(57)【要約】【課題】良好な単一モード歩留りと高い発光効率が得られる、位相シフト部を有する分布帰還型半導体レーザを提供する。【解決手段】回折格子１０５は、低反射膜１１１が形成された端面と、高反射膜１１０が形成された端面との間に、共振器の導波方向に延在するように形成される。回折格子１０５には、低反射膜１１１が形成された端面離隔した所定の範囲に、回折格子１０５の位相を不連続に変化させる複数個の位相シフト部１０６が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の共振器端面と、
前記第１の共振器端面よりも高反射の第２の共振器端面と、
前記第１の共振器端面と前記第２の共振器端面との間に共振器の導波方向に延在するように形成された回折格子と、を備え、
前記回折格子には、前記第１の共振器端面から離隔した所定の範囲に、前記回折格子の位相を不連続に変化させる複数個の位相シフト部が設けられる、
分布帰還型半導体レーザ。
【請求項２】
前記所定の範囲は、導波方向における前記共振器の中央から前記第２の共振器端面との間の範囲である、
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ。
【請求項３】
前記所定の範囲は、前記共振器の導波方向の長さに０．５を乗じた距離以上前記第１の共振器端面から離隔した位置と、前記共振器の導波方向の長さに０．９を乗じた距離以内で前記第１の共振器端面から離隔した位置と、の間の範囲である、
請求項２に記載の分布帰還型半導体レーザ。
【請求項４】
前記位相シフト部の個数は、３以上１３以下の奇数個である、
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ。
【請求項５】
発振波長をλとして、前記位相シフト部のそれぞれでの位相シフトはλ／４である、
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ。
【請求項６】
前記共振器の導波方向の長さＬに結合係数κを乗じた値κＬは、１以上４以下である、
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ。
【請求項７】
前記共振器の導波方向の長さは、２００μｍ以下である、
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザ。
【請求項８】
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザが搭載された、
光源ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の光源ユニットが搭載された光通信システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の分布帰還型半導体レーザが搭載された波長多重光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体レーザ、光源ユニット、通信システム及び波長多重光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の光通信用光源として、分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feed Back）半導体レーザの開発が進展している。ＤＦＢレーザの重要な設計パラメータとして、共振器長Ｌと、導波光と回折格子の結合の強さの指標である結合係数κとを乗算したκＬが用いられる。次世代光通信に求められる２５Ｇｂｐｓ以上での高速動作を得るためには、共振器長Ｌを短く、かつ、κＬを大きく（κを大きく）することが一般に考えられている。
【０００３】
ＤＦＢレーザ（例えば、特許文献１）について説明する。典型的なＤＦＢレーザの一例においては、低反射端面と高反射端面との間に回折格子が設けられ、回折格子の一部には位相シフト部が１つ設けられている。回折格子は、例えば活性層の上に形成されたガイド層とクラッド層とからなる凹凸構造によって構成される。位相シフト部は、回折格子のピッチが波長λの４分の１だけずれたλ／４位相シフト部として設けられる。これにより、このＤＦＢレーザは、回折格子の周期によって決定されるブラッグ波長近傍の波長にて単一モード発振する。また、位相シフト部を有するＤＦＢレーザは、信号光を出力する前方端面を低反射、モニタ光を出力する後方端面を高反射とすることで、両端面を低反射とした場合に比べて効率良く信号光を取り出すことができ、高い光出力と高い発光効率が得られる。
【０００４】
ただし、高反射端面を有するＤＦＢレーザには、良好な単一軸モード特性を得ることが困難であるという問題がある。その原因としては、一方の端面が高反射なＤＦＢレーザは、高反射端面における回折格子の位相のばらつきに起因して、共振器内の電界強度分布及び各モードの発振条件に変化が生じることが挙げられる。
【０００５】
これに対し、特許文献１で開示された半導体レーザでは、位相シフト部を共振器内の適切な位置に設けることで、端面での位相のばらつきの影響を低減し、単一モード歩留りが改善されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２１６３８３号公報
【特許文献２】特開平１−２３９８９２号公報
【特許文献３】特開平０６−８５３９８号公報
【特許文献４】特開平５−１７５５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された位相シフト部を有するＤＦＢレーザでは、共振器の軸方向に沿った光の電界強度分布が不均一となる。一般に、光の電界強度が高いほど、誘導放出によるキャリアの再結合確率が増加し、キャリアがより多く消費される。そのため、共振器内でのキャリア密度が不均一になる空間的ホールバーニングが発生する。この空間的ホールバーニングは、大きな電流を注入するときに顕著に発生するため、変調動作時に発振モードの不安定化を招く。
【０００８】
図１３に、上述のＤＦＢレーザにおいてκＬ＝２．１としたときの光の電界強度分布の計算結果を示す。図１３に示した電界分布においては、位相シフト部の位置Ａにおいて光電界強度がピークとなることが見て取れる。つまり、κＬを大きくして高い光出力を得ようとすると、電界強度が高い領域では空間的ホールバーニングが発生しやすく、大電流を注入する場合の発振モードが不安定化し、多モード発振が生じる。
【０００９】
また、光電界強度の高い領域では、高い光密度による素子の劣化が促進され、局所的光損傷（ＣＯＤ：Catastrophic Optical Damage）による素子の偶発故障が増加し、摩耗劣化が促進され、素子寿命が悪化するおそれがある。
【００１０】
このような位相シフト部の位置での電界強度の集中に対しては、位相シフト部を複数設けることで電界強度を分散することが提案されている。例えば特許文献２では、両端面が低反射なＤＦＢレーザにおいて、複数の位相シフト部を設けることで、電界強度分布が平滑化されることが開示されている。しかし、特許文献２に記載の両端面が低反射なＤＦＢレーザでは、高反射端面と低反射端面とを有するＤＦＢレーザに比べて、充分に高い光出力が得られない。
【００１１】
また特許文献３では、低反射端面と高反射端面とを有するＤＦＢレーザにおいて、複数の位相シフトを設ける構造が開示されている。しかし、特許文献３に記載のＤＦＢレーザでは、複数の位相シフト部を設けた場合、良好な単一モード歩留りが得られなかった。
【００１２】
以上より、良好な単一モード歩留りと高い発光効率が得られる、位相シフト部を有する分布帰還型半導体レーザが望まれている。
【００１３】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施の形態にかかる分布帰還型半導体レーザは、低反射の第１の共振器端面と、高反射の第２の共振器端面と、共振器の導波方向に延在するように形成された回折格子と、を有し、前記回折格子には、前記第１の共振器端面から離隔した所定の範囲に、前記回折格子の位相を不連続に変化させる複数個の位相シフト部が設けられる、ものである。
【発明の効果】
【００１５】
一実施の形態によれば、良好な単一モード歩留りと高い発光効率が得られる、位相シフト部を有する分布帰還型半導体レーザを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１にかかるＤＦＢレーザの断面構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１にかかるＤＦＢレーザにおける光の電界強度分布の計算結果の一例を示す図である。
【図３】平均の閾値利得差が異なる条件での単一モード歩留りの結果を示す図である。
【図４】距離Ｌ２を０．９×Ｌとしたきの、閾値利得差の距離Ｌ１依存性の計算結果である。
【図５】距離Ｌ１を０．５×Ｌとしたときの、閾値利得差の距離Ｌ２依存性の計算結果である。
【図６】閾値利得差の位相シフト数依存性を示す図である。
【図７】ピーク電界強度の位相シフト数依存性の一例を示す図である。
【図８】実施の形態２にかかるＤＦＢレーザの断面構成を模式的に示す。
【図９】実施の形態２にかかるＤＦＢレーザにおける光の電界強度分布の計算結果の一例を示す。
【図１０】実施の形態３にかかる光源ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図１１】実施の形態４にかかる光通信システムの構成を模式的に示す図である。
【図１２】実施の形態５にかかる波長多重光通信システムの構成を模式的に示す図である。
【図１３】一般的なＤＦＢレーザにおいてκＬ＝２．１としたときの光の電界強度分布の計算結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１８】
実施の形態１
実施の形態１にかかる分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feed Back）半導体レーザについて説明する。本実施の形態にかかるＤＦＢレーザ１００は、例えばＩｎＰ（インジウムリン）やＩｎＧａＡｓＰ（インジウム−ガリウム−ヒ素−リン）などの材料系で構成される１．３μｍ帯又は１．５μｍ帯の半導体レーザとして構成される。図１に、実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００の断面構成を模式的に示す。
【００１９】
本実施の形態にかかるＤＦＢレーザ１００は、ｎ型基板１０１、ｎ型ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ型ガイド層１０４、ｐ型クラッド層１０７、ｐ電極１０８、ｎ電極１０９、高反射膜１１０及び低反射膜１１１を有する。
【００２０】
それぞれ半導体結晶層であるｎ型ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ型ガイド層１０４、ｐ型クラッド層１０７は、ｎ型基板１０１上に順次積層されている。半導体結晶層の積層には、例えばＭＯＶＰＥ（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）法を用いることができる。
【００２１】
ｐ型クラッド層１０７上には、ｐ電極１０８が形成されている。ｐ電極１０８は、例えば真空蒸着などによってＣｒ／Ａｕ層を堆積することで形成できる。また、ｎ型基板１０１の裏面には、ｎ電極１０９が形成されている。ｎ電極１０９は、例えば真空蒸着などによってＡｕＧｅ／Ａｕ層を堆積することで形成できる。
【００２２】
ＤＦＢレーザ１００の導波方向における共振器端面は、例えばＤＦＢレーザ１００の共振器長がＬとなるように劈開されることで形成される共振器端面には、共振器端面の反射率を調整するための低反射膜１１１と高反射膜１１０とが形成される。低反射膜１１１及び高反射膜１１０は、例えばスパッタリングによりＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などの絶縁膜を堆積することで形成される。ここでは、低反射膜１１１の反射率は５％、高反射膜１１０の反射率は８５％である。なお、低反射膜が形成される端面を第１の共振器端面、高反射膜が形成される端面を第２の共振器端面とも称する。
【００２３】
以下、ＤＦＢレーザ１００に設けられた回折格子１０５と位相シフト部１０６とについて説明する。ｐ型ガイド層１０４とｐ型クラッド層１０７とは、互いに凹凸構造を有し、回折格子１０５を形成している。回折格子１０５は、例えばｐ型ガイド層１０４の表面に、電子ビーム露光及びエッチングによって凹凸を形成し、その後ｐ型クラッド層１０７により埋め込むことで形成する。
【００２４】
回折格子１０５の周期は、発振波長に応じて決定される。例えば発振波長が１．３μｍである場合には、回折格子１０５の周期は２００ｎｍ程度となる。この場合、図１に示すＤＦＢレーザ１００の導波方向の共振器長さＬを２００μｍとすると、回折格子の凹凸構造が共振器内に約１０００個含まれることになる。本実施の形態では、ｐ型ガイド層とｐ型クラッド層とで回折格子を形成しているが、これは一例に過ぎず、この構造に限定されるものでない。
【００２５】
回折格子１０５には、回折格子１０５の位相を不連続に変化させる位相シフト部１０６が設けられている。位相シフト部１０６は、発振波長λの１／４（回折格子周期Λの１／２）分だけ位相がシフトしたλ／４位相シフト部であり、複数個かつ奇数個だけ設けられる。例として、本実施の形態では、位相シフト部１０６が５つ形成されているものとして説明する。ＤＦＢレーザ１００においては、位相シフト部１０６は、共振器の中央と高反射膜１１０との間の、低反射膜１１１から離隔した位置に設けられる。図１では、一例として、低反射膜１１１からの距離がＬ１の位置と、距離がＬ２の位置との間に設けられる。この例では、共振器の全長をＬとして、距離Ｌ１は０．５Ｌ以上（Ｌ１≧０．５×Ｌ）、距離Ｌ２は０．９Ｌ以下（Ｌ２≦０．９×Ｌ）であるものとする。例えば、共振器の全長Ｌが２００μｍである場合、距離Ｌ１は１２５μｍ、距離Ｌ２は１６５μｍとなる。
【００２６】
活性層１０３は、例えば、特許文献４で開示されているようなＡｌＧａＩｎＡｓからなる歪多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造を構成している。また、活性層１０３が、ｎ型ガイド層１０２とｐ型ガイド層１０４とで挟まれることで、ダブルへテロ構造が構成される。ダブルへテロ構造がストライプ状になるようにエッチングされることで、電流狭窄構造が形成される。
【００２７】
次いで、実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００の動作について説明する。図２に、実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００における光の電界強度分布の計算結果の一例を示す。
【００２８】
ＤＦＢレーザ１００では、上述したような位相シフト部が１つだけ設けられている場合（図１３）に比べて、位相シフト部１０６における電界強度が抑制され、電界強度のピークが半分以下となっている。これにより、空間的ホールバーニングが抑制され、大電流を注入するときでも、安定した単一モード特性が得られる。
【００２９】
また、図２ではκＬを２．１とした場合の計算結果を示しているが、電界強度の抑制はκＬの値によって限定されるものではなく、１≦κＬ≦４の範囲でも、ほぼ同様に位相シフト部１０６が設けられた位置において電界強度が抑制される。
【００３０】
次に、図３〜図５を用いて、複数の位相シフト部１０６を形成する位置の影響について説明する。図３に、平均の閾値利得差が異なる条件での単一モード歩留りの結果を示す。閾値利得差が０．１を下回ると、急激に単一モード歩留りが悪化する。よって、生産コストを考慮して安定に生産するためには、閾値利得差が０．１以上となる必要がある。
【００３１】
図４に、距離Ｌ２を０．９×Ｌとしたきの、閾値利得差の距離Ｌ１依存性の計算結果を示す。図５に、距離Ｌ１を０．５×Ｌとしたときの、閾値利得差の距離Ｌ２依存性の計算結果を示す。図４及び図５から、距離Ｌ１が０．５×Ｌ以上、距離Ｌ２が０．９×Ｌ以下のときに、閾値利得差が０．１以上となり、安定して良好な単一モード歩留りが得られることがわかる。これは、共振器長Ｌの値に依存するものではなく、例えば、５０μｍ≦Ｌ≦３００μｍの範囲で同様の結果が得られる。但し、κＬの値を考慮すると、共振器長Ｌは２００μｍであることが望ましい。
【００３２】
本実施の形態では、位相シフトの数を５個としたが、これに限定されるものではない。図６に閾値利得差の位相シフト数依存性を示し、図７にピーク電界強度の位相シフト数依存性の一例を示す。図７では、位相シフト部が１つだけ設けられている場合のピーク電界強度を１として、ピーク電界強度を規格化している。図６の波形Ｗ１１と図７の波形Ｗ１２とが、本実施の形態にかかるＤＦＢレーザ１００での計算結果を示している。
【００３３】
位相シフト部の数が増えることでピーク電界強度は低下するが、閾値利得差も低下する。よって、閾値利得差０．１以上が得られ、かつ電界強度を抑制するには、位相シフト部の数は３以上１３以下の奇数個とすることが望ましい。
【００３４】
また、偶数個の位相シフト部を形成した場合、高反射膜１１０側での電界強度がピークを持つような電界強度分布となり、高反射端面における回折格子の位相のばらつきの影響を強く受けることになる。これにより単一モード歩留りの悪化が起こるため、位相シフト部の数は奇数個とすることが望ましい。
【００３５】
また、位相シフト部のそれぞれの位相シフトをλ／８としたとき場合の比較例を、図６の波形Ｗ２１及び図７の波形Ｗ２２として示した。この場合、位相シフトがλ／４である波形Ｗ１１及び波形Ｗ１２と比べて、電界強度の抑制効果が得られ難く、閾値利得差も低くなるため、位相シフト部での位相シフトはλ／４が望ましいことがわかる。
【００３６】
更に、比較例として、特許文献３に記載された位置に３つの位相シフト部を設けた場合の閾値利得差と規格化ピーク光電界強度を計算した。図６の観測点Ｐ１及び図７の観測点Ｐ２がこれに対応する。図６の観測点Ｐ１及び図７の観測点Ｐ２が示すように、電界強度の集中を抑制できるものの、閾値利得差は０．１未満の低い値となる。一般に、良好な単一モード歩留りを実現するには、閾値利得差は０．１以上が求められるため、特許文献３が開示するＤＦＢレーザでは十分な単一モード歩留りが得られないことが理解できる。
【００３７】
以上、本構成によれば、共振器の中央から高反射膜が形成された共振器端面の間に複数の位相シフト部を設けることで、安定した単一モード特性が得られ、かつ、偶発故障を抑制できる分布帰還型レーザを実現することができる。
【００３８】
実施の形態２
実施の形態２にかかるＤＦＢレーザ２００について説明する。図８に、実施の形態２にかかるＤＦＢレーザ２００の断面構成を模式的に示す。実施の形態２にかかるＤＦＢレーザ２００のｎ型基板２０１、ｎ型ガイド層２０２、活性層２０３、ｐ型ガイド層２０４、ｐ型クラッド層２０７、ｐ電極２０８、ｎ電極２０９、高反射膜２１０及び低反射膜２１１は、それぞれ実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００のｎ型基板１０１、ｎ型ガイド層１０２、活性層１０３、ｐ型ガイド層１０４、ｐ型クラッド層１０７、ｐ電極１０８、ｎ電極１０９、高反射膜１１０及び低反射膜１１１に対応する。
【００３９】
実施の形態２にかかるＤＦＢレーザ２００は、実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００と比べて、回折格子２０５がｎ型基板２０１とｎ型ガイド層２０２とにより構成され、かつ、位相シフト部２０６が９つ設けられている点で相違している。ＤＦＢレーザ２００のその他構成は、ＤＦＢレーザ１００と同様であるので、説明を省略する。
【００４０】
なお、本実施の形態では、ｎ型基板２０１とｎ型ガイド層２０２とで回折格子２０５を形成しているが、これは一例に過ぎず、他の構成としてもよい。例えば、実施の形態１におけるように、ｐ型ガイド層２０４とｐ型クラッド層２０７とで回折格子を構成してもよいことは言うまでもない。
【００４１】
また、本実施の形態では、共振器長Ｌを１２０μｍ、距離Ｌ１を６０μｍ、距離Ｌ２を１００μｍとした。しかし、共振器長Ｌ、距離Ｌ１及びＬ２は、これに限られるものではない。
【００４２】
実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００の共振器長が２００μｍであるのに対し、本実施の形態にかかるＤＦＢレーザ２００の共振器長は１２０μｍと短くなっている。この場合、ＤＦＢレーザ１００と同等の光出力を得る場合、電界強度分布の集中による空間的ホールバーニングに起因する単一モードの不安定化や素子寿命の劣化などの問題がより顕著になる。これは、短い共振器の利得領域によって、長い共振器の利得領域と同じ利得を得る必要があるためである。つまり、共振器長のＤＦＢレーザでは、共振器長が短いほど電界強度の集中を抑制しなければならない。
【００４３】
図９に、実施の形態２にかかるＤＦＢレーザ２００における光の電界強度分布の計算結果の一例を示す。位相シフト部が１つの場合（図１３）、及び、実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００のように位相シフト部が５つ設けられる場合（図２）と比べ、電界強度のピークが更に低減されていることが理解できる。なお、図９はκＬが２．１のときの計算結果であるが、κＬの値に限定されるものではなく、１≦κＬ≦４の範囲でもほぼ同様に、位相シフト部の位置における電界強度の抑制結果が得られる。
【００４４】
以上、本構成によれば、位相シフト部の数を増加させることによって光の電界強度の集中をより抑制することができる。これにより、共振器長が短い分布帰還型半導体レーザにおいて大電流を注入する場合でも、安定した単一モード特性が得られ、かつ、偶発故障が少なく寿命の長い素子を得ることができる。
【００４５】
実施の形態３
実施の形態３にかかる光源ユニット３００について説明する。光源ユニット３００は、上述した実施の形態１にかかるＤＦＢレーザ１００を光源とする光源ユニットとして構成される。図１０は、実施の形態３にかかる光源ユニット３００の構成を模式的に示す図である。
【００４６】
図１０に示すように、ＤＦＢレーザ１００はＣＡＮパッケージ３０１の円盤状の金属ステム３０６から、搭載部３０３ＡがＣＡＮパッケージ３０１に突出している。搭載部３０３Ａ上にはヒートシンク３０２が搭載され、ヒートシンク３０２にはＤＦＢレーザ１００が搭載される。
【００４７】
金属ステム３０６の裏面からは、棒状のリード部３０３Ｂが、裏面に対して垂直な方向に突出している。また、金属ステム３０６の中央部を貫通する端子３０４が、金属ステム３０６の裏面に対して垂直な方向に延在するように固定される。ＣＡＮパッケージ３０１内に突出している端子３０４の一端は、ワイヤ３０５を介してＤＦＢレーザ１００と電気的に接続される。
【００４８】
金属ステム３０６の表面側には、円筒状の金属製のキャップ３０７が接合されている。これにより、ＤＦＢレーザ１００、ヒートシンク３０２、搭載部３０３Ａ、端子３０４の端部、及び、ワイヤ３０５は、キャップ３０７によって覆われる。また、キャップ３０７の光出射部には開口部が設けられ、その開口部にはＤＦＢレーザ１００から出射される光を透過するカバーガラス３０８が取り付けられている。
【００４９】
このような半導体レーザ装置を、例えば、光通信用や精密計測応用機器などに、光源として搭載することにより、高出力かつ高効率で、大電流注入時においても安定した単一モード特性、および高い素子寿命によって、機器の高性能化（高速化、信頼性の改善等）を図る際に有利となるという効果が得られる。
【００５０】
制御回路３０９がレーザ駆動回路３１０を適宜制御して、レーザ駆動回路３１０が端子３０４に駆動電圧を印加することで、ＤＦＢレーザ１００はレーザ発振する。
【００５１】
ＤＦＢレーザ１００から出射されたレーザ光は、例えばレンズ３１１及びビームスプリッタ３１２からなる光学系３１３を介して、光源ユニット３００から出力される。ここで、ビームスプリッタ３１２を透過したレーザ光は光源ユニット３００の外部へ出力され、ビームスプリッタ３１２で反射された一部のレーザ光は、光検出器３１４に入射する。光検出器３１４は、入射したレーザ光の強度を検出し、検出結果を制御回路３０９に出力する。これにより、制御回路３０９は、光検出器３１４からの検出結果を参照することで、ＤＦＢレーザ１００から出射されるレーザ光の強度が所望の範囲に収まるようにフィードバック制御することができる。
【００５２】
以上、本構成によれば、上述の実施の形態にかかる半導体レーザを用いた光源ユニットを構成することが可能となる。本実施の形態にかかる光源ユニットを、例えば、光通信用や精密計測応用機器などに搭載することにより、高出力・高効率で、大電流を注入する場合でも安定した単一モード特性及び高い素子寿命によって、機器の高性能化（高速化、信頼性の改善等）を実現することができる。
【００５３】
実施の形態４
実施の形態４にかかる光通信システム４００について説明する。ここでは、実施の形態３にかかる光源ユニット３００が搭載された光通信システムについて説明する。図１１は、実施の形態４にかかる通信システム４００の構成を模式的に示す図である。
【００５４】
図１１に示すように、光通信システム４００は、送信機４０１、受信機４０２、第１ネットワーク機器４０３、第２ネットワーク機器４０４及び光ファイバ４０７を有する。送信機４０１は、光源ユニット３００、駆動回路４０５及び光コネクタ４０６から構成される。受信機４０２は、受光ユニット４０８、受信回路４０９及び光コネクタ４０６から構成される。
【００５５】
第１ネットワーク機器４０３から送信機４０１に電気信号Ｓ１が入力されると、駆動回路４０５を介して光源ユニット３００に電気信号Ｓ２が入力され、光信号ＬＳが生成される。光信号ＬＳは、レンズなどから構成される光コネクタ４０６を介して光ファイバ４０７によって伝送され、受信機４０２に入力される。その後、受信機４０２側の光コネクタ４０６を介して、フォトダイオードなどからなる受光ユニット４０８に入力され、電気信号Ｓ３となる。この電気信号は受信回路４０９を介して、電気信号Ｓ４として第２ネットワーク機器４０４に出力され、第１ネットワーク機器４０３と第２ネットワーク機器４０４との間の光通信が実現される。
【００５６】
以上、本構成によれば、上述の実施の形態にかかる光源ユニットを用いた光通信システムを構成することが可能となる。上述の光源ユニット３００は、高出力・高効率で、大電流を注入する場合でも安定した単一モード特性及び高い素子寿命を有することから、光通信システムの低消費電力化、高信頼化を実現することができる。
【００５７】
実施の形態５
実施の形態５にかかる波長多重光通信システム５００について説明する。本実施の形態にかかる波長多重光通信システム５００は、上述の実施の形態にかかるＤＦＢレーザを用いたものである。図１２に、実施の形態５にかかる波長多重光通信システムの概略を示す。波長多重光通信システム５００は、送信機５０１、受信機５０２及び光ファイバ５０３を有する。
【００５８】
送信機５０１は、複数のＤＦＢレーザ１００と、光合波器５０４と、を有する。複数のＤＦＢレーザ１００は、それぞれ駆動回路などからの入力信号を受けて、異なる波長の光信号（λ０，λ１，λ２，．．．）を出力する。これら複数の光信号（図１２では、符号ＬＳで表示）は、光合波器５０４から出力され、１本の光ファイバ５０３を介して、受信機５０２に入力される。
【００５９】
受信機５０２は、光分波器５０５と、複数の受光素子５０６と、を有する。入力された複数の光信号（図１２では、符号ＬＳで表示）は、光分波器５０５によって異なる波長の光信号（λ０，λ１，λ２，．．．）に分波され、それぞれ受光素子５０６によって電気信号に変換される。
【００６０】
以上、本構成によれば、上述の実施の形態にかかるＤＦＢレーザを用いた波長多重光通信システムを構成することが可能となる。また、ＤＦＢレーザ１００は高出力・高効率で、大電流を注入する場合でも安定した単一モード特性及び高い素子寿命を有することから、波長多重光通信システムの低消費電力化、高信頼化を実現することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、ＩｎＰ系等の１．３μｍ帯又は１．５μｍ帯の分布帰還型半導体レーザの例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、材料系としては、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系などの他の化合物半導体をベースとした分布帰還型半導体レーザにも適用できることはいうまでもない。また、波長帯についても、他の波長帯としてもよい。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、埋め込み型の分布帰還型半導体レーザについて説明したが、例えばリッジストライプ型レーザなどの、他の構造の分布帰還型半導体レーザにも上述の実施の形態で説明した構造を適用できることは言うまでもない。
【００６３】
更に、上述の実施の形態では、半導体レーザの層構造について説明したが、この例に限られるものではない。半導体レーザとして動作する限りにおいて、他の層を追加し、又は、一部の層を除去してよい。また、半導体層の導電型を入れ替えることも可能である。
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１００、２００  ＤＦＢレーザ
１０１、２０１  ｎ型基板
１０２、２０２  ｎ型ガイド層
１０３、２０３  活性層
１０４、２０４  ｐ型ガイド層
１０５、２０５  回折格子
１０６、２０６  位相シフト部
１０７、２０７  ｐ型クラッド層
１０８、２０８  ｐ電極
１０９、２０９  ｎ電極
１１０、２１０  高反射膜
１１１、２１１  低反射膜
３００  光源ユニット
３０１  ＣＡＮパッケージ
３０２  ヒートシンク
３０３Ａ  搭載部
３０３Ｂ  リード部
３０４  端子
３０５  ワイヤ
３０６  金属ステム
３０７  キャップ
３０８  カバーガラス
３０９  制御回路
３１０  レーザ駆動回路
３１１  レンズ
３１２  ビームスプリッタ
３１３  光学系
３１４  光検出器
４００  光通信システム
４０１、５０１  送信機
４０２、５０２  受信機
４０３  第１ネットワーク機器
４０４  第２ネットワーク機器
４０５  駆動回路
４０６  光コネクタ
４０７、５０３  光ファイバ
４０８  受光ユニット
４０９  受信回路
５００  波長多重光通信システム
５０４、５０５  光分波器
５０６  受光素子
【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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【図１３】
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