(57)【要約】  熱干渉を抑制しつつ高精度な位相制御を実現でき、所望波長の発振光を安定的に出力できる波長可変レーザ装置を提供する。  本発明の波長可変レーザ装置は、所定波長以外の光を反射すると共に所定波長の光を放出する低反射面を備えた光増幅手段、光導波路を伝搬している光の波長を制御する波長制御手段、加熱手段から放出された熱を用いて光導波路を伝搬している光の位相を制御する位相制御手段、入力された光を全反射する反射手段、および、加熱手段から放出された熱が位相制御手段が配置された領域以外の領域へ伝熱されることを抑制する放熱手段を備える。
2016092810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅手段と反射手段との間で光を伝搬させる光導波路と、
前記反射手段との間で光を入出力させる無反射面および所定波長以外の光を反射すると共に前記所定波長の光を放出する低反射面を備えた光増幅手段と、
前記光導波路を伝搬している光の波長を制御する波長制御手段と、
加熱手段から放出された熱を用いて前記光導波路を伝搬している光の位相を制御する位相制御手段と、
前記波長制御手段および位相制御手段を通過してきた光を、前記波長制御手段および位相制御手段へ戻す反射手段と、
前記加熱手段から放出された熱が前記位相制御手段が配置された領域以外の領域へ伝熱されることを抑制する放熱手段と、
を備える波長可変レーザ装置。
【請求項２】
前記波長制御手段および位相制御手段は同一の基板上に配置され、
前記基板は台座を介して板状部材上に配置され、
前記放熱手段は、前記加熱手段から放出された熱を前記板状部材へ伝熱させる、
請求項１に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項３】
前記放熱手段は、前記板状部材上の前記加熱手段の下方に配置される、請求項２に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項４】
前記放熱手段は、前記板状部材上の前記波長制御手段の下方に配置される、請求項２に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項５】
前記放熱手段は前記板状部材上に配置され、前記放熱手段は前記基板と接する高さに形成される、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項６】
前記放熱手段は前記板状部材上に配置され、前記放熱手段は前記基板とは接しない高さに形成される、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の波長可変レーザ装置。
【請求項７】
前記光導波路は、前記加熱手段の温度制御空間内において折り返される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の波長可変レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長可変レーザ装置に関し、特に、半導体光増幅器およびリング共振器型波長可変フィルタによって構成される波長可変レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の４０Ｇ／１００Ｇデジタルコヒーレント通信では、変調方式にＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）などの変調方式が適用されている。今後、４００Ｇを実現するにあたり、次世代の変調方式として、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの多値変調を適用することが検討されている。【０００３】
多値変調方式が光源に対して要求する重要性能の一つに、狭線幅がある。狭線幅を実現するための有効な光源の一つに外部共振器型波長可変レーザがある。外部共振器型波長可変レーザは、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）と外部反射鏡とを用いて共振器を形成し、共振器内に波長可変フィルタを挿入することによって波長を選択して出力する。外部共振器型波長可変レーザは、例えば、特許文献１−３等に開示されている。【０００４】
特許文献１の波長可変レーザ装置の平面図を図９に示す。特許文献１の波長可変レーザ装置９００は、ＳＯＡ９１０、波長可変部９２０、位相可変部９３０、反射鏡部９４０、第１の光導波路９５１および第２の光導波路９５２によって構成される。【０００５】
ＳＯＡ９１０はリング共振器型の波長可変部９２０へ光を供給する。【０００６】
波長可変部９２０は、互いに異なる光路長を有する３つのリング共振器９２１、９２２、９２３が光学的結合手段を介して連結されることによって形成された多重光共振器である。波長可変部９２０は、膜状ヒータ９２４、９２５、９２６によってリング共振器９２１、９２２、９２３の温度をそれぞれ制御することによって、第１の光導波路９５１を通過する光の波長を制御する。【０００７】
位相可変部９３０は、波長可変部９２０と反射鏡部９４０とを結ぶ第２の光導波路９５２の温度をヒータ９３１を用いて変化させることによって、第２の光導波路９５２を通過する光の位相を制御する。【０００８】
反射鏡部９４０は、波長可変部９２０および位相可変部９３０を通過してきた光を全反射し、位相可変部９３０および波長可変部９２０へ光を戻す。【０００９】
上記のように構成された波長可変レーザ装置９００は、ＳＯＡ９１０から出力された光が、波長可変部９２０および位相可変部９３０を通過して反射鏡部９４０で反射されることにより、共振光が生成される。そして、特定の波長光のみがＳＯＡ９１０を透過し、単一軸モード発振が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１９２８４号
【特許文献２】特開２００８−６０４４５号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／１２９５４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１において、波長可変部９２０と反射鏡部９４０とを結ぶ第２の光導波路９５２の温度を制御することによって第２の光導波路９５２を通過する光の位相を制御する場合、位相制御用の有効長を十分に確保できないため、所望の変化量を得るためにヒータ９３１へ供給する電力を増大させていた。【００１２】
しかし、ヒータ９３１へ供給する電力を増大させることにより、位相可変部９３０以外の波長可変部９２０やＳＯＡ９１０において不要な温度上昇が発生する。波長可変部９２０において意図しない温度上昇が発生した場合、発振波長が長波長側にシフトする。一方、ＳＯＡ９１０において意図しない温度上昇が発生した場合、光出力強度が低下する。なお、上記のような意図しない温度上昇に伴う特性変化を熱干渉と言う。【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、熱干渉を抑制しつつ高精度な位相制御を実現でき、所望波長の発振光を安定的に出力できる波長可変レーザ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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係る波長可変レーザ装置は、光増幅手段と反射手段との間で光を伝搬させる光導波路と、前記反射手段との間で光を入出力させる無反射面および所定波長以外の光を反射すると共に前記所定波長の光を放出する低反射面を備えた光増幅手段と、前記光導波路を伝搬している光の波長を制御する波長制御手段と、加熱手段から放出された熱を用いて前記光導波路を伝搬している光の位相を制御する位相制御手段と、前記波長制御手段および位相制御手段を通過してきた光を、前記波長制御手段および位相制御手段へ戻す反射手段と、前記加熱手段から放出された熱が前記位相制御手段が配置された領域以外の領域へ伝熱されることを抑制する放熱手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明の態様によれば、熱干渉を抑制しつつ高精度な位相制御を実現でき、所望波長の発振光を安定的に出力できる波長可変レーザ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る波長可変レーザ装置１０のブロック構成図である。
【図２】第２の実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００の平面図である。
【図３】第２の実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００の断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る別の波長可変レーザ装置１０００Ｂの断面図である。
【図５Ａ】第２の実施形態に係る別の波長可変レーザ装置１０００Ｂの台座１２０および放熱構造８００Ｂの製造工程を示す図である。
【図５Ｂ】第２の実施形態に係る別の波長可変レーザ装置１０００Ｂの台座１２０および放熱構造８００Ｂの製造工程を示す図である。
【図５Ｃ】第２の実施形態に係る別の波長可変レーザ装置１０００Ｂの台座１２０および放熱構造８００Ｂの製造工程を示す図である。
【図５Ｄ】第２の実施形態に係る別の波長可変レーザ装置１０００Ｂの台座１２０および放熱構造８００Ｂの製造工程を示す図である。
【図６】第３の実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００Ｃの平面図である。
【図７】第４の実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００Ｄの平面図である。
【図８】第４の実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００Ｄの断面図である。
【図９】特許文献１に係る波長可変レーザ装置９００の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る波長可変レーザ装置のブロック構成図を図１に示す。図１において、波長可変レーザ装置１０は、光導波路２０、光増幅手段３０、波長制御手段４０、位相制御手段５０、反射手段６０および放熱手段７０を備える。
【００１８】
光導波路２０は、光増幅手段３０と反射手段６０との間で光を伝搬させる。
【００１９】
光増幅手段３０は、反射手段６０との間で光を入出力させる無反射面３１、および、所定波長以外の光を反射すると共に所定波長の光を放出する低反射面３２を備え、波長制御手段４０および位相制御手段５０へ光を供給する。光増幅手段３０から供給された光は、波長制御手段４０および位相制御手段５０を通過して反射手段６０へ入力され、反射手段６０において反射された後、波長制御手段４０および位相制御手段５０を再び通過して光増幅手段３０に入力し、低反射面３２において反射される。そして、波長制御手段４０において制御された所定の波長の光のみ、低反射面３２からレーザ発振光として外部へ出力される。
【００２０】
波長制御手段４０は、光導波路２０を伝搬している光の波長を制御する。
【００２１】
位相制御手段５０は、加熱手段５１を備え、加熱手段５１から放出された熱を用いて光導波路２０を伝搬している光の位相を制御する。
【００２２】
反射手段６０は、波長制御手段４０および位相制御手段５０を通過してきた光を、波長制御手段４０および位相制御手段５０へ戻す。上述のように、光増幅手段３０から供給された光は、光増幅手段３０の低反射面３２と反射手段６０との間を往復する。
【００２３】
放熱手段７０は、位相制御手段５０の加熱手段５１から放出された熱が、位相制御手段５０以外の領域に伝熱されることを抑制する。放熱手段７０は、例えば、波長制御手段４０または位相制御手段５０の下方に配置された放熱部材７１によって構成することができる。具体的には、放熱手段７０は、光導波路２０、波長制御手段４０および位相制御手段５０が同一基板上に形成され、該基板が台座を用いて図示しない板状部材上に配置されている場合、基板と板状部材との間に配置された放熱部材７１によって構成される。すなわち、加熱手段５１から放出された熱は放熱部材７１を介して板状部材に放熱され、加熱手段５１から放出された熱が波長制御手段４０等へ伝熱されて波長制御手段４０等において熱干渉が発生することが抑制される。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０は、放熱手段７０によって、加熱手段５１から放出された熱が位相制御手段５０以外の領域へ伝熱されることが抑制される、従って、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０は、熱干渉を抑制しつつ高精度な位相制御を実現でき、所望波長の発振光を安定的に出力できる。
【００２５】
ここで、放熱部材７１は、加熱手段５１から放出された熱が波長制御手段４０へ伝熱されることを抑制できればよく、配置される位置、形状等は様々に設計することができる。例えば、放熱手段７０によって加熱手段５１から放出された熱を積極的に板状部材へ放熱したい場合、放熱部材７１を基板と接する高さに形成し、板状部材上の加熱手段５１の直下に配置することが望ましい。一方、放熱手段７０が基板と接することによって光導波路２０に応力歪が発生することを避けたい場合は、放熱部材７１を基板とは接しない高さに形成する。さらに、位相制御手段５０において加熱手段５１によって効率よく光導波路２０を加熱したい場合は、放熱部材７１を加熱手段５１の直下に配置する代わりに、板状部材上の熱干渉を生じさせたくない領域（例えば、波長制御手段４０の周囲）の下方に配置する。
【００２６】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る波長可変レーザ装置の平面図を図２に、図２のＡ−Ａ’線における断面図を図３に示す。図２において、波長可変レーザ装置１０００は、基板１００、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）２００、外部共振器３００および放熱構造８００によって構成される。
【００２７】
基板１００の上面に、複数の台座１１０、１２０を介して、ＳＯＡ２００および外部共振器３００がそれぞれ固定されている。さらに、基板１００の上面の所定の領域に放熱構造８００が配置される。本実施形態においては、基板１００の上面のヒータ６１０の下方に、放熱構造８００が配置される。なお、本実施形態に係る基板１００は、請求項の板状部材に含まれる。
【００２８】
ＳＯＡ２００は、外部共振器３００へ光を供給する。ＳＯＡ２００は、一方の面に無反射コーティングが、他方の面に低反射コーティングが施され、無反射コーティング面は、外部共振器３００に形成された第１の光導波路４１０に結合されている。ＳＯＡ２００から外部共振器３００へ出力された光は、外部共振器３００の波長制御部５００および位相制御部６００を通過した後、反射鏡部７００によって折り返され、再び位相制御部６００および波長制御部５００を通過してＳＯＡ２００へ出力される。そして、ＳＯＡ２００の低反射コーティングと反射鏡部７００との間で、レーザ共振器が構成される。レーザ発振された発振光は、波長制御部５００および位相制御部６００における制御によって特定の波長の発振光のみがＳＯＡ２００の低反射コーティング面から出力される。
【００２９】
外部共振器３００は、シリコン基板３１０、第１の光導波路４１０、第２の光導波路４２０、波長制御部５００、位相制御部６００および反射鏡部７００を備え、リング共振器型波長可変フィルタとして機能する。外部共振器３００は、シリコン基板３１０上に酸化膜を成膜し、コア部分の屈折率を高めることで、埋め込み型の光導波路を形成した構造体である。この埋め込み型の光導波路によって、第１の光導波路４１０、第２の光導波路４２０、波長制御部５００、位相制御部６００および反射鏡部７００が形成される。
【００３０】
第１の光導波路４１０は、ＳＯＡ２００と波長制御部５００との間で光を入出力させる。第２の光導波路４２０は、位相制御部６００を介して波長制御部５００と反射鏡部７００との間で光を入出力させる。
【００３１】
波長制御部５００は、光路長の異なる２つのリング共振器５１０、５２０が連結された多重リング共振器によって構成される。リング共振器５１０、５２０の光導波路上には薄膜ヒータ５３０、５４０がそれぞれ配置され、リング共振器５１０、５２０の光導波路の温度を変えることによって、波長制御部５００を通過する光の波長を制御する。リング共振器５１０、５２０は、光路長が互いに僅かに異なり、リング共振器５１０、５２０が共振する時のみ、共振波長の光を合波および分波し、バーニア効果によって大きなＦＳＲ（Free Spectral Range：自由スペクトル間隔）を得る。
【００３２】
ここで、バーニア効果とは、光路長が異なる複数の共振器を組み合わせると、ピーク周期のずれた各共振器の共振周波数が、それらの最小公倍数の周波数で重なる現象である。複数の共振器を組み合わせた多重光共振器は、このバーニア効果を利用することで、見かけ上ＦＳＲが各共振器の共振周波数の最小公倍数の周波数となるように機能する。これにより、単一の共振器よりも広い範囲で周波数特性（波長）を制御することができる。
【００３３】
位相制御部６００は、ヒータ６１０を備える。位相制御部６００は、位相制御部６００領域内に位置する第２の光導波路４２０の温度をヒータ６１０により変化させることによって、第２の光導波路４２０の屈折率および物理長を変化させ、第２の光導波路４２０を通過する光の位相を制御する。ここで、ヒータ６１０は、ＴｉおよびＰｔを蒸着する等によって形成することができる。
【００３４】
反射鏡部７００は、波長制御部５００および位相制御部６００を通過してきた光を全反射し、位相制御部６００および波長制御部５００へ光を戻す。
【００３５】
放熱構造８００は、位相制御部６００のヒータ６１０から放出された熱を基板１００へ逃がす。本実施形態に係る放熱構造８００は、基板１００の上面の、ヒータ６１０の下方に配置される。放熱構造８００は、図３に示すように、基板１００の上面から外部共振器３００のシリコン基板３１０に達する高さに形成され、ヒータ６１０の面積より大きな面積を有する。
【００３６】
放熱構造８００が配置されない場合、すなわち、ヒータ６１０の下方が空間である場合、ヒータ６１０から放出された熱は空気中に留まり、隣接する波長制御部５００等へ回り込み、熱干渉が発生する。これに対して、ヒータ６１０の下方に放熱構造８００を配置することにより、ヒータ６１０から放出された熱は放熱構造８００を介して基板１００側へ逃げる。これにより、隣接する波長制御部５００へ熱が回り込むことが抑制され、熱干渉の発生が抑制される。
【００３７】
例えば、放熱構造８００の高さが外部共振器３００の厚みと同じである場合、外部共振器３００内への拡散と放熱構造８００への拡散とが同程度になり、波長制御部５００等へ回り込む熱は、放熱構造８００が配置されていない場合と比較して略半分になる。
【００３８】
上記のように構成された波長可変レーザ装置１０００において、ＳＯＡ２００から出力された光は、ＳＯＡ２００→第１の光導波路４１０→波長制御部５００→第２の光導波路４２０→位相制御部６００→第２の光導波路４２０→反射鏡部７００→第２の光導波路４２０→位相制御部６００→第２の光導波路４２０→波長制御部５００→第１の光導波路４１０→ＳＯＡ２００、という経路を通って戻ってくる。この戻り光は、波長制御部５００の多重リング共振器の共振波長であるとき、最も強くなる。そして、ＳＯＡ２００へ入力した戻り光（発振光）は、ＳＯＡ２００の低反射コーティング面からレーザ発振光として出力される。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００は、ヒータ６１０の下方に放熱構造８００が配置されていることから、ヒータ６１０から放出された熱は外部共振器３００の周囲に留まることなく、放熱構造８００を介して基板１００へ放出される。従って、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００は、熱干渉を抑制しつつ高精度な位相制御を実現でき、所望波長の発振光を安定的に出力できる。
【００４０】
ここで、放熱構造８００が外部共振器３００のシリコン基板３１０と接することによって第１の光導波路４１０および第２の光導波路４２０等に応力歪が発生することを避けたい場合には、放熱構造８００を外部共振器３００のシリコン基板３１０に接しないギリギリの高さに形成すれば良い。この場合の波長可変レーザ装置１０００Ｂの断面図を図４に示す。図４の放熱構造８００Ｂは、図３の放熱構造８００と比較して放熱機能はやや劣化するものの、ヒータ６１０から放出された熱はシリコン基板３１０の下方に留まることなく、放熱構造８００Ｂを伝熱して基板１００へ放熱される。
【００４１】
従って、図４の波長可変レーザ装置１０００Ｂは、光導波路４１０、４２０において応力歪が発生すること、および、波長制御部５００等において熱干渉が発生することを抑制しつつ、高精度な位相制御を実現できる。
【００４２】
なお、放熱構造８００、８００Ｂは、製造コストを抑制する上で、台座１２０を形成するのと同時に基板１００上に形成されることが望ましい。図４の放熱構造８００Ｂの製造工程を図５A〜図５Ｄに沿って簡単に説明する。
【００４３】
例えば、放熱構造８００Ｂとシリコン基板３１０との間に隙間Ｌを設けたい場合、基板１００の上面に厚さＬのゲタ層αを成膜する（図５A）。ゲタ層αは、例えば、基板１００の表面を熱酸化することによって形成することができる。その後、台座１２０となる領域をマスキングし、それ以外の領域に形成されたゲタ層αを削除する（図５Ｂ）。
【００４４】
次に、外部共振器３００を保持する高さまで、台座１２０および放熱構造８００Ｂの元となる膜βを成膜する（図５Ｃ）。台座１２０および放熱構造８００Ｂの材料として、例えば、ＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass）を用いることができる。そして、台座１２０および放熱構造８００Ｂとなる領域をマスキングし、それ以外の領域に形成された膜（ＢＰＳＧ）βを削除する（図５Ｄ）。これにより、台座１２０と、シリコン基板３１０との間に隙間Ｌが形成される放熱構造８００Ｂと、が同時に形成される。
【００４５】
上記のように形成された台座１２０および放熱構造８００Ｂの上に外部共振器３００を配置することにより、外部共振器３００が所望の高さに保持されると共に、隙間Ｌが形成された状態でヒータ６１０の下方に放熱構造８００Ｂが配置される。なお、図５Ａおよび図５Ｂの工程を省略することにより、図３の放熱構造８００が形成される。
【００４６】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る波長可変レーザ装置の平面図を図６に示す。第２の実施形態で説明した図２の波長可変レーザ装置１０００においては、放熱構造８００を基板１００の上面のヒータ６１０の下方に配置したが、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００Ｃにおいては、放熱構造８００Ｃを、基板１００の上面の波長制御部５００の下方に配置する。すなわち、本実施形態においては、ヒータ６１０の下方は空間のままとし、熱干渉を抑制したい波長制御部５００の下方に放熱構造８００Ｃを配置する。
【００４７】
ヒータ６１０の下方は空間のままとすることにより、ヒータ６１０から放出された熱は空気中に留まる。これにより、ヒータ６１０へ供給する電力を増大させることなく、位相制御部６００領域内に位置する第２の光導波路４２０の温度を効率よく制御でき、第２の光導波路４２０を通過する光の位相を精度よく変化させることができる。
【００４８】
そして、ヒータ６１０の下方から波長制御部５００側へ流れ込んだ熱は、波長制御部５００の下方で留まることなく、放熱構造８００Ｃを介して基板１００へ放熱される。これにより波長制御部５００において熱干渉が発生することが抑制される。
【００４９】
以上のように、ヒータ６１０の下方は空間のままとし、放熱構造８００Ｃを基板１００の上面の波長制御部５００の下方に配置することにより、ヒータ６１０へ供給する電力を増大させることなく、第２の光導波路４２０を通過する光の位相を精度よく制御できると共に、波長制御部５００において熱干渉が発生することを抑制できる。
【００５０】
なお、放熱構造８００Ｃは、外部共振器３００のシリコン基板３１０と接する高さに形成することもできるし、シリコン基板３１０にギリギリ接しない高さに形成することもできる。
【００５１】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る波長可変レーザ装置の平面図を図７に、図７のＢ−Ｂ’線における断面図を図８に示す。図７の波長可変レーザ装置１０００Ｄは、ヒータ６１０Ｂによって温度制御される第２の光導波路４２０Ｂの長さを長くすることで、第２の光導波路４２０Ｂの温度を大きく変化させ、第２の光導波路４２０Ｂを通過する光の位相変化を大きくする。
【００５２】
図７において、波長可変レーザ装置１０００Ｄは、基板１００、ＳＯＡ２００、外部共振器３００Ｂおよび放熱構造８００Ｄによって構成される。また、外部共振器３００Ｂは、シリコン基板３１０Ｂ、第１の光導波路４１０、第２の光導波路４２０Ｂ、波長制御部５００、位相制御部６００Ｂおよび反射鏡部７００によって構成される。基板１００、ＳＯＡ２００、シリコン基板３１０Ｂ、第１の光導波路４１０、波長制御部５００および反射鏡部７００は、第２の実施形態で説明した図２のそれらと同様に構成される。
【００５３】
位相制御部６００Ｂは、反射鏡部７００と縦列に配置され、該縦列方向に長く形成された長尺のヒータ６１０Ｂを備える。長尺のヒータ６１０Ｂを用いることにより、ヒータ６１０Ｂによって温度制御される第２の光導波路４２０Ｂの長さが長くなり、第２の光導波路４２０Ｂを通過する光の位相を大きく変化させることができる。さらに、本実施形態においては、第２の光導波路４２０Ｂを位相制御部６００Ｂ内において折り返し、温度制御される範囲を大きくした。
【００５４】
放熱構造８００Ｄは、基板１００の上面から外部共振器３００Ｂのシリコン基板３１０Ｂに達しないぎりぎりの高さに形成され、さらに、後述する温度制御空間６２０Ｂを内包する大きさに形成される。
【００５５】
ここで、図８に示すように、ヒータ６１０Ｂから放出された熱は、一般的に、ヒータ６１０Ｂの垂線方向から−４５°〜＋４５°の空間内に熱拡散される。以下、この空間を温度制御空間６２０Ｂと記載する。温度制御空間６２０Ｂ内は、ヒータ６１０Ｂによって一定の温度に制御されることが知られている。
【００５６】
従って、温度制御空間６２０Ｂ内において第２の光導波路４２０Ｂが折り返されることにより、温度制御される第２の光導波路４２０Ｂの導波路長が長くなり、第２の光導波路４２０Ｂを通過する光の位相を大きく変化させることができる。
【００５７】
一方、基板１００上において、温度制御空間６２０Ｂを内包する大きさに放熱構造８００Ｄを形成することにより、ヒータ６１０Ｂから放出された熱を十分に基板１００側に放熱させることができる。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００Ｄは、長尺のヒータ６１０Ｂを配置すると共に、温度制御空間６２０Ｂ内において第２の光導波路４２０Ｂを折り返すことによって温度制御される導波路長を長くし、さらに、温度制御空間６２０Ｂを内包するように放熱構造８００Ｄを配置した。この場合、第２および第３の実施形態に係る位相制御部６００と比較してヒータ６１０Ｂへ供給する電力は大きくなるものの、第２の光導波路４２０Ｂを通過する光の位相を大きく変化させることができると共に、熱が波長制御部５００等にまわり込んで熱干渉が発生することを抑制できる。
【００５９】
従って、本実施形態に係る波長可変レーザ装置１０００Ｄは、波長制御部５００等において熱干渉が発生することを抑制しつつ、位相制御部６００Ｂにおける位相制御の精度をさらに高めることができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、第２の光導波路４２０Ｂを温度制御空間６２０Ｂ内で１往復させた例を示したが、ヒータ６１０Ｂの寸法やヒータ６１０Ｂと第２の光導波路４２０Ｂとの距離を適切に設計することにより、第２の光導波路４２０Ｂを温度制御空間６２０Ｂ内で１．５往復以上させる構造とすることもできる。
【００６１】
また、本実施形態においては、放熱構造８００Ｃの高さを外部共振器３００Ｂのシリコン基板３１０Ｂにギリギリ接しない高さに形成したが、放熱構造８００Ｃの高さを外部共振器３００Ｂのシリコン基板３１０Ｂと接する高さに形成することもできる。
【００６２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本願発明は、半導体光増幅器およびリング共振器型波長可変フィルタによって構成される波長可変レーザ装置に広く適用することができる。【００６４】
この出願は、２０１４年１２月１２日に出願された日本出願特願２０１４−２５１４５７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６５】
１０    波長可変レーザ装置
２０    光導波路
３０    光増幅手段
４０    波長制御手段
５０    位相制御手段
６０    反射手段
７０    放熱手段
１００    基板
１１０、１２０    台座
２００    ＳＯＡ
３００    外部共振器
４１０    第１の光導波路
４２０、４２０Ｂ    第２の光導波路
５００    波長制御部
５１０、５２０    リング共振器
５３０、５４０    薄膜ヒータ
６００、６００Ｂ    位相制御部
６１０、６１０Ｂ    ヒータ
６２０Ｂ    温度制御空間
７００    反射鏡部
８００、８００Ｂ、８００Ｃ、８００Ｄ    放熱構造
９００    波長可変レーザ装置
９１０    ＳＯＡ
９２０    波長可変部
９３０    位相可変部
９４０    反射鏡部
９５１    第１の光導波路
９５２    第２の光導波路
１０００、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄ    波長可変レーザ装置
【図１】
2016092810.tif 000003
【図２】
2016092810.tif 000004
【図３】
2016092810.tif 000005
【図４】
2016092810.tif 000006
【図５Ａ】
2016092810.tif 000007
【図５Ｂ】
2016092810.tif 000008
【図５Ｃ】
2016092810.tif 000009
【図５Ｄ】
2016092810.tif 000010
【図６】
2016092810.tif 000011
【図７】
2016092810.tif 000012
【図８】
2016092810.tif 000013
【図９】
2016092810.tif 000014
【国際調査報告】
2016092810.tif 000015
2016092810.tif 000016
2016092810.tif 000017
2016092810.tif 000018