(57)【要約】【課題】  短時間で素子の伝送特性について検査することが可能な検査方法およびこの検査方法に適した検査装置を提供する。【解決手段】  位相シフト部を有する回折格子をもつ分布帰還型半導体レーザの検査において、上記分布帰還型半導体レーザのスペクトルを測定すると共に、主モードＭ0の短波側にあるサイドモードＭ1の強度Ｌ1と長波側にあるサイドモードＭ2の強度Ｌ2との差△Ｌを算出し、上記△Ｌが一定値以上のとき、上記分布帰還型半導体レーザを良品と判定するもの。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相シフト部を有する回折格子をもつ分布帰還型半導体レーザの検査において、上記分布帰還型半導体レーザのスペクトルを測定すると共に、主モードの短波側にあるサイドモードの強度と長波側にあるサイドモードの強度との差△Ｌを算出し、上記△Ｌが一定値以上のとき、上記分布帰還型半導体レーザを良品と判定することを特徴とする半導体レーザの検査方法。
【請求項２】
位相シフト部を有する回折格子をもつ分布帰還型半導体レーザの検査装置において、上記分布帰還型半導体レーザのスペクトル測定時に、主モードの短波側および長波側にある２つのサイドモードの強度を検出すると共に、上記各強度の差を算出する手段を備えたことを特徴とする半導体レーザの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば光ファイバ通信に用いられる半導体レーザ、特に位相シフト型回折格子を有する分布帰還型半導体レーザの検査方法およびその検査方法に用いる検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、分布帰還型半導体レーザは、単一縦モード発振を実現できることから、光ファイバ通信に多く用いられている。中でも回折格子の一部に４分の１波長相当の位相シフト部を有するλ/４位相シフト型回折格子をもつ分布帰還型半導体レーザは、高歩留で非常に安定な単一縦モード発振が得られるため、高速光通信の分野で多く用いられている。（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
光ファイバ通信、特に長距離光ファイバ通信では1.55μｍ帯の波長の光が用いられている。これは光ファイバ中の光の吸収損失が最低になる波長が1.55μｍであるためである。
しかし、1.55μｍ帯では、他の波長帯に比べて光ファイバの屈折率の波長依存性が大きい。このことは、光ファイバ中の光速が波長依存性をもつことを意味している。
【０００４】
一般に、半導体レーザに変調電流を印加すると、チャーピングと呼ばれる発振波長の変動が発生する。上記チャーピングにより、レーザ光の波長が動的に変動した場合、上述した屈折率の波長依存性のため、信号光の到達の時間がずれて変調信号波形の崩れを発生させる。この崩れる度合いは伝送距離が長いほど顕著であるため、伝送距離が長くなると変調信号波形の崩れが大きくなり、受信側で正確に信号を読み取れなくなる。このため、チャーピングにより伝送距離が制限されることになる。
【０００５】
このチャーピングは以下に述べる原理により生じる。レーザの変調時には、印加された変調電流によりレーザ内部のキャリア密度が変動する。キャリア密度の変化により屈折率の変化が生じる（この現象はプラズマ効果として知られている）。
一方、分布帰還型レーザの発振波長はブラッグ条件を満たす波長λによってほぼ決定される。ここで、
λ＝２×ｎ×ｍ×Λ    ……（１）
ただし、    ｎ：屈折率、      ｍ：１以上の整数、      Λ：回折格子の周期、
である。したがって、屈折率の変動により波長が変動することが（１）式から容易に理解できる。このような原理により、変調時においてはレーザの波長が変動する。
【０００６】
ところで、位相シフト部を有する分布帰還型レーザにおいては、チャーピングの大小が位相シフト量に依存することが知られている(例えば非特許文献２参照)。
位相シフト量は、安定した単一縦モード発振の実現のため、通常４分の１波長（回折格子周期の1/2）に設定されるが、回折格子周期は0.2〜0.25μｍと非常に小さい値であるため、実際の素子作製プロセスにおいては、位相シフト量は本来の設計値であるλ／４から若干のずれを生じ、ばらつきを持つことになる。その結果、チャーピングの大小についても素子間でばらつきが生じ、素子の伝送特性を保証するためには伝送特性を全数検査することが必要であった。
【０００７】
素子の伝送特性については一般に「パワーペナルティ」と呼ばれるパラメータを用いて論じられている。半導体レーザ製品の伝送特性を保証するにあたっては、パワーペナルティの値で規格が設定される場合が多い。パワーペナルティとは、変調信号波形の崩れの度合いを示すパラメータであり、規定された伝送距離および伝送距離０ｋｍにおける、所定の符号誤り率を実現するのに必要な受信感度（受信器への入力光パワー）の差で定義される。
【０００８】
したがって、素子の伝送特性を検査するということは、パワーペナルティを測定することであり、それは即ち受信器への入力光パワーを変化させながら伝送前後における符号誤り率を測定することである。
【０００９】
【非特許文献１】沼居著「半導体レーザ工学の基礎」p.167−170
【非特許文献２】”IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS” VOL.13,NO.3, MARCH 2001, pp245−247
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の半導体レーザの検査方法は以上のようになされていたため、素子の伝送特性の検査には多くの時間が必要であった。その理由は、符号誤り率の測定に時間を要するためである。ランダム事象である符号誤りをカウントするには長い時間が必要である。
例えば、伝送速度2.5Gbps、パワーペナルティを規定する符号誤り率10-10の場合、パワーペナルティの測定には１素子あたり１５〜２０分程度を要する。この時間は半導体レーザの検査としては非常に長く、工期の増大や検査コストの上昇を招くなどの問題点があった。
【００１１】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、ごく短時間で素子の伝送特性について検査することが可能な検査方法およびこの検査方法に適した検査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】
【００１２】
この発明に係る半導体レーザの検査方法は、位相シフト部を有する回折格子をもつ分布帰還型半導体レーザの検査において、上記分布帰還型半導体レーザのスペクトルを測定すると共に、主モードの短波側にあるサイドモードの強度と長波側にあるサイドモードの強度との差△Ｌを算出し、上記△Ｌが一定値以上のとき、上記分布帰還型半導体レーザを良品と判定するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る半導体レーザの検査方法は上記のようになされているため、従来のパワーペナルティ検査に比して非常に短時間（10秒程度）で検査を完了することができる。
したがって、生産工期の短縮や生産コストの低減に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を説明するためのスペクトル図の例を示すもので、λ/４位相シフト型分布帰還型レーザのスペクトル図の例を示す。横軸は波長を示し、縦軸はレーザ光の強度を示す。
この図は、レーザに流す電流を発振しきい値電流の0.9倍とした場合のスペクトルを示すものである。
【００１５】
このスペクトルの主モードＭ0の短波側にあるサイドモードＭ1のピーク強度をＬ1、長波側にあるサイドモードＭ2のピーク強度をＬ2とし、その差△Ｌ＝Ｌ1−Ｌ2を算出する。
算出された△Ｌとパワーペナルティとの間には図２に示すような相関があることが判明した。両者の相関の原因は、上述した位相シフト量のλ/４からのずれである。位相シフト量がλ/４ちょうどであれば△Ｌ＝０であるが、λ/４より小さいと△Ｌ＞０、λ/４より大きいと△Ｌ＜０となることは、比較的簡単な計算により導出される。
【００１６】
△Ｌは、半導体レーザを発光させ、その光をレンズなどで光ファイバに集光し、その光ファイバを光スペクトラムアナライザに入力することにより測定することができる。
なお、半導体レーザがモジュールに実装されている場合には、モジュールからの出力を光スペクトラムアナライザに入力するだけでよい。図１、図２の例ではレーザに流す電流をしきい値電流の0.9倍としたが、しきい値電流以上の電流であっても図２の関係は成立するため、実施の形態１の検査の実施にあたってはしきい値電流以上の電流であっても差し支えない。
【００１７】
伝送特性の良否を示すパラメータであるパワーペナルティは、所定の値以下、一般的には２dB以下であることが求められる場合が多い。したがって、図２において、例えばパワーペナルティが２dB以下となる△Ｌの範囲を良品と判定することによりパワーペナルティ、即ち伝送特性の検査を代替することができる。
従来のパワーペナルティ検査（測定時間１５分以上）と比較して、上記の△Ｌの検査は非常に短時間（１０秒程度）で完了するため、生産工期の短縮や生産コストの低減に有効である。
【００１８】
従来の光スペクトラムアナライザには、△Ｌを算出する演算機能は備えられていないので、このような機能を備えた光スペクトラムアナライザを実現することにより、パワーペナルティの検査を行うための簡易なスペクトル検査装置を実現することができる。
具体的には、主モードＭ0の短波側および長波側にある２つのサイドモードＭ1、Ｍ2のピーク強度Ｌ1、Ｌ2を自動的に検出し、検査装置の演算機能により△Ｌを算出させるようにした光スペクトルアナライザが有効である。
【００１９】
また、光スペクトラムアナライザに△Ｌを算出する演算機能を備える代わりに、従来の光スペクトラムアナライザとコンピュータとを接続し、測定データをコンピュータに転送してコンピュータで計算することにより、△Ｌを算出することも可能である。
このような測定系を用いてもパワーペナルティの検査を行うことができ、上記の△Ｌを算出する機能を備えた光スペクトラムアナライザと同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１の構成を説明するためのスペクトル図である。
【図２】実施の形態１における△Ｌとパワーペナルティとの相関関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｍ0  主モード、  Ｍ1、Ｍ2  サイドモード、  Ｌ1、Ｌ2  サイドモードのピーク強度、  △Ｌ  ピーク強度の差。
【図１】
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【図２】
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