JP3606235B2 - Semiconductor laser degradation monitoring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザの劣化具合を監視する半導体レーザ劣化監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インターネット等の通信ネットワークの普及と伝送されるデータ量の増大によって、伝送路の伝送容量の増大の要求が高まっている。このような背景の下で、WDM(wavelength division multiplex:波長分割多重伝送方式)光伝送システムが注目を集めている。本システムでは、伝送容量を上げるために、多重する波長数は160波、あるいはそれ以上とますます増えてきている。これに伴って、波長間隔も狭くなり、そこで半導体レーザは長期にわたる波長安定性が求められる。
【0003】
そこで、半導体レーザの駆動電流に比例したモニタ電圧を検出し、これが基準電圧を越えた時点で劣化を判定するようにした技術が既に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような従来の半導体レーザ劣化監視装置では、半導体レーザの劣化がある程度進行した段階でなければ劣化を判定することができない。劣化警報が出た時点で、すぐに交換を行うためには、常に交換用の半導体レーザを各波長分用意しておく必要がある。これでは、たくさんのバックアップを抱えなければならず、非常に不経済である。
【0005】
そこで本発明の目的は、個々の半導体レーザの劣化の進行を把握し、寿命を予測することのできる半導体レーザ劣化監視装置を提供し、経済的なWDM伝送装置の運用を目指すことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、(イ)半導体レーザの温度を設定温度に制御する温度一定制御回路と、(ロ)この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、(ハ)新たな設定温度が与えられ温度制御回路が半導体レーザを新たな設定温度に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性がこの目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、(ニ)この特性不一致判別手段が前記した目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、(ホ)半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、(へ)この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの前記した所定の特性が半導体レーザの劣化を示す劣化値に到達するまでの使用時間を判定する使用時間判定手段とを半導体レーザ劣化監視装置に具備させる。
【0007】
すなわち請求項1記載の発明では、半導体レーザの温度を設定温度に制御する温度一定制御回路に新たな設定温度が与えられ、これを基にして半導体レーザの温度がこの設定温度に制御されたとき、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性がこの設定温度に到達した状態での目標値と相違しているかどうかを特性不一致判別手段で判別するようにしている。たとえば、半導体レーザの出力する波長が目標値と一致したかどうかの判別を行う。そして、目標値と一致していないと判別したときには誤差演算手段によってその目標値との誤差を求め、履歴データ作成手段で半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する。すなわち、特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別するたびに、履歴データが追加されていく。使用時間判定手段は、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの前記した所定の特性が半導体レーザの劣化を示す劣化値に到達するまでの使用時間を判定することになる。
【0008】
このように請求項1記載の発明では、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの劣化の様子を把握することができるので、その半導体レーザをいつ交換すべきかを判別することができ、効率的あるいは経済的な交換が可能になる。
【0009】
請求項2記載の発明では、(イ)半導体レーザの温度を設定温度に制御する温度一定制御回路と、(ロ)この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、(ハ)新たな設定温度が与えられ温度制御回路が半導体レーザを新たな設定温度に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性がこの設定温度に到達した状態での目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、(ニ)この特性不一致判別手段が前記した目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、(ホ)半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、(へ)この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを、前記した所定の特性における誤差と使用時間をそれぞれ座標軸にしたグラフ上に表示するグラフ表示手段とを半導体レーザ劣化監視装置に具備させる。
【0010】
すなわち請求項2記載の発明では、半導体レーザの温度を設定温度に制御する温度一定制御回路に新たな設定温度が与えられ、これを基にして半導体レーザの温度がこの設定温度に制御されたとき、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性がこの設定温度に到達した状態での目標値と相違しているかどうかを特性不一致判別手段で判別するようにしている。たとえば、半導体レーザの出力する波長が目標値と一致したかどうかの判別を行う。そして、目標値と一致していないと判別したときには誤差演算手段によってその目標値との誤差を求め、履歴データ作成手段で半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する。すなわち、特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別するたびに、履歴データが追加されていく。グラフ表示手段は、この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを、前記した所定の特性における誤差と使用時間をそれぞれ座標軸にしたグラフで表示することになる。
【0011】
このように請求項2記載の発明では、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの劣化の様子をグラフに表示するので、劣化の進行を視覚的に把握することができる。したがって、その半導体レーザをいつ交換すべきかを判別することができ、効率的あるいは経済的な交換が可能になる。
【0012】
請求項3記載の発明では、(イ)半導体レーザに対する注入電流を所定の設定注入電流値に制御する注入電流制御回路と、(ロ)この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、(ハ)新たな設定注入電流値が与えられ注入電流一定制御回路が半導体レーザを新たな設定注入電流値に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性がこの設定温度に到達した状態での目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、(ニ)この特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、(ホ)半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、(ヘ)この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの前記した所定の特性が半導体レーザの劣化を示す劣化値に到達するまでの使用時間を判定する使用時間判定手段とを半導体レーザ劣化監視装置に具備させる。
【0013】
すなわち請求項3記載の発明では、半導体レーザに対する注入電流(半導体レーザの駆動電流とは異なる)を所定の設定注入電流値に制御する注入電流制御回路に新たな設定注入電流値が与えられ、これを基にして半導体レーザの注入電流がこの設定注入電流値に制御されたとき、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを特性不一致判別手段で判別するようにしている。たとえば、半導体レーザの出力する波長が目標値と一致したかどうかの判別を行う。そして、目標値と一致していないと判別したときには誤差演算手段によってその目標値との誤差を求め、履歴データ作成手段で半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する。すなわち、特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別するたびに、履歴データが追加されていく。使用時間判定手段は、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの前記した所定の特性が半導体レーザの劣化を示す劣化値に到達するまでの使用時間を判定することになる。
【0014】
このように請求項3記載の発明では、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの劣化の様子を把握することができるので、その半導体レーザをいつ交換すべきかを判別することができ、効率的あるいは経済的な交換が可能になる。
【0015】
請求項4記載の発明では、(イ)半導体レーザに対する注入電流を所定の設定注入電流値に制御する注入電流制御回路と、(ロ)この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、(ハ)新たな設定注入電流値が与えられ注入電流一定制御回路が半導体レーザを新たな設定注入電流値に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、(ニ)この特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、(ホ)半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、(ヘ)この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを、前記した所定の特性における誤差と使用時間をそれぞれ座標軸にしたグラフ上に表示するグラフ表示手段とを半導体レーザ劣化監視装置に具備させる。
【0016】
すなわち請求項4記載の発明では、半導体レーザに対する注入電流を所定の設定注入電流値に制御する注入電流制御回路に新たな設定注入電流値が与えられ、これを基にして半導体レーザの注入電流がこの設定注入電流値に制御されたとき、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを特性不一致判別手段で判別するようにしている。たとえば、半導体レーザの出力する波長が目標値と一致したかどうかの判別を行う。そして、目標値と一致していないと判別したときには誤差演算手段によってその目標値との誤差を求め、履歴データ作成手段で半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する。すなわち、特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別するたびに、履歴データが追加されていく。グラフ表示手段は、この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを、前記した所定の特性における誤差と使用時間をそれぞれ座標軸にしたグラフで表示することになる。
【0017】
このように請求項4記載の発明では、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて半導体レーザの劣化の様子をグラフに表示するので、劣化の進行を視覚的に把握することができる。したがって、その半導体レーザをいつ交換すべきかを判別することができ、効率的あるいは経済的な交換が可能になる。
【0018】
請求項5記載の発明では、請求項2または請求項4記載の半導体レーザ劣化監視装置で、グラフ表示手段は、それぞれの履歴データを示した座標点を通る曲線を表示すると共に、この曲線が半導体レーザの所定の特性で劣化を示す劣化値に到達する使用時間を併せて表示することを特徴としている。
【0019】
すなわち請求項5記載の発明では、請求項2または請求項4記載の半導体レーザ劣化監視装置で、グラフ表示を行ったときに履歴データを示した座標点を通る曲線を表示して、将来の劣化の状態を予測表示する。このとき、この曲線が半導体レーザの所定の特性で劣化を示す劣化値に到達する点に対応する時間を示せば、これがそれまでの使用時間として示されることになる。
【0020】
請求項6記載の発明では、請求項1〜請求項4いずれかに記載の半導体レーザ劣化監視装置で、前記した所定の特性は半導体レーザの出力する波長であり、誤差演算手段の演算する誤差は目標値との波長の誤差であることを特徴としている。
【0021】
請求項7記載の発明では、請求項1〜請求項4いずれかに記載の半導体レーザ劣化監視装置で、複数の半導体レーザの劣化を処理時間を違えて順に監視する手段を具備することを特徴としている。
【0022】
すなわち請求項7記載の発明では、波長分割多重伝送を行う場合のように複数の半導体レーザを使用する場合にこれらの劣化の進行を監視することで、必要以上の交換用パッケージを準備する必要がなく、経済的である。
【0025】
【発明の実施の形態】
【0026】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0027】
<第1の実施例>
【0028】
図1は本発明の第1の実施例における半導体レーザ劣化監視装置の構成を表わしたものである。この半導体レーザ劣化監視装置100の半導体レーザ(LD)101は、ペルチェ素子(PE)102によってその温度の調節を行っており、そのためにサーミスタ(TH)103が半導体レーザ101の温度の検出を行っている。すなわち、温度制御回路部(ATC)104は、サーミスタ103から得られる温度データ105をもとにペルチェ素子102を制御することで半導体レーザ101を加温あるいは冷却して所望の温度に保持している。パワー一定制御回路(APC)106は、モニタ光107を入力し、光ファイバ108を経て伝送路109に送出されるレーザ光のパワーを制御するための駆動信号111を半導体レーザ101に供給するようになっている。
【0029】
この半導体レーザ劣化監視装置100は半導体レーザ101から出力されるレーザ光の波長のずれを算出するためのDSP(digital signal processor)112を搭載している。DSP112は図示しないROM(リード・オンリ・メモリ)等の記憶媒体に格納したプログラムを用いて同じく図示しないRAM(ランダム・アクセス・メモリ)等の作業用メモリに処理データを一時的に格納しながら所望の制御を行うもので、装置の各部とデータの入出力を行うようになっている。
【0030】
波長ロッカ114は伝送路109に向かうレーザ光の一部を光カプラ115によって分岐して得られた信号光を入力して、目標となる波長λとの誤差Δλを表わした誤差データ117をDSP112に入力するようになっている。サーミスタ103からはDSP112に温度データ105が入力される。また、パワー一定制御回路106からはDSP112に半導体レーザ101の駆動電流Iを表わした電流データ118が入力される。DSP112はサーバ122と接続されており、分析のためのデータ123をこれに送出するようになっている。また、DSP112は温度一定制御回路部104に対して波長を制御するための設定温度データ124を送出するようになっている。
【0031】
図2は、DSPの動作を示したものである。DSP112は半導体レーザ劣化監視装置100の電源が投入されると、その制御動作を開始し、まずサーミスタ103(図1)のモニタ温度Tmonが半導体レーザ101についての設定温度Tsetと等しいかどうかをチェックする(ステップS141)。モニタ温度Tmonが設定温度Tsetと等しくない場合には(N)、温度制御回路部104による温度の制御によってこれらが等しくなるのを待機する。
【0032】
このようにしてモニタ温度Tmonが設定温度Tsetと等しくなったら(ステップS141:Y)、DSP112は波長ロッカ114等による各種情報を入力する(ステップS142)。そして、このうちの波長ロッカ114から出力される誤差データ117を用いて、目標となる波長λAと実際にモニタした波長λの誤差Δλmonが零であるかどうかを判別する(ステップS143)。これらの関係は次の(1)式に示す通りとなる。
Δλmon=λ−λA ……(1)
【0033】
実際にモニタした波長λが目標となる波長λAと等しい場合には(ステップS143:Y)、ステップS141に戻って処理を継続することになる(リターン)。これに対して、実際にモニタした波長λが目標となる波長λAと等しくない場合には、すなわち誤差Δλmonが零でない場合には(N)、これが零となるように、次の式(2)で示す温度ΔTを加えた設定温度Tsetを算出する(ステップS144)。
【0034】
Tset=Tini+ΔT ……(2)
【0035】
ただし、Tiniは半導体レーザ101の温度の初期値Tiniである。この初期値Tiniは、初期設定時に半導体レーザ101(図1)の出力する波長を図示しない波長計で見ながら決定し、図示しないキーボードあるいは操作パネルからDSP112に対して入力したものである。なお、本実施例ではDSP112を使用するが、その他の外部回路であってもよい。
【0036】
DSP112は、(2)式で算出した設定温度Tsetを設定温度データ124として温度制御回路部104に送出する(ステップS145)。そして、半導体レーザ101の使用開始時からの経過時間tと、誤差Δλmon等をサーバ122に送出して(ステップS146)、処理を再びステップS141に戻す(リターン)。
【0037】
なお、半導体レーザ101の使用開始時からの経過時間tをサーバ122側が管理しておりその時間を知っている場合にはこれについてサーバ122に送信する必要はない。
【0038】
このように半導体レーザ劣化監視装置100は、半導体レーザ101の温度が設定温度Tsetと最初に等しくなった時点で駆動電流I等の各種情報を取得し、モニタした波長λが目標となる波長λAと等しい場合にはその状態で温度一定制御回路部104等による制御を続行する。そして半導体レーザ101の経年変化等によってモニタした波長λが目標となる波長λAと等しくなくなった場合あるいは両者の差がある許容値を超えるようになった場合には新たな設定温度Tsetを算出し、この状態でサーバ122に現状の所定のデータを送信することになる。
【0039】
たとえば半導体レーザ101が工場出荷当初のもの(以下、新品という。)の場合には、ステップS143でモニタした波長λが目標となる波長λAと食い違うようになるまで、製品にもよるが通常の場合には数年の時間が経過する。それまでの間、サーバ122はDSP112からデータを受信しないので、この間は他の仕事に専念することになる。そして、DSP112からステップS146で示したデータが送られてきた段階で、該当する半導体レーザ101の寿命を予測する制御を行う。
【0040】
図3は、DSPからデータの送信があった場合のサーバ側の処理の流れを表わしたものである。図1に示したサーバ122はDSP112から所定のデータが到来するのを監視している(ステップS161)。そして図2のステップS146で示した各種のデータが送られてきたら(Y)、この中の経過時間tと誤差Δλmonを抽出する。そして、誤差Δλmonについては電源投入時からの累積λdevを求め、経過時間tと累積λdevの対を過去のものから所定の記憶領域に順に保持する(ステップS162)。
【0041】
そして、現在まで保持した経過時間tと累積λdevの対を基に、グラフの表示を行う(ステップS163)。このグラフではそれぞれの対として表わされた経過時間tをx軸で表わし、累積λdevをそれぞれy軸で表わした点を作成し、これらの点を結ぶ曲線が波長ずれの限界値となる経過時間を寿命と予測する。
【0042】
図4は、サーバによって表示された経過時間tと累積λdevの特性の一例を示したものである。図1に示したサーバ122はDSP112からデータを取得するたびに経過時間tと累積λdevの対の示す点d1、d2、d3、……を作成し、これらを前記した記憶領域に格納していく。そして、これらの点d1、d2、d3、……を延長した曲線181がx軸上で波長ずれの限界値に到達するときの経過年を寿命として表示する。
【0043】
たとえば、図1に示した半導体レーザ101の波長が新品のときから0.1nm(ナノメータ)ずれたときがLD劣化判定閾値であるとする。図4から曲線181がx軸上で0.1nmとなるときの年が20年であるとすると、寿命は20年ということになる。そして、最新の測定点が点d4でそのときの経過時間tが10年であるとすると、それまでの余命tremainはあと10年ということになる。
【0044】
もちろん、寿命あるいは余命tremainの予測は、参照するデータとして得られる点d1、d2、d3、……が多いほど正確になる。たとえば、最初の点d1が得られた時点の予測値よりも、その半導体レーザ101についてより多くの点dが得られたときの方が正確な寿命の予測が可能である。寿命が到来したとき、あるいはそれから所定の時間だけ手前の時点で、サーバ122は半導体レーザ101の交換を要求することができる。
【0045】
<第1の実施例の第1の変形例>
【0046】
図5は本発明の第1の実施例の第1の変形例における半導体レーザ劣化監視装置の構成を表わしたものである。この図5で図1と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。この第1の変形例の半導体レーザ劣化監視装置100Aでは、それぞれの波長を分担する複数の半導体レーザ1011、1012、1013、……が配置されている。これらの半導体レーザ1011、1012、1013、……の出力側には、光ファイバ1081、1082、1083、……の一端がそれぞれ配置されており、これらの他端はオプチカル・マルチプレクサ(optical multiplexer:OMUX)331の入力側に接続されている。オプチカル・マルチプレクサ331の出力側には光カプラ115の入力側が接続されている。この光カプラ115は先の実施例と同一のもので、入力された光信号を伝送路109と波長ロッカ114に分岐して出力するようになっている。波長ロッカ114から出力される目標となる波長λとの誤差Δλを表わした誤差データ117は、DSP112Aに入力されて処理される。DSP112Aが出力するデータ123Aはサーバ122Aに入力されて寿命の算出が行われるようになっている。
【0047】
なお、この図5では図1に示した半導体レーザ用のペルチェ素子(PE)102、サーミスタ(TH)103の図示、ならびに温度制御回路部(ATC)104およびパワー一定制御回路(APC)106の図示を省略している。これらは各半導体レーザ1011、1012、1013、……に対して個別に設けられている。
【0048】
図5に示したこの半導体レーザ劣化監視装置100AでDSP112Aは、オプチカル・マルチプレクサ331が半導体レーザ1011、1012、1013、……のどれを選択して出力しているかを半導体レーザ選択情報332によって認識している。このため、波長ロッカ114から入力される誤差データ117を半導体レーザ1011、1012、1013、……ごとに時分割で管理することができる。個々の半導体レーザ101についてのDSP112Aの制御は先の実施例の図2で説明した通りである。また、サーバ122Aのこれに対する半導体レーザ1011、1012、1013、……ごとの制御は、先の実施例の図3で説明した通りである。
【0049】
したがって、サーバ122Aは、半導体レーザ1011、1012、1013、……のそれぞれについての寿命を一括して管理することができる。寿命を示す表示画面は半導体レーザ1011、1012、1013、……ごとに逐次切り替えて表示するようにしてもよいし、半導体レーザ1011、1012、1013、……の総数が比較的少ない場合には、これらを画面分割で表示するようにしてもよい。また、寿命の近づいた半導体レーザ101のみを特定の画面あるいは特定の画像表示領域に専用で表示して交換を促すようにしてもよい。
【0050】
<第1の実施例の第2の変形例>
【0051】
図6は本発明の第1の実施例の第2の変形例でサーバが表示する表示内容を示したものである。第1の実施例の図2のステップS146では、新たな設定温度Tsetを設定した段階でサーバ122(図1参照)に対して半導体レーザ101の使用開始時からの経過時間tと、誤差Δλmonの他に(2)式で示した温度ΔTおよび半導体レーザ101の駆動電流Iを送出した。第2の変形例では、図4における波長ずれの経年変化を示した曲線181だけでなく半導体レーザ101の駆動電流の値の変動の様子を示した曲線182ならびにサーバ122にデータの送信を行うたびに送られる温度ΔTを基にして、(2)式で計算される設定温度Tsetの経時的な変化を示すことにしている。
【0052】
したがって、半導体レーザ101の寿命の管理を行う者は、曲線181だけでなく、他の曲線381、382の変化を参考に寿命の予測を行うことができる。たとえば、半導体レーザ101の駆動電流Iの変化量が一定以上になったり、温度Tの変化量が一定以上になったことをもって、寿命の決定の際の判断材料とすることができる。
【0053】
<第1の実施例の第3の変形例>
【0054】
図7は本発明の第1の実施例の第3の変形例として半導体レーザ劣化監視装置を使用した光通信システムの構成の概要を表わしたものである。この光通信システムで、送信側に配置された図示しない光伝送装置に接続された光送信機400内の各光送信部4011〜401Nから送り出された波長λ1〜λNのNチャネル分の光信号は光マルチプレクサ(MUX)部402で多重された後、ブースタアンプ403で増幅されて光伝送路404に送り出される。多重化された光信号405はインラインアンプ406で適宜増幅された後、プリアンプ407を経て光デマルチプレクサ(DMUX)408で元の波長λ1〜λNに分離され、光受信機409内の各光受信部4101〜410Nの内の対応するもので受信される。
【0055】
光送信機400は、図5に示した第1の変形例と同一構成のDSP112A、波長ロッカ114および光カプラ115を実質的に備えており、サーバ122Bにデータ123B1を送出するようになっている。ここでは、図5の半導体レーザ1011、1012、1013、……が図7の光送信部4011〜401Nに対応している。サーバ122Bは光送信機400からだけではなく、図示しない同一構成の他の光送信機からデータ123B2〜データ123BNの供給を受けるようになっており、複数の光通信システムにおける膨大な数の図示しない半導体レーザの寿命あるいは劣化の監視を行うようになっている。
【0056】
図8は、このような光通信システムに採用される半導体レーザ劣化監視装置のディスプレイに表示されるモニタ画面の一例を示したものである。ディスプレイ451にはそれぞれの光通信システムにおける全チャネルの半導体レーザのモニタ結果が表示されるようになっている。ここではAシステムという1つの光通信システムを構成する160チャネルCH1〜CH160のモニタ結果が表示されている。
【0057】
実施例の図4で示した特性図から寿命を判別された各半導体レーザは、寿命に至るまでの使用可能な年月に応じて複数のグループに分類され、図では示していないがチャネルを表示した各文字あるいは背景色がグループごとの色で表示されるようになっている。
【0058】
なお、これら表示された各チャネルの文字をクリックする等によって、該当する半導体レーザについて図4に示した特性図を個別に表示させることも可能である。また、この図8ではチャネル番号順に各半導体レーザの状態を表示することにしたが、寿命が近づいた順に表示させるといった変形も可能である。
【0059】
<第2の実施例>
【0060】
図9は本発明の第2の実施例における半導体レーザ劣化監視装置の構成を表わしたものである。この図9で第1の実施例と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。本実施例の半導体レーザ劣化監視装置500では、半導体レーザ101の注入電流501のモニタと制御の双方を行う注入電流制御回路502が設けられている。温度制御回路部(ATC)104Cは、半導体レーザ101を予め定められた温度に制御する。本実施例では、レーザの経時劣化による波長ずれを温度ではなく、注入電流によって補正し、注入電流の補正値の累計が一定値以上になったことをもって、半導体レーザの劣化を判断する。
【0061】
図10は、DSPの動作を示したものであり、第1の実施例の図3に対応するものである。DSP112Cは半導体レーザ劣化監視装置500の電源が投入されると、その制御動作を開始し、まず注入電流制御回路502のモニタ注入電流imonが半導体レーザ101についての設定注入電流isetと等しいかどうかをチェックする(ステップS541)。モニタ注入電流imonが設定注入電流isetと等しくない場合には(N)、注入電流制御回路502による注入電流の制御によってこれらが等しくなるのを待機する。
【0062】
このようにしてモニタ注入電流imonが設定注入電流isetと等しくなったら(ステップS541:Y)、DSP112Cは波長ロッカ114等による各種情報を入力する(ステップS542)。そして、このうちの波長ロッカ114から出力される誤差データ117を用いて、目標となる波長λAと実際にモニタした波長λの誤差Δλmonが零であるかどうかを判別する(ステップS543)。これらの関係は先の第1の実施例の(1)式に示す通りとなる。
【0063】
実際にモニタした波長λが目標となる波長λAと等しい場合には(ステップS543:Y)、ステップS541に戻って処理を継続することになる(リターン)。これに対して、実際にモニタした波長λが目標となる波長λAと等しくない場合には、すなわち誤差Δλmonが零でない場合には(N)、これが零となるように、次の式(3)で示す注入電流Δiを加えた設定注入電流isetを算出する(ステップS544)。
【0064】
iset=iini+Δi ……(3)
【0065】
ただし、iiniは半導体レーザ101の注入電流の初期値iiniである。この初期値iiniは、初期設定時に半導体レーザ101(図9)の出力する波長を図示しない波長計で見ながら決定し、図示しないキーボードあるいは操作パネルからDSP112Cに対して入力したものである。
【0066】
DSP112Cは、(3)式で算出した設定注入電流isetを注入電流データ504として注入電流制御回路502に送出する(ステップS545)。そして、半導体レーザ101の使用開始時からの経過時間tと、誤差Δλmon等をサーバ122に送出して(ステップS546)、処理を再びステップS541に戻す(リターン)。
【0067】
なお、半導体レーザ101の使用開始時からの経過時間tをサーバ122C側が管理しておりその時間を知っている場合にはこれについてサーバ122Cに送信する必要はない。
【0068】
このように半導体レーザ劣化監視装置500は、半導体レーザ101の注入電流が設定注入電流isetと最初に等しくなった時点で駆動電流I等の各種情報を取得し、モニタした波長λが目標となる波長λAと等しい場合にはその状態で注入電流制御回路502等による注入電流が一定になるような制御を続行する。そして半導体レーザ101の経年変化等によってモニタした波長λが目標となる波長λAと等しくなくなった場合あるいは両者の差がある許容値を超えるようになった場合には新たな設定注入電流isetを算出し、この状態でサーバ122Cに現状の所定のデータを送信することになる。
【0069】
たとえば半導体レーザ101が新品の場合には、ステップS543でモニタした波長λが目標となる波長λAと食い違うようになるまで、製品にもよるが通常の場合には数年の時間が経過する。それまでの間、サーバ122CはDSP112Cからデータを受信しないので、この間は他の仕事に専念することになる。そして、DSP112CからステップS546で示したデータが送られてきた段階で、該当する半導体レーザ101の寿命を予測する制御を行う。
【0070】
本実施例のサーバ122C側の制御は図3に示した第1の実施例における制御と本質的に相違しない。そこでこれについての説明は省略する。
【0071】
<その他の変形例>
【0072】
また、半導体レーザの駆動電流の増加を検出して、駆動電流が所定量以上ずれるようになる日時を半導体レーザの劣化しきい値として、寿命を表示することも可能である。すなわち、半導体レーザの経時劣化にかかわらず、APC制御を行うことで同じ光出力パワーを保つようにすると、半導体レーザの駆動電流を増加させていく必要がある。半導体レーザの駆動電流と波長ずれの関係は、半導体レーザによって多少のばらつきがあるものの、だいたい同じと見なせる。駆動電流の増加によって、波長のずれが生じるので、駆動電流の増加の程度を寿命の判別または表示に利用することができることになる。一例を挙げると、半導体レーザの駆動電流が10mA(ミリアンペア)増大したときに、波長は0.1nm(ナノメータ)だけずれるとする。そのとき、電流の増加をモニタしていき、電流がたとえば10mA増大する日時をLD劣化閾値として、寿命を表示することが可能である。この変形例の場合には、温度を調整して波長のずれを補正する必要はない。
【0073】
なお、本発明の実施例および変形例ではCPUあるいはDSPとサーバを使用して半導体レーザの劣化あるいは寿命の監視を行ったが、このように制御を2つに分けて行わず、例えば単一のCPUあるいはDSPを用いてグラフの作成や寿命の予測までを一貫して行うことも可能である。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1〜請求項7記載の発明によれば、半導体レーザの使用を開始してから比較的短い期間が経過した時点で履歴データを基にしてその劣化の進行や初期不良をチェックすることができる。更に、特性不一致判別手段が目標値と一致していないと判別するたびに、履歴データが追加されていくので、次第に精度の高い監視を行うことができる。
【0075】
また請求項2または請求項4記載の発明によれば、グラフ表示手段が、履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを基にして半導体レーザの劣化の様子をグラフに表示するので、劣化の進行を視覚的に把握することができる。したがって、その半導体レーザをいつ交換すべきかを判別することができ、効率的あるいは経済的な交換が可能になる。
【0076】
更に請求項5記載の発明によれば、グラフ表示を行ったときに履歴データを示した座標点を通る曲線を表示するので、将来の劣化の状態を予測表示することができる。このとき、この曲線が半導体レーザの所定の特性で劣化を示す劣化値に到達する点に対応する時間を示すことで、寿命等を簡単に判別することができる。
【0077】
また請求項7記載の発明によれば、波長分割多重伝送を行う場合のように複数の半導体レーザを使用する場合にこれらの劣化の進行を時分割等で監視するので、ハードウェアを節約し、経済的な半導体レーザ劣化監視装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における半導体レーザ劣化監視装置の構成を表わしたブロック図である。
【図2】本実施例のDSPの制御の様子を表わした流れ図である。
【図3】本実施例でDSPからデータの送信があった場合のサーバ側の処理の流れを表わした流れ図である。
【図4】本実施例でサーバによって表示された経過時間tと累積λdevの特性の一例を示した特性図である。
【図5】本発明の第1の実施例の第1の変形例における半導体レーザ劣化監視装置の構成を表わしたブロック図である。
【図6】本発明の第1の実施例の第2の変形例でサーバが表示する表示内容を示した特性図である。
【図7】本発明の第1の実施例の第3の変形例における半導体レーザ劣化監視装置を使用した光通信システムの構成の概要を表わしたシステム構成図である。
【図8】第3の変形例における半導体レーザ劣化監視装置のディスプレイに表示されるモニタ画面の一例を示した要部平面図である。
【図9】本発明の第2の実施例における半導体レーザ劣化監視装置の構成を表わしたブロック図である。
【図10】第2の実施例におけるDSPの動作を示した流れ図である。
【符号の説明】
100、100A、500 半導体レーザ劣化監視装置
101 半導体レーザ(LD)
102 ペルチェ素子(PE)
103 サーミスタ(TH)
104 温度制御回路部(ATC)
106 パワー一定制御回路(APC)
112、112A、112C DSP
114 波長ロッカ
115 光カプラ
122、122A、122B、122C サーバ
451 ディスプレイ
502 注入電流制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser deterioration monitoring device that monitors the deterioration of a semiconductor laser.
[0002]
[Prior art]
With the spread of communication networks such as the Internet and an increase in the amount of transmitted data, there is an increasing demand for an increase in transmission capacity of the transmission path. Under such a background, a WDM (wavelength division multiplex) optical transmission system has attracted attention. In this system, in order to increase the transmission capacity, the number of multiplexed wavelengths is increasing to 160 waves or more. Along with this, the wavelength interval is also narrowed, and therefore semiconductor lasers are required to have long-term wavelength stability.
[0003]
Therefore, a technique has been proposed in which a monitor voltage proportional to the drive current of the semiconductor laser is detected, and deterioration is determined when this voltage exceeds a reference voltage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional semiconductor laser deterioration monitoring apparatus, the deterioration cannot be determined unless the semiconductor laser deterioration has progressed to some extent. In order to perform replacement immediately when a deterioration warning is issued, replacement semiconductor lasers must always be prepared for each wavelength. This requires a lot of backups and is very uneconomical.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor laser deterioration monitoring device that can grasp the progress of deterioration of individual semiconductor lasers and predict the lifetime, and aims to operate the WDM transmission apparatus economically.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, (a) a constant temperature control circuit for controlling the temperature of the semiconductor laser to a set temperature, (b) time measuring means for measuring a usage time from the start of use of the semiconductor laser, and (c) A characteristic for determining whether or not a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is different from the target value when a new set temperature is given and the temperature control circuit reaches the new set temperature by the temperature control circuit. Non-coincidence determining means, (d) error calculating means for obtaining an error from the target value when it is determined that the characteristic mismatch determining means does not match the target value, and (e) from the start of use of the semiconductor laser. History data creating means for creating history data in which the accumulated value of errors by the error calculating means and the corresponding usage time of the semiconductor laser are respectively paired; The semiconductor laser deterioration monitoring device includes a usage time determination means for determining a usage time until the above-described predetermined characteristics of the semiconductor laser reach a deterioration value indicating the deterioration of the semiconductor laser using the respective history data created in Provide.
[0007]
That is, according to the first aspect of the present invention, when a new set temperature is given to the temperature constant control circuit for controlling the temperature of the semiconductor laser to the set temperature, the temperature of the semiconductor laser is controlled to this set temperature based on this. The characteristic mismatch determining means determines whether or not a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is different from a target value when the semiconductor laser reaches the set temperature. For example, it is determined whether or not the wavelength output from the semiconductor laser matches the target value. When it is determined that it does not match the target value, an error with the target value is obtained by the error calculating means, and the accumulated value of the error by the error calculating means from the start of use of the semiconductor laser by the history data generating means and the corresponding value. History data in which the usage times of the semiconductor lasers are paired is created. That is, each time the characteristic mismatch determination means determines that the target value does not match, history data is added. The usage time determination means determines the usage time until the predetermined characteristic of the semiconductor laser reaches a degradation value indicating the degradation of the semiconductor laser, using each history data created by the history data creation means. Become.
[0008]
Thus, according to the first aspect of the present invention, since the state of deterioration of the semiconductor laser can be grasped by using each history data created by the history data creating means, it is determined when the semiconductor laser should be replaced. Can be exchanged efficiently and economically.
[0009]
In the invention described in
[0010]
That is, according to the second aspect of the present invention, a new set temperature is given to the constant temperature control circuit that controls the temperature of the semiconductor laser to the set temperature, and when the temperature of the semiconductor laser is controlled to the set temperature based on the set temperature. The characteristic mismatch determining means determines whether or not a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is different from a target value when the semiconductor laser reaches the set temperature. For example, it is determined whether or not the wavelength output from the semiconductor laser matches the target value. When it is determined that it does not match the target value, an error with the target value is obtained by the error calculating means, and the accumulated value of the error by the error calculating means from the start of use of the semiconductor laser by the history data generating means and the corresponding value. History data in which the usage times of the semiconductor lasers are paired is created. That is, each time the characteristic mismatch determination means determines that the target value does not match, history data is added. The graph display means displays each history data created by the history data creation means as a graph with the error and the usage time in the predetermined characteristics as coordinate axes.
[0011]
Thus, in the invention described in
[0012]
According to a third aspect of the present invention, (a) an injection current control circuit for controlling the injection current for the semiconductor laser to a predetermined set injection current value, and (b) a time measuring means for measuring the use time from the start of use of the semiconductor laser. (C) when a new set injection current value is given and the injection current constant control circuit reaches the new set injection current value, a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is set to this setting. Characteristic mismatch determination means for determining whether or not the target value is different from the target value when the temperature is reached, and (d) an error from the target value when it is determined that the characteristic mismatch determination means does not match the target value. (E) history data in which the accumulated value of error by the error calculation means from the start of use of the semiconductor laser and the corresponding use time of the semiconductor laser are respectively paired. (F) using the history data created by the history data creating means until the predetermined characteristics of the semiconductor laser reach a degradation value indicating degradation of the semiconductor laser. The semiconductor laser deterioration monitoring device is provided with a usage time determination means for determining the usage time.
[0013]
That is, in the third aspect of the invention, a new set injection current value is given to the injection current control circuit that controls the injection current to the semiconductor laser (different from the driving current of the semiconductor laser) to a predetermined set injection current value. When the injection current of the semiconductor laser is controlled to the set injection current value based on the above, is a predetermined characteristic predetermined for this semiconductor laser different from a target value determined for each semiconductor laser? Whether or not it is determined by the characteristic mismatch determination means. For example, it is determined whether or not the wavelength output from the semiconductor laser matches the target value. When it is determined that it does not match the target value, an error with the target value is obtained by the error calculating means, and the accumulated value of the error by the error calculating means from the start of use of the semiconductor laser by the history data generating means and the corresponding value. History data in which the usage times of the semiconductor lasers are paired is created. That is, each time the characteristic mismatch determination means determines that the target value does not match, history data is added. The usage time determination means determines the usage time until the predetermined characteristic of the semiconductor laser reaches a degradation value indicating the degradation of the semiconductor laser, using each history data created by the history data creation means. Become.
[0014]
In this way, in the invention described in claim 3, since it is possible to grasp the state of deterioration of the semiconductor laser using each history data created by the history data creating means, it is determined when the semiconductor laser should be replaced. Can be exchanged efficiently and economically.
[0015]
In the invention described in
[0016]
That is, in the invention described in
[0017]
Thus, in the invention described in
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser deterioration monitoring device according to the second or fourth aspect, the graph display means displays a curve passing through the coordinate point indicating each history data, and the curve is a semiconductor. It is characterized in that the usage time to reach a degradation value indicating degradation with a predetermined characteristic of the laser is also displayed.
[0019]
That is, in the invention according to claim 5, the semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the predetermined characteristic is a wavelength output from the semiconductor laser, and an error calculated by the error calculating means is It is characterized by a wavelength error from the target value.
[0021]
According to a seventh aspect of the invention, in the semiconductor laser deterioration monitoring device according to any one of the first to fourth aspects, the semiconductor laser deterioration monitoring device further comprises means for sequentially monitoring the deterioration of a plurality of semiconductor lasers with different processing times. Yes.
[0022]
That is, in the invention described in claim 7, when a plurality of semiconductor lasers are used as in the case of performing wavelength division multiplex transmission, it is necessary to prepare a replacement package more than necessary by monitoring the progress of these deteriorations. Not economical.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
[0027]
<First embodiment>
[0028]
FIG. 1 shows the configuration of a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor laser (LD) 101 of the semiconductor laser
[0029]
The semiconductor laser
[0030]
The
[0031]
FIG. 2 shows the operation of the DSP. When the power of the semiconductor laser
[0032]
In this way, the monitor temperature T mon Is set temperature T set (Step S141: Y), the
Δλ mon = Λ-λ A ...... (1)
[0033]
The wavelength λ that is actually monitored is the target wavelength λ A (Step S143: Y), the process returns to step S141 to continue the process (return). On the other hand, the actually monitored wavelength λ is the target wavelength λ. A I.e., the error Δλ mon Is not zero (N), the set temperature T to which the temperature ΔT shown in the following equation (2) is added so that it is zero set Is calculated (step S144).
[0034]
T set = T ini + ΔT (2)
[0035]
T ini Is the initial temperature T of the
[0036]
The
[0037]
If the
[0038]
As described above, in the semiconductor laser
[0039]
For example, when the
[0040]
FIG. 3 shows a processing flow on the server side when data is transmitted from the DSP. The
[0041]
And the elapsed time t held until now and the cumulative λ dev A graph is displayed based on the pair (step S163). In this graph, the elapsed time t expressed as each pair is represented on the x-axis, and the cumulative λ dev Are expressed on the y-axis, and the elapsed time when the curve connecting these points becomes the limit value of the wavelength shift is predicted as the lifetime.
[0042]
FIG. 4 shows the elapsed time t displayed by the server and the cumulative λ dev An example of the characteristic is shown. The
[0043]
For example, it is assumed that the LD degradation determination threshold is when the wavelength of the
[0044]
Of course, life or remaining life t remain The point d obtained as reference data is 1 , D 2 , D 3 The more you have, the more accurate it becomes. For example, the first point d 1 It is possible to predict the life more accurately when more points d are obtained for the
[0045]
<First Modification of First Embodiment>
[0046]
FIG. 5 shows the configuration of the semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to the first modification of the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. In the semiconductor laser
[0047]
In FIG. 5, the Peltier element (PE) 102 and thermistor (TH) 103 for the semiconductor laser shown in FIG. Is omitted. These are the
[0048]
In the semiconductor laser
[0049]
Therefore, the
[0050]
<Second Modification of First Embodiment>
[0051]
FIG. 6 shows display contents displayed by the server in the second modification of the first embodiment of the present invention. In step S146 of FIG. 2 of the first embodiment, a new set temperature T set Is set to the server 122 (see FIG. 1), the elapsed time t from the start of use of the
[0052]
Therefore, a person who manages the lifetime of the
[0053]
<Third Modification of First Embodiment>
[0054]
FIG. 7 shows an outline of the configuration of an optical communication system using a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus as a third modification of the first embodiment of the present invention. In this optical communication system, each
[0055]
The
[0056]
FIG. 8 shows an example of a monitor screen displayed on the display of the semiconductor laser deterioration monitoring apparatus employed in such an optical communication system. On the
[0057]
Each semiconductor laser whose lifetime has been determined from the characteristic diagram shown in FIG. 4 of the embodiment is classified into a plurality of groups according to the years that can be used until the lifetime is reached. Each character or background color is displayed in a color for each group.
[0058]
It is also possible to individually display the characteristic diagram shown in FIG. 4 for the corresponding semiconductor laser by clicking the characters of the displayed channels. In FIG. 8, the states of the semiconductor lasers are displayed in the order of the channel numbers. However, it is possible to make a modification in which the states are displayed in the order in which the lifetimes approach.
[0059]
<Second embodiment>
[0060]
FIG. 9 shows the configuration of a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In the semiconductor laser
[0061]
FIG. 10 shows the operation of the DSP and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. When the power of the semiconductor laser
[0062]
In this way, the monitor injection current i mon Is the set injection current i set (Step S541: Y), the DSP 112C inputs various information from the
[0063]
The wavelength λ that is actually monitored is the target wavelength λ A (Step S543: Y), the process returns to step S541 and the process is continued (return). On the other hand, the actually monitored wavelength λ is the target wavelength λ. A I.e., the error Δλ mon Is not zero (N), the set injection current i obtained by adding the injection current Δi shown in the following equation (3) so that it becomes zero set Is calculated (step S544).
[0064]
i set = I ini + Δi (3)
[0065]
However, i ini Is the initial value i of the injection current of the
[0066]
The DSP 112C uses the set injection current i calculated by the equation (3). set Is sent to the injection
[0067]
When the
[0068]
As described above, in the semiconductor laser
[0069]
For example, when the
[0070]
The control on the
[0071]
<Other variations>
[0072]
Further, it is possible to detect the increase in the driving current of the semiconductor laser and display the lifetime by using the date and time when the driving current is shifted by a predetermined amount or more as the deterioration threshold of the semiconductor laser. That is, if the same optical output power is maintained by performing APC control regardless of the deterioration of the semiconductor laser over time, it is necessary to increase the drive current of the semiconductor laser. The relationship between the driving current of the semiconductor laser and the wavelength shift can be regarded as almost the same, although there are some variations depending on the semiconductor laser. Since the wavelength shift occurs due to the increase of the drive current, the degree of increase of the drive current can be used for the life determination or display. For example, when the driving current of the semiconductor laser is increased by 10 mA (milliampere), the wavelength is shifted by 0.1 nm (nanometer). At that time, the increase in current can be monitored, and the life can be displayed using the date and time when the current increases, for example, 10 mA as the LD degradation threshold. In the case of this modification, it is not necessary to adjust the temperature to correct the wavelength shift.
[0073]
In the embodiments and modifications of the present invention, the deterioration or life of the semiconductor laser is monitored using a CPU or DSP and a server. However, the control is not divided into two in this way. It is also possible to consistently perform graph creation and life prediction using a CPU or DSP.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to seventh aspects of the present invention, when a relatively short period has elapsed since the start of the use of the semiconductor laser, the progress of deterioration or initial failure is based on the history data. Can be checked. Furthermore, since the history data is added each time the characteristic mismatch determination means determines that it does not match the target value, it is possible to gradually monitor with high accuracy.
[0075]
According to the invention of
[0076]
According to the fifth aspect of the present invention, since the curve passing through the coordinate point indicating the history data is displayed when the graph is displayed, the state of future deterioration can be predicted and displayed. At this time, the lifetime and the like can be easily determined by indicating the time corresponding to the point at which this curve reaches the deterioration value indicating the deterioration with the predetermined characteristics of the semiconductor laser.
[0077]
Further, according to the invention described in claim 7, when a plurality of semiconductor lasers are used as in the case of performing wavelength division multiplex transmission, since the progress of these deteriorations is monitored by time division or the like, hardware is saved, An economical semiconductor laser deterioration monitoring device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing how a DSP of this embodiment is controlled.
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing on the server side when data is transmitted from the DSP in this embodiment.
FIG. 4 shows elapsed time t and cumulative λ displayed by the server in the present embodiment. dev It is a characteristic view showing an example of the characteristic.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus in a first modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing display contents displayed by the server in a second modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a system configuration diagram showing an outline of a configuration of an optical communication system using a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus according to a third modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a main part plan view showing an example of a monitor screen displayed on a display of a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus in a third modified example.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a semiconductor laser deterioration monitoring apparatus in a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the DSP in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
100, 100A, 500 Semiconductor laser degradation monitoring device
101 Semiconductor laser (LD)
102 Peltier element (PE)
103 Thermistor (TH)
104 Temperature control circuit (ATC)
106 Power constant control circuit (APC)
112, 112A, 112C DSP
114 wavelength rocker
115 Optical coupler
122, 122A, 122B, 122C server
451 display
502 Injection Current Control Circuit
Claims (7)
この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、
新たな設定温度が与えられ前記温度制御回路が前記半導体レーザを新たな設定温度に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、
この特性不一致判別手段が前記目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、
前記半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの前記使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、
この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて前記半導体レーザの前記所定の特性が半導体レーザの劣化を示す劣化値に到達するまでの使用時間を判定する使用時間判定手段
とを具備することを特徴とする半導体レーザ劣化監視装置。A temperature control circuit for controlling the temperature of the semiconductor laser to a set temperature;
A time measuring means for measuring the usage time from the start of use of the semiconductor laser;
When a new set temperature is applied and the temperature control circuit causes the semiconductor laser to reach a new set temperature, a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is set for each semiconductor laser. Characteristic mismatch determination means for determining whether or not the value differs,
Error calculating means for obtaining an error from the target value when it is determined that the characteristic mismatch determining means does not match the target value;
History data creating means for creating history data in which the accumulated value of the error by the error calculation means from the start of use of the semiconductor laser and the corresponding use time of the semiconductor laser are paired;
Use time determining means for determining a use time until the predetermined characteristic of the semiconductor laser reaches a deterioration value indicating deterioration of the semiconductor laser, using each history data generated by the history data generating means; A semiconductor laser deterioration monitoring device.
この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、
新たな設定温度が与えられ前記温度制御回路が前記半導体レーザを新たな設定温度に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、
この特性不一致判別手段が前記目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、
前記半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの前記使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、
この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを、前記所定の特性における誤差と使用時間をそれぞれ座標軸にしたグラフ上に表示するグラフ表示手段
とを具備することを特徴とする半導体レーザ劣化監視装置。A temperature control circuit for controlling the temperature of the semiconductor laser to a set temperature;
A time measuring means for measuring the usage time from the start of use of the semiconductor laser;
When a new set temperature is applied and the temperature control circuit causes the semiconductor laser to reach a new set temperature, a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is set for each semiconductor laser. Characteristic mismatch determination means for determining whether or not the value differs,
Error calculating means for obtaining an error from the target value when it is determined that the characteristic mismatch determining means does not match the target value;
History data creating means for creating history data in which the accumulated value of the error by the error calculation means from the start of use of the semiconductor laser and the corresponding use time of the semiconductor laser are paired;
Semiconductor laser deterioration monitoring, comprising: graph display means for displaying each history data created by the history data creating means on a graph with an error in the predetermined characteristic and a usage time as coordinate axes, respectively. apparatus.
この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、
新たな設定注入電流値が与えられ前記注入電流制御回路が前記半導体レーザを新たな設定注入電流値に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、
この特性不一致判別手段が前記目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、
前記半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの前記使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、
この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを用いて前記半導体レーザの前記所定の特性が半導体レーザの劣化を示す劣化値に到達するまでの使用時間を判定する使用時間判定手段
とを具備することを特徴とする半導体レーザ劣化監視装置。An injection current control circuit for controlling the injection current for the semiconductor laser to a predetermined set injection current value;
A time measuring means for measuring the usage time from the start of use of the semiconductor laser;
When a new set injection current value is given and the injection current control circuit causes the semiconductor laser to reach a new set injection current value, a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is applied to each semiconductor laser. Characteristic mismatch determination means for determining whether or not the target value determined by
Error calculating means for obtaining an error from the target value when it is determined that the characteristic mismatch determining means does not match the target value;
History data creating means for creating history data in which the accumulated value of the error by the error calculation means from the start of use of the semiconductor laser and the corresponding use time of the semiconductor laser are paired;
Use time determining means for determining a use time until the predetermined characteristic of the semiconductor laser reaches a deterioration value indicating deterioration of the semiconductor laser, using each history data generated by the history data generating means; A semiconductor laser deterioration monitoring device.
この半導体レーザの使用開始からの使用時間を計測する計時手段と、
新たな設定注入電流値が与えられ前記注入電流制御回路が前記半導体レーザを新たな設定注入電流値に到達させた段階で、この半導体レーザについて予め定められた所定の特性が個々の半導体レーザに対して定められた目標値と相違しているかどうかを判別する特性不一致判別手段と、
この特性不一致判別手段が前記目標値と一致していないと判別したときその目標値との誤差を求める誤差演算手段と、
前記半導体レーザの使用開始からの誤差演算手段による誤差の累積値とそれに対応する半導体レーザの前記使用時間をそれぞれ対にした履歴データを作成する履歴データ作成手段と、
この履歴データ作成手段で作成されたそれぞれの履歴データを、前記所定の特性における誤差と使用時間をそれぞれ座標軸にしたグラフ上に表示するグラフ表示手段
とを具備することを特徴とする半導体レーザ劣化監視装置。An injection current control circuit for controlling the injection current for the semiconductor laser to a predetermined set injection current value;
A time measuring means for measuring the usage time from the start of use of the semiconductor laser;
When a new set injection current value is given and the injection current control circuit causes the semiconductor laser to reach a new set injection current value, a predetermined characteristic predetermined for the semiconductor laser is applied to each semiconductor laser. Characteristic mismatch determination means for determining whether or not the target value determined by
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Semiconductor laser deterioration monitoring, comprising: graph display means for displaying each history data created by the history data creation means on a graph with an error in the predetermined characteristic and a usage time as coordinate axes, respectively. apparatus.
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