(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端面と、該第１端面とは反対の第２端面を有し、前記第１端面から第１ＣＷ光を出射し、前記第２端面から第２ＣＷ光を出射する波長可変半導体レーザ素子と、
前記第１ＣＷ光を変調して第１出力光を生成する半導体変調器と、
前記第２ＣＷ光を分波して、モニタ光と第２出力光とを生成し、前記モニタ光を用いて前記波長可変半導体レーザ素子の発振波長をモニタする波長モニタユニットと、
前壁、後壁、及び前記前壁と前記後壁とを接続する側壁を有し、前記波長可変半導体レーザ素子、前記半導体変調器、及び前記波長モニタユニットを前記前壁、前記後壁、及び前記側壁で形成される空間に収容する筐体と、
前記前壁に設けられ、前記第１出力光を前記筐体の外部に出力する第１出力ポートと、前記第２出力光を前記筐体の外部に出力する第２出力ポートと、を備え、
前記波長モニタユニットと前記波長可変半導体レーザ素子とは、前記側壁に対向して前記第２出力ポートの光軸上に配置されており、
前記半導体変調器は前記第１出力ポートの光軸上に配置されており、前記側壁に対向する辺に前記第１ＣＷ光を受信する光入力部と、前記前壁に対向する辺に前記第１出力光を出力する光出力部と、前記後壁に対向する辺に駆動信号を受信する信号入力部とを有する、光モジュール。
【請求項２】
前記波長可変半導体レーザ素子を搭載する第１温度制御素子と、
前記半導体変調器を搭載する第２温度制御素子と、
前記波長モニタユニットを搭載する第３温度制御素子と、
を独立に備える、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第１ＣＷ光を第１コリメート光に変換する第１コリメートレンズと、
前記第１コリメート光を前記半導体変調器の光入力部に導入する入力光学系と、を更に備え、
前記入力光学系は第１ミラーと、第１入力レンズと、第２入力レンズとを含む入力レンズ系を有し、前記第１ミラーは前記第１コリメート光を前記光入力部に向けて反射し、前記第１入力レンズと前記第２入力レンズとは、前記第１ミラーによって反射された前記第１コリメート光を前記光入力部に集光する、請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１入力レンズは非球面レンズであり、前記光入力部と直接光結合し、
前記第２入力レンズは、前記第１入力レンズと対向する面を凸面として、前記第１ミラーと対向する面を平面とするレンズである、請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記半導体変調器と前記第１出力ポートとを光結合する出力レンズ系を更に備え、
前記出力レンズ系は、前記光出力部と直接光結合する第１出力レンズと、前記第１出力レンズおよび前記第１出力ポートと光結合する第２出力レンズとを含む、請求項３又は請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第２ＣＷ光を第２コリメート光に変換する第２コリメートレンズを更に備え、
前記波長モニタユニットは、前記第２コリメート光を分波する第１分波器と、前記第１分波器により分岐された一方の分波光を更に分波する第２分波器とを有し、
前記第２分波器は前記第２出力ポートの光軸上に搭載されており、当該第２分波器により分岐した一方の分岐光を前記第２出力光として前記第２出力ポートに向けて出力する、請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記波長モニタユニットは、エタロンフィルタと、第１検出器と、第２検出器と、を更に前記第３温度制御素子上に有し、
前記第１分波器、前記エタロンフィルタ及び前記第１検出器は、前記第２ＣＷ光の光軸上に配置され、
前記第１分波器、前記第２分波器及び前記第２検出器は、前記第１分波器と前記第２分波器とを結ぶ光軸上であって前記第２ＣＷ光の光軸と９０°の角を為す光軸上に配置されている、請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記半導体変調器を搭載する半導体変調器キャリアと、
前記半導体変調器に接続される第１配線基板と、
を更に備え、
前記第１配線基板は、前記第１端面から前記入力光学系に向かう前記第１ＣＷ光の光路を干渉せずに前記半導体変調器キャリア上に搭載されている、請求項３〜請求項７のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記半導体変調器を搭載する半導体変調器キャリアと、
前記半導体変調器に接続される第１配線基板と、
を更に備え、
前記第１配線基板は、前記第１端面から前記入力光学系に向かう前記第１ＣＷ光の光路を干渉せずに前記半導体変調器キャリア上に搭載されており、
前記半導体変調器は前記第２温度制御素子を投影した前記半導体変調器キャリア上の領域に搭載されており、
前記第１配線基板、前記入力光学系、および前記出力レンズ系は前記半導体変調器キャリア上であって、前記第２温度制御素子を投影した前記領域外に配置されている、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記半導体レーザ素子にバイアス電流を提供するための第２配線基板を更に備え、
前記第２配線基板は前記出力レンズ系の下方において前記出力レンズ系と交差し前記筐体の底面上に配置されている、請求項９に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、波長可変半導体レーザと、波長可変半導体レーザの出力光を変調する半導体変調器とを備える光モジュールについて開示する。特許文献１の半導体変調器では、波長可変半導体レーザと半導体変調器とが並列に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
波長可変半導体レーザと半導体変調器とが並列配置される光モジュールでは、波長可変半導体レーザからの出射光は、光ファイバなどを介して、半導体変調器に入射される。光モジュールの小型化が図ると、光モジュールの外形に依存して光ファイバの曲げ半径が小さくなるので、光ファイバの曲げ損失が増大する。このため、小型化が意図した光モジュールでは、光モジュール内の内部光損失が増大するようになる。
【０００５】
本発明は、各素子間を光結合する時の光損失を低減できる小型の光モジュール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】
本発明に係る光モジュールは、第１端面と、該第１端面とは反対の第２端面を有し、第１端面から第１ＣＷ光を出射し、第２端面から第２ＣＷ光を出射する波長可変半導体レーザ素子と、第１ＣＷ光を変調して第１出力光を生成する半導体変調器と、第２ＣＷ光を分波して、モニタ光と第２出力光とを生成し、モニタ光を用いて波長可変半導体レーザ素子の発振波長をモニタする波長モニタユニットと、前壁、後壁、及び前壁と後壁とを接続する側壁を有し、波長可変半導体レーザ素子、半導体変調器、及び波長モニタユニットを前壁、後壁、及び側壁で形成される空間に収容する筐体と、前壁に設けられ、第１出力光を筐体の外部に出力する第１出力ポートと、第２出力光を筐体の外部に出力する第２出力ポートと、を備え、波長モニタユニットと波長可変レーザ素子とは、側壁に対向して第２出力ポートの光軸上に配置されており、半導体変調器は第１出力ポートの光軸上に配置されており、側壁に対向する辺に第１ＣＷ光を受信する光入力部と、前壁に対向する辺に第１出力光を出力する光出力部と、後壁に対向する辺に駆動信号を受信する信号入力部とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各素子間を光結合する時の光損失を低減できる小型の光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における光モジュールを示す図である。
【図２】本発明の実施形態における波長可変半導体レーザ素子を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における半導体レーザ素子が第１温度制御素子に搭載される様子を示す図である。
【図４】本発明の実施形態における半導体変調器を示す図である。
【図５】本発明の実施形態における波長モニタユニットを示す図である。
【図６】本発明の実施形態における入力光学系を示す図である。
【図７】本発明の実施形態における１レンズ方式と２レンズ方式とのレンズ配列の様子を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における１レンズ方式及び２レンズ方式における光学調芯時の許容量を見積もった結果である。
【図９】本発明の実施形態における出力光学系を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における半導体変調器キャリアを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における第２光軸に沿った光モジュールの断面図である。
【図１２】本発明の実施形態における第１光軸に沿った光モジュールの断面図である。
【図１３】本発明の実施形態における第２配線基板を介して第２貫通基板と半導体レーザ素子とが接続される様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係るいくつかの実施形態につき図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付する。
【００１０】
図１は、本実施形態における光モジュールの内部を示す図である。光モジュール１は、半導体レーザ素子（波長可変半導体レーザ素子）１０、半導体変調器２０、及び波長モニタユニット３０を備える。半導体レーザ素子１０は、半導体変調器２０及び波長モニタユニット３０に光学的に結合されている。光モジュール１は、半導体レーザ素子１０、半導体変調器２０、及び波長モニタユニット３０を収容する筐体２を備える。光モジュール１は、第１温度制御素子１１、第２温度制御素子２１、及び第３温度制御素子３１を備え、第１温度制御素子１１は半導体レーザ素子１０を、第２温度制御素子２１は半導体変調器２０を、第３温度制御素子３１は波長モニタユニット３０をそれぞれ搭載する。筐体２は、前壁２Ａ、後壁２Ｂ、これら前壁２Ａと後壁２Ｂを接続する側壁２Ｃ、２Ｄを有する。後壁２Ｂには、信号入力用基板４が設けられる。前壁２Ａには、第１出力ポート３ａと第２出力ポート３ｂとが設けられる。側壁２Ｃには、第１貫通基板５ａが設けられ、側壁２Ｄには、第２貫通基板５ｂが設けられる。
【００１１】
半導体レーザ素子１０は、第１端面１０Ａと、第１端面１０Ａとは反対の（対向する）第２端面１０Ｂとを有する。半導体レーザ素子１０は、第１端面１０Ａから第１連続光（Continuous Wave：ＣＷ）光Ｌ１を後壁２Ｂに向けて出射し、第２端面１０Ｂから第２ＣＷ光Ｌ２を前壁２Ａに向けて出射する。
【００１２】
半導体変調器２０は、第１ＣＷ光Ｌ１を変調して第１出力光Ｄ１を生成する。波長モニタユニット３０は、第２ＣＷ光Ｌ２の一部を第２出力光Ｄ２として出力する。半導体変調器２０は、二つの短辺と二つの長辺とによって形作られる長方形の平面形状を成している。半導体変調器２０は、筐体２の前壁２Ａに対向する辺２０Ａ、後壁２Ｂに対向する辺２０Ｂ、及び一方の側壁２Ｃに対向する辺２０Ｃを有する。半導体変調器２０は、第１出力光Ｄ１を第１出力ポート３ａに向けて出力する光出力部２２を辺２０Ａに有し、外部からの駆動信号を半導体変調器２０に信号入力用基板４を介して入力する信号入力部２３を辺２０Ｂに、半導体レーザ素子１０からの第１ＣＷ光Ｌ１を半導体変調器２０に入力する光入力部２４を辺２０Ｃにそれぞれ有する。
【００１３】
波長モニタユニット３０は、第２ＣＷ光を分岐したモニタ光を用いて半導体レーザ素子１０の発光波長をモニタする。第１出力ポート３ａは半導体変調器２０が出力する第１出力光Ｄ１を筐体２の外部に出力する。第２出力ポート３ｂは波長モニタユニット３０が出力する第２出力光Ｄ２を筐体２の外部に出力する。
【００１４】
（半導体レーザ素子）
図２は、本実施形態における波長可変半導体レーザ素子の模式的な断面図である。半導体レーザ素子１０は第一領域１０ａと、波長選択機能を有する第二領域１０ｂ及び第三領域１０ｃと、第四領域１０ｄとを含む。第一領域（第１のＳＯＡ領域）１０ａ、第二領域（ＳＧ−ＤＦＢ領域）１０ｂ、第三領域（ＣＳＧ−ＤＢＲ領域）１０ｃ及び第四領域（第２のＳＯＡ領域）１０ｄは、半導体レーザ素子１０の光軸に沿ってこの順に配置されている。第一領域１０ａ及び第四領域１０ｄは、光増幅機能を有する半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier device：ＳＯＡデバイス）とすることができ、第二領域１０ｂおよび第三領域１０ｃはともに離散的な回折格子（標本化回折格子、Sampled Grating：ＳＧ）を含み、前者は発光デバイス（SampledGrating Distributed Feedback：ＳＧ−ＤＦＢ）、後者は光反射デバイス（ChirpedSampled Grating Bragg Reflector）に相当する。
【００１５】
ＳＧ−ＤＦＢ領域１０ｂは、例えば、活性層１２ａ〜１２ｃ、これら活性層に挟まれた変調層１２ｄ〜１２ｇ、及び、回折格子層１３を備える。活性層１２ａ〜１２ｃは活性層１２ａ〜１２ｃにキャリアを注入するための電極１４ａ〜１４ｃをその上面に有し、キャリアの注入に応答してフォトンを生成する。変調層１２ｄ〜１２ｇはその上面にヒータ１４ｄ〜１４ｆを備える。ヒータ１４ｄ〜１４ｆの発生する熱により変調層１２ｄ〜１２ｇの温度が局所的に変化し、結果、当該層の屈折率が変動する。回折格子層１３は、回折格子構造が離散的に形成された標本化回折格子（Sampled Grating：ＳＧ）１３ａ〜１３ｃを有する。ＳＧ−ＤＦＢ領域１０ｂは複数のピークを有する利得スペクトルを示す。そして、もっぱら変調層の屈折率が上記ヒータの活性化により変化することでこれら複数の利得ピークの位置およびその間隔が変化する。
【００１６】
ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１０ｃは、例えば、導波路層１５及び回折格子層１３を備える。回折格子層１３は複数のピークを有する反射スペクトルを示すＳＧ１３ａ〜１３ｃを有する。すなわち、回折格子が形成されている領域と当該領域に挟まれ回折格子が存在しない領域を複数有し、両領域に跨って設けられている複数のヒータ１７ａ〜１７ｃを備える。本例では、回折格子が形成されている領域とこれに隣接し回折格子が形成されていない領域のそれぞれの光学距離の和を複数種有する回折格子が形成されており、これを一般にＣＳＧ−ＤＢＲ（Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）と呼ぶ。
【００１７】
ＳＧ−ＤＦＢ領域１０ｂは第一の波長間隔で配列された複数のピークを含む利得スペクトルを示す。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１０ｃは、第二の波長間隔で配列された複数のピークを含む反射スペクトルを示す。ＳＧ−ＤＦＢ領域１０ｂに係る利得ピークの波長間隔は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１０ｃに係る反射ピークの波長間隔と異なる。よって、複数の利得ピークのうちの１つが、複数の反射ピークの１に一致したとき、両領域は共振器を形成し、その一致した波長で半導体レーザ素子１０がレーザ発振する。
【００１８】
ＳＧ−ＤＦＢ領域１０ｂのヒータ１４ｄ〜１４ｆの発熱に応じて、変調層１２ｄ〜１２ｇ内に温度が局所的に変化し、ＳＧ１３ａ〜１３ｃの利得スペクトルにおけるピーク波長およびその間隔が変調される。一方、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１０ｃのヒータ１７ａ〜１７ｃ発熱に応じて、ＳＧ１３ｄ〜１３ｆの反射スペクトルにおけるピーク波長およびその間隔が変化する。これら二つのスペクトル制御をＳＧ１３ａ〜１３ｇに行うことによって、半導体レーザ素子１０の出射光の波長を可変とすることができる。なお、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１０ｃが複数種の光学長を有する標本化回折格子とされているのは、前記反射スペクトルにおけるピーク波長位置、およびその間隔の変化幅を大きくするためである。
【００１９】
第１のＳＯＡ領域１０ａ及び第２のＳＯＡ領域１０ｄは、上記のメカニズムにより決定された波長を有する光を増幅する。第１のＳＯＡ領域１０ａは、増幅された光を第１ＣＷ光Ｌ１として出力し、第２のＳＯＡ領域１０ｄは、増幅された光を第２ＣＷ光Ｌ２として出力する。
【００２０】
図３は、半導体レーザ素子１０が第１温度制御素子上に搭載された様子を模式的に示す平面図である。本実施形態では、半導体レーザ素子１０は第１キャリア１８を介して第１温度制御素子１１に搭載されている。光モジュール１は、半導体レーザ素子１０の第１端面１０Ａに光学的に接続し第１ＣＷ光Ｌ１を第１コリメート光に変換する第１コリメートレンズ１９ａと、第２端面１０Ｂに光学的に接続し第２ＣＷ光Ｌ２を第２コリメート光に変換する第２コリメートレンズ１９ｂとを備える。第１コリメートレンズ１９ａ及び第２コリメートレンズ１９ｂは、第１キャリア１８に搭載される。なお、半導体レーザ素子１０では、その全体の温度を第１温度制御素子１１によって一定に維持し、ヒータ１４ｄ〜１４ｇ、１７ａ〜１７ｃによって決定する一の発振波長を、例えば５０ＧＨｚ間隔で規定されるＩＴＵ−ＴのＷＤＭ規格のグリッド波長に一致させることができる。
【００２１】
（半導体変調器）
図４は、半導体変調器の平面図である。半導体変調器２０は、例えば、ＩｎＰ基板上に設けられ複数のマッハツェンダ（Mach-Zhender：ＭＺ）型変調器５１〜５４を含む。ＭＺ型変調器５１〜５４に光を分配するために、あるいは、それぞれのＭＺ型変調器５１〜５４が出力する位相変調光を合波するために、半導体変調器２０は、１：２カプラ５０ａ〜５０ｃ、５１ｂ〜５４ｂ、および、２：２カプラ５０ｄ、５０ｅを有する。それぞれのカプラは半導体基板上に形成された導波路により接続されている。ＭＺ型変調器５１〜５４は光入力部２４に対して並列に接続されており全て同じ構成を有する。すなわち、ＭＺ型変調器５１を例にとると、その光入力側から、入力ＣＷ光を二分する１：２カプラ５１ａ；変調部５１Ｍ；位相調整電極５１ｈ、５１ｉ；２：１カプラ５１ｂ；および位相差形成電極５１ｃを備える。
【００２２】
第１ＣＷ光Ｌ１は、辺２０Ｃに設けられた光入力部２４から半導体変調器２０内に入力され、半導体変調器２０の中央部付近で辺２０Ａに向かう方向に進路を変える導波路内を伝播し、１：２カプラ５０ａに入力する。カプラ５０ａの二つの出力はそれぞれ１：２カプラ５０ｂ、５０ｃによりさらに二分されて各ＭＺ型変調器５１〜５４に提供される。
【００２３】
ＭＺ型変調器５１を例にその動作を説明する。１：２カプラ５０ｂから提供されたＣＷ光は、さらにＭＺ型変調器５１内の１：２カプラ５１ａにより二分され変調部５１Ｍに提供される。変調部５１Ｍはカプラ５１ａのそれぞれの出力に接続する二本のアーム導波路に対して電極５１ｅ、５１ｆ、およびこれら二つの電極の間に位置するグランド電極５１ｇを有する。これら三つの電極は、辺２０Ｂにまで引き出された配線により基板電極４１から、電極５１ｅ、５１ｆについては差動変調信号が、電極５１ｇについてグランド信号がそれぞれ提供される。各アーム導波路を伝播するＣＷ光は、電極５１ｅ、５１ｆと電極５１ｇの間に誘起される電界により変調される。そして、これら電極５１ｅ〜５１ｇは辺２０Ｄに形成された基板電極４１に到達する。
【００２４】
例えば、電極５１ｅに与える変調信号として、この電極５１ｅ下のアーム導波路を伝播する光の位相を（２π、π）の間で変化させる変調信号およびオフセットバイアスを与え、他方の電極５１ｆには、対応するアーム導波路を伝播する光の位相を（０、π）の間で変化させる変調信号およびオフセットバイアスを与える。変調信号の振幅は伝播する光についてπの位相変化を誘起する大きさである。この様にそれぞれのアーム導波路を伝播する間に変調された二つの光信号を合波すると、合波光はその位相が（０、π）の間で変調された位相変調信号となる。
【００２５】
変調部５１Ｍの後段に位相調整電極５１ｈ、５１ｉが設けられている。これら位相調整電極は上記変調信号に予め与えられる位相オフセットに相当するバイアスを与えることもできるし、あるいは、変調信号に重畳して与えられるオフセットバイアスを微調整するためのＤＣバイアスを与えることもできる。ＤＣバイアスは、辺２０Ｄに形成された電極４６ａを介して提供される。二本のアーム導波路を伝播する光は、位相調整電極５１ｈ、５１ｉの後段に設けられた２：１カプラ５１ｂにより合波される。合波後の光信号は前述のように、その振幅が実質的に変化しないＣＷ光であって、変調信号に応答してその位相が（０、π）で変化する光信号である。
【００２６】
２：１カプラの後段に位相差形成電極５１ｃが設けられる。これは、二つのＭＺ型変調器５１、５２がそれぞれ出力する二つの位相変調光に対して、π／２の位相差を設定するための電極である。この位相差形成電極５１ｃ、５２ｃも、位相調整電極５１ｈ〜５２ｉと同様に、辺２０Ｄに設けられた電極４６ａからバイアス電圧が提供される。二つのＭＺ型変調器５１、５２が出力する変調信号は、前述の様にその位相が（０、π）で変化する位相変調信号である。そして、位相差形成電極５１ｃ、５２ｃにより二つのＭＺ型変調器５１、５２の出力光についてその位相差がπ／２となる様に設定されると、たとえば、ＭＺ型変調器５２の出力光は位相が（π／２、−π／２）の間で変調された光信号であり、他方のＭＺ型変調器５１の出力光は位相が（０、π）の間で変調された光信号となる。
【００２７】
これら二つのＭＺ型変調器５１、５２の出力は２：２カプラ５０ｄにより合波され、変調光Ｍ２ｂとして第１光出力部２２ａから出力されると同時に、モニタ光Ｍ２ａとして第１モニタポート２５ａに提供される。具体的には、半導体変調器２０は辺２０Ａに第１光出力部２２ａ及び第２光出力部２２ｂを有する。第１光出力部２２ａには上述の様にＭＺ型変調器５１、５２の出力光を合波した位相変調信号（変調光）Ｍ２ｂが、第２光出力部２２ｂにはＭＺ型変調器５３、５４の出力光を合波した位相変調信号（変調光）Ｍ２ｃがそれぞれ提供される。これら二つの位相変調信号（変調光）Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃは、後述する出力光学系７０により偏波合成された後、第１出力光Ｄ１として光モジュール１から出力される。
【００２８】
２：２カプラ５０ｄ、５０ｅの他方のポートから出力されるモニタ光Ｍ２ａ、Ｍ２ｄは、辺２０Ｃ、２０Ｄに設けられた第１、第２モニタポート２５ａ、２５ｂに提供される。後述する様に、これらモニタポート２５ａ、２５ｂに対向して光検出器（Photodiode：ＰＤ）８７ａ、８７ｃが配置される。
【００２９】
（波長モニタユニット）
図５は、波長モニタユニットの平面図である。波長モニタユニット３０は、第３温度制御素子３１に搭載された第１分波器（Beam Splitter：ＢＳ）３２、エタロンフィルタ３３、第１検出器（PhotoDiode：ＰＤ）３４、第２分波器（ＢＳ）３５、及び第２検出器（ＰＤ）３６を備える。エタロンフィルタ３３は、例えば平行平板型光透過部材であり、その母材の厚さと屈折率に依存して周期的な光透過特性を示す。
【００３０】
第１ＢＳ３２は、第２コリメートレンズ１９ｂが出力する第２ＣＷ光Ｌ２を第１モニタ光Ｅ１と第１分波光Ｐ１に分岐する。第１モニタ光Ｅ１の光軸は、第１ＢＳ３２の入射光（第２ＣＷ光）Ｌ２の光軸と平行であり、第１分波光Ｐ１の光軸は、入射光（第２ＣＷ光）Ｌ２の光軸に対しほぼ９０°の角を為す。第１モニタ光Ｅ１と第１分波光Ｐ１との強度比は、例えば、１：９である。第１モニタ光Ｅ１は、エタロンフィルタ３３を通過し、第１ＰＤ３４に入力する。第１ＰＤ３４は、第１モニタ光Ｅ１の光強度を検出する。従って、第１ＰＤ３４の出力はエタロンフィルタ３３の光透過特性を反映したものとなる。第１ＢＳ３２、エタロンフィルタ３３、及び第１ＰＤ３４は、半導体レーザ素子１０の第２端面１０Ｂからの第２ＣＷ光Ｌ２の光軸上に配置されている。第１ＢＳ３２、第２ＢＳ３５、及び第２ＰＤ３６は、この光軸とほぼ９０°の角度を為して配置されている。
【００３１】
第２ＢＳ３５は第１分波光Ｐ１更に分岐し、第２モニタ光Ｅ２と第２出力光Ｄ２とを生成する。第２モニタ光Ｅ２と第２出力光Ｄ２との強度比は、例えば、１：９である。第２モニタ光Ｅ２の光軸は、第１分波光Ｐ１の光軸に平行であり、第２出力光Ｄ２の光軸は、第１分波光Ｐ１の光軸とほぼ９０°の角を為す。従って、第２出力光Ｄ２の光軸は第２ＣＷ光Ｌ２の光軸と平行である。第２モニタ光Ｅ２は、第２ＢＳ３５を通過後、第２ＰＤ３６に入力する。第２ＰＤ３６は、第２モニタ光Ｅ２の光強度を検出する。第２出力光Ｄ２は、第２ＢＳ３５によって光路をほぼ直角に変更させられた後、第２出力ポート３ｂに光学的に結合され、第２出力ポート３ｂを介して光モジュール１の外部に提供される。
【００３２】
波長モニタユニット３０では、第１ＰＤ３４と第２ＰＤ３６との光検出強度の比から、現在の発光波長に対するエタロンフィルタ３３の透過率が求められる。エタロンフィルタの透過率（透過スペクトル）は既知であり、光モジュール１では、上記測定されたエタロンフィルタの現在の波長に対する透過率が目標波長における透過率に一致するように、半導体レーザ素子１０の発振波長が調整される。発振波長の調整は半導体レーザ素子に集積されている各種ヒータに供給する電流値を制御して行われる。このため、例えば、エタロンフィルタ３３の光透過特性の周期が、ＤＷＤＭシステムで採用されているグリッド波長間隔５０ＧＨｚ一致していると、半導体レーザ素子１０の発光波長を、ＷＤＭ規格のグリッド波長に容易に一致させることができる。
【００３３】
なお、エタロンフィルタ３３の光透過特性の温度依存性は、半導体レーザ素子１０の発光波長の温度依存性に比べて格段に小さい。ただし、本実施形態では、波長モニタユニット３０は、半導体レーザ素子１０を搭載している第１温度制御素子１１から独立した第２温度制御素子２１に搭載されている。
【００３４】
第２ＰＤ３６は、第２ＣＷ光Ｌ２の光強度モニタ素子を兼ねることもできる。すなわち、第２端面１０Ｂから第２ＰＤまでの光路上には特有の波長特性を有する光学素子は配置されていないので、第２ＰＤ３６が出力するモニタ信号をもとに、第２端面１０Ｂが出力する第２ＣＷ光Ｌ２の光強度を、目標強度と一致させるように半導体レーザ素子１０内の第２のＳＯＡ領域１０ｄに供給されるバイアス電圧を帰還制御することができる。
【００３５】
（入力光学系）
図６は入力光学系の平面図である。入力光学系６０は、第１ミラー６１及び入力レンズ系６２を備える。第１ミラー６１は、例えばプリズム型の形状を有し、第１コリメートレンズ１９ａが出力する第１ＣＷ光Ｌ１を光入力部２４に向けてその光路をほぼ直角に変更する。入力光学系６０は、第２キャリア６０ａを介して第２温度制御素子２１に搭載されており、第１ミラー６１により反射された第１ＣＷ光Ｌ１を半導体変調器２０の光入力部２４に導入する。
【００３６】
入力レンズ系６２は、第２入力レンズ６３と第１入力レンズ６４を備える、いわゆる、２レンズ系の構成を有する。第２入力レンズ６３は、第１ミラー６１に光学的に結合し、第１入力レンズ６４は、第２入力レンズ６３と光入力部２４との間に位置し、第２入力レンズ６３と光入力部２４に光学的に結合する。第２入力レンズ６３は、レンズ面６３Ａ、６３Ｂを有し、第１入力レンズ６４は、レンズ面６４Ａ、６４Ｂを有する。レンズ面６３Ｂとレンズ面６４Ａとが、互いに光学的に結合する。第１入力レンズ６４は、光入力部２４と直接光結合する。第１入力レンズ６４と第２入力レンズ６３とは、第１ミラー６１によって反射された第１ＣＷ光Ｌ１を光入力部２４に集光する。
【００３７】
図７は、１レンズ方式と２レンズ方式比較する図である。以下、本実施形態が２レンズ方式を採用する理由を説明する。図７の（ａ）部に示されるように、１レンズ方式は、一つの入力レンズによって半導体変調器２０に第１ＣＷ光Ｌ１を入力させる方式である。また、図７の（ｂ）部に示されるように、２レンズ方式は、二つの入力レンズによって半導体変調器２０に第１ＣＷ光Ｌ１を入力させる方式である。１レンズ方式は、例えば、非球面レンズ形状を有する第１入力レンズ６４のみからなる。一方、２レンズ方式では、第２入力レンズ６３は、例えば第１入力レンズ６４のレンズ面６４Ａに光学的に結合されるレンズ面６３Ｂを凸形状（凸面）とし、第１入力レンズ６４を１レンズ方式と同様に非球面レンズとすることができる。
【００３８】
１レンズ方式の第１入力レンズ６４と本実施の形態に係る２レンズ方式の第１入力レンズ６４は、そのレンズ厚が異なる。１レンズ方式の第１入力レンズ６４のレンズ厚ｗ１は、例えば０．８４ｍｍであり、２レンズ方式の第１入力レンズ６４のレンズ厚ｗ５は、例えば０．７ｍｍである。かかるレンズを採用する１レンズ方式において、例えば、レンズ面６４Ｂと半導体変調器２０の光入力部２４との距離ｗ２を０．２６ｍｍとするとき、両者の光結合効率が最大となる。一方上記形態を採用する２レンズ方式では、第１入力レンズ６４のレンズ面６４Ｂと半導体変調器２０の光入力部２４との距離ｗ６を、上記１レンズ系における距離と同程度の、例えば０．２５ｍｍとし、二つのレンズ間の距離ｗ４を０．５ｍｍとした時に、光入力部２４への光結合効率を最大とすることができる。ここで、２レンズ方式の第２入力レンズ６３のレンズ厚ｗ３は、例えば０．６５ｍｍである。この様な光学的体系において、入力レンズ系全体としての焦点距離は、１レンズ方式及び２レンズ方式ともに、例えば６４５μｍ程度である。すなわち、１レンズ方式ではレンズ厚ｗ１と光入力部２４までの間隔の和、２レンズ方式では、レンズ厚の和（ｗ３＋ｗ５）、レンズ間の距離ｗ４、および第１入力レンズ６４と光入力部２４の距離ｗ６の総和がそれぞれ６４５μｍ程度の時に、光入力部２４への結合効率を最大にすることができる。
【００３９】
図８は、１レンズ方式及び２レンズ方式における光学調芯時の許容量（トレランス）を見積もった結果であり、レンズの移動量とともに光の結合効率がどのように変化するかを示している。図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、１レンズ方式において、ＸシフトとＺシフトにおける光の結合効率の関係を示した図である。Ｘシフトとは、レンズの光軸に垂直な方向でのレンズの設計位置（最大結合効率を与える位置）からのズレを表し、Ｚシフトは、レンズの光軸に平行な方向での最大結合効率を与える位置からの移動量を表す。図８の（ｃ）、（ｄ）部は、２レンズ方式の第１入力レンズにおけるＸシフト、Ｚシフトの結果であり、図８の（ｅ）、（ｆ）部は、２レンズ方式の第２入力レンズのＸシフト、Ｚシフトの結果を示す。
【００４０】
光学調芯において、第２入力レンズ６３及び第１入力レンズ６４は、光入力部２４との最大結合効率を示す位置に調芯され、その位置で例えば樹脂を用いてキャリアに固定される。ただし、樹脂による固定の際には、硬化に伴う樹脂の収縮によってレンズの位置が移動する場合がある。図８は、入力レンズの移動量の許容量に対する指標を示す。図８から、１レンズ方式及び２レンズ方式での第１入力レンズ６４におけるＸシフトの許容量はそれぞれ、１．０４μｍ、０．９７μｍ程度と同様の値が得られる。ここで、許容量は結合効率が最大値の７０％に低下する時のシフト量として規定する。そして、これらの値（１μｍ前後）は、樹脂が固化する時の樹脂の収縮量と同程度である。このため、１レンズ系では、調芯された第１入力レンズ６４が樹脂の収縮に伴って移動し結合効率が許容量以上に低下する場合があり、さらに、かかる結合効率の劣化があっても、その補償を施すことは不可能である。
【００４１】
一方、２レンズ方式の第２入力レンズ６３のＸシフト、Ｚシフトに対する許容量は、１レンズ方式及び２レンズ方式の第１入力レンズ６４の値に比較して桁違いに大きい。例えば、Ｚシフトが２３０μｍであっても、結合損失の変化は−０．５ｄＢ内に収まる。Ｘシフトについても、その許容量は、１レンズ方式及び２レンズ方式の第１入力レンズ６４のそれに桁違いに大きい。従って、２レンズ方式では、第１入力レンズ６４のズレによって光の結合損失が大きくなった場合であっても、この劣化を第２入力レンズ６３によって十分に補償することがきる。また、２レンズ系の第２入力レンズ６３において、固定時における樹脂の収縮に伴って生じた光の結合損失は、実質的に無視できるほど小さい。
【００４２】
なお、第１ＣＷ光Ｌ１の出射時のフィールドパターン（近接フィールドパターン）は、真円に近いものであるのに対して、導波路５０の導波路層は、コア幅に対してコア厚が小さいという形状を有している。本実施の形態に係る入力レンズ系６２は、第２入力レンズ６３と第１入力レンズ６４とを備えることを利用して、導波路５０との光結合時における第１ＣＷ光Ｌ１のフィールドパターンを変更することもできる。
【００４３】
図６に示されるように、入力光学系６０は偏波依存型の第１アイソレータ６５を更に備える。本実施形態では、半導体レーザ素子１０が出射する第１ＣＷ光Ｌ１は、ほぼ活性層の重なりに平行な方向に偏光している。第１アイソレータ６５は、半導体レーザ素子１０の第１端面１０Ａへの戻り光を有効に遮断する。
【００４４】
入力光学系６０は、第３ＢＳ６６及び第３ＰＤ６７を更に備える。第１アイソレータ６５が出力した第１ＣＷ光Ｌ１は、第３ＢＳ６６によってその一部が分岐されて第３ＰＤ６７に入力する。第３ＰＤ６７はこの分岐光の強度をモニタする。モニタ結果が半導体レーザ素子１０に集積化されている第１のＳＯＡ領域（第一領域１０ａ）のバイアス電流に帰還制御され、半導体変調器２０に入力する第１ＣＷ光Ｌ１の強度を適正値に維持することができる。
【００４５】
（出力光学系）
図９は、本実施形態における出力光学系の平面図である。図９（ａ）に示すように、出力光学系７０は、半導体変調器２０の光出力部２２が出力する変調光Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃをコリメートし、第１出力ポート３ａに向けて出力する出力レンズ系７１を備える。出力レンズ系７１は、第１出力レンズ系７２及び第２出力レンズ系７３を含む。出力光学系７０は更に光学遅延素子７９、第２アイソレータ７４、第３アイソレータ７５、偏光合波器７６、及びＶＯＡ（Variable Optical Attenuator）７７を更に備える。第２アイソレータ７４及び第３アイソレータ７５はそれぞれ１／２波長板を備え、また、偏光合波器７６は、第２ミラー７６ａとＰＢＣ（Polarization Beam Combiner）７６ｂを含む。ＰＢＣ７６ｂは、例えば、光学多層膜からなる。ＶＯＡ７７は、その透過光強度を任意に変更することができる。
【００４６】
第１出力レンズ系７２は、第１光出力部２２ａが出力する変調光Ｍ２ｂをコリメート光に変換する。第１出力レンズ系７２は、第１出力レンズ７２ｂと第２出力レンズ７２ａを含む２レンズ方式を採用する。第１出力レンズ７２ｂは、第１光出力部２２ａに結合し、第２出力レンズ７２ａは、第１出力レンズ７２ｂと第２アイソレータ７４に光学的に結合する。同様に、第２出力レンズ系７３は第２出力レンズ７３ａと第１出力レンズ７３ｂとを含む。第１出力レンズ７３ｂは、第２光出力部２２ｂに光学的に結合し、第２出力レンズ７３ａは、第２出力レンズ７３ａと光学遅延素子７９に光学的に結合する。第１出力レンズ系、第２出力レンズ系は、第３キャリア７０ａを介して第２温度制御素子２１に搭載されている。
【００４７】
第１光出力部２２ａが出力する変調光Ｍ２ｂは、第１出力レンズ系７２によって実質的にコリメート光に変換され、第２アイソレータ７４を通過後、偏光合波器７６に入力する。第２光出力部２２ｂが出力する変調光Ｍ２ｃは、第２出力レンズ系７３によってコリメート光に変換され、光学遅延素子７９を透過し、その偏光方向を変えることなく第３アイソレータ７５を通過し、偏光合波器７６に入力する。一方、変調光Ｍ２ｂは、例えば、第２アイソレータ７４に備えられた１／２波長板によって、その偏光方向が９０度回転させられた後、第２ミラー７６ａによりその光路をほぼ直角に変更されてＰＢＣ７６ｂに入力する。ＰＢＣ７６ｂに入力した変調光Ｍ２ｂと変調光Ｍ２ｃとは、互いに偏光方向がほぼ９０度異なっている。ＰＢＣ７６ｂは、第２ミラー７６ａから入力する変調光Ｍ２ｂの偏光を有する光に対して大きな反射率（小さな透過率）を示す一方で、変調光Ｍ２ｃの偏光を有する光に対して大きな透過率（小さな反射率）を示す。このため、変調光Ｍ２ｂ光及び変調光Ｍ２ｃ光が効率よく合波される。この合波光が第１出力光Ｄ１として第１出力ポート３ａに出力される。なお、ＰＢＣ７６ｂからの第１出力光Ｄ１は、第１出力ポート３ａに入力される前に、ＶＯＡ７７を通過する。また、光学遅延素子７９は、二つの変調光Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃの光路差を補償する。すなわち、ＰＢＣ７６ｂで合波される前に変調光Ｍ２ｂは他方の変調光Ｍ２ｃに対して、ミラー７６ａで光軸を曲げられた後、ＰＢＣ７６ｂに至るまでの距離を余分に伝播している。光学遅延素子７９は、この余分の距離に相当する時間だけ変調光Ｍ２ｃの位相を遅らせる。これにより、ＰＢＣ７６ｂで合波される二つの変調光Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃの位相が、偏光合波器７６に入力する時点で一致する。
【００４８】
光モジュール１では、例えば光モジュール１がコヒーレント光通信に適応する光トランシーバ等に搭載された時に、局発光として利用される第２出力光Ｄ２のみが必要になる場合がある。すなわち、光受信機能を維持したまま光送信機能を停止する場合がある。光送信に係る第１出力光Ｄ１を消光するために、半導体レーザ素子１０へのバイアス電流を遮断すると、第２出力光Ｄ２も同時に消光してしまう。本実施形態では、出力光学系７０にＶＯＡ７７が設けられるので、第１出力光Ｄ１のみを遮断することができる。
【００４９】
なお、ＶＯＡ７７を出力光学系７０ではなく、半導体変調器２０の入力光学系６０内に設けると、半導体変調器２０への第１ＣＷ光Ｌ１の入力が遮断されてしまう。出力光学系７０にＶＯＡ７７が設けられると、半導体変調器２０への第１ＣＷ光Ｌ１が入力された状態で維持されるため、例えばＭＺ型変調器５１〜５４の位相調整電極５１ｈ〜５４ｉへのバイアス電圧の調整等が第１モニタポート２５ａ及び第２モニタポート２５ｂを用いて行うことができる。
【００５０】
図９の（ｂ）部に示されるように、ＶＯＡ７７と第１出力ポート３ａとの間に、第４ＢＳ７８ａと第４ＰＤ７８ｂ更に備えることができる。第４ＢＳ７８ａによって、第１出力光Ｄ１から分波された第３モニタ光Ｅ３が、第４ＰＤ７８ｂによって検知される。第４ＰＤ７８ｂ及び入力光学系６０に設置された第３ＰＤ６７のモニタ結果から、半導体変調器２０内の各素子の劣化状態等が把握できる。さらに、第４ＰＤ７８ｂは半導体変調器２０の過発光を検知することもできる。
【００５１】
出力光学系７０においても、第１出力レンズ系７２及び第２出力レンズ系７３ともに、２レンズ方式が採用されている。第１光出力部２２ａ及び第２光出力部２２ｂからそれぞれ出射される変調光Ｍ２ｂ及び変調光Ｍ２ｃのフィールドパターンが歪んでいる場合、１レンズ系では、この歪んだパターンをコリメート光に変換するのが難しいことが一つの理由である。また、歪んだパターンを１レンズ系によって僅かに修正しただけでは歪が解消されず、例えば、真円に近いコアを有する光ファイバにそのまま結合されると、結合効率が劣化する。本実施形態では、ＰＢＣ７６ｂで合波された後に、例えば、ビームシェーパによって、第１出力光Ｄ１のフィールドパターンがさらに修正されてもよい。
【００５２】
（半導体変調器キャリア）
図１０は、本実施形態における半導体変調器キャリアを示す図である。光モジュール１は、半導体変調器２０を搭載する半導体変調器キャリア８０及び半導体変調器２０に接続される第１配線基板８１ａを更に備える（図１１を参照）。半導体変調器２０は、半導体変調器キャリア８０を介して第２温度制御素子２１に搭載される。半導体変調器キャリア８０は、半導体変調器２０を搭載する本体部８２と、その周囲に設けられた庇部８３を含む。本体部８２は、第２温度制御素子２１を半導体変調器キャリア８０に投影した領域である。庇部８３は、第２温度制御素子２１を半導体変調器キャリア８０に投影した領域の外に存在する領域Ａ１〜Ａ３を有し、領域Ａ１は、半導体変調器２０の辺２０Ｃに接し、領域Ａ２は辺２０Ｄに接し、領域Ａ３は辺２０Ａに接する。領域Ａ１は第２キャリア６０ａを介して第１配線基板８１ａ、第１終端基板８４ａ、及び第１モニタ基板８５ａを搭載する（図６を参照）。領域Ａ２は位相調整電極５１ｈ〜５２ｉに印加するバイアス信号を供給する第３配線基板８１ｃ、第３終端基板８４ｃ、及び第３モニタ基板８５ｃを搭載する（図６を参照）。領域Ａ３は第３キャリア７０ａを介して出力光学系７０を搭載する（図９を参照）。
【００５３】
図１１は、第２光軸Ａｘ２に沿った光モジュール１の断面図である。図１１と図６とに示されるように、領域Ａ１において、第１配線基板８１ａは、第１端面１０Ａから第１ミラー６１に向かう第１ＣＷ光Ｌ１の光路に干渉しない様に半導体変調器キャリア８０上に配置される。第１配線基板８１ａは、半導体変調器２０の電極５３ｈ〜５４ｉ、５３ｃ〜５４ｃにバイアス電圧を供給するための基板である。側壁２Ｃに設けられている第１貫通基板（Feed-through substrate）５ａ上の配線から、電極５３ｈ〜５４ｉ、５３ｃ〜５４ｃに直接ワイヤリングをすると、ワイヤ長が長くなり信頼性が低下する。また、このワイヤが、第１ＣＷ光Ｌ１の光路と干渉する場合がある。本実施形態では、この干渉を避けるために、第１貫通基板５ａから一旦第１配線基板８１ａ上の配線にワイヤリングが行われ、第１ＣＷ光Ｌ１の光路下を第１配線基板８１ａ上の配線で横切り、その後、半導体変調器２０の直近でこの配線と電極パッド９０ａが再度ワイヤリングされている。半導体レーザ素子１０から出射した第１ＣＷ光Ｌ１は、第１配線基板８１ａの上方を通過して第１アイソレータ６５に入射する。
【００５４】
光モジュール１では、第１モニタ基板８５ａ上に、第１モニタ回路８６ａが搭載されている。第１モニタ回路８６ａは、半導体変調器２０の第１モニタポート２５ａに光結合する第５ＰＤ８７ａを搭載している。第５ＰＤ８７ａの出力に基づいて位相調整電極５３ｈ〜５４ｉに印加するＤＣバイアスが決定される。第１配線基板８１ａと同様に、第１ミラー６１に向かう第１ＣＷ光Ｌ１の光路との干渉を避けるために、第１ＣＷ光Ｌ１の光路の下に、第１モニタ回路８６ａが設けられる。第１モニタ回路８６ａと側壁２Ｃの第１貫通基板５ａとは、ワイヤリングによって接続されている。
【００５５】
第１終端基板８４ａは、第１アイソレータ６５に隣接して配置され、半導体変調器２０の電極５３ｅ〜５４ｇに至る配線を辺２０Ｃにおいて終端する４つの終端抵抗９１ａ〜９１ｄを搭載している。半導体変調器２０に印加される高周波信号は、例えば約１Ｖｐ−ｐ程度の振幅を有する。この高周波信号が、例えば５０Ωのインピーダンス（抵抗）で終端されると、その終端抵抗９１ａ〜９１ｄには直流換算で２０ｍＡの電流が流れる。このため、終端抵抗９１ａ〜９１ｄは半導体変調器２０外に搭載されて、半導体変調器２０内での電力消費が抑えられる。ただし、電極５３ｅ〜５３ｇ、５４ｅ〜５４ｇから終端抵抗９１ａ〜９１ｄまでのワイヤ長は極力短くする必要があるので、終端抵抗９１ａ〜９１ｄは辺２０Ｃの直近に搭載される。
【００５６】
領域Ａ２は第３モニタ基板８５ｃ、第３終端基板８４ｃ、及び電極５１ｈ〜５２ｉ、５１ｃ〜５２ｃに印加するバイアス信号を供給する第３配線基板８１ｃを搭載している（図６を参照）。第３モニタ基板８５ｃは第６ＰＤ８７ｃと第３モニタ回路８６ｃを搭載する。第３終端基板８４ｃは、例えば４本の終端抵抗９３ａ〜９３ｄを搭載する。第３配線基板８１ｃは、電極５１ｈ〜５２ｉ、５１ｃ〜５２ｃに印加するバイアス信号を供給する。電極５１ｈ〜５２ｉ、５１ｃ〜５２ｃへの配線は６本存在し、辺２０Ｄに近い側でその間隔が狭く、側壁２Ｄでは間隔は大きく設定されている。電極５１ｈ〜５２ｉ，５１ｃ〜５２ｃに印加する信号は、ＤＣ信号であるのでワイヤ長が長くなるのは半導体変調器２０の特性に大きな影響を与えない。ただし、第３配線基板８１ｃを用いてワイヤ長を短くして、隣接するワイヤ同士の接触などを防いで信頼性を向上している。
【００５７】
図１０に示されるように、半導体変調器２０は、半導体変調器キャリア８０を介して第２温度制御素子２１に搭載されている。ただし、第２温度制御素子２１の温調精度は、半導体レーザ素子１０の温調精度よりも緩やかである。このため、第２温度制御素子２１の制御対処部材、端的には半導体変調器キャリア８０、の熱容量を大きくすることができる。半導体変調器２０の周辺部（領域Ａ１〜Ａ３）は第２温度制御素子２１の上基板とは重なっていない。すなわち、庇部８３は、第２温度制御素子２１上の領域を超えて延在している。
【００５８】
図１２は、第１光軸Ａｘ１に沿った光モジュールの断面図である。本実施形態では、出力光学系７０の下部領域には第２温度制御素子２１が設けられないので空間が生じる。光モジュール１はこの空間を利用して、筐体底面上に第２配線基板８１ｂを搭載することができる。即ち、第２配線基板８１ｂは出力光学系７０の下方において出力光学系７０と交差し筐体２の底面上に配置されている。第２配線基板８１ｂを介して、側壁２Ｄの第２貫通基板５ｂから、他方の側壁２Ｃに沿って配置された半導体レーザ素子１０にＤＣバイアス電流を供給する。
【００５９】
図１３は第２配線基板８１ｂを介して第２貫通基板５ｂと半導体レーザ素子１０とが電気的に接続される様子を示す。半導体レーザ素子１０は、電極１４ａ〜１４ｃ、ヒータ１４ｄ〜１４ｇと１７ａ〜１７ｃ、及び、それぞれが電極１４ｈ、１４ｉを備える第１のＳＯＡ領域１０ａ、第２のＳＯＡ領域１０ｄを有している（図２参照）。いずれの電極、ヒータにもＤＣバイアスが供給されるが、その種類は本実施の形態では接地電位を含めて９種類に達する。このため、これらのバイアス電源を全て半導体レーザ素子１０に近い第１貫通基板５ａのＤＣ端子から供給しようとすると、他の信号の取り出しに影響を与える場合がある。一方、半導体変調器２０に近い他方の側壁２Ｄが備える第２貫通基板５ｂは、第４ＰＤ７８ｂ及びＶＯＡ７７等へのバイアスを供給するのみであるので、第２貫通基板５ｂのＤＣ端子には余剰がある。本実施形態では、この余剰分を、半導体レーザ素子１０へのＤＣバイアス電流の供給用として利用可能とする。
【００６０】
以上に説明した光モジュール１によって得られる効果について説明する。この光モジュール１は、半導体レーザ素子１０、半導体変調器２０、及び波長モニタユニット３０を一の筐体２の中に収容するのでその外形を小型にすることができる。半導体変調器２０が出力する第１出力光Ｄ１に加えて、第２出力光Ｄ２を波長モニタユニットから同時に提供することができる。さらに、半導体変調器２０の一方の光出力部２２ｂの光軸を第１出力ポート３ａの第１光軸Ａｘ１に一致させているので、出力光学系７０の構成を簡略化できる。
【００６１】
この光モジュール１によれば、半導体レーザ素子１０、半導体変調器２０、及び波長モニタユニット３０が、それぞれ独立の第１温度制御素子１１、第２温度制御素子２１、及び第３温度制御素子３１に搭載されているので、半導体レーザ素子１０、半導体変調器２０、及び波長モニタユニット３０のそれぞれの発熱量に応じた温度制御を行うことができる。波長モニタユニット３０は半導体レーザ素子１０の発振波長を正確にモニタすることが可能であり、半導体レーザ素子１０レーザ発振を安定化する。また、半導体変調器２０も安定した変調動作を行うことが可能である。
【００６２】
この光モジュール１は入力レンズ系６２に第２入力レンズ６３と第１入力レンズ６４を備えており、半導体変調器２０内の導波路５０との光結合に際して、樹脂による固定時に生じる入力レンズのズレによる光結合損失を補償することができる。また、第１ＣＷ光Ｌ１のフィールドパターンを導波路５０のコア層の形状に適合させることができるので、第１ＣＷ光Ｌ１の導波路５０への結合効率を改善することができる。
【００６３】
この光モジュール１は出力レンズ系７１にそれぞれ第１レンズ（７２ｂ、７３ｂ）、第２レンズ（７２ａ、７３ａ）を有する第１出力レンズ系７２と第２出力レンズ系７３を備えており、半導体変調器２０内の導波路と光結合をとる際の固定樹脂収縮による出力レンズのズレに起因する光結合損失を補償することができる。また、第１出力光Ｄ１のフィールドパターンが歪んでいる場合であっても、この歪を修正することができる。
【００６４】
この光モジュール１は、波長モニタユニット３０での半導体レーザ素子１０の発振波長のモニタ結果を受けて、半導体レーザ素子１０が目標発振波長、例えば、ＷＤＭの目標グリッド波長において発振するように調整することができる。また、波長モニタユニット３０は、半導体レーザ素子１０が出力する第２ＣＷ光Ｌ２から、光モジュール１外部に提供する第２出力光Ｄ２を生成することができる。さらに、半導体レーザ素子１０の発振波長を特定するために搭載する第２ＰＤ３６は、第２ＣＷ光Ｌ２の光強度を検知することもできる。光モジュール１は、この第２ＰＤ３６が出力する信号を参照して、第２ＣＷ光Ｌ２の強度を一定にを維持することができる。
【００６５】
この光モジュール１は、半導体レーザ素子１０が出射する第１ＣＷ光Ｌ１が、第１配線基板８１ａの上方を通過する。この体系により、電気信号伝送用のワイヤーが第１出力光Ｄ１の光路と干渉するのを避けることができる。
【００６６】
この光モジュール１は、半導体変調器キャリア８０の下方に生じた空間に第２配線基板８１ｂを搭載することができ、半導体変調器２０、あるいは、半導体変調器２０から出力された第２ＣＷ光Ｌ２と干渉することなく、半導体レーザ素子１０に多数のバイアス信号を供給することができる。
【００６７】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置及び詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲及びその精神の範囲から来る全ての修正及び変更に権利を請求する。
【符号の説明】
【００６８】
１…光モジュール、２…筐体、２Ａ…前壁、３ａ…第１出力ポート、３ｂ…第２出力ポート、１０…半導体レーザ素子（波長可変半導体レーザ素子）、１０Ａ…第１端面、１０Ｂ…第２端面、１１…第１温度制御素子、１８…第１キャリア、１９ａ…第１コリメートレンズ、１９ｂ…第２コリメートレンズ、２０…半導体変調器、２１…第２温度制御素子、２２…光出力部、２４…光入力部、３０…波長モニタユニット、３１…第３温度制御素子、３２…第１ＢＳ（第１分波器）、３４…第１ＰＤ（第１検出器）、３５…第２ＢＳ（第２分波器）、３６…第２ＰＤ（第２検出器）、６０ａ…第２キャリア、６３…第２入力レンズ、６４…第１入力レンズ、７０ａ…第３キャリア、８０…半導体変調器キャリア、８１ａ…第１配線基板、８１ｂ…第２配線基板、８３…庇部、Ａｘ１…第１光軸、Ａｘ２…第２光軸、Ｄ１…第１出力光、Ｄ２…第２出力光、Ｅ１…第１モニタ光（モニタ光の一部）、Ｅ２…第２モニタ光（モニタ光の他部）、Ｌ１…第１ＣＷ光、Ｌ２…第２ＣＷ光。
【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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