(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎＰでなる半導体基板（１１）上に順次積層されたＩｎＧａＡｓＰでなる活性層（１２）とＩｎＰでなるクラッド層（１３）とを含む導波路の光の導波方向における一方側に光学利得を有する利得領域（３１）を、他方側に特定の波長帯を選択的に反射する回折格子（１５）を有する反射領域（３２）を含む半導体レーザ素子において、
前記回折格子が、前記反射領域中の前記活性層の上方における前記クラッド層の上面に、層厚０．１〜０．５μｍでなる前記クラッド層を介して形成され、
前記回折格子の反射波長を中心とした複数の波長成分を含むレーザ光を出射するように、前記反射領域中の前記回折格子の直上に、前記半導体基板、前記活性層および前記クラッド層を形成する半導体の屈折率とは異なる温度係数符号の屈折率を有するポリイミドで形成される上部形成層（１６）が形成される
ことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
ＩｎＰでなる半導体基板（１１）上に順次積層されたＩｎＧａＡｓＰでなる活性層（１２）とＩｎＰでなるクラッド層（１３）とを含む導波路の光の導波方向における一方側に光学利得を有する利得領域（３１）を、他方側に特定の波長帯を選択的に反射する回折格子（１５）を有する反射領域（３２）を含む半導体レーザ素子において、
前記回折格子が、前記反射領域中の前記活性層の上方における前記クラッド層の上面に、層厚０．１〜０．５μｍでなる前記クラッド層を介して形成され、
前記回折格子の反射波長を中心とした複数の波長成分を含むレーザ光を出射するように、前記反射領域中の前記回折格子の直上に、前記半導体基板、前記活性層および前記クラッド層を形成する半導体の屈折率とは異なる温度係数符号の屈折率を有するＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）で形成される上部形成層（１６）が形成される
ことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記利得領域と前記反射領域との境界面の法線が、前記導波路の光軸と所定の角度を成して交わることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
筐体（４１）と、
前記筐体内に、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子（１）、前記半導体レーザの一方の端面から出射されるレーザ光を集光するレンズ（５１）、および前記半導体レーザの他方の端面から出射される光を受光する受光素子（５０）を備え、
さらに前記レンズで集光された光を前記筐体の外部に導波する光ファイバ（４６）を備えることを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体レーザモジュール（４０）と、
前記半導体レーザモジュールに含まれる光ファイバからのレーザ光が入射する増幅用光ファイバ（６１）とを備えることを特徴とするラマン増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子、半導体レーザモジュール、および半導体レーザモジュールを用いたラマン増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット上で提供されるサービスの多様化に伴い、光ファイバ通信の通信容量の一層の拡大が必要となっている。
【０００３】
光ファイバ通信の長距離化および大容量化に大きな役割を果たしているのが光ファイバ増幅器であり、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の実用化によって長距離光ファイバ通信技術が大きく前進した。さらに、ＥＤＦＡの増幅帯域が１．５５μｍ付近である程度の広がりを持っていたため、波長の異なる信号光を１本の光ファイバに同時に通すことで通信容量を飛躍的に拡大する波長分割多重（ＷＤＭ）通信技術が注目され、急激に発展した。
【０００４】
ＷＤＭでは使用する波長帯域が広いほど多くのチャネルを確保できる。そのため、ＥＤＦＡで増幅できる波長帯域よりもさらに広い波長帯域を増幅できる技術であるラマン増幅が注目されている。
【０００５】
ラマン増幅では励起光波長から約１００ｎｍ長い波長の信号光が増幅される。信号光の増幅率を安定させるためには、まず励起光の波長が正確に制御される必要がある。このため、ファイバブラッググレーティングを用いた外部共振器型波長安定化レーザが実用化されたが、このレーザでは動作電流を変化させたときに縦モードがホップすることによって生じるノイズがアンプの特性を劣化させてしまう。
【０００６】
また、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザのような単一モード発振レーザを励起光に用いると、光が誘導ブリルアン散乱によって後方散乱してしまい、光ファイバ中を伝播しなくなってしまう問題がある。そこで、レーザ素子内に波長を安定化する回折格子を設けながらも、単一モードでなく複数のモードで発振する半導体レーザ装置が提案された（例えば、特許文献１参照）。この半導体レーザ装置では、回折格子を設けたリッジ部の形状をテーパ状にすることで回折格子の反射波長帯域を拡大し、複数の縦モードでレーザ発振するようにしている。
【０００７】
しかし、上記の半導体レーザ装置においては、回折格子を含む導波路が半導体結晶（長距離光ファイバ通信で用いられる波長帯ではＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導体）によって構成されているため、導波路の屈折率は結晶の温度に大きく依存する。
【０００８】
半導体レーザ素子は通常、クーラ素子（ＴＥＣ）によって温度制御されているが、活性層部分とクーラ素子との間には熱抵抗があり、両者の温度は一致していない。さらに駆動電流を大きく変えるような使用方法を取るとレーザ素子自体の発熱量が大きく変動し、その都度波長が動いてしまうことになる。
【０００９】
このため、半導体レーザの発振波長を温度無依存にするという試みがなされている（例えば、非特許文献１参照）。この研究では、活性層を挟むクラッド層を半導体とは逆の負の温度係数の屈折率を有するＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）で形成することにより発振波長の温度依存性の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００２−２９９７５９号公報（［００７４］、図１５）
【非特許文献１】岡本、外４名、「誘電体クラッドを用いた半導体薄膜ＢＨ−ＤＦＢレーザにおけるアサーマル効果の観測」，３０ａ−ＺＺ−５，第５１回応用物理学関係連合講演会  講演予稿集，ｐ．１２６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献１に記載された従来の半導体レーザにあっては、絶縁体であるＢＣＢで活性層全体を挟んでしまう構造であるため、電流注入ができず光励起など複雑な方法を用いなければ発振させることができない。またＢＣＢ自体の熱抵抗が大きいため活性層の温度上昇を引き起こす原因となってしまう。これらのことから、高出力が絶対条件であるラマン増幅器励起用光源としては不適であった。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、所望の波長を中心とする複数の安定した縦モードで発振し、発振波長の温度依存性が小さい高出力の半導体レーザ素子を提供するとともに、当該半導体レーザ素子を用いたラマン増幅器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】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の半導体レーザ素子は、ＩｎＰでなる半導体基板上に順次積層されたＩｎＧａＡｓＰでなる活性層とＩｎＰでなるクラッド層とを含む導波路の光の導波方向における一方側に光学利得を有する利得領域を、他方側に特定の波長帯を選択的に反射する回折格子を有する反射領域を含む半導体レーザ素子において、前記回折格子が、前記反射領域中の前記活性層の上方における前記クラッド層の上面に、層厚０．１〜０．５μｍでなる前記クラッド層を介して形成され、前記回折格子の反射波長を中心とした複数の波長成分を含むレーザ光を出射するように、前記反射領域中の前記回折格子の直上に、前記半導体基板、前記活性層および前記クラッド層を形成する半導体の屈折率とは異なる温度係数符号の屈折率を有するポリイミドで形成される上部形成層が形成されることを特徴とする構成を有している。
本発明の請求項２の半導体レーザ素子は、ＩｎＰでなる半導体基板上に順次積層されたＩｎＧａＡｓＰでなる活性層とＩｎＰでなるクラッド層とを含む導波路の光の導波方向における一方側に光学利得を有する利得領域を、他方側に特定の波長帯を選択的に反射する回折格子を有する反射領域を含む半導体レーザ素子において、前記回折格子が、前記反射領域中の前記活性層の上方における前記クラッド層の上面に、層厚０．１〜０．５μｍでなる前記クラッド層を介して形成され、前記回折格子の反射波長を中心とした複数の波長成分を含むレーザ光を出射するように、前記反射領域中の前記回折格子の直上に、前記半導体基板、前記活性層および前記クラッド層を形成する半導体の屈折率とは異なる温度係数符号の屈折率を有するＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）で形成される上部形成層が形成されることを特徴とする構成を有している。
【００１３】
この請求項１および２の構成により、光を所望の波長を中心とする複数の安定した縦モードで発振させるだけでなく、発振波長の温度依存性を低減することができることとなる。また、この構成により、利得領域と反射領域との境界面における光強度分布の偏りを緩和して、光を導波させることができることとなる。さらに、この構成により、発熱による発振波長の変動を抑制することができることとなる。
【００２０】
本発明の請求項３の半導体レーザ素子は、前記利得領域と前記反射領域との境界面の法線が、前記導波路の光軸と所定の角度を成して交わることを特徴とする構成を有している。
【００２１】
この構成により、前記利得領域と前記反射領域との境界面における光の反射を抑制して、光を効率的に導波させることができることとなる。
【００２２】
本発明の請求項４の半導体レーザモジュールは、筐体と、前記筐体内に、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子、前記半導体レーザの一方の端面から出射されるレーザ光を集光するレンズ、および前記半導体レーザの他方の端面から出射される光を受光する受光素子を備え、さらに前記レンズで集光された光を前記筐体の外部に導波する光ファイバを備えることを特徴とする構成を有している。
【００２３】
本発明の請求項５のラマン増幅器は、請求項４に記載の半導体レーザモジュールと、前記半導体レーザモジュールに含まれる光ファイバからのレーザ光が入射する増幅用光ファイバとを備えることを特徴とする構成を有している。
【００２４】
この構成により、増幅用光ファイバにおいて誘導ブリルアン散乱が生じず、信号光を長距離にわたってファイバ伝送することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、屈折率の温度係数が半導体基板、活性層およびクラッド層を形成する半導体と逆符号である物質を回折格子を有する領域の上部に積層することによって発振波長の温度依存性を低減し、導波路の回折格子を有さない領域を半導体結晶によるダイオード構造とすることによって電流注入による発光と高い熱伝導性とを確保し、高出力レーザ発振と、発振波長の温度に対する高い安定性とを同時に得ることができる、ラマン増幅器励起用光源として好適な半導体レーザ素子を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る半導体レーザ素子の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
本発明に係る半導体レーザ素子の第１の実施形態を図１に示す。図１（ａ）および（ｄ）は半導体レーザ素子１の両端面図、同（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）中のＡ−Ａ’の位置での断面図である。
【００２８】
即ち、第１の実施形態の半導体レーザ素子１は、半導体基板１１上に積層された活性層１２とクラッド層１３とを含む導波路の光の導波方向における一方側に光学利得を有する利得領域３１を、他方側に特定の波長帯を選択的に反射する回折格子１５を有する反射領域３２を含む構成を有している。
【００２９】
そして、半導体レーザ素子１は、反射領域３２中の活性層１２の上方に、半導体基板１１、活性層１２およびクラッド層１３を形成する半導体の屈折率とは異なる温度係数符号の屈折率を有する物質で形成される上部形成層１６を含む。
【００３０】
さらに、第１の実施形態の半導体レーザ素子１は、ストライプ状の活性層１２の上下に形成された光分離閉じ込め（ＳＣＨ）層２１ａ、２１ｂと、活性層１２およびＳＣＨ層２１ａ、２１ｂの側方を埋め込む埋め込み層１８ａ、１８ｂと、利得領域３１中のクラッド層１３上にコンタクト層２２を介して形成される電極１７ａと、半導体基板１１の下面に形成される電極１７ｂとを備える。
【００３１】
なお、上部形成層１６はポリイミドで構成されているが、別の材質としてＢＣＢを用いてもよい。
【００３２】
また、活性層１２は、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造等の微細構造を有していてもよい。
【００３３】
また、高出力化のためには光を取り出す端面に誘電体多層膜である低反射膜を形成することが望ましいが、反射領域３２側の端面１４ａの反射率が十分高ければ、利得領域３１側の端面１４ｂが出射端面として好ましいので端面１４ｂに低反射膜を形成すればよい。逆に反射領域３２側の端面１４ａの反射率が低ければ、利得領域３１側の端面１４ｂに高反射膜を形成し、端面１４ａに低反射（できるだけ無反射）膜を形成してこちらを出射端面とすることもできる。
【００３４】
以下、本発明に係る半導体レーザ素子１の製造方法の一例を説明する。
【００３５】
まず、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いてｎ型ＩｎＰからなる半導体基板１１上に、複数のＩｎＧａＡｓＰから成るＳＣＨ層２１ｂ、ＭＱＷ構造を有する活性層１２、ＳＣＨ層２１ａを成長する。
【００３６】
次に、ＳｉＯ２膜を全面に形成した後フォトリソグラフィ技術によってＳｉＯ２膜をストライプパターンに成形し、これをエッチングマスクとしてウェットエッチングまたはドライエッチングによって半導体結晶にメサ形状を形成する。
【００３７】
次に、ＳｉＯ２膜を成長阻害マスクとして利用してＭＯＶＰＥ法による結晶成長を行い、活性層１２の両側にまずｐ型ＩｎＰを、次いでｎ型ＩｎＰを成長して埋め込み層１８ｂ、１８ａとする。この後ＳｉＯ２膜を除去して全面にｐ型ＩｎＰのクラッド層１３とｐ型ＩｎＧａＡｓのコンタクト層２２を成長する。
【００３８】
次に、利得領域３１上方のｐ型ＩｎＧａＡｓのコンタクト層２２上面および半導体基板１１の下面にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕからなる電極１７ａおよび１７ｂをそれぞれ蒸着によって形成し、反射領域３２上方のｐ型ＩｎＧａＡｓのコンタクト層２２およびｐ型ＩｎＰのクラッド層１３の一部をエッチングによって除去する。
【００３９】
ここで、反射領域３２の領域長は、素子長１ｍｍ程度に対して５０〜１００μｍ程度あれば十分である。反射領域長が短すぎると反射率が不足し、長すぎると吸収損失が増えて高出力化に不適となる。また、利得領域３１のｐ型ＩｎＰのクラッド層１３の層厚は２μｍ程度、反射領域３２のクラッド層１３の層厚は後述するように０．２〜０．３μｍ程度とするとよい。
【００４０】
次にフォトレジストまたは電子ビームレジストを表面に塗布し、反射領域３２となる部分に干渉露光法または電子ビーム描画法によって回折格子パターン露光を行い、現像およびウェットエッチングによって高さ０．１μｍ程度の回折格子１５を作製する。回折格子１５のピッチは希望する発振波長によって異なる。例えば、１５２０ｎｍ付近に利得ピークを設けたい場合は励起光の波長を１４２０ｎｍ程度とする必要があるので、反射領域３２の等価屈折率が３．２０である場合は、ピッチを約２２０ｎｍ程度とすればよい。
【００４１】
続いて、ポリイミドを塗布し、熱処理によって乾燥、硬化させたのち、酸素プラズマエッチングによって利得領域３１上方の電極１７ａが露出するまでポリイミドを除去する。
【００４２】
次に、ウエハを所定位置で劈開し、チップ化する。さらに利得領域３１側の端面１４ｂに反射率５〜１０％程度の低反射膜コーティングを行う。これで本実施形態に係る半導体レーザ素子１が完成する。
【００４３】
なお、反射領域３２におけるクラッド層１３の除去は、活性層１２まで達するのでなく、クラッド層１３を薄く残しておくことが望ましい。次にその理由を述べる。
【００４４】
図３は、本発明に係る第１の実施形態または後述する第２の実施形態に係る半導体レーザ素子を光の導波方向に垂直な面で切ったときの断面のうち導波路付近の光強度分布を計算して示したものであり、（ａ）は利得領域、（ｂ）は反射領域の断面における光強度分布を示している。
【００４５】
図３（ｂ）に示すように、ポリイミドやＢＣＢ等の樹脂材料の屈折率は１．５程度と小さいため、光は大部分が半導体部分に分布してしまい、導波されにくくなる。よってクラッド層１３を薄く残すことで導波路構造を維持することができる。もちろん、残すクラッド層１３の層厚ｄが厚すぎては光が樹脂材料部分にほとんど分布しなくなって本発明の効果が得にくくなるので、残す層厚ｄは０．１〜０．５μｍの範囲が好ましい。さらに言えば０．２μｍ程度が好適である。
【００４６】
次に、第１の実施形態に係る半導体レーザ素子１の動作を説明する。
【００４７】
電極１７ａから電極１７ｂへ電流を流すことによって活性層１２内にて発光が生じ、光は活性層１２をコアとする導波路内を進行する。光は端面１４ｂと反射領域３２との間で反射領域３２のブラッグ波長に相当する波長の光のみが往復し、電流を増大させることでやがてレーザ発振に至る。
【００４８】
ブラッグ波長は本来単一であるが、本実施形態においては回折格子１５が屈折率の高い半導体材料と低いポリイミド材料との界面に形成されているため、等価屈折率の空間変調量が大きく、回折格子の結合係数が高い。そのため反射帯域は、数ｎｍの幅を持ち、素子長１ｍｍに対応する縦モード間隔約０．２〜０．４ｎｍより１桁程度大きくなるため、ブラッグ波長を中心とした数本の縦モードの発振が同時に起こる。
【００４９】
発振した光の波長は、素子の温度の変動に伴って変動するが、ポリイミドが負の温度依存性を有しているため、その変動量は抑制される。
【００５０】
なお、上部形成層１６としてポリイミドの代わりにＢＣＢを用いる場合も、作製方法、動作ともに同様である。
【００５１】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、半導体基板、活性層およびクラッド層等を形成する半導体と屈折率の温度係数が逆符号である物質で形成される上部形成層を活性層の上方に配置することにより、発熱による発振波長の変動を抑制することが可能となる。
【００５２】
（第２の実施形態）
本発明に係る第２の実施形態の半導体レーザ素子２を図２に示す。図２における（ａ）から（ｄ）の図面は図１と同様、半導体レーザ素子の両端面図、上面図、Ｂ−Ｂ’の位置での断面図を示している。基本的な構造は図１とほぼ同様であるので、同一部分については同一記号を使用し、その説明は省略する。
【００５３】
図２から明らかなように、回折格子１５の位置が、第１の実施形態では活性層１２の上方であったのに対し、第２の実施形態では活性層１２の下方となっている。
【００５４】
このような構造を作製するためには、まずｎ型ＩｎＰの半導体基板１１上にフォトレジストまたは電子ビームレジストを塗布し、干渉露光または電子ビーム描画法により反射領域３２が上方に形成される部分の半導体基板１１の表面に回折格子レジストパターンを形成する。次いでウェットエッチングによりｎ型ＩｎＰの半導体基板１１の表面をエッチングし、高さ０．１μｍ程度の回折格子１５を形成する。
【００５５】
その後は第１の実施形態と同様の工程で半導体レーザ素子の作製を行うが、反射領域３２のクラッド層１３を０．２μｍ程度残して除去した後に直接ポリイミド塗布を行う点が第１の実施形態の工程と異なる。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る第３の実施形態の半導体レーザ素子３について図３、４を用いて説明する。
【００５７】
図３（ａ）から分かるように、導波路全体が半導体である利得領域３１においては、光強度は活性層１２を中心にほぼ対称に分布している。これに対し、反射領域３２においては図３（ｂ）に示すように光強度分布は半導体側へ大きくシフトしているのがわかる。これはポリイミドあるいはＢＣＢの屈折率が１．５程度と、半導体の屈折率３〜３．４に比べて小さいためである。
【００５８】
このように光強度の分布に大きな相違がある導波路を単純に接続した場合、その境界面にて大きな反射が生じてしまう。従って、利得領域３１で発生した光のうち、ある程度の部分は反射領域３２で波長選択的に反射されるのではなく、境界面で波長無依存に反射されてしまい、本発明が目的とする所望の波長を中心とする複数の安定した縦モードでの発振が得られにくくなる可能性がある。
【００５９】
そこで、第３の実施形態の半導体レーザ素子３においては、図４に示す利得領域３１と反射領域３２との境界面２０で光の反射が起きないよう、境界面２０を導波路の方向に対して角度を持たせ、等価屈折率が連続的に変化するようにしている。このように構成することで、導波路中を進む光は図３（ａ）に示す強度分布状態と図３（ｂ）に示す強度分布状態との間を連続的にシフトしていく。
【００６０】
なお、図４においては、境界面２０の法線の向きは半導体基板１１に平行な面内にあるが、半導体基板１１に垂直な面内にあってもよい。その場合は、反射領域３２のクラッド層１３を除去する工程において、結晶軸に対して異方性を持つエッチャントを用いたウェットエッチング（例えば塩酸を主としたエッチング液など）によって、法線の向きが光の導波方向に対して角度をもつ結晶面を表出させるエッチングを行えばよい。
【００６１】
もちろん、境界面２０の法線ベクトルが半導体基板１１に対して平行および垂直の両方の成分を同時に持つように結晶面を表出させることも可能である。
【００６２】
以上説明したように、第３の実施形態によれば、利得領域３１と反射領域３２との境界面を光軸に対して傾けることにより、境界面における光の結合効率を向上させることが可能となる。
【００６３】
（第４の実施形態）
次に、本発明に関する第４の実施形態について図５、６を用いて説明する。図５は第１の実施形態の半導体レーザ素子１を用いた半導体レーザモジュール４０の概観図であり、図６はその概略平面図である。
【００６４】
この半導体レーザモジュール４０のケース４１は、所謂バタフライ型のものであり、直方体状で上面側が開口された金属製のシャーシ４２と、そのシャーシ４２の上面側を覆う金属製のカバー４３とによって構成されている。
【００６５】
シャーシ４２の前端下部および後端下部にはフランジ４２ａ、４２ｂが設けられ、フランジ４２ａ、４２ｂには、この半導体レーザモジュール４０をプリント基板等にネジ止めするための穴４４が設けられている。
【００６６】
シャーシ４２の前壁４２ｃには、光を透過させるための窓５３が設けられている。そして、シャーシ４２の前壁４２ｃの外側には、窓５３から出射された光を一端側に入射させて他端側（出射端）へ伝搬させる光ファイバ４６が固定されている。なお、この光ファイバ４６の一端側は、円筒状のファイバカバー４７に覆われている。
【００６７】
また、シャーシ４２の両側壁４２ｄ、４２ｅには、前記プリント基板上のパターンにハンダ付けするための複数（例えば７本ずつ）の端子４５が所定間隔で突出している。
【００６８】
図６はカバー４３を外した状態の概略平面図である。図６に示しているように、シャーシ４２内にはペルチェ素子等の冷却素子４８が固定されている。この冷却素子４８上に半導体レーザ素子１、サーミスタ４９および受光素子５０が固定されている。
【００６９】
サーミスタ４９によって検出される周囲温度に基づいて、冷却素子４８の温度が制御される。
【００７０】
受光素子５０は、半導体レーザ素子１の後方端面から出射される光を受光し、半導体レーザ素子１の動作のモニタリングを行う。受光素子５０は、その受光面が半導体レーザ素子１の後方端面に対して斜めを向くように冷却素子４８上に配置されている。これは、受光素子５０の受光面に入射した半導体レーザ素子１の後方端面からの光が、再び半導体レーザ素子１に戻ってしまうのを防止するためである。
【００７１】
半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光は、光収束のためのレンズ５１および戻り光防止のための光アイソレータ５２を通過した後、シャーシ４２の前壁４２ｃの窓５３を通過して光ファイバ４６に入射する。
【００７２】
尚、第２及び第３の実施形態の半導体レーザ素子２、３を用いても、同様に半導体レーザモジュールを構成することが可能である。
【００７３】
また、本実施形態ではサーミスタ４９および冷却素子４８を実装して精密な温度制御を行う形態としたが、本発明の半導体レーザ素子の特徴は発振波長の温度依存性が小さいことであるから、例えばＥＤＦＡ励起用のような波長安定度に対する許容が緩い用途については、冷却素子４８を実装しないクーラレスモジュールとして小型化や低価格化を図ることも可能である。
【００７４】
（第５の実施形態）
次に、本発明に関する第５の実施形態のラマン増幅器について図７を用いて説明する。図７は第４の実施形態の半導体レーザモジュール４０を励起光用光源として用いたラマン増幅器６０のブロック図を示している。
【００７５】
半導体レーザモジュール４０から出力されたレーザ光は、励起光としてカプラ６２を介して増幅用光ファイバ６１に入力する。増幅用光ファイバ６１において誘導ラマン散乱が生じ、レーザ光の波長（励起光波長）から約１００ｎｍ程度長波長側に利得が生じる。増幅用光ファイバ６１に信号光が入射すると、増幅用光ファイバ６１中に生じた利得によって信号光が増幅される（ラマン増幅）。
【００７６】
半導体レーザモジュール４０内に含まれる半導体レーザ素子は複数の波長成分を含むレーザ光を出射し、このレーザ光が励起光として用いられるので、増幅用光ファイバ６１において誘導ブリルアン散乱が生じず、信号光を長距離にわたってファイバ伝送することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明に係る半導体レーザ素子は、光を所望の波長を中心とする複数の安定した縦モードで発振させ、発振波長の温度依存性を低減することできるという効果を有し、ラマン増幅器の励起用光源等として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ素子の４面図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ素子の４面図
【図３】利得領域および反射領域の断面における光強度分布を示す図
【図４】本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザ素子の斜視図
【図５】本発明の第４の実施形態に係る半導体レーザモジュールの概観図
【図６】本発明の第４の実施形態に係る半導体レーザモジュールの概略平面図
【図７】本発明の第５の実施形態に係るラマン増幅器のブロック図
【符号の説明】
【００７９】
１  半導体レーザ素子
１１  半導体基板
１２  活性層
１３  クラッド層
１５  回折格子
１６  上部形成層
２０  境界面
３１  利得領域
３２  反射領域
４０  半導体レーザモジュール
４１  ケース
４２  シャーシ
４３  カバー
４４  取り付け穴
４５  端子
４６  光ファイバ
４７  ファイバカバー
４８  冷却素子
４９  サーミスタ
５０  受光素子
５１  レンズ
５２  光アイソレータ
５３  窓
６０  ラマン増幅器
６１  増幅用光ファイバ
６２  カプラ
【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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