(57)【要約】【課題】波長可変レーザ、波長可変レーザ装置及びその制御方法に関し、増幅用の半導体光増幅器の出射端からのレーザ共振器内への反射戻り光の影響を低減する。【解決手段】導波路型の波長可変フィルタを形成した基板上に前記波長可変フィルタとレーザ共振器を形成する第１の半導体光増幅器を載置し、前記基板上に設けられて前記レーザ共振器内の光の一部を分岐する光分岐部により分岐された光の少なくとも一部を第２の半導体光増幅器に結合させる接続導波路上に位相制御部を設ける。【選択図】図１
2018046144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路型の波長可変フィルタを形成した基板と、
前記基板上に載置し、前記波長可変フィルタとレーザ共振器を形成する第１の半導体光増幅器と、
前記基板上に載置された第２の半導体光増幅器と、
前記基板上に設けられて前記レーザ共振器内の光の一部を分岐する光分岐部と、
前記分岐された光の少なくとも一部を前記第２の半導体光増幅器に結合させる接続導波路と
を有し、
前記接続導波路上に位相制御部を有する波長可変レーザ。
【請求項２】
前記位相制御部は、ヒータ電極である請求項１に記載の波長可変レーザ。
【請求項３】
前記導波路型の波長可変フィルタが、二重リング共振器とループミラーとを備えている請求項１または請求項２に記載の波長可変レーザ。
【請求項４】
前記ループミラーが部分反射ミラーであり、前記レーザ共振器内の光の一部を出力するための前記光分岐部として機能する請求項３に記載の波長可変レーザ。
【請求項５】
前記導波路型の波長可変フィルタが、２つのサンプルド・グレーティング分布ブラッグ反射器である請求項１または請求項２に記載の波長可変レーザ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の可変波長レーザと、
前記接続導波路上に形成された前記位相制御部に電流を注入または前記位相制御部に電圧を印加する電源と、
光分岐器で分岐された光の強度をモニタする受光素子と、
前記受光素子のモニタ値を基に前記電源の電流または電圧を制御するコントローラと
を有する波長可変レーザ装置。
【請求項７】
波長可変レーザ装置の制御方法であって、
受光素子のモニタ値が不連続に変化する点を避けるようにコントローラにより電源から位相制御部に注入する電流または前記電源から位相制御部に印加する電圧を設定する波長可変レーザ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変レーザ、波長可変レーザ装置及びその制御方法に関するものであり、例えば、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）方式などの位相情報を用いたコヒーレント光通信に適したスペクトル線幅の狭い波長可変レーザに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
基幹系の光通信ネットワークシステムでは、１ファイバ当りの伝送容量を増加させるために、複数の異なる波長の信号光を束ねて１本のファイバで伝送する波長多重通信システムが用いられている。
【０００３】
近年、１波長当りの伝送容量を増加させるために、二重偏波４位相偏移変調（ＤＰ−ＱＰＳＫ）方式など位相変調を用いた多値度の高い変調方式が採用されている。そのため、レーザ光源として高光出力、且つ、位相ノイズの原因となる波長揺らぎが小さい、即ち、スペクトル線幅が狭い波長可変レーザ光源が強く求められている。
【０００４】
スペクトル線幅が狭い波長可変レーザを実現するためには長いレーザ共振器を持つレーザが適している。これを実現するための構造として、レーザの利得媒質となる第１の半導体光増幅器と、長い導波路を含む導波路型の波長可変フィルタを組み合わせた波長可変レーザが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、図１０を参照して、従来の波長可変レーザを説明する。図１０は、従来の波長可変レーザの平面図である。光導波路基板３０に形成した導波路型フィルタ４０と光導波路基板３０のテラス部３９に載置した半導体光増幅器６０とを光導波路３３で接続してレーザ共振器を形成する。ここでは、導波路型フィルタ４０を３本の直線導波路４１,４３，４５と、２つのリング共振器４２,４４とループミラー４６で形成する。なお、直線導波路４１と２つのリング共振器４２,４４にはヒータ５１,４７,４８が設けられており、ヒータ５１により位相制御を行っている。
【０００６】
この提案では、高出力化を実現するための構造として、レーザ共振器から出射させる光を利得媒質として用いる半導体光増幅器６０とは別の半導体光増幅器７０によって増幅する構造になっている。
【０００７】
このようなレーザにおいてスペクトル線幅を劣化させる要因の一つとして、レーザ共振器外部からの反射戻り光の影響があるので、その事情を図１１を参照して説明する。図１１は、従来の波長可変レーザにおける戻り光の位相とスペクトル線幅の関係の説明図である。図１１に示すように、反射戻り光の位相がレーザ内部の位相と合っていない場合に、レーザの発振状態が不安定になりスペクトル線幅が拡大してしまう。特に、レーザの高出力化のために増幅用の半導体光増幅器７０を用いる構造において出射端に反射点が存在する場合には、反射戻り光も増幅してしまうため、その影響が顕著になり線幅の劣化も大きくなる。
【０００８】
これを避けるために、例えば、増幅用の半導体光増幅器７０の出射端面に無反射コーティングなどを施すが、端面反射を完全になくすことはできないため、反射戻り光の影響を完全に抑えることはできない。反射戻り光の位相は、波長可変レーザの発振波長や、レーザ共振器から反射点までの距離に対して敏感に変化するため、事実上ランダムに決まる。したがって、従来の高出力かつ狭線幅の波長可変レーザでは、ある一定の確率で反射戻り光によるスペクトル線幅の劣化が起こってしまう。
【０００９】
この様な問題を解決する技術として、レーザと増幅用の半導体光増幅器（第２の半導体光増幅器）との間に、戻り光の位相をコントロールするための位相制御機構が集積されている構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図１２は、従来の反射戻り光の制御構造の説明図であり、レーザアレイ１０１からのレーザ光を合波器１０２で合波したのち、光導波路１０３を介して半導体光増幅器１０５により増幅されて出力される。この時、位相制御機構を用いて反射戻り光の位相をレーザ内部の位相を合わせることにより、反射戻り光によるスペクトル線幅の劣化を抑制することが可能である。なお、ここでは、位相制御機構として、光導波路１０３上に設けた位相制御用ヒータ１０４を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１６８５００号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】“Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｈｙｂｒｉｄ Ｒｉｎｇ−Ｆｉｌｔｅｒ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒｓ”, Ｎａｏｋｉ Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ｅｔ ａｌ. Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０１５, Ｖｏｌ．３３，ｐｐ．１２４１−１２４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、位相制御機構を形成する部分の導波路は大きな吸収が発生する利得を発生する導波路ではなく、パッシブな導波路にする必要があるため、異種導波路をモノリシックに集積する必要があり、作製工程が煩雑になるという問題があった。
【００１４】
また、位相制御機構は、図１２に示すように、一般的に導波路への電流注入、あるいは、導波路近傍に形成したヒータ電極への電流注入による屈折率変化を利用してなされる。しかし、これらの電流注入による発熱に起因してレーザおよび増幅用の半導体光増幅器の特性が劣化するという問題点があった。
【００１５】
本発明は、波長可変レーザ、波長可変レーザ装置及びその制御方法において、増幅用の半導体光増幅器の出射端からのレーザ共振器内への反射戻り光の影響を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
一つの態様では、波長可変レーザは、導波路型の波長可変フィルタを形成した基板と、前記基板上に載置し、前記波長可変フィルタとレーザ共振器を形成する第１の半導体光増幅器と、前記基板上に載置された第２の半導体増幅器と、前記基板上に設けられて前記レーザ共振器内の光の一部を分岐する光分岐部と、前記分岐された光の少なくとも一部を前記第２の半導体光増幅器に結合させる接続導波路とを有し、前記接続導波路上に位相制御部を有する。
【００１７】
他の態様では、波長可変レーザ装置は、上述の可変波長レーザと、接続導波路上に形成された位相制御部に電流を注入するための電源と、光分岐器で分岐された光の強度をモニタする受光素子と、前記受光素子のモニタ値を基に前記電源の電流を制御するコントローラとを有する。
【００１８】
さらに、他の態様では、波長可変レーザ装置の制御方法は、上述の波長可変レーザ装置を、受光素子のモニタ値が不連続に変化する点を避けるようにコントローラにより電源から位相制御部に注入する電流値を設定する。
【発明の効果】
【００１９】
一つの側面として、増幅用の半導体光増幅器の出射端からのレーザ共振器内への反射戻り光の影響を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の波長可変レーザの説明図である。
【図２】本発明の実施例１の波長可変レーザの平面図である。
【図３】本発明の実施例１の波長可変レーザにおける導波路型フィルタの断面図である。
【図４】本発明の実施例１の波長可変レーザにおける半導体光増幅器の断面図である。
【図５】本発明の実施例２の波長可変レーザ装置の説明図である。
【図６】本発明の実施例２の波長可変レーザ装置における位相とＰＤモニタ値の説明図である。
【図７】本発明の実施例３の波長可変レーザの平面図である。
【図８】本発明の実施例４の波長可変レーザの平面図である。
【図９】本発明の実施例５の波長可変レーザの平面図である。
【図１０】従来の波長可変レーザの平面図である。
【図１１】従来の波長可変レーザにおける戻り光の位相とスペクトル線幅の関係の説明図である。
【図１２】従来の反射戻り光制御構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態の波長可変レーザを説明する。図１は本発明の実施の形態の波長可変レーザの説明図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。基板１１上に形成した導波路型の波長可変フィルタ１４と、基板１１上に載置した第１の半導体光増幅器２０とによりレーザ共振器を形成する。基板１１上に設けられてレーザ共振器内の光の一部を光分岐部１６で分岐し、分岐された光の少なくとも一部を接続導波路１７により、基板１１上に載置した第２の半導体増幅器２１に接続するとともに、接続導波路１７上に位相制御部であるヒータ電極１９を設ける。なお、波長可変フィルタ１４と第１の半導体光増幅器２０は光導波路１５で接続され、また、各導波路は上部クラッド層１８で覆われている。  
【００２２】
この場合の導波路型の波長可変フィルタ１４は、シリコン導波路あるいは石英系導波路により形成すれば良く、シリコン導波路を用いる場合には、基板１１として、ＳＯＩ基板を用いることによりシリコン基板を支持基板１２とし、ＢＯＸ層を下部クラッド層１３とすれば良い。
【００２３】
導波路型の波長可変フィルタ１４としては、二重リング共振器とループミラーとを備えたバーニア型の波長可変フィルタを用いても良い。或いは、ループミラーを部分反射ミラーとした構造を用いても良いし、レーザ共振器内に２つのサンプルド・グレーティング分布ブラッグ反射器（ＳＧ-ＤＢＲ）を備えたバーニア型の波長可変フィルタを用いても良い。
【００２４】
導波路型の波長可変フィルタ１４として、二重リング共振器型の波長可変フィルタ或いはサンプルド・グレーティング分布ブラッグ反射器を用いた場合には、光分岐部１６として、レーザ共振器内の導波路に挿入された導波路型の光スプリッタを用いる。光スプリッタとしては、方向性結合器、１×２多モード干渉導波路或いはＹ分岐導波路を用いることができる。
【００２５】
また、光スプリッタとして、２×２多モード干渉導波路を用いても良く、この場合には、第１の半導体光増幅器２０に接続する側の２つのポートの一方にＧｅフォトダイオード等の受光素子を接続しても良い。
【００２６】
波長可変レーザ装置を構築するには、接続導波路１７上に形成したヒータ電極１９に電流を注入するための電源と、光分岐器で分岐された光の強度をモニタする受光素子と、受光素子のモニタ値を基に電源からの電流を制御するコントローラとを設ければ良い。受光素子は、第２の半導体光増幅器２０の出力光の一部を受光する位置に設けても良い。或いは、２×２多モード干渉導波路を用いる場合には、２×２多モード干渉導波路に接続された受光素子のモニタ値を基に電源からの電流を制御すれば良い。
【００２７】
波長可変レーザ装置を駆動する場合には、受光素子のモニタ値が不連続に変化する点を避けるようにコントローラにより電源から位相制御部に注入する電流値を設定すれば良い。この場合電流値の設定を、予め測定した電流値とモニタ値の関係のデータに基づいて設定しても良いし、受光素子のモニタ値を微分することにより、リアルタイムで設定しても良い。
【００２８】
本発明の実施の形態においては、増幅用の第２の半導体光増幅器２１に接続する接続導波路１７上に位相制御部であるヒータ電極１９を設けているので、レーザ共振器の出力部と第２の半導体光増幅器２１の間に位相制御部が配置されることになる。そのため、第２の半導体光増幅器２１の出射端からのレーザ共振器内への反射戻り光の位相を変化させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明の構造では、レーザ共振器からの出力光を接続導波路１７を介して第２の半導体光増幅器２１に入射させる構造となっているため、反射戻り光の位相制御部を基板１１内に配置することが可能となる。
【００３０】
本発明のように基板１１上に位相制御部が存在する場合、位相を変化させるために位相制御部であるヒータ電極１９を駆動しても位相以外（屈折率以外）の特性、特に導波路の損失がほとんど変化しない。また、従来の半導体光増幅器に位相制御部を集積する構造と異なり位相制御部による第１の半導体光増幅器２０及び第２の半導体光増幅器２１の特性劣化などは起こらない。その結果、レーザの光出力の低下などを抑制しつつ反射戻り光の位相を制御して、スペクトル線幅の劣化を防止することが可能となる。また、基板１１上に位相制御部を形成する場合、導波路自身は特別な加工は不要であり、ウェーハ表面に簡単な工程でヒータ電極１９を形成するだけで位相制御部を集積することが可能になる。なお、位相制御部としては、上述のように位相変化時の損失変化がほとんどないヒータ電極が適切であるが、ヒータ電極以外では、例えば導波路への電流注入、電圧印加などによるキャリア密度の変化を利用する電極を用いることも可能である。但し、この場合は、光損失の変化が起こるため、レーザの光出力の制御が複雑になるという問題がある。
【実施例１】
【００３１】
次に、図２乃至図４を参照して、本発明の実施例１の波長可変レーザを説明する。図２は、本発明の実施例１の波長可変レーザの平面図であり、光導波路基板３０上に導波路型フィルタ４０を形成する。この場合の導波路型フィルタ４０は、図４に示すようにＳＯＩ基板を利用してシリコン基板３１上にＢＯＸ層３２を介して設けた単結晶Ｓｉ層を加工して直線導波路４１，４３，４５、リング共振器４２，４４及びループミラー４６を形成し、その上にＳｉＯ２を用いて上部クラッド層３８を形成する。２つのリング共振器とループミラーの組み合わせにより反射型のバーニア型波長可変フィルタとして機能する。リング共振器４２，４４上には上部クラッド層３８を介してヒータ４７，４８を設け、ＳｉＯ２保護膜５３で覆う。この時、同時に、単結晶Ｓｉ層を加工して光導波路３３、傾斜導波路３４、光スプリッタ３５、分岐導波路３６及び傾斜導波路３７を形成する。各導波路は、コア層の断面形状は幅５００ｎｍ、厚さ２５０ｎｍである。また、光スプリッタ３５としては１×２ＭＭＩを用いる。
【００３２】
また、光導波路３３上にはレーザ共振器内の縦モード制御用のヒータ５１を設け、分岐導波路３６上には反射戻り光の位相を制御する位相制御部であるヒータ（ヒータ電極）５２を設ける。ここでは、ヒータ４７，４８，５１，５２はＴｉ膜で形成する。各導波路とヒータ４７，４８，５１，５２の距離は数μｍ程度であるため効率的に導波路を加熱して、導波路の屈折率を変え、リング共振波長の制御や位相の制御を行うことができる。
【００３３】
次いで、ＢＯＸ層３２及びシリコン基板３１の一部をエッチング除去してテラス部３９を設け、このテラス部３９に半導体光増幅器６０，７０をハンダバンプを利用してフリップチップボンディングする。テラス部３９の深さは、半導体光増幅器６０，７０のＭＱＷ活性層６３，７３の位置と、傾斜導波路３４，３７の導波路位置の高さが合うように適宜調整されている。利得媒質となる半導体光増幅器６０の反射端面側には高反射率膜８１を設け、入射端面側には反射防止膜８２を設ける。一方、増幅用の半導体光増幅器７０の両端面には反射防止膜８３，８４を設ける。
【００３４】
図４は、本発明の実施例１における半導体光増幅器の断面図であり、ここでは、利得媒質用の半導体光増幅器６０を例として説明する。ｎ型ＩｎＰ基板６１上にｎ型ＩｎＰクラッド層６２、ＭＱＷ活性層６３、ｐ型ＩｎＰクラッド層６４及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層６５を順次堆積する。次いで、ｎ型ＩｎＰ基板６１に達する凹部を形成することによってストライプ状メサを形成し、ストライプ状メサの側面をＦｅドープＩｎＰ埋込層６６で埋め込む。次いで、電極形成のために開口部を有するＳｉＯ２膜６７を設け、ｎ側電極６８及びｐ側電極６９を形成する。ＭＱＷ活性層６３，７３は、ＩｎＧａＡｓＰ系の多重量子井戸構造を持ち、１５５０ｎｍ付近に利得を持つように組成や層構造が調整されている。
【００３５】
なお、利得媒質用の半導体光増幅器６０のＭＱＷ活性層６３は、図２に示すように、反射端面側が直線状となり、入射端側が反射防止のために傾斜しており、両者の間を屈曲活性層で接続する構造になっている。一方、増幅用の半導体光増幅器７０のＭＱＷ活性層７３は、中央が直線状であり、両端が反射防止のために傾斜しており、両者の間を屈曲活性層で接続する構造になっている。
【００３６】
半導体光増幅器６０の傾斜導波路３４と結合する側の導波路は、徐々に幅が狭くなる幅テーパ型のスポットサイズ変換器が形成されており、出射光のスポットサイズが拡がるようになっている。同様に傾斜導波路３４の半導体光増幅器６０と結合する部分の導波路も徐々に幅が狭くなる幅テーパ型のスポットサイズ変換器が形成されており、出射光のスポットサイズが拡がるようになっている。したがって、半導体光増幅器６０側のスポットサイズ変換器と合わせて半導体光増幅器６０と傾斜導波路３４で高い光結合効率が得られる構造となっている。なお、半導体光増幅器６０で採用されている半導体光増幅器６０と傾斜導波路３４のスポットサイズ変換器は半導体光増幅器７０と傾斜導波路３７の接合部でも同様の構造が適用される。
【００３７】
半導体光増幅器６０と導波路型フィルタ４０により形成されるレーザ共振器で発振したレーザ光は、光スプリッタ３５でその一部が分岐されて半導体光増幅器７０に入射して増幅されることにより、高い光出力を得ることが可能となる。
【００３８】
半導体光増幅器７０への接続導波路３６上には、位相制御部であるヒータ（ヒータ電極）５２が形成されている。このヒータ５２はレーザ共振器の外側にあり、レーザ出力を取り出す光スプリッタ３５と半導体光増幅器７０との間に存在する。したがって、半導体光増幅器７０の出射端面から反射してレーザ共振器内部に戻る反射戻り光の位相を制御することが可能である。このヒータ（ヒータ電極）５２を用いて、レーザ共振器内部の位相と反射戻り光の位相の関係を、線幅の劣化を引き起こさないように調整することにより、反射戻り光によるスペクトル線幅の劣化を抑制することが可能となる。
【００３９】
本発明の実施例１においては、半導体光増幅器７０に接続する分岐導波路３６上に位相制御部を設けているので、反射戻り光の位相の調整が可能となり、反射戻り光によるスペクトル線幅の劣化が起こらないように、反射戻り光の位相を調整することが可能となる。また、位相制御を行う際に、ヒータ（ヒータ電極）５２による加熱があるが、これは加熱による特性劣化がない光導波路基板３０内にヒータ（ヒータ電極）５２が形成されるため、位相を調節した際の光出力などのレーザ特性の劣化は起こらない。また、ヒータ（ヒータ電極）５２を光導波路基板３０内に作製するのに追加の工程は不要であるため、簡単に反射戻り光の位相制御部を形成することが可能になる。
【実施例２】
【００４０】
次に、図５及び図６を参照して本発明の実施例２の波長可変レーザ装置を説明するが、実施例１の波長可変レーザに、ビームスプリッタ８５、受光素子８６、コントローラ８７、光増幅器電源８８及びヒータ電源８９を設けたものである。
【００４１】
半導体光増幅器７０で増幅した出力光の一部をビームスプリッタ８５で分岐し、その出力を受光素子８６で受光する。受光素子８７による受光した光の強度のモニタ値によりコントローラ８７により半導体光増幅器６０，７０への印加電力を光増幅器電源８８で制御する。また、コントローラ８７によりヒータ４７，４８，５１，５２に対する印加電力もヒータ電源８９で制御する。
【００４２】
半導体光増幅器６０，７０およびリング共振器４２，４４のヒータ４７，４８、共振器縦モード位置制御用のヒータ５１には、所望の波長においてレーザ発振させるための駆動条件のテーブルにしたがって、その電流値がコントローラによって制御される。この状態で、反射戻り光の位相制御をするための分岐導波路３６上の位相制御部であるヒータ（ヒータ電極）５２に電流を注入すると、そのヒータ注入電力に対して周期的にＰＤのモニタ値が不連続に変化する点が発生する。
【００４３】
図６は、本発明の実施例２の波長可変レーザ装置における位相とＰＤ（受光素子）モニタ値の説明図であり、逆位相の位置でモニタ値に不連続点が発生する。この不連続点が、スペクトル線幅が劣化する位相に対応しているため、この点を避けるようにヒータ電流をコントロールすれば、反射戻り光によるスペクトル線幅の劣化を抑制することが可能となる。このような分岐導波路３６上のヒータ（ヒータ電極）５２の電流条件の調整は、レーザ製造時に評価を行ってあらかじめテーブルを作成しておくことも可能である。或いは、レーザの動作中に一度このヒータ（ヒータ電極）５２の電流値をスイープして受光素子からのモニタ値の評価結果、例えば、モニタ値の微分値の極大値をフィードバックすることも可能である。後者の場合は、レーザの経時劣化によって反射戻り光の位相状態が変動した場合でも、再度位相条件を最適化できるという利点がある。また、図６のような位相とモニタ値の関係のデータを取得した際に、位相に対する光出力の変化、特に不連続な変化の度合いがある程度以上小さい場合には、反射戻り光の影響は十分小さいと判断して、特にヒータ（ヒータ電極）５２で位相を制御しないという方針を取ることも可能である。
【実施例３】
【００４４】
次に、図７を参照して、本発明の実施例３の波長可変レーザを説明する。図７は本発明の実施例３の波長可変レーザの平面図であり、基本的構成は実施例１と同様である。この本発明の実施例３においては、実施例１におけるループミラーを部分反射ミラー５４とし、レーザ共振器からレーザ光の出力の一部を取り出す光分岐部を兼ねるようにしたものである。この場合、部分反射ミラー５４で反射しなかった光を接続導波路５５を介して半導体光増幅器７０に入射させるものであり、実施例１における光スプリッタ（３５）及び分岐導波路（３６）が不要になる。なお、位相制御部であるヒータ（ヒータ電極）５２は接続導波路５５上に設ける。
【００４５】
本発明の実施例３においても、実施例１と同様に、反射戻り光用の位相制御部を光導波路基板３０内部に配置できるため、実施例１と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００４６】
次に、図８を参照して、本発明の実施例４の波長可変レーザを説明する。図８は本発明の実施例４の波長可変レーザの平面図であり、基本的構成は上記の実施例１と同様であるが、本発明の実施例４においては、導波路型フィルタをサンプルド・グレーティング分布ブラッグ反射器（ＳＧ−ＤＢＲ）で形成したものである。この場合の導波路型フィルタ５６はＹ分岐導波路５７とＹ分岐導波路５７に接続する２つのＳＧ−ＤＢＲ５８，５９で形成され、２つのＳＧ−ＤＢＲ５８，５９のバーニア効果で波長選択がなされる。
【００４７】
本発明の実施例４においては、リング共振器以外の導波路型フィルタを用いているが、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００４８】
次に、図９を参照して、本発明の実施例５の波長可変レーザを説明する。図９は本発明の実施例５の波長可変レーザの平面図であり、基本的構成は上記の実施例１と同様であるが、本発明の実施例５においては、光スプリッタとして２×２ＭＭＩ９０を用い、半導体光増幅器６０と接続する側のポートの一方に接続導波路９１を介してモニタ用のＧｅフォトダイオード９２を接続したものである。なお、この場合のＧｅフォトダイオード９２は、接続導波路９１の接続端側の単結晶Ｓｉ層を幅広に加工し、その上にＧｅ層を積層してｐｉｎ型のフォトダイオードを形成すれば良い。
【００４９】
本発明の実施例５では、半導体光増幅器７０で増幅される前のレーザ共振器からの出力をモニタしているので、反射戻り光によるレーザの発振状態の変化を直接的にモニタすることが可能となり、精度良くスペクトル線幅が劣化する位相条件を見つけることが可能である。なお、実施例５では、光スプリッタとして２×２ＭＭＩを用いて、そのポートの一つにＧｅ−ＰＤを接続させる構造を示しているが、これ以外にも、例えば、接続導波路部分にさらにもう１つの光スプリッタを挿入し、片方を第２の光半導体光増幅器に接続し、他方をモニタ用のＧｅ−ＰＤに接続するような構成をとってもよい。ただし、実施例５の構造は、光スプリッタの全てのポートを使用しているため、レーザ光の出力を余すことなく利用していることになり、結果として、光出力効率のよいレーザを実現することが可能となる。
【００５０】
ここで、実施例１乃至実施例５を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）導波路型の波長可変フィルタを形成した基板と、前記基板上に載置し、前記波長可変フィルタとレーザ共振器を形成する第１の半導体光増幅器と、前記基板上に載置された第２の半導体光増幅器と、前記基板上に設けられて前記レーザ共振器内の光の一部を分岐する光分岐部と、前記分岐された光の少なくとも一部を前記第２の半導体光増幅器に結合させる接続導波路とを有し、前記接続導波路上に位相制御部を有する波長可変レーザ。
（付記２）前記位相制御部はヒータ電極である付記１に記載の波長可変レーザ。
（付記３）前記導波路型の波長可変フィルタが、シリコン導波路あるいは石英系導波路からなる付記１または付記２に記載の波長可変レーザ。
（付記４）前記導波路型の波長可変フィルタが、二重リング共振器とループミラーとを備えている付記１乃至付記３のいずれか１に記載の波長可変レーザ。
（付記５）前記ループミラーが部分反射ミラーであり、前記レーザ共振器内の光の一部を出力するための前記光分岐部として機能する付記４に記載の波長可変レーザ。
（付記６）前記導波路型の波長可変フィルタが、２つのサンプルド・グレーティング分布ブラッグ反射器である付記１乃至付記３のいずれか１に記載の波長可変レーザ。
（付記７）前記光分岐部が、前記レーザ共振器内の導波路に挿入された導波路型の光スプリッタである付記１乃至付記４のいずれか１に記載の波長可変レーザ。
（付記８）前記光スプリッタは、１×２の多モード干渉導波路であり、一方の側の２つのポートの一方に前記レーザ共振器内の導波路を接続し、前記２つのポートの他方に前記接続導波路を接続した付記７に記載の波長可変レーザ。
（付記９）前記光スプリッタは、２×２の多モード干渉導波路であり前記第１の半導体光増幅器を接続する側のポートの一方に導波路を介して受光素子を接続した付記７に記載の波長可変レーザ。
（付記１０）付記１乃至付記８のいずれか１に記載の可変波長レーザと、前記接続導波路上に形成された前記位相制御部に電流を注入または前記位相制御部に電圧を印加する電源と、光分岐器で分岐された光の強度をモニタする受光素子と、前記受光素子のモニタ値を基に前記電源の電流または電圧を制御するコントローラとを有する波長可変レーザ装置。
（付記１１）受光素子が、前記第２の半導体光増幅器の出力光の一部を受光する付記１０に記載の波長可変レーザ装置。
（付記１２）付記９に記載の可変波長レーザと、前記接続導波路上に形成された前記ヒータ電極に電流を注入するための電源と、前記２×２の多モード干渉導波路に接続された前記受光素子のモニタ値を基に前記電源の電流を制御するコントローラとを有する波長可変レーザ装置。
（付記１３）波長可変レーザ装置の制御方法であって、受光素子のモニタ値が不連続に変化する点を避けるようにコントローラにより電源から位相制御部に注入する電流または前記電源から位相制御部に印加する電圧を設定する波長可変レーザ装置の制御方法。
（付記１４）前記位相制御部に注入する電流の設定を、予め測定した電流値のデータに基づいて設定する付記１３に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
（付記１５）前記位相制御部に注入する電流の設定を、前記受光素子のモニタ値を微分することにより、リアルタイムで設定する付記１３に記載の波長可変レーザ装置の制御方法。
【符号の説明】
【００５１】
１１  基板
１２  支持基板
１３  下部クラッド層
１４  波長可変フィルタ
１５  光導波路
１６  光分岐部
１７  接続導波路
１８  上部クラッド層
１９  位相制御部（ヒータ電極）
２０  第１の半導体光増幅器
２１  第２の半導体光増幅器
３０  光導波路基板
３１  シリコン基板
３２  ＢＯＸ層
３３  光導波路
３４  傾斜導波路
３５  光スプリッタ
３６  分岐導波路
３７  傾斜導波路
３８  上部クラッド層
３９  テラス部
４０，５６  導波路型フィルタ
４１，４３，４５  直線導波路
４２，４４  リング共振器
４６  ループミラー
４７，４８，５１，５２  ヒータ
５３  ＳｉＯ２保護膜
５４  部分反射ミラー
５５  接続導波路
５７  Ｙ分岐導波路
５８，５９  ＳＧ-ＤＢＲ
６０，７０半導体光増幅器
６１，７１  ｎ型ＩｎＰ基板
６２，７２  ｎ型ＩｎＰ下部クラッド層
６３，７３  ＭＱＷ活性層
６４，７４  ｐ型ＩｎＰ上部クラッド層
６５，７５  ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
６６，７６  ＦｅドープＩｎＰ埋込層
６７，７７  ＳｉＯ２膜
６８，７８  ｎ側電極
６９，７９  ｐ側電極
８１  高反射率膜
８２〜８４  反射防止膜
８５  ビームスプリッタ
８６  フォトダイオード
８７  コントローラ
８８  光増幅器電源
８９  ヒータ電源
９０  ２×２ＭＭＩ
９１  接続導波路
９２  Ｇｅフォトダイオード
１０１  レーザアレイ
１０２  合波器
１０３  光導波路
１０４  位相制御用ヒータ
１０５  半導体光増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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