(57)【要約】【課題】装置の小型化を図ることができ、分岐光の干渉を防止し、安定した波長モニタを行うことができる半導体レーザ装置及びその製造方法並びに半導体レーザモジュールを提供する。【解決手段】半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光を送出する光ファイバ２と、半導体レーザ素子１と光ファイバ２との間に配置され、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光を分岐する光分岐部材３とを有し、光分岐部材３は、第１、第２及び第３の分岐光Ｌ１〜Ｌ３に分岐し、第３の分岐光Ｌ３は光ファイバ２に結合され、第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２は、第３の分岐光Ｌ３に対して略対称に分岐される。【選択図】　図１
2004095920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を送出する光ファイバと、
前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置され、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を分岐する光分岐部材とを有する半導体レーザ装置において、
前記光分岐部材は、少なくとも第１、第２及び第３の分岐光に分岐し、前記第３の分岐光は前記光ファイバに結合され、前記第１及び第２の分岐光は、前記第３の分岐光に対して略対称に分岐されることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記光分岐部材によって分岐される第１及び第２の分岐光は、第３の分岐光に対して略平行であり、かつ伝搬方向が第３の分岐光に対して反対方向であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記光分岐部材によって分岐される第１及び第２の分岐光は、第３の分岐光に対して略平行であり、かつ伝搬方向が第３の分岐光と同一方向であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記光分岐部材は、一体の光学材料に形成された回折格子によって光分岐を行い、前記第１及び第２の分岐光は前記回折格子によって２ｎ回（ｎ≧１の整数）回折されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記光分岐部材は、回折格子の周期、回折回数及び前記光分岐部材の厚みによって分岐される距離が決定される第１及び第２の分岐光と、前記半導体レーザ素子から出力され前記光分岐部材に入射されるレーザ光もしくは第３の分岐光との間で干渉をおこさないように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記第１の分岐光を受光する第１の受光素子と、
前記第２の分岐光を受光する第２の受光素子と、
前記第２の受光素子と前記光分岐部材との間に配置され、所定の波長帯のレーザ光だけを透過させる光フィルタとを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記光分岐部材は、前記第１の受光素子と一体に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項８】
前記半導体レーザ素子は、発光波長の異なる２個以上の活性層を有し、各活性層からレーザ光を選択的に出力可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つの項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記半導体レーザ素子は、発光波長の異なる２個以上の活性層と、前記各活性層からの光を合波して出力する光合波器とを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つの項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記請求項１乃至９のいずれか１つの項に記載の半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置を封止するパッケージと、
を有することを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項１１】
半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を送出する光ファイバと、
前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置され、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を少なくとも第１、第２及び第３の分岐光に分岐する光分岐部材と、
前記第１の分岐光を受光する第１の受光素子と、
前記第２の分岐光を受光する第２の受光素子と、
前記第２の受光素子と前記光分岐部材との間に配置され、所定の波長帯のレーザ光だけを透過させる光フィルタと、を有し、
前記光分岐部材は、前記第１の受光素子と一体に構成され、
前記第３の分岐光は前記光ファイバに結合され、前記第１及び第２の分岐光は、前記第３の分岐光に対して略対称に分岐される半導体レーザ装置の製造方法であって、
前記半導体レーザ素子を搭載する工程と、
前記第２の受光素子を固定する工程と、
前記半導体レーザ素子からレーザ光を出力させ、前記第１の受光素子及び第２の受光素子の受光する光量を検出して、その検出結果に基づいて前記一体となった第１の受光素子及び光分岐部材を固定する工程と、
前記半導体レーザ素子からレーザ光を出力させ、前記第１の受光素子及び第２の受光素子の光量を検出し、その検出結果に基づいて前記光フィルタを固定する工程と、
を有することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信分野に用いられる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び光送信器に関し、特に、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信分野に用いられる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＷＤＭ通信分野においては伝送量の増大に伴い、より狭い間隔で波長を多重化する高密度化が行われており、通信システムは波長が正確に制御され、かつ異なる波長を持つ信号光源を数多く有することが要求されている。
【０００３】
しかし異なる種類の信号光源を用いることは通信業者、供給業者に存庫の増大とコストの増大を招くことから、幾つかの異なる発光波長を選択し制御することが可能な半導体レーザモジュールの開発が求められている。
【０００４】
従来の波長可変半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子が温度調整器上に配置され、半導体レーザ素子の温度環境を変えることにより、発光波長を可変としている。そのような半導体レーザ装置においては光フィルタとその透過光を受光する受光器によってレーザ光の波長を検出する波長モニタを用い、その波長モニタから出力される情報に基づいて半導体レーザ素子の温度を制御し波長を制御している。通常、半導体レーザ素子の温度制御には、サーモモジュールに温度制御電流を送り、半導体レーザ素子の温度を上昇又は下降させる温度調整部（ＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍｏ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｏｌｅｒ））が用いられている。
【０００５】
さらにレーザ波長の可変長範囲を広げるものとしては、例えば異なる発光波長を持つ複数の活性層を備えた半導体レーザ素子が開発されている。このような半導体レーザ素子は、要求される発光波長に応じて複数の活性層からひとつを選択し、作動させることによって広い可変長範囲を持つ半導体レーザ装置を実現している。
【０００６】
このような複数の活性層をもつ半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置においては、選択された活性層からのレーザ光を他の光学部品に結合させるため、各活性層からのレーザ光を合波する半導体光合波器（ＭＭＩ）を集積させた半導体集積素子が開発されている。
【０００７】
また、ＷＤＭ通信等の光通信に用いられる半導体レーザとして、波長調整機能と波長モニタ機能を備えた半導体レーザモジュールが知られている（例えば特開２０００−５６１８５号公報、特開平１０−７９５５１号公報参照）。
【０００８】
図１３は従来の光モジュールの構成を示す説明図である。図１３に示すように、従来の半導体レーザモジュールは、所定の発振波長のレーザ光を出力する半導体レーザダイオード等からなる発光素子５０と、発光素子５０に光結合され、発光素子５０の前側（図１３では右側）端面から出力されたレーザ光を外部に送出する光ファイバ５１と、発光素子５０の発振波長とほぼ同じカットオフ波長を持つ光フィルタ５２と、発光素子５０の後側（図１３では左側）端面から出力されたレーザ光を２つに分岐するハーフミラーからなるビームスプリッタ５３と、ビームスプリッタ５３によって分岐された一方のレーザ光を光フィルタ５２に透過させた後に受光するフォトダイオード等の第１の受光素子５４と、ビームスプリッタ５３によって分岐された他方のレーザ光を受光するフォトダイオード等の第２の受光素子５５と、発光素子５０の温度を調整するサーモモジュール５６とを有する。また、光モジュールには制御部５７が接続されている。制御部５７は、第１の受光素子５４及び第２の受光素子５５から出力されるＰＤ電流に基づいて、発光素子５０の波長を制御するように、サーモモジュール５６を制御する。
【０００９】
発光素子５０と光ファイバ５１との間には、発光素子５０の前側端面から出力されたレーザ光を光ファイバ５１に結合する集光レンズ５８が配置されている。また、発光素子５０とビームスプリッタ５３との間には、発光素子５０の後側端面から出力されたレーザ光を平行にする平行レンズ５９が配置されている。
【００１０】
発光素子５０、集光レンズ５８及び平行レンズ５９は、ＬＤキャリア６０上に固定されている。第１の受光素子５４及び第２の受光素子５５は、それぞれ第１のＰＤキャリア６１及び第２のＰＤキャリア６２に固定されている。
【００１１】
ビームスプリッタ５３、光フィルタ５２、第１のＰＤキャリア６１及び第２のＰＤキャリア６２は、金属基板６３上に固定されている。金属基板６３は、ＬＤキャリア６０の表面に固定され、ＬＤキャリア６０は、サーモモジュール５６上に固定されている。
【００１２】
発光素子５０、ビームスプリッタ５３、光フィルタ５２、集光レンズ５８、平行レンズ５９、ＬＤキャリア６０、第１のＰＤキャリア６１、第２のＰＤキャリア６２、金属基板６３及びサーモモジュール５６は、パッケージ６４内に設けられている。また、光ファイバ５１の先端部を保持するフェルール６５は、パッケージ６４の側部にスリーブ６６を介して固定されている。
【００１３】
発光素子５０の前側端面から出力されたレーザ光は、集光レンズ５８によって集光され、フェルール６５によって保持された光ファイバ５１に入射され外部に送出される。
【００１４】
一方、発光素子５０の後側端面から出力されたレーザ光は、平行レンズ５９によって平行になり、ビームスプリッタ５３によってＺ軸方向（透過方向）と、Ｚ軸方向に垂直なＸ軸方向（反射方向）との２つの方向に分岐される。Ｚ軸方向に分岐されたレーザ光は、光フィルタ５２を介して第１の受光素子５４によって受光され、Ｘ軸方向に分岐されたレーザ光は、第２の受光素子５５によって受光される。
【００１５】
ビームスプリッタ５３としては、レーザ光を反射と透過によって分岐するハーフミラー等が用いられる。また、プリズムを使用した光分岐、回折格子による光分岐も行われているが、いずれも波長依存性を有し、分岐されるレーザ光の波長によって分岐される角度が異なり、異なる波長の光を分岐するために使用されるのが通常である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の波長モニタ内蔵型半導体レーザモジュールでは、レーザ光は、ハーフミラーからなる光分岐部材によってＺ軸方向と、Ｚ軸方向に垂直なＸ軸方向に２分岐されるため、分岐された光を受光する受光素子を配置するために広い空間を必要とするという課題がある。
【００１７】
また、複数の活性層を持ち、光合波器で合波される半導体集積素子では、光合波器から光ファイバヘと搬送されるレーザ光を分岐してモニタ光として使用することが望ましい。しかしながら、光量をモニタする受光素子と、波長をモニタする受光素子を使用するためにそれぞれレーザ光を分岐する必要があり、ハーフミラーのように光を２分岐する光分岐部材を使用した場合には光分岐部材を複数配置する必要があり、非常に大きな空間を必要とするという課題がある。
【００１８】
さらに、回折格子を使用した光分岐部材では、複次の回折光を用いることによってレーザ光を一度に複数分岐することが可能であるが、分岐された光の間隔に十分な距離が得られず、分岐光同士が干渉するという課題がある。また、光波長によって分岐角度が異なり、波長フィルタでは入射光の角度によって波長特性が異なるため、安定した波長モニタが困難であるという課題がある。
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、装置の小型化を図ることができ、分岐光の干渉を防止し、安定した波長モニタを行うことができる半導体レーザ装置及びその製造方法並びに半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を送出する光ファイバと、前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置され、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を分岐する光分岐部材とを有する半導体レーザ装置において、
前記光分岐部材は、少なくとも第１、第２及び第３の分岐光に分岐し、前記第３の分岐光は前記光ファイバに結合され、前記第１及び第２の分岐光は、前記第３の分岐光に対して略対称に分岐されることを特徴とするものである。
【００２１】
前記光分岐部材によって分岐される第１及び第２の分岐光は、第３の分岐光に対して略平行であり、かつ伝搬方向が第３の分岐光に対して反対方向であってもよい。
【００２２】
前記光分岐部材によって分岐される第１及び第２の分岐光は、第３の分岐光に対して略平行であり、かつ伝搬方向が第３の分岐光と同一方向であってもよい。
【００２３】
前記光分岐部材は、一体の光学材料に形成された回折格子によって光分岐を行い、前記第１及び第２の分岐光は前記回折格子によって２ｎ回（ｎ≧１の整数）回折されるものでもよい。
【００２４】
前記光分岐部材は、回折格子の周期、回折回数及び前記光分岐部材の厚みによって分岐される距離が決定される第１及び第２の分岐光と、前記半導体レーザ素子から出力され前記光分岐部材に入射されるレーザ光もしくは第３の分岐光との間で干渉をおこさないように構成されていてもよい。
【００２５】
前記第１の分岐光を受光する第１の受光素子と、前記第２の分岐光を受光する第２の受光素子と、前記第２の受光素子と前記光分岐部材との間に配置され、所定の波長帯のレーザ光だけを透過させる光フィルタとを有してもよい。
【００２６】
前記光分岐部材は、前記第１の受光素子と一体に構成されていてもよい。
【００２７】
前記半導体レーザ素子は、発光波長の異なる２個以上の活性層を有し、各活性層からレーザ光を選択的に出力可能であってもよい。
【００２８】
前記半導体レーザ素子は、発光波長の異なる２個以上の活性層と、前記各活性層からの光を合波して出力する光合波器とを有してもよい。
【００２９】
本発明の半導体レーザモジュールは、前記記載の半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置を封止するパッケージとを有することを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を送出する光ファイバと、
前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置され、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を少なくとも第１、第２及び第３の分岐光に分岐する光分岐部材と、
前記第１の分岐光を受光する第１の受光素子と、
前記第２の分岐光を受光する第２の受光素子と、
前記第２の受光素子と前記光分岐部材との間に配置され、所定の波長帯のレーザ光だけを透過させる光フィルタと、を有し、
前記光分岐部材は、前記第１の受光素子と一体に構成され、
前記第３の分岐光は前記光ファイバに結合され、前記第１及び第２の分岐光は、前記第３の分岐光に対して略対称に分岐される半導体レーザ装置の製造方法であって、
前記半導体レーザ素子を搭載する工程と、
前記第２の受光素子を固定する工程と、
前記半導体レーザ素子からレーザ光を出力させ、前記第１の受光素子及び第２の受光素子の受光する光量を検出して、その検出結果に基づいて前記一体となった第１の受光素子及び光分岐部材を固定する工程と、
前記半導体レーザ素子からレーザ光を出力させ、前記第１の受光素子及び第２の受光素子の光量を検出し、その検出結果に基づいて前記光フィルタを固定する工程とを有することを特徴とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態例）
図１は、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールを示す平面図、図２はその側面図である。
【００３２】
本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光を送出する光ファイバ２と、半導体レーザ素子１と光ファイバ２との間に配置され．半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光を分岐する光分岐部材３（ビームスプリッタ）とを有する。
【００３３】
半導体レーザ素子１は、発光波長の異なる２個以上の活性層４と、各活性層４からの光を合波する光合波器５（ＭＭＩ）とを有し、ＷＤＭ通信で用いられる波長に集積されたレーザ光を出力するＤＦＢレーザ素子からなる。半導体レーザ素子１は、同じ温度に保持した場合、各活性層４は少しずつ異なる発光波長を持つよう設計されており、所望の波長に応じて１つのレーザが選択され、電流注入されレーザ光を発光する。
【００３４】
光分岐部材３は、３つの分岐光、すなわち第１の分岐光Ｌ１、第２の分岐光Ｌ２及び第３の分岐光Ｌ３に分岐し、第３の分岐光Ｌ３は光ファイバ２に結合され、第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２は、第３の分岐光Ｌ３に対して略対称に分岐される。
【００３５】
光分岐部材３によって分岐される第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２は、第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向である。
【００３６】
この半導体レーザ装置は又、半導体レーザ素子１から出力されたレーザ光を平行にする平行レンズ６と、半導体レーザ素子１から光ファイバ２に向かう方向に進行するレーザ光だけを透過させる光アイソレータ７と、第１の分岐光Ｌ１を受光する第１の受光素子８と、第２の分岐光Ｌ２を受光する第２の受光素子９と、第２の受光素子９と光分岐部材３との間に配置され、所定の波長帯のレーザ光だけを透過させるエタロン等からなる光フィルタ１０（例えばエタロンフィルタ）と、第３の分岐光Ｌ３を光ファイバ２に集光する集光レンズ１１とを有する。
【００３７】
平行レンズ６は第１のレンズ保持部材１２によって保持され、集光レンズ１１は第２のレンズ保持部材１３によって保持されている。
【００３８】
第１の受光素子８は第１のＰＤキャリア３３に固定され、第２の受光素子９は第２のＰＤキャリア３４に固定されている。
【００３９】
光分岐部材３と第１の受光素子８は、第１の分岐光Ｌ１と結合するような位置に配置され、取付部品１４内に一体に構成されている。
【００４０】
上記構成の半導体レーザ装置はパッケージ１５内に封止されており、全体として半導体レーザモジュールＭを構成している。光ファイバ２の先端部はフェルール２２に固定されており、そのフェルール２２は、パッケージ１５の側部１５ａ内に固定されている。
【００４１】
また、図２に示すように、パッケージ１５内にはサーモモジュールからなる第１の温度調整部１６が設置され、第１の温度調整部１６上には良好な熱伝導体からなる板状のベース１７が設置されている。また、ベース１７上には、第１のレンズ保持部材１２、光アイソレータ７、第２のＰＤキャリア３４、取付部材１４、光フィルタ１０、第２のレンズ保持部材１３がそれぞれ搭載されているとともに、小型のサーモモジュールからなる第２の温度調整部１８が搭載されている。第２の温度調整部１８上には、良好な熱伝導体からなるＬＤキャリア１９が固定され、そのＬＤキャリア１９上に半導体レーザ素子１が搭載されている。
【００４２】
ベース１７上にはサーミスタからなる第１の温度検出部２０が設置され、第１の温度検出部２０によって検出された温度に基づいて第１の温度調整部１６がベース１７上の光学部品の温度を一定になるように制御している。また、ＬＤキャリア１９上にはサーミスタからなる第２の温度検出部２１が設置され、第２の温度検出部２１によって検出された温度に基づいて第２の温度調整部１８がＬＤキャリア１９上の半導体レーザ素子１の温度を一定になるように制御している。
【００４３】
さらに、第１の受光素子８及び第２の受光素子９に受光される光量に基づいて、レーザ光の波長がモニタされており、検出された波長情報に基づいて所定の発光波長を維持するように、第２の温度調整部１８の温度が調整される。
【００４４】
次に、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置の動作について説明する。
【００４５】
半導体レーザ素子１から出力されたレーザ光は、平行レンズ６で平行にされ、光アイソレータ７を通過し、光分岐部材３に入射される。
【００４６】
光分岐部材３は光入射面に回折格子からなるグレーティング領域が形成されており、入射されたレーザ光の大部分は第３の分岐光Ｌ３として直進し、集光レンズ１１から光ファイバ２に光結合される。光分岐部材３へ入射したレーザ光の一部は回折によってそれぞれ左右に分岐され、光分岐部材３の反対側に形成されたグレーティング領域に導かれ、再度回折されて、一方の第１の分岐光Ｌ１はそのまま第１の受光素子８に結合し、その光量がモニタされる。
【００４７】
他方の第２の分岐光Ｌ２は光フィルタ１０（エタロン）に入射され、透過した所定波長の光が第２の受光素子９に結合され、その光量がモニタされる。この際、光フィルタ１０へのレーザ光の入射角度によって光フィルタ１０の波長特性が異なるため、レーザ光の波長が変えられた場合にも所定の角度で光フィルタ１０に入射される必要がある。
【００４８】
図３は、光分岐部材３の構成を示す説明図である。図３に示すように、光分岐部材３は、入射面の光軸上に形成された第１のグレーティング領域２３と、出射面に光軸上からそれぞれ間隔を隔てて形成された第１の反射膜２４及び第２の反射膜２５と、第１の反射膜２４上に形成された第２のグレーティング領域２６と、第２の反射膜２５上に形成された第３のグレーティング領域２７とを有する。
【００４９】
光分岐部材３に入射されたレーザ光の大部分は直進し、第３の分岐光Ｌ３として集光レンズ１１を介して光ファイバ２に光結合される。光分岐部材３に入射されたレーザ光の一部は第１のグレーティング領域２３によって回折され、光軸から外部に広がる方向に第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２に分岐される。第１の分岐光Ｌ１は、第１の反射膜２４及び第２のグレーティング領域２６によって第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向に回折及び反射される。第２の分岐光Ｌ２は、第２の反射膜２５及び第３のグレーティング領域２７によって第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向に回折及び反射される。
【００５０】
回折格子を２ｎ＋１（ｎは０以上の整数）回透過した光は、回折角度に波長依存性を持つため、ある１点に固定した受光素子（センサ）との位置関係が波長ごとに変化してしまい、その結果、結合効率が波長ごとに変わってしまう。
【００５１】
そこで、並行に配置した同じピッチを有する回折格子からなるグレーティング領域を２ｎ（ｎは自然数）回透過させることにより、透過後の光を入射光と並行に取り出すことが可能となる。
【００５２】
また、第２のグレーティング領域２６と第３のグレーティング領域２７との間の間隔Ｓは、第３の分岐光Ｌ３のビーム径よりも広くして、干渉しないように構成することが必要である。また、第１のグレーティング領域２３、第２のグレーティング領域２６及び第３のグレーティング領域２７の回折格子の周期を変えることにより、入射光の回折角度θを調整することが可能である。これにより、入射光と分岐光（第１の分岐光Ｌ１と第２の分岐光Ｌ２）との間隔Ｈを変更できる。
【００５３】
本発明の第１の実施形態例によれば、１個の光分岐部材３により、第１、第２及び第３の分岐光Ｌ１〜Ｌ３に分岐し、第３の分岐光Ｌ３は光ファイバ２に結合され、第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２は、第３の分岐光Ｌ３に対して略対称に分岐されるので、従来のようにハーフミラーを用いて分岐する場合に比べ、必要とする空間を狭くでき、装置の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、波長をモニタする受光素子を使用するためにそれぞれレーザ光を分岐する必要がある場合であっても、本実施形態例の光分岐部材３を用いれば、１つの光分岐部材３で対応でき、複数の光分岐部材を配置する必要がないので、装置の小型化を図ることができる。
【００５５】
また、回折格子を使用した従来の光分岐部材に比べ、分岐光の干渉を低減することができる。
【００５６】
さらに、光分岐部材３において、一体の光学材料に形成された回折格子によって光分岐を行う場合には、波長依存性を持つ回折格子を偶数回用いることにより、回折格子の波長依存性を相殺し、異なる波長のレーザ光が所定の角度で光フィルタ１０に入射されることができ、その結果、光フィルタ１０の特性を安定に保つことができる。また複数の回折格子を一体の光学材料上に形成することにより、各回折格子の温度依存性も相殺することができる。
【００５７】
特に、温度調整部によって特定の面から温度調整された光学部品では、その配置された位置によって温度分布を生じやすく、一体の光学材料上に回折格子を形成することによって、複数の回折格子の温度差を低減し、温度依存性を相殺することが容易となる。
【００５８】
次に、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置の製造方法について図４〜図７を参照して説明する。
【００５９】
まず、パッケージ１５内の底部に第１の温度調整部１６を固定する（図４（Ａ）参照）。
【００６０】
次いで、ベース１７上に第２の受光素子９を固定した第２のＰＤキャリア３４を固定する（図４（Ｂ）参照）。
【００６１】
次いで、ベース１７上に第２の温度調整部１８を固定し、その第２の温度調整部１８上に半導体レーザ素子１を搭載したＬＤキャリア１９を固定する（図５（Ａ）参照）。
【００６２】
次いで、ベース１７上に平行レンズ６を保持する第１のレンズ保持部材１２を固定する（図５（Ｂ）参照）。
【００６３】
次いで、ベース１７上に光アイソレータ７を固定する（図６（Ａ）参照）。
【００６４】
次いで、第１の温度調整部１６上にベース１７を固定し、半導体レーザ素子１とパッケージ１５側の外部リード端子部との間をボンディングワイヤで接続する。
【００６５】
次いで、半導体レーザ素子１からレーザ光を出力させ、第１の受光素子８及び第２の受光素子９の受光する光量を検出して、その検出結果に基づいて、第１の受光素子８及び光分岐部材３を一体に構成した取付部材１４をベース１７上に固定する（図６（Ｂ）参照）。
【００６６】
次いで、半導体レーザ素子１からレーザ光を出力させ、第１の受光素子８及び第２の受光素子９の光量を検出し、その検出結果に基づいて光フィルタ１０を固定する（図７（Ａ）参照）。
【００６７】
次いで、ベース１７上に集光レンズ１１を保持した第２のレンズ保持部材１３を調芯して固定する（図７（Ｂ）参照）。
【００６８】
次いで、パッケージ１５の側部に光ファイバ２を保持するフェルール２２を調芯して固定する。
【００６９】
最後にパッケージ１５の上部に蓋部３２を被せて、その周縁部を抵抗溶接してパッケージ１５内部を気密封止する（図２参照）。
【００７０】
（第２の実施形態例）
図８は、本発明の第２の実施形態例に係る光分岐部材３の構成を示す平面図である。
図８に示すように、本発明の第２の実施形態例に係る光分岐部材３は、入射面の光軸上に形成された回折格子からなる第１のグレーティング領域２３と、出射面に光軸上からそれぞれ間隔を隔てて形成された第１の反射膜２４及び第２の反射膜２５と、第１の反射膜２４によって反射された第１のレーザ光が透過し、入射面に形成された回折格子からなる第２のグレーティング領域２６と、第２の反射膜２５によって反射された第２のレーザ光が透過し、入射面に形成された回折格子からなる第３のグレーティング領域２７とを有する。
【００７１】
光分岐部材３に入射されたレーザ光の大部分は直進し、第３の分岐光Ｌ３として集光レンズ１１を介して光ファイバ２に光結合される。光分岐部材３に入射されたレーザ光の一部は第１のグレーティング領域２３によって回折され、光軸から外部に広がる方向に第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２に分岐される。第１の分岐光Ｌ１は、第１の反射膜２４によって外側に反射された後、第２のグレーティング領域２６によって回折され、第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向に送出される。第２の分岐光Ｌ２は、第２の反射膜２５によって外側に反射された後、第３のグレーティング領域２７によって回折され、第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向に送出される。
【００７２】
第２の実施形態例によれば、回折格子を２ｎ＋１（ｎ：０以上の整数）回透過した後の光を、回折格子と並行に設けられた反射膜で反射させ、その反射光を同じピッチ間隔を有する回折格子を透過させることで、分岐光を入射光と並行に取り出すことができ、かつ厚みＷの薄い回折格子型ビームスプリッタを提供することができる。
【００７３】
このように、光分岐部材３は、回折される回数と光分岐部材３の厚みによって、第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２と、入射光もしくは第３の分岐光Ｌ３との間で干渉をおこさないように構成されている。
【００７４】
また、第１〜第３のグレーティング領域２３、２６、２７を同一の入射面に形成しているので、光分岐部材３の製造を容易にし、かつ分岐光の複数の回折が可能となる。
【００７５】
なお、第１〜第３のグレーティング領域２３，２６、２７は、それぞれ分離しているが、一体に形成することも可能である。これによって、グレーティング形成が容易になる。
【００７６】
（第３の実施形態例）
図９は、本発明の第３の実施形態例に係る光分岐部材３の構成を示す平面図である。
図９に示すように、本発明の第３の実施形態例に係る光分岐部材３は、入射面の光軸上に形成された第１のグレーティング領域２３と、出射面に光軸上からそれぞれ間隔を隔てて形成された第１の反射膜２４及び第２の反射膜２５と、入射面に形成され、第１の反射膜２４によって外側に反射された第１の分岐光Ｌ１を反射する第３の反射膜２８と、出射面に形成され、第３の反射膜２８によって外側に反射された第１の分岐光Ｌ１を反射する第４の反射膜２９と、第４の反射膜２９によって外側に反射された第１のレーザ光が透過し、入射面に形成された第２のグレーティング領域２６と、入射面に形成され、第２の反射膜２５によって外側に反射された第２の分岐光Ｌ２を反射する第５の反射膜３０と、出射面に形成され、第５の反射膜３０によって外側に反射された第２の分岐光Ｌ２を反射する第６の反射膜３１と、第６の反射膜３１によって外側に反射された第２のレーザ光が透過し、入射面に形成された第３のグレーティング領域２７とを有する。
【００７７】
光分岐部材３に入射されたレーザ光の大部分は直進し、第３の分岐光Ｌ３として集光レンズ１１を介して光ファイバ２に光結合される。光分岐部材３に入射されたレーザ光の一部は第１のグレーティング領域２３によって光軸から外部に広がる方向に第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２に分岐される。第１の分岐光Ｌ１は、第１の反射膜２４、第３の反射膜２８、第４の反射膜２９によって外側に反射された後、第２のグレーティング領域２６によって第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向に送出される。第２の分岐光Ｌ２は、第２の反射膜２５、第５の反射膜３０、第６の反射膜３１によって外側に反射された後、第３のグレーティング領域２７によって第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が反対方向に送出される。
【００７８】
第３の実施形態例によれば、光分岐部材３内部での反射を繰り返し行うことによって、入射光と第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２との間の間隔Ｈを広げることができ、厚みＷの小さい光分岐部材３であっても、入射光と第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２との干渉を防止することができる。
【００７９】
なお、第１の反射膜２４と第４の反射膜２９、及び第２の反射膜２５と第６の反射膜３１は、それぞれ分離しているが、一体に形成することを可能である。これにより反射膜の形成が容易になる。
【００８０】
（第４の実施形態例）
図１０は、本発明の第４の実施形態例に係る半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールを示す平面図、図１１はその側面図である。
図１０及び図１１に示すように、本発明の第４の実施形態例に係る半導体レーザ装置では、第１の温度調整部１６上に、第１のレンズ保持部材１２、光アイソレータ７、第２の受光素子９、第１の受光素子８、光分岐部材３、光フィルタ１０、及び第２のレンズ保持部材１３が搭載されている。また、半導体レーザ素子１が搭載される第２の温度調整部１８は、第１の温度調整部１６と独立に温度調整される。また、第２の温度調整部１８は、２つのサーモモジュール１８ａ、１８ｂが２段に重ねて構成されている。これによって、第２の温度調整部１８の温度制御範囲を広げることができ、半導体レーザ素子１の波長可変範囲を広げることができる。
【００８１】
また、光分岐部材３によって分岐される第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２は、第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が第３の分岐光Ｌ３と同一方向である。
【００８２】
図１２は、光分岐部材３の構成を示す説明図である。図１２に示すように、光分岐部材３は、入射面の光軸上に形成された回折格子からなる第１のグレーティング領域２３と、出射面に光軸上からそれぞれ間隔を隔てて形成された回折格子からなる第２のグレーティング領域２６及び第３のグレーティング領域２７とを有する。
【００８３】
光分岐部材３に入射されたレーザ光の大部分は直進し、第３の分岐光Ｌ３として集光レンズ１１を介して光ファイバ２に光結合される。光分岐部材３に入射されたレーザ光の一部は第１のグレーティング領域２３によって回折され、光軸から外部に広がる方向に第１の分岐光Ｌ１及び第２の分岐光Ｌ２に分岐される。第１の分岐光Ｌ１は、第１のグレーティング領域２３によって回折され、第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が同一方向に送出される。第２の分岐光Ｌ２は、第３のグレーティング領域２７によって回折され、第３の分岐光Ｌ３に対して略平行であり、かつ伝搬方向が同一方向に送出される。
【００８４】
第４の実施形態例によれば、第２のグレーティング領域２６及び第３のグレーティング領域２７上に反射膜を形成する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。
【００８５】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。例えば、光分岐部材３は、４つ以上の光に分岐するように構成してもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、１個の光分岐部材により、少なくとも第１、第２及び第３の分岐光に分岐し、第３の分岐光は光ファイバに結合され、第１及び第２の分岐光は、第３の分岐光に対して略対称に分岐されるので、従来のようにハーフミラーを用いて分岐する場合に比べ、必要とする空間を狭くでき、装置の小型化を図ることができる。
【００８７】
また、波長をモニタする受光素子を使用するためにそれぞれレーザ光を分岐する必要がある場合であっても、本実施形態例の光分岐部材を用いれば、１つの光分岐部材で対応でき、複数の光分岐部材を配置する必要がないので、装置の小型化を図ることができる。
【００８８】
また、回折格子を使用した従来の光分岐部材に比べ、分岐光の干渉を低減することができる。
【００８９】
さらに、光分岐部材において、一体の光学材料に形成された回折格子によって光分岐を行う場合には、波長依存性を持つ回折格子を偶数回用いることにより、回折格子の波長依存性を相殺し、異なる波長のレーザ光が所定の角度で光フィルタに入射されることができ、その結果、光フィルタの特性を安定に保つことができる。また複数の回折格子を一体の光学材料上に形成することにより、各回折格子の温度依存性も相殺することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールを示す側面図である。
【図３】光分岐部材の構成を示す説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態例に係る光分岐部材の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態例に係る光分岐部材の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態例に係る半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態例に係る半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールを示す側面図である。
【図１２】光分岐部材の構成を示す説明図である。
【図１３】従来の光モジュールの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｍ：半導体レーザモジュール
Ｌ１：第１の分岐光
Ｌ２：第２の分岐光
Ｌ３：第３の分岐光
１：半導体レーザ素子
２：光ファイバ
３：光分岐部材
４：活性層
５：光合波器
６：平行レンズ
７：光アイソレータ
８：第１の受光素子
９：第２の受光素子
１０：光フィルタ
１１：集光レンズ
１２：第１のレンズ保持部材
１３：第２のレンズ保持部材
１４：取付部品
１５：パッケージ
１６：第１の温度調整部
１７：ベース
１８：第２の温度調整部
１９：ＬＤキャリア
２０：第１の温度検出部
２１：第２の温度検出部
２２：フェルール
２３：第１のグレーティング領域
２４：第１の反射膜
２５：第２の反射膜
２６：第２のグレーティング領域
２７：第３のグレーティング領域
２８：第３の反射膜
２９：第４の反射膜
３０：第５の反射膜
３１：第６の反射膜
３２：蓋部
３３：第１のＰＤキャリア
３４：第２のＰＤキャリア
【図１】
2004095920.tif 000003
【図２】
2004095920.tif 000004
【図３】
2004095920.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004095920.tif 000009
【図８】
2004095920.tif 000010
【図９】
2004095920.tif 000011
【図１０】
2004095920.tif 000012
【図１１】
2004095920.tif 000013
【図１２】
2004095920.tif 000014
【図１３】
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