(57)【要約】      （修正有）【課題】反射帯域幅のばらつきを抑制したＤＢＲを有する光反射素子を提供する。【解決手段】クラッド層と、クラッド層より屈折率が高くされ、クラッド層で囲まれると共に所定方向に沿って延設されたコア層３１と、コア層３１における延設方向に沿った幅が周期的に変化させられることで構成されたＤＢＲ１３とを備える光反射素子において、コア層３１とクラッド層との屈折率差を１以上とする。そして、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内に含まれるように、ＤＢＲ１３の最大幅Ｗｍａｘと最小幅Ｗｍｉｎとの差ｄを設定する。【選択図】図３
2019101230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布ブラッグ反射鏡（１３）が備えられた光反射素子であって、
クラッド層（３２、３３）と、
前記クラッド層より屈折率が高くされ、前記クラッド層で囲まれると共に所定方向に沿って延設されたコア層（３１）と、
前記コア層における延設方向に沿った幅が周期的に変化させられることで構成された前記分布ブラッグ反射鏡と、を備え、
前記コア層と前記クラッド層とは、屈折率差が１以上とされており、
前記分布ブラッグ反射鏡は、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように、前記幅の最大幅（Ｗｍａｘ）と最小幅（Ｗｍｉｎ）との差が設定されている光反射素子。
【請求項２】
前記ブラッグ反射鏡は、前記最大幅をＷｍａｘ、前記最小幅をＷｍｉｎとし、反射帯域幅が０になり、前記最小幅と異なる値となる幅を基準幅Ｗ０とすると、
（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）／（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）が０．４〜０．５とされている請求項１に記載の光反射素子。
【請求項３】
前記ブラッグ反射鏡は、前記コア層と前記クラッド層との屈折率差をΔｎとすると、０．９×（−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６）≦（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）／２≦１．１×（−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６）を満たすように形成されている請求項２に記載の光反射素子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光反射素子と、
前記光反射素子に接続された発光素子（２）と、を備える狭線幅光源であって、
前記光反射素子は、前記コア層が前記クラッド層で囲まれることで構成される、第１光導波路（１１）と、第２光導波路（１２）と、前記第１光導波路および前記第２光導波路と光結合可能に構成されたリング共振器（１４）とを有し、前記第１光導波路に前記分布ブラッグ反射鏡が備えられ、前記第２光導波路に前記発光素子から光が入力される狭線幅光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分布ブラッグ反射鏡（Distributed Bragg Reflector：以下では、ＤＢＲという）を有する光反射素子およびそれを用いた狭線幅光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＤＢＲを有する光反射素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この光反射素子では、コア層がクラッド層で囲まれることで光導波路が構成され、コア層の幅が周期的に変化させられることで所定の反射帯域幅を有するＤＢＲが構成されている。より詳しくは、ＤＢＲは、コア層の両側に凸部が形成された櫛歯形状とされている。なお、コア層は、シリコン（Ｓｉ）等で構成され、クラッド層はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コア層をシリコンで構成すると共にクラッド層をシリコン酸化膜で構成した場合、コア層とクラッド層との屈折率差が非常に大きくなる。この場合、ＤＢＲは、製造誤差等によって凸部の形状が変化すると、反射帯域幅が設定値に対して大きく変化してしまうことがある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、反射帯域幅のばらつきを抑制したＤＢＲを有する光反射素子、およびそれを用いた狭線幅光源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】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１では、ＤＢＲ（１３）が備えられた光反射素子であって、クラッド層（３２、３３）と、クラッド層より屈折率が高くされ、クラッド層で囲まれると共に所定方向に沿って延設されたコア層（３１）と、コア層における延設方向に沿った幅が周期的に変化させられることで構成されたＤＢＲと、を備え、コア層とクラッド層とは、屈折率差が１以上とされており、ＤＢＲは、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように、幅の最大幅と最小幅との差が設定されている。
【０００７】
これによれば、製造誤差等により、最大幅と最小幅の差がずれたとしても、ＤＢＲの反射帯域幅がばらつくことを抑制できる。
【０００８】
また、請求項４では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光反射素子と、光反射素子に接続された発光素子（２）と、を備える狭線幅光源であって、光反射素子は、コア層がクラッド層で囲まれることで構成される、第１光導波路（１１）と、第２光導波路（１２）と、第１光導波路および第２光導波路と光結合可能に構成されたリング共振器（１４）とを有し、第１光導波路にＤＢＲが備えられ、第２光導波路に発光素子から光が入力されるようにしている。
【０００９】
このように、ＤＢＲを有する狭線幅光源においても、ＤＢＲの反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように最大幅と最小幅との差が設定されることにより、ＤＢＲの反射帯域幅がばらつくことを抑制できる。
【００１０】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における光反射素子を示す平面模式図である。
【図２】図１中のII−II線に沿った断面図である。
【図３】ＤＢＲの構成を説明するための図である。
【図４】フォトニックバンドギャップにおいて、ノッチ深さとコア層の屈折率との関係を示す図である。
【図５】ノッチ長さおよびノッチ深さと、反射帯域幅との関係を示す図である。
【図６】反射帯域幅が極大値と異なる値とされたＤＢＲにおいて、ノッチ深さがずれた場合の反射帯域幅のずれを説明するための図である。
【図７】反射帯域幅が極大値とされたＤＢＲにおいて、ノッチ深さがずれた場合の反射帯域幅のずれを説明するための図である。
【図８】コア層とクラッド層との屈折率差と、基準深さとの関係を示す図である。
【図９】第２実施形態における狭線幅光源を示す平面模式図である。
【図１０】他の実施形態におけるＤＢＲの構成を説明するための図である。
【図１１】他の実施形態におけるＤＢＲの構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、ＤＢＲを有する光反射素子について説明する。
【００１４】
光反射素子１は、図１に示されるように、第１端面１ａおよび第２端面１ｂを有し、第１端面１ａと第２端面１ｂとの間に第１光導波路１１および第２光導波路１２が備えられ、第１光導波路１１にＤＢＲ１３が備えられた構成とされている。
【００１５】
具体的には、光反射素子１は、図２に示されるように、支持基板２１と、支持基板２１上に配置された絶縁膜２２と、絶縁膜２２上に配置された半導体層２３とを有する半導体基板２４と、半導体基板２４上に配置された絶縁膜２５とを備えている。なお、本実施形態では、支持基板２１および半導体層２３は、シリコンで構成され、絶縁膜２２は、シリコン酸化膜で構成されている。つまり、本実施形態では、半導体基板２４としてＳＯＩ（Silicon On Insulatorの略)基板が用いられている。また、絶縁膜２５は、絶縁膜２２と同様に、シリコン酸化膜で構成されている。
【００１６】
そして、本実施形態では、半導体層２３によってコア層３１が形成され、当該コア層３１が絶縁膜２２、２５で構成されるクラッド層３２、３３によって囲まれることにより、第１光導波路１１、第２光導波路１２、およびＤＢＲ１３が形成されている。ここで、コア層３１を構成するシリコンの屈折率は、クラッド層３２、３３を構成するシリコン酸化膜よりも非常に大きい。具体的には、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差は、１以上となる。
【００１７】
第２光導波路１２は、第１光導波路１１と光結合されるように、第１光導波路１１側に湾曲した部分を有している。つまり、第２光導波路１２は、第１光導波路１１と光結合されるように、第１光導波路１１と近接して配置される部分を有している。このため、第１光導波路１１に光が入射されると、光の一部が第２光導波路１２へと導入される。
【００１８】
ＤＢＲ１３は、図１に示されるように、第１光導波路１１に備えられており、第１光導波路１１を構成するコア層３１の幅が周期的に変化させられることで構成されている。本実施形態では、ＤＢＲ１３は、コア層３１が所定方向に沿って延設されており、当該コア層３１の両側に、平面矩形状とされた凸部３４がコア層３１の延設方向に沿って周期的に形成された櫛歯形状とされている。
【００１９】
なお、本実施形態では、凸部３４は、コア層３１の延設方向と直交する方向に突出するように形成され、かつコア層３１の延設方向に沿って延びる中心軸に対して対称に形成されている。また、コア層３１の幅とは、コア層３１の延設方向と直交する方向の長さであって、半導体基板２４の面方向に沿った方向の長さのことである。
【００２０】
以上が本実施形態における光反射素子１の基本的な構成である。次に、ＤＢＲ１３の構成について、具体的に説明する。
【００２１】
以下では、図３に示されるように、ＤＢＲ１３において、凸部３４が形成されていない部分における幅を最小幅Ｗｍｉｎ、凸部３４が形成されている部分における幅を最大幅Ｗｍａｘとし、（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）／２をノッチ深さｄとする。本実施形態では、ＤＢＲ１３は、コア層３１の両側に凸部３４が形成されているため、凸部３４における突出方向の長さがそのままノッチ深さｄとなる。また、ＤＢＲ１３において、平均幅（すなわち、（Ｗｍａｘ＋Ｗｍｉｎ）／２）となる部分からコア層３１の延設方向に沿った方向の長さをノッチ長さＬとする。本実施形態では、ＤＢＲ１３が平面矩形状とされているため、凸部３４におけるコア層３１の延設方向に沿った長さがそのままノッチ長さＬとなる。
【００２２】
まず、本発明者らは、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差が１以上の場合、図４に示されるように、ノッチ深さｄが０でない深さにおいて、フォトニックバンドギャップが０になることがあることを見出している（例えば、北智洋、他１名、「Zero photonic band-gap structure in Si photonic-wire Bragg-grating」、8th IEEE International Conference on Group IV Photonics予稿集、2012年、p．135-136参照）。なお、図４は、クラッド層３２、３３を構成する屈折率が約１．４のシリコン酸化膜に対し、コア層３１の屈折率を変化させたものである。また、フォトニックバンドギャップが０であるとは、ＤＢＲ１３の場合、反射帯域幅が０となることである。
【００２３】
そして、本発明者らは、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差が１以上である場合、ＤＢＲ１３において、ノッチ深さｄが０でない深さの際に反射帯域幅が０となることがある点に着目し、鋭意検討を行って以下の結果を得た。
【００２４】
具体的には、図５に示されるように、本発明者らは、ノッチ深さｄを０ｎｍから深くすると、反射帯域幅は、所定の深さで極大値となった後、再び０になることを見出した。また、本発明者らは、反射帯域幅は、極大値近傍では変化率が小さく、極大値から離れるほど変化率が大きくなることを見出した。
【００２５】
例えば、反射帯域幅は、ノッチ長さＬが７５ｎｍの場合、ノッチ深さｄが約１８ｎｍで極大値となり、ノッチ深さｄが約４０ｎｍで０になる。そして、反射帯域幅は、ノッチ深さｄが約１８ｎｍ近傍の深さである場合、ノッチ深さｄが例えば約５ｎｍ近傍、または約３１ｎｍ近傍の深さである場合と比較して変化率が小さい。
【００２６】
同様に、例えば、反射帯域幅は、ノッチ長さＬが１２５ｎｍの場合、ノッチ深さｄが約３８ｎｍで極大値となり、ノッチ深さｄが約８０ｎｍで０になる。そして、反射帯域幅は、ノッチ深さｄが約３８ｎｍ近傍の深さである場合、ノッチ深さｄが約５ｎｍ近傍、または７１ｎｍ近傍の深さである場合と比較して変化率が小さい。
【００２７】
ここで、以下では、反射帯域幅が０になるノッチ深さｄにおいて、ノッチ深さｄが０でない深さを特に基準深さｄ０ともいう。なお、基準深さｄ０は、ＤＢＲ１３において、反射帯域幅が０となる凸部３４が形成されている場合の幅を基準幅Ｗ０とすると、（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）／２で示される。また、基準幅Ｗ０は、ノッチ深さｄが０でない深さであるため、最小幅Ｗｍｉｎより長くなる。
【００２８】
そして、反射帯域幅は、ノッチ深さｄが基準深さｄ０より深い領域では、ノッチ深さｄの深さに比例して大きくなる。例えば、反射帯域幅は、ノッチ長さＬが７５ｎｍの場合、ノッチ深さｄが約４０ｎｍより深い領域ではノッチ深さｄに比例して大きくなる。同様に、例えば、反射帯域幅は、ノッチ長さＬが１２５ｎｍの場合、ノッチ深さｄが約８０ｎｍより深い領域では、ノッチ深さｄに比例して大きくなる。
【００２９】
このため、本実施形態では、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅がノッチ深さｄを変化させた際の極大値を含む所定範囲内の値となるように、ノッチ深さｄが設定されている。言い換えると、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように、最大幅Ｗｍａｘと最小幅Ｗｍｉｎとの差が設定されている。また、ＤＢＲ１３は、所望の反射帯域幅となるように、ノッチ長さＬが設定されている。
【００３０】
例えば、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅を５．８ｎｍとしたい場合には、ノッチ深さｄが３８ｎｍに設定され、ノッチ長さＬが１２５ｎｍに設定される。これにより、ＤＢＲ１３の製造誤差による反射帯域幅のずれを小さくできる。なお、極大値を含む所定範囲内とは、例えば、極大値と当該極大値に対して数〜１０数％程度小さい値との間の範囲のことであり、発生し得る製造誤差や、使用される用途において必要とされる精確性に応じて適宜設定される。
【００３１】
ここで、図５に示されるように、例えば、ＤＢＲ１３の反射帯域幅を５．８ｎｍにしたい場合、ノッチ深さｄを７０ｎｍ程度に設定し、ノッチ長さＬを７５ｎｍに設定することもできる。この構成では、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅が極大値と異なる値となる。この場合、例えば、反射帯域幅は、図６に示されるように、ノッチ深さｄが±２０ｎｍずれた際、設定値に対して約±７５％のずれとなる。
【００３２】
一方、本実施形態のように、ＤＢＲ１３の反射帯域幅を５．８ｎｍにしたい場合、ノッチ深さｄを３８ｎｍ、ノッチ長さＬを１２５ｎｍに設定することにより、反射帯域幅が極大値になる。この場合、反射帯域幅は、図７に示されるように、ノッチ深さｄが±２０ｎｍずれた際、設定値に対して約±２５％のずれとなる。したがって、本実施形態では、ＤＢＲ１３の製造誤差に対し、反射帯域幅のずれを小さくできる。具体的には、本実施形態では、ＤＢＲ１３のノッチ深さｄに対する製造誤差に対し、反射帯域幅のずれを小さくできる。
【００３３】
また、図５に示されるように、ＤＢＲ１３の反射帯域幅は、ノッチ長さＬを変更したとしても、基準深さｄ０に対するノッチ深さｄ（すなわち、ｄ／ｄ０）が０．４〜０．５の場合に極大値となる。したがって、本実施形態では、ｄ／ｄ０が０．４〜０．５となるようにノッチ深さｄが設定されているともいえる。なお、上記のように、ノッチ深さｄが（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）／２であり、基準深さｄ０が（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）／２であるため、ｄ／ｄ０＝（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）／（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）でも示される。
【００３４】
ここで、上記では、コア層３１がシリコンで構成され、クラッド層３２、３３がシリコン酸化膜で構成されている例について説明したが、もちろんこれに限定されるものではない。すなわち、コア層３１およびクラッド層３２、３３を構成する材料は、屈折率差が１以上であれば適宜変更可能である。例えば、コア層３１は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等で構成されることもできる。また、クラッド層３２、３３は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、エポキシ樹脂等で構成されることもできる。
【００３５】
このため、本発明者らは、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差と、基準深さｄ０との関係についても検討を行い、図８に示す結果を得た。なお、屈折率差は、コア層３１を構成する材料とクラッド層３２、３３を構成する材料の各屈折率から求められる。
【００３６】
図８に示されるように、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差をΔｎとすると、基準深さｄ０は次式で示される。
【００３７】
［数１］ｄ０＝−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６
したがって、ＤＢＲ１３の反射帯域幅は、コア層３１とクラッド層３２、３３とを構成する材料の屈折率差Δｎから上記数式に基づいてｄ０を演算し、ｄ／ｄ０が０．４〜０．５となるようにノッチ深さｄが設定されることにより、極大値近傍の値に設定される。なお、コア層３１およびクラッド層３２、３３は、製造条件によって屈折率が材料固有の値から僅かに変化することがあるため、１０％程度の範囲を持たせることが好ましい。このため、基準深さｄ０は、次式を満たすように決定される。
【００３８】
［数２］０．９×（−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６）≦ｄ０≦１．１×（−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６）
なお、ｄ０＝（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）／２であるため、次式でも示される。
【００３９】
［数３］０．９×（−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６）≦（Ｗ０−Ｗｍｉｎ）／２≦１．１×（−２７×Δｎ２＋１８６×Δｎ−１４６）
つまり、本実施形態のＤＢＲ１３では、コア層３１およびクラッド層３２、３３を構成する材料は、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差が１以上であれば適宜変更可能である。そして、ＤＢＲ１３は、上記数式を用い、ｄ／ｄ０が０．４〜０．５となるようにノッチ深さｄが設定され、反射帯域幅が極大値を含む近傍の値とされる。
【００４０】
以上が本実施形態における光反射素子１の構成である。次に、上記光反射素子１の基本的な作動について簡単に説明する。
【００４１】
まず、第１光導波路１１における一端部１１ａ側から光が入射すると、入射した光は、第１光導波路１１を伝搬し、一部の光が第２光導波路１２と光結合される部分において光結合され、第２光導波路１２の他端部１２ｂから出力される。
【００４２】
また、第１光導波路１１を伝搬した光のうちの光結合されたかった光は、ＤＢＲ１３で選択的に反射される。この際、本実施形態では、上記のようにＤＢＲ１３が形成されており、製造誤差等によって凸部３４の形状がばらついたとしても、反射帯域幅が所望の値に対して変動し難くされている。そして、第１光導波路１１を伝搬した光のうちの反射されなかった光は、第１光導波路１１における他端部１１ｂから出力される。一方、ＤＢＲ１３で反射された光は、第２光導波路１２と光結合される部分において光結合され、第２光導波路１２の一端部１２ａから出力される。
【００４３】
次に、上記光反射素子１の製造方法について、ＤＢＲ１３の製造方法を中心に簡単に説明する。まず、支持基板２１、絶縁膜２２、半導体層２３が順に積層された半導体基板２４を用意する。そして、半導体層２３上に図示しないレジストを配置し、当該レジストをパターニングする。次に、レジストをマスクとして半導体層２３に対してドライエッチング等を行い、半導体層２３を区画してＤＢＲ１３を含む第１光導波路１１および第２光導波路１２を構成するコア層３１を形成する。この際、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように、ノッチ深さｄが設定される。つまり、ＤＢＲ１３は、ｄ／ｄ０が０．４〜０．５となるように、ノッチ深さｄが設定される。また、ＤＢＲ１３は、所望の反射帯域幅となるように、ノッチ長さＬが設定される。このため、ＤＢＲ１３は、製造誤差等により、ノッチ深さｄが設定値に対してずれたとしても、反射帯域幅がばらつくことを抑制できる。
【００４４】
その後、コア層３１を覆うように絶縁膜２５を形成することにより、上記図１に示す光反射素子１が製造される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、ＤＢＲ１３は、コア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差が１以上とされて構成されている。そして、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように、ノッチ深さｄが設定されている。つまり、ＤＢＲ１３は、反射帯域幅が極大値を含む所定範囲内の値となるように、最大幅Ｗｍａｘと最小幅Ｗｍｉｎとの差が設定されている。具体的には、ＤＢＲ１３は、ｄ／ｄ０が０．４〜０．５となるように、ノッチ深さｄが設定されている。このため、ＤＢＲ１３は、製造誤差等により、ノッチ深さｄが設定値に対してずれたとしても、反射帯域幅がばらつくことを抑制できる。
【００４６】
また、コア層３１およびクラッド層３２、３３は、屈折率差が１以上であり、上記数式２、または数式３を満たす構成とされていれば材料は適宜変更可能である。このため、本実施形態によれば、材料の選択性の向上を図ることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、ＤＢＲ１３を狭線幅光源に適用したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４８】
本実施形態は、図９に示されるように、上記第１実施形態のＤＢＲ１３を用いて狭線幅光源を構成したものであり、光反射素子１と、発光素子としての半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier、以下では、単にＳＯＡともいう）２とを備えている。
【００４９】
光反射素子１は、基本的には上記第１実施形態と同様の構成であるが、第１光導波路１１および第２光導波路１２と光学的に結合可能な場所に、フィルタ素子としてのリング共振器１４が備えられた構成とされている。リング共振器１４は、閉ループのリング状とされており、第１光導波路１１および第２光導波路１２と同様に、コア層３１がクラッド層３２、３３で囲まれることで構成されている。
【００５０】
また、第１光導波路１１上には、光位相シフタ１５が備えられている。本実施形態では、光位相シフタ１５は、例えば、第１光導波路１１上に、窒化チタン（ＴｉＮ）等で構成されるヒータが配置されることで構成される。そして、光位相シフタ１５は、ヒータが通電されることで発熱し、第１光導波路１１の屈折率を温度変化による熱膨張によって変化させることで第１光導波路１１の光位相を調整する。
【００５１】
第２光導波路１２における他端部１２ｂ側には、光スポットサイズ変換器（以下では、単にＳＳＣともいう）１６が備えられている。ＳＳＣ１６は、後述するＳＯＡ２の光導波路４１と第２光導波路１２とのモールドフィールド径を合わせるためのものであり、例えば、テーパ状に形成されている。また、第２光導波路１２における一端部１２ａ側は、反射を防止するため、第１端面１ａに対する法線方向に対して所定角度だけ傾けられている。
【００５２】
ＳＯＡ２は、一般的な構成のものが用いられ、第１端面２ａおよび第２端面２ｂを有し、第１端面２ａと第２端面２ｂとの間に光導波路４１が備えられていると共に、図示しない一対の電極等を備えている。なお、本実施形態では、ＳＯＡ２は、例えば、リン化インジウム（ＩｎＰ）系の導波路型光増幅器で構成される。また、光導波路４１は、反射を防止するため、第１端面２ａに対する法線方向に対して所定角度だけ傾けられている。
【００５３】
第１端面２ａは、光反射素子１の第１端面１ａと接続される面である。そして、光反射素子１とＳＯＡ２は、第２光導波路１２および光導波路４１を伝搬する光が光結合されるように、互いの第１端面１ａ、２ａが図示しないマッチングオイルや紫外線硬化樹脂等によって接続されている。第２端面２ｂは、本実施形態では、出射光を取り出しつつ反射も行える反射膜４２が形成されている。
【００５４】
以上が本実施形態における狭線幅光源の構成である。次に、狭線幅光源の作動について簡単に説明する。
【００５５】
まず、ＳＯＡ２の一対の電極間に所定の駆動バイアスを印加する。これにより、ＳＯＡ２では、誘導放出が発生して増幅された光の放出を開始する。そして、この光は、ＳＯＡ２の第１端面２ａから光反射素子１のＳＳＣ１６でモールドフィールド径が合わせられた後、第２光導波路１２を伝搬する。その後、リング共振器１４の共振波長と一致する一部の光がリング共振器１４と光学的に結合され、リング共振器１４に入力される。そして、リング共振器１４に入力された光が第１光導波路１１へと入力されると、入力された光は、一部がＤＢＲ１３で選択的に反射され、ＤＢＲ１３で反射されなかった光が一端部１１ａから放出される。
【００５６】
ＤＢＲ１３で反射された光は、リング共振器１４に入力されて第２光導波路１２へと入力される。そして、一部の光がＳＯＡ２の第２端面２ｂから出射光として放出され、残りの光が再び第２光導波路１２へと入力される。このようにして、ＳＯＡ２で誘導放出された光が繰り返し反射されることにより、光の強度が強められてレーザ発振が発生する。
【００５７】
以上説明したように、上記第１実施形態のＤＢＲ１３を狭線幅光源に適用することもでき、上記第１実施形態のようにＤＢＲ１３のノッチ深さｄを設定することにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５９】
例えば、上記各実施形態において、ＤＢＲ１３は、コア層３１の幅が周期的に変化するものであれば、形状は適宜変更可能である。例えば、図１０に示されるように、凸部３４は、コア層３１の片側にのみ形成されていてもよい。このような構成としても、ＤＢＲ１３における最大幅Ｗｍａｘと最小幅Ｗｍｉｎとの差は変化しないため、上記関係をそのまま適用できる。なお、本実施形態では、ＤＢＲ１３は、コア層３１の片側にのみ凸部３４が形成されているため、凸部３４における突出方向の長さは、２ｄとなる。
【００６０】
また、図１１に示されるように、凸部３４は、平面矩形状ではなく、丸みを帯びた形状とされていてもよい。このような構成としても、ＤＢＲ１３における最大幅Ｗｍａｘと最小幅Ｗｍｉｎとの差は変化しないため、上記関係をそのまま適用できる。但し、ノッチ長さＬは、ＤＢＲ１３の平均幅となる部分からコア層３１の延設方向に沿った方向の長さである。このため、図１１の構成では、ノッチ長さＬは、コア層３１の幅が（Ｗｍａｘ＋Ｗｍｉｎ）／２である部分のコア層３１の延設方向に沿った長さとなる。
【００６１】
さらに、上記各実施形態において、クラッド層３３は、屈折率が１である空気で構成されていてもよい。つまり、上記各実施形態では、絶縁膜２５を有しない構成とされていてもよい。また、上記各実施形態では、クラッド層３２とクラッド層３３とが異なる材料で構成されていてもよい。なお、クラッド層３２とクラッド層３３の屈折率が異なる場合は、上記クラッド層３２、３３の屈折率は、クラッド層３２の屈折率とクラッド３３の屈折率の平均値となる。例えば、上記数式３におけるコア層３１とクラッド層３２、３３との屈折率差Δｎは、コア層３１の屈折率と、クラッド層３２およびクラッド層３３の屈折率の平均値との差で求められる。
【００６２】
また、上記第２実施形態において、発光素子は、ＳＯＡ２ではなく、ファイバ光増幅器や、熱光源等を用いて構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１１、１２  第１、第２光導波路
１３        ＤＢＲ
３１        コア層
３２、３３  クラッド層
【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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