(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光入力のモードを維持することが可能な半導体光増幅器、光出力装置、および距離計測装置を提供すること。【解決手段】レーザ光を出射する光源部と、基板３０上に形成されるとともに、光源部から基板の基板面に沿い予め定めた方向に延伸して形成された活性領域３４を備え、光源部から予め定めた方向に伝播する伝播光を増幅し、増幅した伝播光を基板面と交差する方向に出射光Ｌｆとして出射する光増幅部１０と、を含み、レーザ光の波長が、活性領域が有する利得スペクトルのピーク波長よりも長波長側の波長となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源部と、
基板上に形成されるとともに、前記光源部から前記基板の基板面に沿い予め定めた方向に延伸して形成された活性領域を備え、前記光源部から前記予め定めた方向に伝播する伝播光を増幅し、増幅した前記伝播光を前記基板面と交差する方向に出射光として出射する光増幅部と、を含み、
前記レーザ光の波長が、前記活性領域が有する利得スペクトルのピーク波長よりも長波長側の波長である
半導体光増幅器。
【請求項２】
前記レーザ光の波長が、前記利得スペクトルにおいて前記ピーク波長における利得の１／１０以下の利得となる波長である
請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項３】
前記光源部は、前記半導体光増幅器の外部に設けられた光源であり、
前記光源部から出射された光を前記半導体光増幅器内に入力させる入力部をさらに含む  請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項４】
前記入力部は、前記半導体光増幅器の一部を削除した部分に設けられている
請求項３に記載の半導体光増幅器。
【請求項５】
前記光源部は、前記光増幅部と一体に形成されている
請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項６】
前記光源部は、前記レーザ光の波長を制御する制御部を備える
請求項５に記載の半導体光増幅器。
【請求項７】
前記レーザ光のモードと前記出射光のモードとが同じモードである
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体光増幅器。
【請求項８】
前記モードが、シングルモードである
請求項７に記載の半導体光増幅器。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器から出射された光を集光する集光部と、を含む
光出力装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器から出射され、被測定対象物で反射した反射光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した反射光に基づき、前記被測定対象物までの距離を計測する計測部と、を含む
距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光増幅器、光出力装置、および距離計測装置に関し、特に分布ブラッグ反射鏡による導波路を用いた半導体光増幅器、該半導体光増幅器を用いた光出力装置、および距離計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、分布ブラッグ反射鏡導波路を用いた半導体光増幅器に関連して、基板上に形成された発光部と、発光部から基板の基板面に沿って延伸され、発光部より延伸方向の長さが長く、発光部から延伸方向に伝播する光を増幅するとともに延伸方向に沿って形成された光出射部から増幅された光を出射する光増幅部と、を有する半導体積層構造体を複数備え、複数の半導体積層構造体は、それぞれの光増幅部の延伸方向がお互いに略平行となるように配置された発光素子アレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０３２７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、種光の波長を考慮しない場合と比較して、レーザ光入力のモードを維持することが可能な半導体光増幅器、光出力装置、および距離計測装置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】
【０００５】
第１態様に係る半導体光増幅器は、レーザ光を出射する光源部と、基板上に形成されるとともに、前記光源部から前記基板の基板面に沿い予め定めた方向に延伸して形成された活性領域を備え、前記光源部から前記予め定めた方向に伝播する伝播光を増幅し、増幅した前記伝播光を前記基板面と交差する方向に出射光として出射する光増幅部と、を含み、  前記レーザ光の波長が、前記活性領域が有する利得スペクトルのピーク波長よりも長波長側の波長であるものである。
【０００６】
第２態様に係る半導体光増幅器は、第１態様に係る半導体光増幅器において、前記レーザ光の波長が、前記利得スペクトルにおいて前記ピーク波長における利得の１／１０以下の利得となる波長であるものである。
【０００７】
第３態様に係る半導体光増幅器は、第１態様に係る半導体光増幅器において、前記光源部は、前記半導体光増幅器の外部に設けられた光源であり、前記光源部から出射された光を前記半導体光増幅器内に入力させる入力部をさらに含むものである。
【０００８】
第４態様に係る半導体光増幅器は、第３態様に係る半導体光増幅器において、前記入力部は、前記半導体光増幅器の一部を削除した部分に設けられているものである。
【０００９】
第５態様に係る半導体光増幅器は、第１態様に係る半導体光増幅器において、前記光源部は、前記光増幅部と一体に形成されているものである。
【００１０】
第６態様に係る半導体光増幅器は、第５態様に係る半導体光増幅器において、前記光源部は、前記レーザ光の波長を制御する制御部を備えるものである。
【００１１】
第７態様に係る半導体光増幅器は、第１態様から第６態様のいずれかの態様に係る半導体光増幅器において、前記レーザ光のモードと前記出射光のモードとが同じモードであるものである。
【００１２】
第８態様に係る半導体光増幅器は、第７態様に係る半導体光増幅器において、前記モードが、シングルモードであるものである。
【００１３】
第９態様に係る光出力装置は、第１態様から第８態様のいずれかの態様に係る半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器から出射された光を集光する集光部と、を含むものである。
【００１４】
第１０態様に係る距離計測装置は、第１態様から第８態様のいずれかの態様に係る半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器から出射され、被測定対象物で反射した反射光を受光する受光部と、前記受光部が受光した反射光に基づき、前記被測定対象物までの距離を計測する計測部と、を含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
第１態様、第７態様、第９態様、および第１０態様によれば、種光の波長を考慮しない場合と比較して、レーザ光入力のモードを維持することが可能な半導体光増幅器、光出力装置、および距離計測装置が提供される、という効果を奏する。
【００１６】
第２態様によれば、レーザ光の波長が、利得スペクトルにおいてピーク波長における利得の１／１０より大きい利得となる波長である場合と比較して、レーザ光入力のモードがより維持しやすい、という効果を奏する。
【００１７】
第３態様によれば、光源部が、半導体光増幅器の外部に設けられた光源である場合において、光源部から出射された光を半導体光増幅器内に入力させる入力部をさらに含まない場合と比較して、より簡易に光源が結合される、という効果を奏する。
【００１８】
第４態様によれば、入力部を、半導体光増幅器の一部を削除しないで設ける場合と比較して、高い光結合効率が得られる、という効果を奏する。
【００１９】
第５態様によれば、光源部が、光増幅部と別体に形成されている場合と比較して、光半導体装置の構成が簡素化される、という効果を奏する。
【００２０】
第６態様によれば、光源部が、レーザ光の波長を制御する制御部を備えない場合と比較して、レーザ光の波長の設定がより容易に行える、という効果を奏する。
【００２１】
第８態様によれば、レーザ光のモードが、マルチモードである場合と比較して、レーザ光のモードがシングルモードの場合においても、レーザ光入力のモードが維持される、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体光増幅器の構成の一例を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体光増幅器の、（ａ）は特性を示す図、（ｂ）は（ａ）を正規化した図である。
【図３】第２の実施の形態に係る半導体光増幅器の構成の一例を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】第３の実施の形態に係る、（ａ）は光加工装置の一例を示すブロック図、（ｂ）は距離計測装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１および図２を参照して本実施の形態に係る半導体光増幅器１０について説明する。図１（ａ）は半導体光増幅器１０の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図１に示すように、半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＳＯＡ）１０は、光増幅部５０、および光結合部５２を備えている。
【００２５】
光増幅部５０は、光結合部５２に結合された光（種光）を増幅し、出射する機能を有する。光結合部５２は、本発明に係る「光源部」の一例である。本実施の形態に係る光増幅部５０は、一例としてＧａＡｓ系の分布ブラッグ反射鏡導波路（以下、「ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）導波路」）を用いた面出射型の光増幅部とされている。すなわち、光増幅部５０は、基板３０の裏面に形成されたＮ電極４０、基板３０上に形成された下部ＤＢＲ３２、活性領域３４、上部ＤＢＲ３６、非導電領域６０、導電領域５８、およびＰ電極１８を含んで構成されている。
【００２６】
本実施の形態では、基板３０をｎ型のＧａＡｓ基板とし、Ｎ電極４０は基板３０の裏面に設けられている。一方、本実施の形態に係る下部ＤＢＲ３２はｎ型であり、上部ＤＢＲ３６はｐ型である。半導体光増幅器１０を駆動する際には、駆動用電源の正極をＰ電極１８に印加し、負極をＮ電極４０に印加し、Ｐ電極１８からＮ電極４０に駆動電流を流す。しかしながら、基板３０、下部ＤＢＲ３２、上部ＤＢＲ３６の極性はこれに限られず、これらの極性を逆に、すなわち、基板３０をｐ型のＧａＡｓ基板とし、下部ＤＢＲ３２をｐ型、上部ＤＢＲ３６をｎ型としもよい。
【００２７】
下部ＤＢＲ３２は、以下で説明する上部ＤＢＲ３６と対になって、半導体光増幅器１０における発光に寄与する共振器を構成している。下部ＤＢＲ３２は、半導体光増幅器１０の発振波長をλ、媒質（半導体層）の屈折率をｎとした場合に、膜厚がそれぞれ０．２５λ／ｎとされかつ屈折率の互いに異なる２つの半導体層を交互に繰り返し積層して構成される多層膜反射鏡である。具体的な一例として、下部ＤＢＲ３２は、Ａｌ０．９０Ｇａ０．１Ａｓによるｎ型の低屈折率層と、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓによるｎ型の高屈折率層と、を交互に繰り返し積層することにより構成されている。
【００２８】
本実施の形態に係る活性領域３４は、例えば、下部スペーサ層、量子井戸活性領域、及び上部スペーサ層を含んで構成されてもよい（図示省略）。本実施の形態に係る量子井戸活性領域は、例えば、４層のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる障壁層と、その間に設けられた３層のＧａＡｓからなる量子井戸層と、で構成されてもよい。なお、下部スペーサ層、上部スペーサ層は、各々量子井戸活性領域と下部ＤＢＲ３２との間、量子井戸活性領域と上部ＤＢＲ３６との間に配置されることにより、共振器の長さを調整する機能とともに、キャリアを閉じ込めるためのクラッド層としての機能も有している。
【００２９】
活性領域３４上に設けられた非導電領域６０および導電領域５８はｐ型の酸化狭窄層、つまり電流狭窄層である。すなわち、非導電領域６０が酸化領域、導電領域５８が非酸化領域に対応している。導電領域５８と非道電領域６０との界面が酸化フロント５６を形成している。本実施の形態では、上部ＤＢＲ３６を構成する多層膜のうちの１層を酸化させて非導電領域６０（酸化領域）が形成され、該１層の非導電領域６０以外の領域が酸化されていない導電領域５８（非酸化領域）となっている。Ｐ電極１８からＮ電極４０に向かって流れる電流は、導電領域５８によって絞られる。なお、本実施の形態では非導電領域６０（酸化領域）を上部ＤＢＲ３６の１層に形成する形態を例示して説明するが、これに限られず上部ＤＢＲ３６の複数層に形成する形態としてもよいし、下部ＤＢＲ３２に形成する形態としてもよい。
【００３０】
上部ＤＢＲ３６は、膜厚がそれぞれ０．２５λ／ｎとされかつ屈折率の互いに異なる２つの半導体層を交互に繰り返し積層して構成される多層膜反射鏡である。具体的な一例として、上部ＤＢＲ３６は、Ａｌ０．９０Ｇａ０．１Ａｓによるｐ型の低屈折率層と、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓによるｐ型の高屈折率層と、を交互に繰り返し積層することにより構成されている。
【００３１】
本実施の形態に係る光結合部５２は、半導体光増幅器１０への入力光（種光Ｌｓ）を生成する光源を結合する部位である。本実施の形態では、図示を省略する外部光源から光ファイバ６９を介して入力光を伝播させ、光ファイバ６９の出力端を半導体光増幅器１０の光源部として機能する光結合部５２に結合させて入力光をＤＢＲ導波路に導入している。外部光源としては例えば面型発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ））を用いる。光ファイバ６９は、光の結合効率の観点から、レンズドファイバを用いてもよい。
【００３２】
ここで、本実施の形態に係るＤＢＲ導波路についてより詳細に説明する。光結合部５２から導入された種光Ｌｓは紙面左側から右側に向かう伝播方向に伝播する。この際、伝播光は、図１（ｂ）に示すように主として下部ＤＢＲ３２、活性領域３４、導電領域５８、上部ＤＢＲ３６を、所定の分布をもって伝播する。従って、「ＤＢＲ導波路」は、これらの部分を含んで構成されている。
【００３３】
ＤＢＲ導波路を用いた半導体光増幅器は、半導体基板上に設けられた一対のＤＢＲと、一対のＤＢＲの間にある活性領域および共振器スペーサ層から構成されている。ＤＢＲに挟まれた領域は光導波路として機能し、このＤＢＲ導波路内へ入力された光は斜め方向に多重反射しながらスローライト伝播する。このとき、ＤＢＲの両側に設けられたＰ電極１８、Ｎ電極４０により活性領域３４へ電流を注入すると、入力光が増幅され、基板面に対して交差する方向であってかつ伝播光のＤＢＲ導波路の伝播方向前方に傾いた方向（斜め前方方向）へ増幅ビームが出力される。図１（ｂ）では、この出力された光を「出力光Ｌｆ」として示している。
【００３４】
つまり、Ｐ電極１８、Ｎ電極４０が設けられた半導体光増幅器１０の領域（Ｐ電極１８とＮ電極４０とで挟まれた領域）は光導波路と光増幅部としての機能を併せ持ち、増幅された光は基板３０の面に対して交差する方向に出射する。すなわちＤＢＲ導波路を用いた半導体光増幅器は面出射型の半導体光増幅器を構成している。一方、この増幅部への光入力は、エッチングによりＤＢＲの一部を除去することにより反射率が低減された光入射部（光結合部５２）を作成し、外部光を斜め入射させて結合するか、半導体光増幅器の一部として光源（発光部）を横方向に集積し、光増幅部へ染み出した光を伝播させることで構成される（本実施の形態は、前者の形態。後者の形態は後述）。
【００３５】
ところで、半導体光増幅器においては、入力された光のモード（縦モード、横モード）と、出力される光のモードとの関係が問題となる場合がある。すなわち、出力光Ｌｆのモードが、種光Ｌｓのモードから変化する場合がある。例えば、種光Ｌｓをシングルモードとしても、出射光はマルチモードで出射される場合がある。これは、出力光Ｌｆのモードが制御できないことを意味し、例えばシングルモードの光を前提とするシステムでは極めて都合が悪い。
【００３６】
そこで、本発明では、種光Ｌｓの波長を、活性領域３４が有する利得スペクトルのピーク波長よりも長波長側の波長とした。このことにより、出力光Ｌｆのモードは種光Ｌｓのモードを維持し易くなるので、結果として、出力光のモード制御が容易となる。
【００３７】
図２を参照して、上記本願の構成の原理について説明する。図２（ａ）は、種光Ｌｓの波長を様々に変えた場合の出力光Ｌｆの強度スペクトルを示している。図２（ａ）に示すＳｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３、Ｓｐ４、Ｓｐ５、およびＳｐ６は、種光Ｌｓの波長が各々８３８ｎｍ、８４０ｎｍ、８４２ｎｍ、８４４ｎｍ、８４６ｎｍ、および８４８ｎｍの場合の強度スペクトルを示している。種光Ｌｓのモード（縦モード）はシングルモードとしている。また、図２（ａ）に示す強度スペクトルＳｐ０は、活性領域３４が有する利得のスペクトル（以下、「利得スペクトル」）を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＳｐ０、Ｓｐ１〜Ｓｐ５の各々ついて、強度スペクトルＳｐ６を基準に正規化した図である。なお、強度スペクトルＳｐ０は、種光Ｌｓが入力されていない状態での光出力であり、複数の波長モードが連続的に混在する。強度スペクトルＳｐ０は、光増幅部５０のＰＬ（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）に依存して発生するスペクトルであり、本実施の形態ではこのスペクトルを「利得スペクトル」と呼んでいる。
【００３８】
ここで、図２に示す強度スペクトルＳｐ１〜Ｓｐ６は、出力光Ｌｆのビーム放射角を測定し、測定したビーム放射角をスペクトルに変換して算出している。ビーム放射角の測定は、一般的なビーム拡がり角（ＦＦＰ：Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ）測定系を用いて行った。ビーム拡がり角の測定系には、サンプルを中心にセンサを回転移動させる方式と、ビームをｆθレンズに通して、拡がり角情報を位置情報へと変換し、２次元センサで受光する方式等があるが、図２に示す測定結果は後者の方式で測定した。また、ビーム放射角から波長への変換（強度スペクトルへの変換）は、以下の示す（式１）を解いて行っている。
sinθ=n×sqrt(1-(λ/λc)2)  ・・・  （式１）
ここで、θ：放射角、n：導波路屈折率、λ：種光Ｌｓの波長、λc：カットオフ波長（垂直共振波長）
なお、図２において、「強度」の単位は「cnts」（カウント／ｓ）としているが、これは、センサとして用いたＣＣＤにおいて、光電変換され蓄積された電荷の数を示す。なお、２次元センサの結果を１次元データに変換する場合は、各ラインの電荷の数を積算する。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、利得スペクトルＳｐ０に対して長波長側の強度スペクトルＳｐ４〜Ｓｐ６は、種光Ｌｓのモードが維持されて出力光Ｌｆがシングルモードとなっている。これに対し、利得スペクトルＳｐ０に対して短波長側の強度スペクトルＳｐ１〜Ｓｐ３は、種光Ｌｓのモードがシングルモードにもかかわらず、出力光Ｌｆがマルチモードとなっている。なお、シングルモード、マルチモードの判別は、メインピークとセカンドピークの強度比を用いて行っている。
【００４０】
上記のような現象は、以下のような要因によって発生していると推察される。まず、半導体光増幅器内において、種光Ｌｓが波長変換されるという要因である。すなわち、ＤＢＲ導波路における伝播モード（スローライトモード）は、垂直共振波長をカットオフ波長として、それより短い波長域では各波長ごと無限に存在し得る。（例えば、λ840nm, λ841nm, λ842nm, ・・・, λ×××等々）。理想的には、波長シングル（シングル縦モード）の光を入射すると、伝播モードも単一となることが期待されるが、実際は、伝播中の散乱などにより、エネルギー保存則を満たして、長波長の伝播モードに変換されることがあり得る。当然ながら、入射光量（種光Ｌｓの光量）のうちすべてがモード(波長)変換されるわけではなく、部分的に変換されるため、入射時は単一波長の伝播モードしかなくとも、伝播の過程で、複数の波長の伝播モードが存在してしまうという要因である。ここで、スローライトモードの光が伝播中に散乱されるのは、フォノン散乱、イオン化不純物散乱等に起因すると考えられる。例えば、種光Ｌｓの波長を840nmとすれば、伝播中の散乱によって、一例としてλ840nmとλ841nmの２つのモードに分離し、その結果２つの波長のモードそれぞれが発振する。なお、ここでいうモードは縦モードである。本実施の形態では導電領域５８の幅をシングルモード用に設計しているため、それぞれの横モードは基本モードのみとなっている。
【００４１】
さらに、別の要因として、上記の要因によって波長変換された光の波長と、利得スペクトルＳｐ０との関係が挙げられる。活性領域３４の利得スペクトルＳｐ０において、長波長側の一定の範囲の波長（以下、便宜上「長波長側の裾野」という場合がある）の波長を有する種光Ｌｓの出力光Ｌｆは、種光Ｌｓのモードのみで発振する。これは、利得スペクトルＳｐ０の傾きが負であるため、伝播の過程で長波長のモードに変換されても、その波長に対する利得強度が低く発振には至らないためと考えられる。一方、短波長側の裾野の波長を有する種光Ｌｓは、例えば種光がシングルモードでも出力光はマルチモードになってしまう。これは、利得スペクトルＳｐ０の傾きが正であるため、伝播の過程で長波長のモードに変換されると、その波長に対する利得強度が高いため、種光のモードを含む複数のモードで発振に至るためと考えられる。
【００４２】
以上の考察を勘案すると、種光Ｌｓのモードを維持した出力光Ｌｆを得るためには、種光Ｌｓの波長を利得スペクトルＳｐ０から長波長側に離間させればよいとも考えられる。しかしながら、種光Ｌｓの波長を利得スペクトルＳｐ０の範囲から、さらに長波長側に離間させていくと、種光Ｌｓに対応する利得強度が減少し、発振条件を満たすことができなくなり、種光Ｌｓを入力しない場合と同様の誘導自然放出光が放射される。このことにより、種光Ｌｓの波長の利得スペクトルＳｐ０から離間させる波長幅には一定の限界がある。種光Ｌｓの波長の、長波長側に離間可能な波長幅は、例えばノイズレベルの誘導自然放出光が発生する波長幅までと規定できる。
【００４３】
一方、ＶＣＳＥＬを用いたＳＯＡでは、種光Ｌｓの波長は、光増幅部５０の垂直共振波長（カットオフ波長）より短くする必要がある。従って、種光の波長の上限は、垂直共振波長からも制限を受ける。なお、光増幅部における垂直共振モードは、エピ構造設計によって規定される。
【００４４】
ここで、種光Ｌｓの波長と利得スペクトルＳｐ０との関係について、本発明者による実測による検討の結果によれば、種光Ｌｓの波長は、利得スペクトルＳｐ０において、ピーク強度の１/１０以下の強度となる波長に設定することが望ましいことが分かっている。種光Ｌｓの波長をこの範囲の波長とすることによって、出力光Ｌｆのモードにおいて種光Ｌｓのモードがより効率的に維持される。
【００４５】
［第２の実施の形態］
図３を参照して、本実施の形態に係る半導体光増幅器１０Ａについて説明する。図３（ａ）は半導体光増幅器１０Ａの平面図を、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ’線で切断した断面図を、各々示している。半導体光増幅器１０Ａは、半導体光増幅器１０の光結合部５２の配置された領域に、光源部として機能する、例えばＶＣＳＥＬ等の発光素子を半導体光増幅器と一体に形成した形態である。従って、同様の構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、半導体光増幅器１０Ａは、種光部６２と、光増幅部５０とに区画される。図３（ｂ）に示すように、半導体光増幅器１０Ａは、基板３０上に形成された、下部ＤＢＲ３２、活性領域３４、非導電領域６０、ｐ−ＤＢＲ６６、位相制御層６４、ｉ−ＤＢＲ６８、絶縁部５４、およびＰ電極１８−１、１８−２、基板３０の裏面に形成されたＮ電極４０を含んで構成されている。
【００４７】
種光部６２は、種光Ｌｓを発生する部位であり、本実施の形態ではＶＣＳＥＬとして構成されている。図３（ｂ）に示すように、種光部６２から発生した種光Ｌｓは、光増幅部５０に向けて伝播する。
【００４８】
ｐ−ＤＢＲ６６、およびｉ−ＤＢＲ６８は、半導体光増幅器１０における上部ＤＢＲ３６に相当する層である。ｐ−ＤＢＲ６６はｐ型であるが、ｉ−ＤＢＲ６８は不純物を含まない。
【００４９】
位相制御層６４は、ｐ−ＤＢＲとｉ−ＤＢＲとの間に形成され、種光Ｌｓの波長と、光増幅部５０における垂直共振波長との関係を調整する層である。本実施の形態では、位相制御層６４は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＯＮ）、あるいはＧａＡｓ等を用いて形成する。本実施の形態では、一例として、位相制御層６４を形成後エッチングし、位相制御層６４の膜厚を薄くすることによって種光Ｌｓの波長を制御している。
【００５０】
絶縁部５４は、種光部６２と光増幅部５０とを電気的に絶縁する層であり、本実施の形態では、一例としてイオン注入によって形成されている。
【００５１】
Ｐ電極１８−１は光増幅部５０のＰ電極であり、Ｐ電極１８−２は種光部６２のＰ電極である。
【００５２】
以上の構成を有する半導体光増幅器１０Ａは、半導体光増幅器１０において種光Ｌｓの光源が集積化された形態であり、基本的には半導体光増幅器１０と同様の機能、作用を有する。半導体光増幅器１０Ａによれば、本発明に係る半導体光増幅器の機能、作用を有する半導体光増幅器が１チップで実現される。
【００５３】
［第３の実施の形態］
次に図４を参照して、本実施の形態に係る光出力装置、および距離計測装置について説明する。図４（ａ）は本発明に係る光出力装置の一例としての光加工装置７０のブロック図を示し、図４（ｂ）は距離計測装置９０のブロック図を示している。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、光加工装置７０は、半導体光増幅器７１、および集光用のレンズ７２を備えている。半導体光増幅器７１は、例えば上記実施の形態に係る半導体光増幅器１０（または１０Ａ）である。図４（ａ）に示すように、半導体光増幅器７１から出射された光はレンズ７２によって集光され、光出力Ｐｏとして加工対象物ＯＢ１に照射されて、加工対象物ＯＢ１における加工処理が行われる。
【００５５】
一方、図４（ｂ）に示すように、距離計測装置９０は、半導体光増幅器９１、測距センサ９２、および計測部９３を備えている。半導体光増幅器９１は、例えば上記実施の形態に係る半導体光増幅器１０（または１０Ａ）である。また、測距センサ９２は、例えばフォトダイオード等の受光素子によって構成され、計測部９３は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ等の半導体素子を中心に構成されている。
【００５６】
距離計測装置９０においては、半導体光増幅器９１から出射された投光光Ｐｔが被測定物ＯＢ２（例えば、人や物）に照射され、被測定物ＯＢ２で反射された反射光が受光光Ｐｒとして測距センサ９２に入力される。測距センサ９２に入力された受光光Ｐｒは電気信号に変換され、該電気信号に基づき計測部９３において予め定められた演算処理が実行され、例えば距離計測装置９０と被測定物ＯＢ２との距離が計測される。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１０Ａ  半導体光増幅器
１８、１８−１、１８−２  Ｐ電極
３０      基板
３２      下部ＤＢＲ
３４      活性領域
３６      上部ＤＢＲ
４０      Ｎ電極
５０      光増幅部
５２      光結合部
５４      絶縁部
５６      酸化フロント
５８      導電領域
６０      非導電領域
６２      種光部
６４      位相制御層
６６      ｐ−ＤＢＲ
６８      ｉ−ＤＢＲ
６９      光ファイバ
７０      光加工装置
７１      半導体光増幅器
７２      レンズ
９０      距離計測装置
９１      半導体光増幅器
９２      測距センサ
９３      計測部
Ｌｆ      出力光
Ｌｓ      種光
Ｐｏ      光出力
Ｐｔ      投光光
Ｐｒ      受光光
ＯＢ１    加工対象物
ＯＢ２    被測定物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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