波长分散，则需要注意峰值scl(sc2)严格来说不成为等波长间隔。
71.若例示第一、第二梳状反射光谱的特性，则第一梳状反射光谱的峰值sc1间的波长间隔(自由光谱区域：fsr)若以光的频率表示则为373ghz。此外，在第一梳状反射光谱中，峰值sc1的半峰全宽若以光的频率表示则为43ghz。另一方面，第二梳状反射光谱的峰值sc2间的波长间隔(fsr)若以光的频率表示则为400ghz。此外，在第二梳状反射光谱中，峰值sc2的半峰全宽若以光的频率表示则为25ghz。即，第二梳状反射光谱的峰值sc2间的波长间隔
(400ghz)比第一梳状反射光谱的峰值sc1间的波长间隔(373ghz)宽。此外，第二梳状反射光谱的峰值sc2的半峰全宽(25ghz)比第一梳状反射光谱的峰值sc1的半峰全宽(43ghz)窄。
72.在波长可变光源部4中，为了实现激光振荡，构成为能够在波长轴上重叠第一梳状反射光谱的峰值sc1的一个和第二梳状反射光谱的峰值sc2的一个。在图4中，由凡例“overlap”表示的曲线表示第一、第二梳状反射光谱的重叠。在图4所示的例子中，在波长1550nm处重叠最大。在图3b中，为了便于说明，将第一梳状反射光谱的峰值sc1中的、在波长1550nm处与第二梳状反射光谱的峰值sc2的一个重叠的峰值sc1作为峰值sc1a。同样，将第二梳状反射光谱的峰值sc2中的、与峰值sc1a重叠的峰值sc2作为峰值sc2a。
73.另外，上述那样的重叠，能够通过使用微型加热器421、422中的至少一个进行如下处理的至少任一者来实现：由微型加热器421加热衍射光栅层431b，通过热光学效果使其折射率变化，使第一梳状反射光谱在波长轴上整体地移动而变化(以下，记载为第一折射率变更处理)；以及由微型加热器422加热环状波导路444使其折射率变化，使第二梳状反射光谱在波长轴上整体地移动而变化(以下，记载为第二折射率变更处理)。
74.另一方面，在波长可变光源部4中，如图3b中凡例“mode”所示，存在由光谐振器c1进行的腔模(纵模)。另外，该腔模至少遍及图3a所示的1530nm～1570nm的波长范围而存在，但在附图中仅表示一部分。而且，在波长可变光源部4中，设定光谐振器c1的谐振器长度，使得腔模的间隔(纵模的间隔)成为25ghz以下。在该设定的情况下，光谐振器c1的谐振器长度为1800μm以上，能够期待振荡的激光的窄线宽化。另外，光谐振器c1的腔模的波长能够通过使用微型加热器423对相位调整部445进行加热使其折射率变化而使腔模的波长在波长轴上整体地移动来进行微调整。即，相位调整部445是用于主动地控制光谐振器c1的光路长度的部分。
75.波长可变光源部4构成为，若通过控制装置3从n侧电极45以及p侧电极433向增益部431a注入电流，使增益部431a发光，则以第一梳状反射光谱的峰值sc1、第二梳状反射光谱的峰值sc2以及光谐振器c1的腔模的一个一致的波长进行激光振荡，输出激光l1。
76.图5是示意性地表示衍射光栅层431b以及环状波导路444的折射率与超模以及腔模的关系的图。具体而言，在图5中，横轴表示环状波导路444的折射率，纵轴表示衍射光栅层431b的折射率。此外，在图5中，从左下到右上的倾斜方向上连续的正方形所示的多个图形意味着所决定的超模相同。另外，在图5中，为了便于说明，仅分别用斜线表现多个超模中的、第一、第二超模sm1、sm2。此外，在图5中，在正方形表示的图形内标注的点cm1～cm6分别表示腔模的一个。更具体而言，点cm1表示图3b所示的1550nm的腔模cm1。点cm2表示图3b所示的1549.8nm的腔模cm2。点cm3表示图3b所示的1549.9nm的腔模cm3。点cm4表示图3b所示的1550.1nm的腔模cm4。点cm5表示图3b所示的1550.2nm的腔模cm5。
77.接下来，参照图3至图5对波长可变光源部4中的激光振荡波长的选择方法进行说明。
78.在波长可变光源部4中，如以下所示，能够利用游标效应来选择激光振荡波长。
79.例如，通过进行第一、第二折射率变更处理中的至少任意一个，如图3以及图4所示，在1550nm重叠第一梳状反射光谱的峰值sc1a和第二梳状反射光谱的峰值sc2a。其结果，成为决定了用于在1550nm进行激光振荡的第一超模sm1的状态。进而，通过对相位调整部445进行调谐而对腔模进行微调，并将腔模cm1与在1550nm相互重叠的各峰值sc1a、sc2a重
叠，由此能够实现在1550nm的激光振荡。
80.此外，通过一边维持峰值sc1a、sc2a相互重叠的状态，一边进行第一、第二折射率变更处理双方，来使第一、第二梳状反射光谱在波长轴上整体地移动，将相互重叠的各峰值sc1a、sc2a分别与腔模cm2～cm5重叠，由此能够分别实现在1549.8nm、1549.9nm、1550.1nm、1550.2nm的激光振荡。此时，由于维持了峰值sc1a、sc2a相互重叠的状态，因此超模也被维持在第一超模sm1。即，在第一超模sm1中，在特定的振荡波长范围(以下，记载为第一振荡波长范围)中，能够实现激光振荡。
81.如上所述，本说明书中的“超模”是指第一梳状反射光谱的峰值sc1的一个与第二梳状反射光谱的峰值sc2的一个相互重叠的状态下的激光振荡。
82.另外，在图5中，从左下到右上的倾斜方向上相邻的正方形的图形彼此的边界(点)是指第一、第二梳状反射光谱中的相互重叠的峰值sc1、sc2位于该相邻的正方形的图形内的各腔模的中间的情况。而且，在该情况下，在该各腔模的各波长下产生激光振荡(多模振荡)。例如，边界bd1是指相互重叠合的各峰值sc1a、sc2a位于腔模cm1、cm4的中间的情况。而且，在该情况下，在腔模cm1中的1550nm和腔模cm4中的1550.1nm产生激光振荡(多模振荡)。
83.进而，例如，当从图3b以及图4所示的状态进行第一、第二折射率变更处理中的任一者时，第一、第二梳状反射光谱中的任一者从图3b以及图4所示的状态整体地向长波侧或者短波侧位移。其结果，第一、第二梳状反射光谱的各峰值sc1a、sc2a的重叠被解除，另外的峰值sc1、sc2彼此相互重叠。即，从决定了用于在1550nm进行激光振荡的第一超模sm1的状态(图3b、图4)迁移为能够在与第一振荡波长范围不同的振荡波长范围内实现激光振荡的其他超模(例如在1553nm进行激光振荡的第二超模sm2(能够在第二振荡波长范围内实现激光振荡的超模))。进而，通过利用相位调整部445进行调谐来微调腔模，将腔模的一个重叠在相互重叠的其他峰值sc1、sc2彼此，由此能够实现该另一超模下的激光振荡。即，在图5中，向位于上下方向或者左右方向的正方形的图形的移动是指超模的迁移。
84.另外，在图5中，上下方向或者左右方向上相邻的正方形的图形彼此的边界(线)是指第一、第二梳状反射光谱中的各峰值sc1、sc2中的、2组的峰值scl、sc2与该相邻的正方形的图形内的各腔模分别大致一致的情况。而且，在该情况下，在该各腔模的各波长下产生激光振荡(多模振荡)。例如，边界bd2是指在1550nm和1553nm中2组峰值sc1、sc2与腔模的两个大致一致的情况。而且，在该情况下，在1550nm和1553nm产生激光振荡(多模振荡)。
85.另外，在本实施方式1中，利用基于微型加热器的热光学效果使激光振荡波长可变，但并不局限于此，也可以利用基于电流注入的载体等离子体效果来使激光振荡波长可变。
86.虽然省略了具体的图示，但半导体光放大器5具有埋入波导路构造，该埋入波导路构造具备由与第一波导路部43相同的材料以及构造构成的活性纤芯层。不过，未设置衍射光栅层431b。该半导体光放大器5通过空间耦合光学系统(省略图示)与波长可变光源部4光学耦合。而且，从波长可变光源部4输出的激光l1被输入到半导体光放大器5。此外，半导体光放大器5将激光l1放大并作为激光l2输出。另外，半导体光放大器5也可以在基部b1上与波长可变光源部4一体地构成。
87.平面光波回路6通过空间耦合光学系统(省略图示)与臂部442光学耦合。而且，与激光l1同样地，通过波长可变光源部4中的激光振荡而产生的激光l3的一部分经由臂部442
被输入到平面光波回路6。另外，激光l3具有与激光l1的波长相同的波长。该平面光波回路6具备光分支部61、光波导路62、具有环形谐振器型滤光器63a的光波导路63、和具有环形谐振器型滤光器64a的光波导路64。
88.光分支部61将输入的激光l3分支为三个激光l4～l6。
89.而且，光波导路62将激光l4向光检测部7中的后述的pd(photo diode，光电二极管)71波导。此外，光波导路63将激光l5向光检测部7中的后述的pd72波导。进而，光波导路64将激光l6向光检测部7中的后述的pd73波导。
90.在此，环形谐振器型滤光器63a、64a对于入射的光的波长分别具有周期性的透过特性，以与该透过特性对应的透过率分别选择性地透过激光l5、l6。而且，透过了环形谐振器型滤光器63a、64a的激光l5、l6分别输入到pd72、73。即，环形谐振器型滤光器63a、64a相当于滤光器。以下，为了便于说明，将环形谐振器型滤光器63a分别记载为滤光器63a、64a。
91.另外，滤光器63a、64a例如在一个周期的1/3～1/5的范围内具有相位相互不同的透过特性。
92.光检测部7具备pd71～73。
93.pd71接受激光l4(与从波长可变光源部4输出的激光l1同等的激光)，并将与该激光l4的强度对应的电信号输出到控制装置3。
94.pd72相当于受光元件。该pd72接受透过了滤光器63a的激光l5，并将与该激光l5的强度对应的电信号输出到控制装置3。
95.pd73相当于受光元件。该pd73接受透过了滤光器64a的激光l6，并将与该激光l6的强度对应的电信号输出到控制装置3。
96.而且，从pd71～73分别输出的电信号被用于控制装置3的波长锁定处理(使从波长可变光源部4输出的激光l1成为目标波长的处理)。
97.温度传感器8例如由热敏电阻等构成，检测平面光波回路6的周围温度。
98.温度调节器9例如由包含珀尔帖元件的tec(thermo electric cooler，热电制冷器)等构成。在该温度调节器9载置有波长可变光源部4、半导体光放大器5、平面光波回路6、光检测部7以及温度传感器8。而且，温度调节器9根据所供给的功率调节该各构件4～8的温度调节。
99.另外，在温度调节器9中，在将载置有该各构件4～8的设置面91划分为载置有波长可变光源部4以及半导体光放大器5的第一区域ar1和载置有平面光波回路6以及光检测部7的第二区域ar2这两个区域的情况下，温度传感器8载置于第二区域ar2。即，温度传感器8与平面光波回路6接近地配置。
100.〔控制装置的结构〕
101.接下来，控制装置3的结构进行说明。
102.图6是表示控制装置3的结构的框图。
103.控制装置3例如由于具备用户界面的上位的控制装置(省略图示)连接，根据经由该上位的控制装置的来自用户的指示，控制波长可变激光模块2的动作。
104.另外，以下，主要说明控制装置3的波长锁定处理。此外，在图6中，为了便于说明，作为控制装置3的结构，仅图示了执行波长锁定处理的结构。进而，在以下说明的波长锁定处理中，为了便于说明，使用从pd72、73分别输出的电信号中的、从pd72输出的电信号。
105.该控制装置3具备控制部31和存储部32。
106.存储部32具备保存在进行用于实现控制部31所具备的各功能部的运算处理时使用的各种程序、数据等的rom等。此外，存储部32具备为了记录控制部31进行运算处理时的作业空间、控制部31的运算处理的结果等而使用的ram等。
107.控制部31使用cpu(central processing unit，中央处理器)等运算装置而构成。该控制部31具备监控值计算部311、目标值计算部312以及波长控制部313。
108.监控值计算部311基于从pd71、72、73分别输出的电信号的输出值，计算与激光l1的波长对应的监控值。具体而言，监控值计算部311计算从pd72输出的电信号的输出值相对于从pd71输出的电信号的输出值的比率作为监控值(以下，记载为pd比a)。同样，计算从pd73输出的电信号的输出值相对于从pd71输出的电信号的输出值的比率作为监控值(以下，记载为pd比b)。
109.pd比a是pd72检测出的强度(第二强度)相对于pd71检测出的强度(第一强度)的比。此外，作为相当于该比的比，也可以是对pd72检测出的第二强度应用了校正系数的强度相对于对pd71检测出的第一强度应用了校正系数的强度的比。此外，作为与该比相当的量，也可以使用对第一强度或者第二强度中的任一者应用了校正系数的强度来计算比。
110.pd比b是pd73检测出的强度(第三强度)相对于pd71检测出的强度(第一强度)的比。此外，作为相当于该比的比，也可以是对pd73检测出的第三强度应用了校正系数的强度相对于对pd71检测出的第一强度应用了校正系数的强度的比。此外，作为与该比相当的量，也可以使用对第一强度或者第三强度中的任一者应用了校正系数的强度来计算比。
111.针对第一强度、第二强度、或者第三强度的校正系数通过实验等预先取得，以表格数据、关系式等形式存储于存储部32，监控值计算部311适当读出并使用。校正系数例如可以根据激光装置1的动作条件、温度传感器8检测出的温度等来确定。此外，校正系数也可以被确定为适合应用于归一化的频率鉴别曲线。针对第一强度、第二强度、或者第三强度的校正系数的应用例如是基于加法、减算、乘法、除法中的任意一个运算的应用。在波长控制时，可以使用pd比a、pd比b中的任一种，以下有时将pd比a、pd比b总称为pd比。
112.目标值计算部312基于从上位的控制装置(省略图示)取得的目标波长和存储于存储部32的多个波长控制信息，计算各种的目标值。
113.图7是表示存储于存储部32的多个波长控制信息的图。
114.波长控制信息是将参照波长、为了将激光l1的波长控制为该参照波长而分别供给至微型加热器421～423的多个功率、成为将激光l1的波长设定为该参照波长的情况下的pd比的参照值的控制参照值、和识别使用该多个功率以及该控制参照值执行了波长锁定处理的情况下决定的超模的模式识别信息相关联的信息。
115.另外，在chno
·
1～x
‑
1、x、x+1、x+2、
…
的各波长控制信息中，各参照波长λ1～λ
x
‑1、λ
x
、λ
x+1
、λ
x+2
、
…
[nm]随着对“λ”的文字赋予的下标数字变大而按照特定的波长间隔依次变大。而且，该参照波长是指栅格波长。此外，在图7中，为了便于说明，在chno
·
1～x
‑
1、x、x+1、x+2、
…
的各波长控制信息中，将分别供给至微型加热器421～423的多个功率的总功率记载为各参照功率pw1～pw
x
‑1、pw
x
、pw
x+1
、pw
x+2
、
…
[w]。此外，在与模式识别信息“a”相关联的chno.1～x
‑
1、x的各波长控制信息中，各参照功率pw1～pw
x
‑1、pw
x
[w]随着对“pw”的文字赋予的下标的数字变大而依次变大。此外，在与模式识别信息“b”相关联的chno
·
x+1、x+2、
…
的
各波长控制信息中，各参照功率pw
x+1
、pw
x+
2、
…
[w]随着对“pw”的文字赋予的下标的数字变大而依次变大。
[0116]
另外，若与相邻的chno.的各波长控制信息相关联的参照功率间的差小于规定的阈值，则具有相同的模式识别信息，如果为该阈值以上，则具有相互不同的模式识别信息，由此，能够对应于实现各波长控制信息中的参照波长的超模，将各模式识别信息与各波长控制信息相关联。
[0117]
然后，目标值计算部312计算成为pd比的目标值的控制目标值和向微型加热器421～423分别供给的初始功率等，作为在波长锁定处理中使用的各种目标值。
[0118]
更具体而言，在存储部32中存储的多个波长控制信息中包含与从上位的控制装置(省略图示)取得的目标波长相同的参照波长的情况下，目标值计算部312计算与该参照波长相关联的控制参照值作为控制目标值，并且计算与该参照波长相关联的参照功率作为初始功率。
[0119]
另一方面，在存储部32中存储的多个波长控制信息中不包含与从上位的控制装置(省略图示)取得的目标波长相同的参照波长的情况下，目标值计算部312使用该多个波长控制信息，分别计算控制目标值以及初始功率。
[0120]
波长控制部313基于由监控值计算部311计算出的pd比和由目标值计算部312计算出的控制目标值以及初始功率，使分别供给到微型加热器421～423的多个功率变化，将激光l1的波长控制为目标波长。
[0121]
〔波长控制方法〕
[0122]
接下来，对上述的控制装置3执行的波长控制方法进行说明。
[0123]
图8是表示波长控制方法的流程图。
[0124]
另外，以下，为了便于说明，说明在当前时间点存储于存储部32中的多个波长控制信息中所包含的参照波长λ
s
进行激光振荡并从该参照波长λ
s
向目标波长λ变更激光l1的振荡波长的情况下的波长控制方法。此外，与目标波长λ相同的参照波长不包含在存储于存储部32中的多个波长控制信息中。
[0125]
首先，控制装置3从该上位的控制装置取得经由用户界面输入到上位的控制装置(省略图示)的目标波长λ((步骤s1)。
[0126]
在步骤s1之后，目标值计算部312基于在步骤s1中取得的目标波长λ和存储在存储部32中的多个波长控制信息，如以下所示，计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s2：目标值计算步骤)。
[0127]
图9是表示目标值计算步骤(步骤s2)的流程图。
[0128]
目标值计算部312将识别参照波长的以下所示的下标的变量z设定为表示在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
s
)的s(步骤s211)。
[0129]
在步骤s211之后，目标值计算部312判断在步骤s1中取得的目标波长λ是否大于参照波长λ
z
(步骤s212)。
[0130]
在判断为目标波长λ大于参照波长λ
z
的情况下(步骤s212：是)，目标值计算部312判断目标波长λ是否小于参照波长λ
z+1
(步骤s213)。然后，在步骤s213中判断为“否”的情况下，目标值计算部312使变量z递增1(步骤s214)，返回步骤s213。另一方面，在步骤s213中判断为“是”的情况下(即，在确定了满足λ
z
＜λ＜λ
z+1
的变量z的情况下)，目标值计算部312执
行以下的处理(步骤s215)。
[0131]
目标值计算部312在步骤s215中，参照存储于存储部32中的多个波长控制信息，来判断与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息是否不同。
[0132]
在判断为与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息不同的情况下(步骤s215：是)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s216)。
[0133]
目标值计算部312在步骤s216中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0134]
图10是说明步骤s216的图。具体而言，在图10中，横轴表示波长，纵轴表示pd比。此外，在图10中，曲线cl1表示在滤光器63a被设定为第一温度的情况下的pd比相对于波长的举动(第一温度下的滤光器63a的透过特性)。此外，曲线cl2表示在滤光器63a被设定为比第一温度高的第二温度的情况下的pd比相对于波长的举动(第二温度下的滤光器63a的透过特性)。
[0135]
例如，在图7所示的chno.x
‑
1以及chno.x的各波长控制信息中，对微型加热器421～423分别供给的参照功率pw
x
‑1与参照功率pw
x
之差比较小。即，在对微型加热器421～423分别供给参照功率pw
x
‑1的情况和对微型加热器421～423分别供给参照功率pw
x
的情况下，滤光器63a的温度成为大致相同的例如第一温度。因此，chno.x
‑
1的波长控制信息中的参照波长λ
x
‑1以及控制参照值pd
x
‑1、和chno.x的波长控制信息中的参照波长λ
x
以及控制参照值pd
x
分别成为曲线cl1上的点。即，若是由模式识别信息“a”规定的相同的超模，则各波长控制信息中的参照波长以及控制参照值成为相同的曲线cl1上的点。
[0136]
此外，在图7所示的chno.x+1以及chno.x+2的各波长控制信息中，分别向微型加热器421～423供给的参照功率pw
x+1
与参照功率pw
x+2
的差与上述的参照功率pw
x
‑1与参照功率pw
x
的差同样地小。然而，参照功率pw
x+1
、pw
x+2
是与参照功率pw
x
‑1、pw
x
相比而比较大的功率。即，在对参微型加热器421～423分别供给照功率pw
x+1
的情况和对微型加热器421～423分别供给参照功率pw
x+2
的情况下，滤光器63a的温度成为大致相同的例如第二温度。因此，chno.x+1的波长控制信息中的参照波长λ
x+1
以及控制参照值pd
x+1
、和chno.x+2的波长控制信息中的参照波长λ
x+2
以及控制参照值pd
x+2
分别成为曲线cl2上的点。即，若是由模式识别信息“b”规定的相同的超模，则各波长控制信息中的参照波长以及控制参照值成为相同的曲线cl2上的点。
[0137]
在此，设想在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
z
)为参照波长λ
x
，λ
x
＜λ＜λ
x+1
的情况。在这种情况下，chno.x+1的波长控制信息是包含相对于目标波长λ在长波长侧相邻的波长λ
x+1
的波长控制信息。此外，chno.x的波长控制信息是包含相对于目标波长λ在短波长侧相邻的波长λ
x
的波长控制信息。因此，chno.x+1以及chno.x的各波长控制信息相当于第一、第二波长控制信息。
[0138]
chno.x的波长控制信息中的模式识别信息“a”与chno.x+1的波长控制信息中的模式识别信息“b”互不相同。因此，如上所述，参照波长λ
x
以及控制参照值pd
x
、和参照波长λ
x+1
以及控制参照值pd
x+1
分别成为不同的曲线cl1、cl2上的点。即，在将超模切换的波长λ
x+1
、λ
x
间的波长设为目标波长λ的情况下，根据参照波长λ
x
以及控制参照值pd
x
、和参照波长λ
x+1
以
及控制参照值pd
x+1
进行插值，在计算出与目标波长λ对应的控制目标值的情况下，根据相互偏移的曲线cl1、cl2计算控制目标值，因此计算不适当的值作为控制目标值。而且，在使用该控制目标值执行了波长锁定处理的情况下，无法将激光l1的波长控制为目标波长λ。
[0139]
而且，在本实施方式1中，目标值计算部312在步骤s216中根据包含参照波长以及控制参照值成为相同的曲线cl1上的点的波长λ
x
‑1的chno.x
‑
1的波长控制信息和包含波长λ
x
的chno.x的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0140]
具体而言，如图10所示，目标值计算部312通过根据参照波长λ
x
‑1以及控制参照值pd
x
‑1、和参照波长λ
x
以及控制参照值pd
x
进行外插插值，来计算与目标波长λ对应的控制目标值pd1。同样地，目标值计算部312通过根据参照波长λ
x
‑1以及参照功率pw
x
‑1、和参照波长λ
x
以及参照功率pw
x
进行外插插值，来计算与目标波长λ对应的初始功率。
[0141]
如上所述，在步骤s216中，目标值计算部312在存储部32中存储的多个波长控制信息中不包含与目标波长λ相同的参照波长、第一、第二波长控制信息(chno.x+1以及chno.x的各波长控制信息)之间模式识别信息不同的情况下，使用将和包含与在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长λ
x
的波长控制信息(chno.x的波长控制信息)相同的模式识别信息相关联的多个控制参照值pd
x
‑1、pd
x
，来计算与目标波长λ对应的控制目标值pd1。该步骤s216是基于存储在存储部32中的将相互相同的模式识别信息相关联的多个波长控制信息来计算控制目标值的步骤的一例。
[0142]
而且，在步骤s216之后，控制装置3返回图8所示的主例程。
[0143]
返回步骤s215，在判断为与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息相同的情况下(步骤s215：否)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s217)。
[0144]
目标值计算部312在步骤s217中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0145]
另外，在步骤s215中判断为“否”、执行步骤s217的情况例如设想为以下的情况。
[0146]
即，设想在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
z
)为参照波长λ
x
‑1、λ
x
‑1＜λ＜λ
x
的情况。在这种情况下，参照波长λ
x
‑1以及控制参照值pd
x
‑1、和参照波长λ
x
以及控制参照值pd
x
分别与相同的模式识别信息相关联，因此分别成为相同曲线cl1上的点(图7、10)。因此，目标值计算部312通过根据参照波长λ
x
‑1以及控制参照值pd
x
‑1、和参照波长λ
x
以及控制参照值pd
x
进行内插插值，来计算与目标波长λ对应的控制目标值。同样地，目标值计算部312通过根据参照波长λ
x
‑1以及参照功率pw
x
‑1、和参照波长λ
x
以及参照功率pw
x
进行内插插值，来计算与目标波长λ对应的初始功率。该步骤s217是基于存储在存储部32的将相互相同的模式识别信息相关联的多个波长控制信息来计算控制目标值的步骤的一例。
[0147]
而且，在步骤s217之后，控制装置3返回图8所示的主例程。
[0148]
返回到步骤s212，在该步骤s212中判断为“否”的情况下，目标值计算部312判断目标波长λ是否大于参照波长λ
z
‑1(步骤s218)。然后，在步骤s218中判断为“否”的情况下，目标值计算部312将变量z递减1(步骤s219)，返回步骤s218。另一方面，在步骤s218中判断为“是”的情况下(即，在确定了满足λ
z
‑1＜λ＜λ
z
的变量z的情况下)，目标值计算部312执行以
下的处理(步骤s220)。
[0149]
目标值计算部312在步骤s220中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，判断与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z
‑1相关联的模式识别信息是否不同。
[0150]
在判断为与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z
‑1相关联的模式识别信息不同的情况下(步骤s220：是)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s221)。
[0151]
目标值计算部312在步骤s221中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0152]
另外，在步骤s220中判断为“是”、执行步骤s221的情况例如设想为以下的情况。
[0153]
即，设想在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
z
)为参照波长λ
x+1
、λ
x
＜λ＜λ
x+1
的情况。在这种情况下，与上述的步骤s216同样地，chno.x+1的波长控制信息是包含相对于目标波长λ在长波侧相邻的波长λ
x+1
的波长控制信息。此外，chno.x的波长控制信息是包含相对于目标波长λ在短波侧相邻的波长λ
x
的波长控制信息。即，chno.x+1以及chno.x的各波长控制信息相当于第一、第二波长控制信息。此外，参照波长λ
x
以及控制参照值pdx、和参照波长λ
x+1
以及控制参照值pd
x+1
分别成为不同的曲线cl1、cl2上的点。因此，目标值计算部312与步骤s216同样地，在步骤s221中，通过根据在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长λ
x+1
以及控制参照值pd
x+1
、和将与包含该波长λ
x+1
的chno.x+1的波长控制信息相同的模式识别信息“b”相关联的chno.x+2的波长控制信息中的波长λ
x+2
以及控制参照值pd
x+2
，进行外插插值，来计算与目标波长λ对应的控制目标值pd2(图7)。同样地，目标值计算部312通过根据波长λ
x+1
以及参照功率pw
x+1
、和波长λ
x+2
以及参照功率pw
x+2
进行外插插值，来计算与目标波长λ对应的初始功率。该步骤s221是基于存储在存储部32中的将相互相同的模式识别信息相关联的多个波长控制信息来计算控制目标值的步骤的一例。
[0154]
然后，在步骤s221之后，控制装置3返回图8所示的主例程。
[0155]
返回到步骤s220，在判断为与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z
‑1相关联的模式识别信息相同的情况下(步骤s220：否)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s222)。
[0156]
目标值计算部312在步骤s222中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。该步骤s222是基于存储在存储部32中的将相互相同的模式识别信息相关联的多个波长控制信息来计算控制目标值的步骤的一例。
[0157]
另外，在步骤s220中判断为“否”、执行步骤s222的情况例如设想以下的情况。
[0158]
即，假定在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
z
)为参照波长λ
x+2
、λ
x+1
＜λ＜λ
x+2
的情况。在该情况下，参照波长λ
x+2
以及控制参照值pd
x+2
、和参照波长λ
x+1
以及控制参照值pd
x+1
分别与相同的模式识别信息相关联，因此分别成为同一曲线cl2上的点(图7、10)。因此，目标值计算部312通过根据参照波长λ
x+2
以及控制参照值pd
x+2
、和参照波长λ
x+1
以及控制参照值pd
x+1
进行内插插值，来计算与目标波长λ对应的控制目标值。同样地，目标值计算部312通过根据参照波长λ
x+2
以及参照功率pw
x+2
、和参照波长λ
x+1
以及参照功率pw
x+1
进行内插插值，来计算与目标波长λ对应的初始功率。
[0159]
然后，在步骤s222之后，控制装置3返回图8所示的主例程。
[0160]
在步骤s2之后，波长控制部313将在步骤s2中计算出的初始功率分别供给至微型加热器421～423(步骤s3)。
[0161]
在步骤s3之后，监控值计算部311开始计算pd比(步骤s4：监控值计算步骤)。
[0162]
在步骤s4之后，波长控制部313执行使分别向微型加热器421～423供给的功率变化以使在步骤s4以后计算出的最新的pd比与在步骤s2中计算出的控制目标值一致的波长锁定处理(步骤s5：波长控制步骤)。
[0163]
在步骤s5之后，波长控制部313通过执行步骤s5，来监视在步骤s4以后计算出的最新的pd比是否与在步骤s2中计算出的控制目标值一致(步骤s6)。
[0164]
在判断为pd比不与控制目标值一致的情况下(步骤s6：否)，波长控制部313返回步骤s5。
[0165]
另一方面，在判断为pd比与控制目标值一致的情况下(步骤s6：是)，控制装置3结束本控制流程。
[0166]
根据以上说明的实施方式1，起到以下的效果。
[0167]
在本实施方式1中，目标值计算部312在存储部32中存储的多个波长控制信息中不包含与目标波长λ相同的波长、第一、第二波长控制信息间模式识别信息不同的情况下，使用将和该第一、第二波长控制信息当中包含在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长λ
z
的波长控制信息相同的模式识别信息相关联的多个控制参照值，来计算与目标波长λ对应的控制目标值(pd1、pd2)(步骤s216、s221)。
[0168]
即，由于根据相同的透过特性(曲线cl1或者曲线cl2)上的点计算控制目标值(pd1、pd2)，因此能够计算出适当的控制目标值(pd1、pd2)。因此，通过使用适当的控制目标值(pd1、pd2)执行波长锁定处理，能够高精度地将激光l1的波长控制为目标波长λ。
[0169]
特别是，在本实施方式1中，目标值计算部312使用将和第一、第二波长控制信息当中包含在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长λ
z
的波长控制信息相同的模式识别信息相关联的多个控制参照值，来计算与目标波长λ对应的控制目标值(pd1、pd2)。
[0170]
因此，在从当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长λ
z
向目标波长λ变更了激光l1的振荡波长的情况下，能够减少向微型加热器421～423分别供给的功率的变化，减少滤光器63a的透过特性的变化。因此，能够计算出更适当的控制目标值(pd1、pd2)。
[0171]
此外，本实施方式1中，通过仅一个温度调节器9来调节波长可变光源部4以及平面光波回路6的温度。这样，在通过仅一个温度调节器9调节该各构件4、6的温度的构造的情况下，由于波长可变部42由局部加热光源部41的微型加热器421～423构成，因此在设置面91的面内容易产生温度分布，滤光器63a的透射特性容易变化。换言之，成为容易产生课题的构造。
[0172]
因此，在该构造中，通过采用本实施方式1，能够合适地解决能够计算出适当的控制目标值的课题。
[0173]
(实施方式2)
[0174]
接下来，对本实施方式2进行说明。
[0175]
在以下的说明中，对与上述的实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，并省略或者简化其详细的说明。
[0176]
在本实施方式2中，目标值计算部312代替在上述的实施方式1中说明的目标值计算步骤(步骤s2)，执行以下所示的目标值计算步骤(步骤s2a)。
[0177]
图11是表示本实施方式2所涉及的目标值计算步骤(步骤s2a)的流程图。
[0178]
在本实施方式2所涉及的目标值计算步骤(步骤s2a)中，如图11所示，对于在上述的实施方式1中说明的目标值计算步骤(步骤s2)，代替步骤s216而采用步骤s223～s225，代替步骤s221而采用步骤s226～s228。因此，以下仅说明步骤s223～s228。
[0179]
在判断为与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息不同的情况下(步骤s215：是)，执行步骤s223。
[0180]
目标值计算部312在步骤s223中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，判断与参照波长λ
z
相关联的参照功率pw
z
是否大于与参照波长λ
z+1
相关联的参照功率pw
z+1
。
[0181]
在判断为参照功率pw
z
比参照功率pw
z+1
大的情况下(步骤s223：是)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s224)。
[0182]
目标值计算部312在步骤s224中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z+2
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0183]
另一方面，在判断为参照功率pw
z
比参照功率pw
z+1
小的情况下(步骤s223：否)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s225)。
[0184]
目标值计算部312在步骤s225中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0185]
在此，在步骤s215中判断为“是”的情况是指具有λ
z
＜λ＜λ
z+1
的关系且与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息不同的情况。即，目标波长λ是超模切换的波长λ
z+1
、λ
z
间的波长。因此，当根据分别包含参照波长λ
z+1
以及参照波长λ
z
的各波长控制信息(相当于第一、第二波长控制信息)计算出与目标波长λ对应的各种目标值(控制目标值以及初始功率)时，如在上述的实施方式1中说明的那样，计算不适当的值作为目标值。
[0186]
此外，包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z+2
的波长控制信息包含相同的模式识别信息。同样地，包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息包含相同的模式识别信息。即，与上述的实施方式1中说明的步骤s216、s223同样地，根据包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z+2
的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的各种的目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s224)，或者，根据包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的各种的目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s225)，由此能够计算适当的目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0187]
而且，在本实施方式2中，目标值计算部312通过执行步骤s223，来选择第一、第二波长控制信息(分别包含参照波长λ
z+1
以及参照波长λ
z
的各波长控制信息)当中参照功率低的一方的波长控制信息。此外，目标值计算部312使用将与该选择的波长控制信息相同的模式识别信息相关联的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的各种的目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s224、s225)。
[0188]
然后，在步骤s224或者步骤s225之后，控制装置3返回图8所示的主例程。
[0189]
当判断为与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z
‑1相关联的模式识别信息不同的情况(步骤s220：是)下，执行步骤s226。
[0190]
目标值计算部312在步骤s226中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，来判断与参照波长λ
z
相关联的参照功率pw
z
是否小于与参照波长λ
z
‑1相关联的参照功率pw
z
‑1。
[0191]
在判断为参照功率pw
z
比参照功率pw
z
‑1小的情况下(步骤s226：是)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s227)。
[0192]
目标值计算部312在步骤s227中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0193]
另一方面，在判断为参照功率pw
z
比参照功率pw
z
‑1大的情况下(步骤s226：否)，目标值计算部312执行以下的处理(步骤s228)。
[0194]
目标值计算部312在步骤s228中，参照存储于存储部32的多个波长控制信息，根据包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
‑2的波长控制信息，来计算各种目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0195]
在此，在步骤s220中判断为“是”的情况是指具有λ
z
‑1＜λ＜λ
z
的关系且与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z
‑1相关联的模式识别信息不同的情况。即，目标波长λ是超模切换的波长λ
z
、λ
z
‑1间的波长。因此，当根据包含参照波长λ
z
和参照波长λ
z
‑1的各波长控制信息(相当于第一、第二波长控制信息)计算出与目标波长λ对应的各种目标值(控制目标值和初始功率)时，如在上述的实施方式1中说明的那样，计算不适当的值作为目标值。
[0196]
此外，包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息包含相同的模式识别信息。同样地，包含参考波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参考波长λ
z
‑2的波长控制信息包含相同的模式识别信息。即，与在上述的实施方式1中说明的步骤s216、s221同样地，根据包含参照波长λ
z+1
的波长控制信息和包含参照波长λ
z
的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的各种目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s227)，或者，根据包含参照波长λ
z
‑1的波长控制信息和包含参照波长λ
z
‑2的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的各种目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s228)，由此能够计算出适当的目标值(控制目标值以及初始功率)。
[0197]
而且，在本实施方式2中，目标值计算部312通过执行步骤s226，来选择第一、第二波长控制信息(分别包含参照波长λ
z
以及参照波长λ
z
‑1的各波长控制信息)当中参照功率低的一方的波长控制信息。此外，目标值计算部312使用将与该选择的波长控制信息相同的模式识别信息相关联的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的各种目标值(控制目标值以及初始功率)(步骤s227、s228)。
[0198]
然后，在步骤s227或者步骤s228之后，控制装置3返回图8所示的主例程。
[0199]
根据以上说明的实施方式2，除了与上述的实施方式1同样的效果之外，还起到以下的效果。
[0200]
在本实施方式2中，目标值计算部312选择第一、第二波长控制信息中的参照功率低的一方的波长控制信息，使用将与该选择出的波长控制信息相同的模式识别信息相关联的波长控制信息，来计算与目标波长λ对应的控制目标值(步骤s223～s225，s226～s228)。
[0201]
因此，能够计算出适当的控制目标值，并且能够实现波长可变激光装置1的低消耗电力化。
[0202]
(实施方式3)
[0203]
接下来，对本实施方式3进行说明。
[0204]
在以下的说明中，对与上述的实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，并省略或者简化其详细的说明。
[0205]
本实施方式3中，目标值计算部312代替在上述的实施方式1中说明的目标值计算步骤(步骤s2)，执行以下所示的目标值计算步骤(步骤s2r)。
[0206]
图12是表示本实施方式3所涉及的目标值计算步骤(步骤s2b)的流程图。
[0207]
在本实施方式3所涉及的目标值计算步骤(步骤s2b)中，首先，目标值计算部312参照存储于存储部32的多个波长控制信息，来判断与当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
z
)相关联的参照功率pw
z
是否为特定的阈值以上(步骤s231)。
[0208]
在判断为参照功率pw
z
小于特定的阈值的情况下(步骤s231：否)，目标值计算部312执行图9所示的步骤s2的处理(相当于第一计算处理)。
[0209]
另一方面，在判断为参照功率pw
z
为特定的阈值以上的情况下(步骤s231：是)，目标值计算部312执行图11所示的步骤s2a的处理(相当于第二计算处理)。
[0210]
根据以上说明的实施方式3，除了与上述的实施方式1、2相同的效果之外，还起到以下的效果。
[0211]
在本实施方式3中，目标值计算部312在与当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长(参照波长λ
z
)相关联的参照功率pw
z
小于特定的阈值的情况下执行第一计算处理，在该参照功率pw
z
为该特定的阈值以上的情况下执行第二计算处理。
[0212]
因此，只限于在当前时间点的消耗功率比较高的情况能够执行第二计算处理，能够抑制不必要地产生向微型加热器421～423分别供给的功率的较大的变化。
[0213]
(实施方式4)
[0214]
接下来，对本实施方式4进行说明。
[0215]
在以下的说明中，对与上述的实施方式1相同的结构标注相同的附图标记，并省略或者简化其详细的说明。
[0216]
在本实施方式4中，存储部32代替图7所示的波长控制信息，作为例子存储图13所示的波长控制信息。
[0217]
在图13中，chno.等的下标所使用的m、n例如为4以上的整数。
[0218]
与图7的情况同样地，图13所示的多个波长控制信息分别是将如下要素相关联的信息：参照波长；为了将激光l1的波长控制为该参照波长而分别供给至微型加热器421～423的多个功率；成为将激光l1的波长设定为该参照波长的情况下的pd比的参照值的控制参照值；和识别使用该多个功率以及该控制参照值执行了波长锁定处理的情况下决定的超模的模式识别信息。
[0219]
不过，在图13中，多个波长控制信息中包含多个第三波长控制信息和多个第四波长控制信息。
[0220]
多个第三波长控制信息的例子是从chno.1到chno.x+n
‑
1的波长控制信息。这些第三波长控制信息相对于从参照波长λ1到λ
x+n
‑1的波长范围(第一波长范围的例子)将模式识
别信息“a”相关联。
[0221]
多个第四波长控制信息的例子是从chno.x
‑
m+1到至少比chno.x+n+1(未图示)大的规定的chno.的波长控制信息。这些第四波长控制信息相对于从参照波长λ
x
‑
m+1
到至少比λ
x+n+1
长的规定的波长下的波长范围(第二波长范围的例子)将模式识别信息“b”相关联。
[0222]
另外，该例中的第一波长范围和第二波长范围的一部分重复。重复的波长范围是从λ
x
‑
m+1
到λ
x+n
‑1。
[0223]
在各波长的各波长控制信息中，按照每个模式，作为向微型加热器421～423分别供给的多个功率的总功率而包含各参照功率，并且包含成为将激光l1的目标波长设定为各参照波长的情况下的pd比的参照值的控制参照值。例如，在chno.x的波长控制信息中，模式识别信息“a”与pda
x
以及pwa
x
[w]相关联，模式识别信息“b”与pdb
x
以及pwa
x
[w]相关联。
[0224]
另外，虽然未图示，但在存储部32中还存储有与模式识别信息“a”、“b”不同的模式识别信息“c”、
…
相关联的波长控制信息。例如，模式识别信息“c”与一部分和第二波长范围重叠的波长范围的各波长(例如栅格波长)相关联，构成波长控制信息。
[0225]
在图7中，如果与相邻的chno.的各波长控制信息相关联的参照功率间的差小于规定的阈值，则具有相同的模式识别信息，如果为该阈值以上，则具有相互不同的模式识别信息。
[0226]
与此相对，在图13的情况下，例如即使与chno.x与chno.x+1的各波长控制信息相关联的参照功率间的差在规定的阈值以上，也与相同的模式识别信息“a”相关联。同样地，例如，即使与chno.x和chno.x+1的各波长控制信息相关联的参照功率间的差在规定的阈值以上，也与同一模式识别信息“b”相关联。
[0227]
因此，在图13中，与模式识别信息“a”相关联的参照波长的波长范围可以说与图7的情况相比扩展了扩展范围，从参照波长λ1到λ
x
的范围扩展到参照波长λ1到λ
x+(n
‑
1)
的范围。同样地，与模式识别信息“b”相关联的参照波长的波长范围与图7的情况相比可以说扩展了扩展范围，从参照波长λ
x
起的范围扩展到参照波长λ
x
‑
m+1
起的范围。
[0228]
另外，扩展范围能够扩展到向微型加热器421或者微型加热器422供给的功率成为零的范围。
[0229]
在本实施方式4中，控制部31与图8、9所示的情况同样地执行控制方法。
[0230]
另外，在图9的步骤s215中，在判断与参照波长λ
z
相关联的模式识别信息和与参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息是否不同时，即使存在多个与参照波长λ
z
或者参照波长λ
z+1
相关联的模式识别信息，只要存在与参照波长λ
z
和参照波长λ
z+1
分别相关联的相同的模式识别信息，则在步骤s215中判断为“否”。
[0231]
根据以上说明的实施方式4，除了与上述的实施方式1同样的效果之外，还起到以下的效果。
[0232]
例如，考虑如下情况：控制装置3在与模式识别信息“a”相关联的第一波长范围的例子即参照波长λ1到λ
x+(n
‑
1)
的波长范围中，从波长可变光源部4输出的激光l1的波长变更为包含在λ
x
‑
m+1
到λ
x+n
‑1的波长范围内且存储部32中没有对应的波长控制信息的目标波长。λ
x
‑
m+1
到λ
x+n
‑1的波长范围是第一和第二波长范围重复的范围的一例。
[0233]
在这种情况下，目标值计算部312使用与模式识别信息“a”相关联的多个第三波长控制信息的控制参照值，计算与目标波长对应的控制目标值。
[0234]
由此，能够仅以与模式识别信息“a”对应的超模来实现从波长可变光源部4输出的激光l1的波长到目标波长的变更，因此能够省略用于超模的切换的控制。
[0235]
例如，在使用了图7所示那样的波长控制信息的情况下，在使激光l1的波长从波长λ1变化到作为目标波长的波长λ
x+2
的情况下，需要进行超模的切换。
[0236]
与此相对，在使用了图13所示那样的波长控制信息的情况下，在使激光l1的波长从波长λ1变化到作为目标波长的波长λ
x+2
的情况下，不需要超模的切换。
[0237]
使用图13所示的波长控制信息的实施方式4例如能够适用于进行被称为精细调谐频率(ftf)的控制的情况。ftf是一边维持波长可变光源部4输出激光l1且激光装置1输出激光l2的状态、一边使激光l1的波长连续地变化至目标波长的控制。
[0238]
另外，也可以不对存储部32存储的波长范围重叠的范围内的所有参照波长将不同的模式识别信息相关联来存储。例如，也可以在λ
x
‑
m+1
到λ
x+n
‑1的波长范围中，存储部32针对一个或多个参照波长λ
k
(x
‑
m+1＜k＜x+n
‑
1)，不存储将模式识别信息“b”相关联的波长控制信息，而存储将模式识别信息“a”与pda
k
及pwa
k
[w]相关联的波长控制信息。在这样的情况下，在新计算将模式识别信息“b”相关联的参照波长λ
k
的波长控制信息的情况下，也可以基于存储部32存储的将模式识别信息“b”相关联的其他多个参照波长的波长控制信息来计算。
[0239]
(其他实施方式)
[0240]
至此，对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式1～4。
[0241]
在上述的实施方式1～4中，设置有两个滤光器63a、64a，但不限于此，也可以仅设置1个滤光器63a，或者也可以设置三个以上的滤光器。
[0242]
在上述的实施方式1～4中，作为本发明的滤光器，采用环形谐振器型滤光器63a、64a，但不限于此。只要是相对于入射的光的波长具有周期性透射特性的滤光器，则也可以采用标准具等其他滤光器作为本发明的滤光器。
[0243]
此外，表示控制装置3执行的波长控制方法的流程不限于上述的实施方式1～4中说明的流程图(图8、图9、图11、图12)中的处理的顺序，也可以在没有矛盾的范围内进行变更。
[0244]
此外，在实施方式1～4中，与在步骤s211中成为波长可变光源部4正输出的激光l1的波长的参照波长λ
s
对应地设定为z＝s，但不限于此。也可以在该步骤s211中设定与s不同的z0来实施实施方式1～4的流程。作为该z0，例如也可以使用与存储于存储部32的chno.中的最小的、最大的或者任一个规定的波长控制信息对应的数据。另一方面，在设定为z＝s的情况下，在当前时间点波长可变光源部4输出的激光l1的波长与目标波长λ之差小的情况下(例如满足λ
s
＜λ＜λ
s+1
或λ
s
‑1＜λ＜λ
s
的情况下)，通过在步骤s211中设定为z＝s，能够缩短目标值计算所需的时间，因此优选。
[0245]
产业上的可利用性
[0246]
本发明适用于例如通信用的波长可变激光装置。
[0247]
‑
附图标记说明
‑
[0248]
1 波长可变激光装置
[0249]
2 波长可变激光模块
[0250]
3 控制装置
[0251]
4 波长可变光源部
[0252]
5 半导体光放大器
[0253]
6 平面光波回路
[0254]
7 光检测部
[0255]
8 温度传感器
[0256]
9 温度调节器
[0257]
31 控制部
[0258]
32 存储部
[0259]
41 光源部
[0260]
42 波长可变部
[0261]
43 第一波导路部
[0262]
44 第二波导路部
[0263]
44a 光波导层
[0264]
45 n侧电极
[0265]
61 光分支部
[0266]
62～64 光波导路
[0267]
63a、64a 环形谐振器型滤光器
[0268]
71～73 pd
[0269]
91 设置面
[0270]
311 监控值计算部
[0271]
312 目标值计算部
[0272]
313 波长控制部
[0273]
421～423 微型加热器
[0274]
431 波导路部
[0275]
431a 增益部
[0276]
431b 衍射光栅层
[0277]
432 半导体层叠部
[0278]
433 p侧电极
[0279]
441 2分支部
[0280]
441a 多模干涉型波导路
[0281]
442、443 臂部
[0282]
444 环状波导路
[0283]
445 相位调整部
[0284]
ar1 第一区域
[0285]
ar2 第二区域
[0286]
b1 基部
[0287]
bd1、bd2 边界
[0288]
c1 光谐振器
[0289]
cl1、cl2 曲线
[0290]
cm1～cm5 腔模
[0291]
l1～l6 激光
[0292]
m1 反射镜
[0293]
rf1 环形谐振器滤波器
[0294]
sc1、sc1a、sc2、sc2a 峰值
[0295]
sm1 第一超模
[0296]
sm2 第二超模。