(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の出射端面と反射端面との間であってかつ活性層の近傍に沿って部分的に形成された回折格子の所定の半値幅で示される波長選択特性によって、発振縦モードのピークの包絡線として定義され、前記波長選択特性を示す半値幅に相当する発振波長スペクトルの半値幅内において前記活性層が前記出射端面と反射端面との間で形成する共振器の発振縦モード間隔だけ離れて隣接する複数の発振縦モードのレーザ光を生成する半導体レーザ素子部と、
前記半導体レーザ素子部が形成される半導体基板を共有して集積されるとともに、前記レーザ光の出力を調節する半導体光調節部と、
を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器の励起光源用の半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子部に電流を印加するための電極対の少なくとも一方の電極と、前記半導体光調節部に電流を印加するための電極対の少なくとも一方の電極とは、前記半導体レーザ素子部と前記半導体光調節部との結合境界上部に形成された分離溝によって電気的に分離されてい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】
前記半導体光調節部は、少なくとも前記半導体レーザ素子部の活性層とは異なる組成の導波路で形成された積層構造であ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装置。
【請求項４】
半導体レーザ素子部は、前記レーザ光の反射端面を端面とするとともに、当該端面上に高反射膜を設け、
前記半導体光調節部は、前記レーザ光の出射端面を端面とし、当該端面上に低反射膜を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記半導体光調節部は、前記半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力を増幅する半導体光増幅器の積層構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体光増幅器は、少なくとも前記半導体レーザ素子部の活性層を共有して形成された積層構造であることを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記半導体光調節部は、前記半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力を減衰する半導体光減衰器の積層構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記半導体光減衰器は、前記半導体レーザ素子部と前記半導体光調節部との結合境界上部に形成された分離溝に高抵抗層を積層したことを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記半導体光減衰器は、前記半導体レーザ素子部の発振波長エネルギーよりも小さいかまたは大きいエネルギーギャップの吸収層を有することを特徴とする請求項７または８に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザ素子部は、レーザ発振時における出射レーザ光が１２００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の波長を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
共振器長が８００μｍ以上、３２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記半導体レーザ素子部の回折格子は、回折格子長が３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
前記半導体レーザ素子部の回折格子の回折格子長は、共振器長の（３００／１３００）倍の値以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】
前記半導体レーザ素子部の回折格子の結合係数と回折格子長との乗算値が０．３以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１５】
前記半導体レーザ素子部の回折格子は、グレーティング周期に所定の周期揺らぎを持たせたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１６】
前記半導体レーザ素子部の回折格子は、前記グレーティング周期をランダムあるいは所定周期で変化させたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に導波する光ファイバと、
前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合を行なう光結合レンズ系と、
を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の出力を制御する半導体レーザ制御方法において、
前記半導体レーザ素子部に印加する電流を固定するステップと、
前記半導体光調節部に印加する電流または電圧を調節するステップと、
を含んだことを特徴とする半導体レーザ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レーザ素子を具備した半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体レーザ制御方法に関し、特に、光増幅器または光減衰器を同一基板に集積させた半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体レーザ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの急速な普及や企業内ＬＡＮ間接続の急増等により、単なる通信発呼数の増加だけでなく、伝送されるコンテンツデータの大容量化に伴って、データトラヒックの増加が問題となっている。そこで、この問題による通信パフォーマンスの低下を防止するために、波長分割多重（ＷＤＭ： Wavelength Division Multiplexing）システムがめざましい発展を遂げ普及している。
【０００３】
このＷＤＭシステムでは、複数の光信号をそれぞれ異なる波長に乗せることにより１本のファイバで従来の１００倍にも及ぶ大容量伝送を実現している。特に既存のＷＤＭシステムは、エルビウム添加ファイバアンプ（以下、ＥＤＦＡ）やラマン増幅器を用いた光増幅を行なうことで、広帯域・長距離伝送を可能としている。ここで、ＥＤＦＡは、エルビウムという元素を添加した特殊な光ファイバに波長１４８０ｎｍ、あるいは波長９８０ｎｍの励起レーザ（例えば、特許文献１参照。）で通光した際に、伝送信号である波長１５５０ｎｍ帯の光が上記特殊ファイバの中で増幅されるという原理を応用した集中型光ファイバ増幅器である。一方、ラマン増幅器とは、すでに敷設されている光ファイバを増幅媒体とし、信号光をそのまま増幅させることが可能な光増幅器であり、誘導ラマン散乱を利用した分布型光ファイバ増幅器である。
【０００４】
よって、ＷＤＭシステムにおいては、光信号そのものを生成する信号用光源のみならず、上記した光ファイバ増幅器に使用される励起用光源についても、高精度な発振制御と高出力動作とを実現させる必要がある。特に、信号用光源や励起用光源は、半導体レーザ素子によって実現されており、信号変調や増幅度を電気的に制御することができる。
【０００５】
信号用光源として用いられる半導体レーザ素子では、より高速で大容量の情報伝送を可能にするため、半導体レーザ素子に印加する注入電流を信号で変調する直接変調方式がよく用いられていたが、注入電流の変化に伴って活性層中のキャリア密度の変動→屈折率の変動→発振波長の変動を経る、いわゆる波長チャーピングの問題があった。そこで、現在では、半導体レーザ素子と半導体光変調器を同一基板上に集積させた、いわゆる変調器集積光源が開発されている。変調器集積光源では、変調を半導体光変調器部で行なうために、半導体レーザ素子部での注入電流の変動が生じず、従って、上記した波長チャーピングの問題が回避されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１４５１９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、励起用光源として用いられる回折格子をレーザ共振器内に含んで狭スペクトルの縦多モード発振する半導体レーザ素子では、変調による注入電流の変動がないものの、注入電流が大きいことから、縦モードホップに起因する電流−光出力特性において見られる特性曲線の折れ曲り、いわゆるキンクが発生しやすいという問題がある。
【０００８】
また、中継数が１００を超えるような超長距離のＷＤＭシステムでは、ＥＤＦＡ、ラマン増幅器または双方を備えた構成であるかに問わず、それら光増幅器での利得偏差が微小であったとしても、中継段数が増加するにしたがって偏差が蓄積され、結果的に利得帯域が狭まるという問題があり、それを解決するために各アンプの励起用光源、すなわち半導体レーザ素子の出力パワーを制御していた。
例えば、ラマンアンプのように、複数の異なる発振波長の半導体レーザ素子によって励起用光源を構成している場合には、増幅器の利得の平坦化のために、各波長に対応する半導体レーザ素子ごとに出力パワーの制御を行なう必要がある。
【０００９】
ところが、出力パワーの制御、すなわち注入電流の増減は、上記したように、発振波長の変動をもたらすことになり、上記した利得偏差を完全に解消するに至らないという問題が生じている。
【００１０】
さらに、半導体レーザ装置をラマン増幅器の励起光源として利用する場合、その高出力化の要望にともなって、新たな問題が生じている。上記したように、励起用光源から出射された励起光は光ファイバに入射するが、一定の閾値よりも高い強度を有する光が光ファイバに入射した場合、誘導ブリルアン散乱が発生する。誘導ブリルアン散乱は、入射した光が音響波（フォノン）と相互作用することによって散乱（反射）が生じる非線形光学現象である。フォノンのエネルギー相当を失うことにより、約１１ＧＨｚ低い周波数の光が入射光と逆方向に反射される現象として観測される。
【００１１】
ラマン増幅器において、この誘導ブリルアン散乱の発生すると、入射した励起光の一部は後方に反射されてしまい、ラマン利得生成に寄与しなくなる。また、この散乱光が意図しない雑音を生成する可能性がある。すなわち、誘導ブリルアン散乱の発生によって、安定した信頼性の高い光増幅が妨げられるという問題が生じている。
【００１２】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、光増幅器や光減衰器を半導体レーザ素子と同一の基板に集積させることで、半導体レーザ素子の注入電流を固定し、発振波長の変動や誘導ブリルアン散乱の発生を抑制することができる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体レーザ制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかる半導体レーザ装置は、レーザ光の出射端面と反射端面との間であってかつ活性層の近傍に形成された回折格子の波長選択特性によって、複数の発振縦モードのレーザ光を生成する半導体レーザ素子部と、前記半導体レーザ素子部が形成される半導体基板を共有して集積されるとともに、前記レーザ光の出力を調節する半導体光調節部と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を半導体レーザ素子部が生成するとともに、そのレーザ光の出力パワーを、半導体レーザ素子部と同一の半導体基板上に集積された半導体光調節部によって調節することができる。
【００１５】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部に電流を印加するための電極対の少なくとも一方の電極と、前記半導体光調節部に電流を印加するための電極対の少なくとも一方の電極とは、前記半導体レーザ素子部と前記半導体光調節部との結合境界上部に形成された分離溝によって電気的に分離されていることを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、同一の半導体基板上に集積された半導体レーザ素子部と半導体光調節部との間で、分離溝によって電気的に分離された電極が設けられることにより、互いに異なる印加電流または印加電圧で制御することができる。
【００１７】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体光調節部が、少なくとも前記半導体レーザ素子部の活性層とは異なる組成の導波路で形成された積層構造であることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、半導体レーザ素子部と半導体光調節部とを異なる結晶成長パラメータで形成できるので、半導体レーザ素子部と半導体光調節部とについてそれぞれ最適な特性を得ることができる。
【００１９】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、半導体レーザ素子部が、前記レーザ光の反射端面を端面とするとともに、当該端面上に高反射膜を設け、前記半導体光調節部が、前記レーザ光の出射端面を端面とし、当該端面上に低反射膜を設けたことを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、半導体レーザ素子部と半導体光調節部とが接合されて形成された半導体積層構造の両端面を、それぞれレーザ光反射面とレーザ光出射面とすることができる。
【００２１】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体光調節部が、前記半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力を増幅する半導体光増幅器の積層構造であることを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を半導体レーザ素子部が生成するとともに、そのレーザ光の出力パワーを、半導体レーザ素子部と同一の半導体基板上に集積された半導体光調節部によって増幅することができる。
【００２３】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体光増幅器が、少なくとも前記半導体レーザ素子部の活性層を共有して形成された積層構造であることを特徴としている。
【００２４】
この発明によれば、半導体レーザ素子部と半導体光調節部とをそれぞれ機能させるのに必要な活性層を共有させることができる。
【００２５】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体光調節部が、前記半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力を減衰する半導体光減衰器の積層構造であることを特徴としている。
【００２６】
この発明によれば、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を半導体レーザ素子部が生成するとともに、そのレーザ光の出力パワーを、半導体レーザ素子部と同一の半導体基板上に集積された半導体光調節部によって減衰することができる。
【００２７】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体光減衰器が、前記半導体レーザ素子部と前記半導体光調節部との結合境界上部に形成された分離溝に高抵抗層を積層したことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、半導体光調節部に逆バイアスを印加する場合でも、半導体レーザ素子部への漏洩電流を遮断することができる。
【００２９】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体光減衰器が、前記半導体レーザ素子部の発振波長エネルギーよりも小さいかまたは大きいエネルギーギャップの吸収層を有することを特徴としている。
【００３０】
この発明によれば、吸収層による光減衰量を所望の値に設計することができる。
【００３１】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部は、レーザ発振時における出射レーザ光が１２００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の波長を有することを特徴としている。
【００３２】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、共振器長が８００μｍ以上、３２００μｍ以下であることを特徴としている。
【００３３】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部の回折格子の回折格子長が３００μｍ以下であることを特徴としている。
【００３４】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部の回折格子の回折格子長が、共振器長の（３００／１３００）倍の値以下であることを特徴としている。
【００３５】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部の回折格子の結合係数と回折格子長との乗算値が０．３以下であることを特徴としている。
【００３６】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部の回折格子が、グレーティング周期に所定の周期揺らぎを持たせたことを特徴としている。
【００３７】
また、この発明にかかる半導体レーザ装置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子部の回折格子が、前記グレーティング周期をランダムあるいは所定周期で変化させたことを特徴としている。
【００３８】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、この発明のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合を行なう光結合レンズ系と、を備えたことを特徴としている。
【００３９】
この発明によれば、この発明のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置をパッケージ筐体で提供することができる。
【００４０】
また、この発明にかかる半導体レーザ制御方法は、この発明のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の出力を制御する半導体レーザ制御方法において、前記半導体レーザ素子部に印加する電流を固定するステップと、前記半導体光調節部に印加する電流または電圧を調節するステップと、を含んだことを特徴としている。
【００４１】
この発明によれば、半導体レーザ素子部の注入電流を変動させないながらも、最終的に出力されるレーザ光の出力パワーを、半導体光調節部で調節して出力することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体レーザ制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００４３】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法について説明する。実施の形態１にかかる半導体レーザ装置は、同一半導体基板上に、半導体レーザ素子部と光増幅器部とを集積することで、出力パワーを光増幅器部で制御し、半導体レーザ素子部の注入電流を固定したことを特徴としている。なお、ここでは、光増幅器部として、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）を例に挙げる。
【００４４】
図１は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の長手方向の縦断面図である。さらに、図２は、図１に示した半導体レーザ素子のＡ−Ａ線断面図である。図１において、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置は、ｎ−ＩｎＰ基板１の（１００）面上に、順次、ｎ−ＩｎＰによるバッファ層と下部クラッド層とを兼ねたｎ−ＩｎＰバッファ層２、圧縮歪みをもつＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ（Graded Index-Separate Confinement Heterostructure Multi Quantum Well）活性層３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４、およびｐ−ＩｎＰクラッド層６が積層されて構成される。
【００４５】
また、ｐ−ＩｎＰクラッド層６上に、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層とｐ側電極が順に積層された後、図示するように分離溝２１が形成されることで、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層７とｐ側電極１０の組と、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１７とｐ側電極２０の組とが電気的にほぼ絶縁された状態で配置される。また、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面には、ｎ側電極１１が形成される。
【００４６】
また、図１に示すように、半導体レーザ装置の長手方向の一端面である光反射端面には、反射率８０％以上の高光反射率をもつ反射膜１４が形成され、他端面である光出射端面には、反射率が２％以下、好ましくは１％以下の低光反射率をもつ出射側反射膜１５が形成される。反射膜１４と回折格子１３とによって形成された光共振器のＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３内に発生した光は、反射膜１４によって反射し、光増幅部で増幅され、出射側反射膜１５を介し、レーザ光として出射される。なお、図示するように、窓領域２２が出射端面に隣接するように設けられており、これにより出射側反射膜１５と合わせて、実効的な低反射率が実現され、出射端面からの光の反射の影響を小さくしている。なお、本実施の形態では、窓構造を用いたが、窓構造を用いなくとも出射側反射膜１５に１％以下、より好ましくは、０．１％の反射膜を用いた構造にしても、同様の効果が得られる。
【００４７】
さらに、図１に示す半導体レーザ素子は、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４内に周期的に配置されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰの回折格子１３を有している。特に、その回折格子１３は、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３の利得領域で生じたレーザ光のうち中心波長１．４８μｍの光が選択されるように、上記した分離溝２１をほぼ中央で図１の紙面に垂直な方向に分断する面（以下、中央分断面と称する。）２９から１００μｍ程度の長さに亘って、膜厚２０ｎｍを有し、かつピッチ約２２０ｎｍで形成されているものとする。なお、回折格子１３は、上記中央分断面２９に接した位置から配置されることが望ましいが、必ずしも接する配置にしなくても、回折格子１３の機能を発揮する範囲内、たとえば２０μｍ〜１００μｍ程度の範囲内で上記中央分断面２９から離間した位置に配置することもできる。
【００４８】
また、回折格子１３は、回折格子の結合係数κと回折格子長Ｌｇとの乗算値を０．３以下とすることによって、駆動電流−光出力特性の線形性を良好にし、光出力の安定性を高めている。また、共振器長Ｌが１３００μｍの場合、回折格子長Ｌｇが約３００μｍ以下のときに複数の発振縦モード数で発振するので、回折格子長Ｌｇは３００μｍ以下とすることが好ましい。ところで、共振器長Ｌの長短に比例して、発振縦モード間隔も変化するため、回折格子長Ｌｇは、共振器長Ｌに比例した値となる。すなわち、（回折格子長Ｌｇ）：（共振器長Ｌ）＝３００：１３００の関係を維持するため、回折格子長Ｌｇが３００μｍ以下で複数の発振縦モードが得られる関係は、
Ｌｇ×（１３００（μｍ）／Ｌ）≦３００（μｍ）
として拡張することができる。すなわち、回折格子長Ｌｇは、共振器長Ｌとの比を保つように設定され、共振器長Ｌの（３００／１３００）倍の値以下としている。さらに、回折格子１３は、所定の周期揺らぎを持つような、またはランダムや所定周期の変化を有するようなグレーティング周期で形成されてもよい。
【００４９】
図２に示すように、ｎ−ＩｎＰバッファ層２の上部、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３および上記した回折格子１３を含むｐ−ＩｎＰスペーサ層４は、メサストライプ状に加工され、メサストライプの両側は、電流ブロッキング層として形成されたｐ−ＩｎＰブロッキング層８とｎ−ＩｎＰブロッキング層９によって埋め込まれている。
【００５０】
特に、この半導体レーザ装置では、分離溝２１を境にして、反射膜１４側が半導体レーザ素子として機能し、出射側反射膜１５側が光増幅器として機能する。
換言すれば、半導体レーザ素子部において生成されたレーザ光は、分離溝２１の下部に位置するＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３内で連続的に、光増幅器部に入射され、その光増幅器部で増幅される。最終的には、光増幅器部で増幅された状態のレーザ光が出射側反射膜１５を介して外部に出力される。
【００５１】
以下に、半導体レーザ素子部の特性について説明する。上記した半導体レーザ装置をラマン増幅器の励起用光源として用いる場合には、その発振波長λ0を、１１００ｎｍ〜１５５０ｎｍとし、上記した反射膜１４と出射側反射膜１５との間隔で定まる共振器長Ｌを、８００μｍ以上３２００μｍ以下とする。ところで、一般に、半導体レーザ素子の共振器によって発生する縦モードのモード間隔Δλは、等価屈折率を「ｎ」とすると、次式で表すことができる。すなわち、
Δλ＝λ02／（２・ｎ・Ｌ）
である。ここで、発振波長λ0を１４８０ｎｍとし、実効屈折率を３．５とすると、共振器長Ｌが８００μｍのとき、縦モードのモード間隔Δλは、約０．３９ｎｍとなり、共振器長が３２００μｍのとき、縦モードのモード間隔Δλは、約０．１ｎｍとなる。すなわち、共振器長Ｌを長くすればするほど、縦モードのモード間隔Δλは狭くなり、単一縦モードのレーザ光を発振するための選択条件が厳しくなる。
【００５２】
一方、回折格子１３は、そのブラッグ波長によって縦モードを選択する。図３は、回折格子１３による選択波長特性を説明するためのグラフであり、回折格子１３による選択波長特性は、図示するような発振波長スペクトル３０として表される。
【００５３】
特に、この半導体レーザ装置は、図３に示すように、回折格子１３の存在によって、発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈで示される波長選択特性内に、発振縦モードが複数存在するように設計される。従来の半導体レーザ素子では、共振器長Ｌを８００μｍ以上とすると、単一縦モード発振が困難であったため、かかる共振器長Ｌを有した半導体レーザ装置は用いられなかったが、この半導体レーザ装置では、共振器長Ｌを積極的に８００μｍ以上とすることで、発振波長スペクトルの半値幅Δλｈ内に複数の発振縦モードを含んだレーザ光を出力する。
図３では、発振波長スペクトルの半値幅Δλｈ内に３つの発振縦モード３１〜３３を有している。
【００５４】
複数の発振縦モードを有するレーザ光を用いると、単一縦モードのレーザ光を用いた場合に比して、レーザ出力のピーク値を抑えて、高いレーザ出力値を得ることができる。図４は、単一縦モードのレーザ光と複数の発振縦モードのレーザ光の各プロファイルを説明するための説明図である。たとえば、上記した半導体レーザ素子部では、図４（ｂ）に示すプロファイルを有し、低いピーク値で高レーザ出力を得ることができる。これに対し、図４（ａ）は、同じレーザ出力を得る場合の単一縦モード発振の半導体レーザ素子部のプロファイルであり、高いピーク値を有している。
【００５５】
ここで、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置をラマン増幅器の励起用光源として用いる場合、ラマン利得を大きくするために励起光出力パワーを増大することが好ましいが、そのピーク値が高いと、誘導ブリルアン散乱が発生し、雑音が増加するという不具合が発生する。誘導ブリルアン散乱は、図４（ａ）に示すように、レーザ出力が、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値Ｐthを超えた場合に発生する。そこで、この半導体レーザ装置では、図４（ａ）に示すプロファイルと同じレーザ出力パワーを得るために、図４（ｂ）に示すように、誘導ブリルアン散乱の閾値Ｐth以下にピーク値を抑えた複数の発振縦モードでレーザ光を出射する。これにより、高い励起光出力パワーを得ることができ、その結果、高いラマン利得を得ることが可能となる。
【００５６】
また、図３において、発振縦モード３１〜３３の波長間隔（モード間隔）Δλは、０．１ｎｍ以上としている。これは、この半導体レーザ装置をラマン増幅器の励起用光源として用いる場合、モード間隔Δλが０．１ｎｍ以下であると、誘導ブリルアン散乱が発生する可能性が高くなるからである。この結果、上述したモード間隔Δλの式によって、上述した共振器長Ｌが３２００μｍ以下であることが好ましいことになる。このような観点から、発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈ内に含まれる発振縦モードの本数は、複数であることが望ましい。
【００５７】
よって、上述したように、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置は、発振波長スペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦モードが含まれるように、回折格子１３の配置位置と共振器長Ｌが設定されているので、誘導ブリルアン散乱を生じさせることなく、安定に高出力のレーザ出力を得ることができる。
【００５８】
なお、上述した半導体レーザ装置２０の説明においては、出射側反射膜１５の反射率が２％以下、好ましくは１％以下の低光反射率としたが、逆に、例えば１％以上にすることもできる。これにより、仮に半導体レーザ装置２０の出射側に戻り光が到達したとしても、高めの反射率によってその戻り光をさらに反射させて、戻り光が半導体レーザ装置２０内に入射されてしまうのを防ぐことができる。
【００５９】
図１において、半導体レーザ素子部で生成されるレーザ光の出力パワーは、ｐ側電極１０とｎ側電極１１との間に印加される電流、すなわちＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３への注入電流に比例して増大する。ところが、注入電流の変動に伴う活性層温度の発熱量の変動は、回折格子の屈折率変化による発振波長の変動をもたらす。図５は、半導体レーザ素子部における注入電流と発振波長との関係を示す図である。
【００６０】
図５に示すように、注入電流が増加するにつれて、発振波長は長波長側にシフトする。換言すれば、注入電流を変えて使用するラマン増幅器においては、利得スペクトルが注入電流とともに変動を受けることになり、伝送信号の安定した増幅動作が困難になり、正確な光伝送を実現するのが困難になる。そこで、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置では、図５に示すように、半導体レーザ素子部に印加する注入電流を固定することで（注入電流Ｉ1）で、生成されるレーザ光の発振波長も固定する（波長λ1）。
【００６１】
しかしながら、半導体レーザ素子部の注入電流が固定されたのでは、発振波長を固定することが可能となるが、出力パワーを変化させることができない。そこで、あらかじめ半導体レーザ素子部の注入電流を低めに設定してそこで生成されるレーザ光の出力パワーを小さくしておき、その小出力のレーザ光を光増幅器部で増幅することにより、半導体レーザ装置から出力される最終的なレーザ光の出力パワーを制御するとともに出力範囲に渡って波長の安定動作を実現する。
【００６２】
図６は、半導体レーザ素子部の注入電流と出力パワーとの関係を光増幅器部の駆動電流ごとに示した図である。図６に示すように、光増幅器部の駆動電流Ｉsが０ｍＡの場合は、上記したように半導体レーザ素子部の特性に従った注入電流と出力パワーの関係を示す。一方、光増幅器部の駆動電流Ｉsが増大するにつれて、出射側反射膜１５から出力される最終的なレーザ光の出力パワーは増加する。
【００６３】
なお、光増幅器部の駆動電流は、ｐ側電極２０とｎ側電極１１との間の印加電流に相当し、その印加電流によって生じたキャリアが、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３を通過するレーザ光に対して増幅作用を及ぼす。
【００６４】
よって、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子部の注入電流が小さく固定されていても、光増幅器部の動作によって所望の出力パワーのレーザ光を得ることができる。これは、波長安定動作を実施するとともに、注入電流の増加によるキンクの発生をも防ぐことができることを意味する。
【００６５】
特に、図１に示した半導体レーザ装置の構成では、半導体レーザ素子部と光増幅器部とが滑らかに連続的につながっており、過剰な接続損失の発生がないこと、製造工程が非常に容易であることなどの多くの利点を享受することができる。
【００６６】
なお、半導体レーザ素子部と光増幅器部は、それぞれが異なる結晶成長で形成される、いわゆる突き合わせ（バットジョイント）結合によって構成されても良い。図７は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置を突き合わせ結合によって形成した場合の縦断面図である。なお、図７において、図１と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図７に示す半導体レーザ装置において、図１と異なるのは、光増幅器部が、ｎ−ＩｎＰ基板１上に順に、ｎ−ＩｎＰによるバッファ層と下部クラッド層とを兼ねたｎ−ＩｎＰバッファ層２５と、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層２３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層２６との積層によって形成され、その結晶成長が、半導体レーザ素子部を構成するｎ−ＩｎＰバッファ層２、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４およびｐ−ＩｎＰクラッド層６とは別プロセスで行われる点である。
【００６８】
特に、半導体レーザ素子部を構成する上記積層構造は、半導体レーザ素子を形成するのに最適な結晶成長パラメータで形成され、光増幅器部を構成する上記積層構造もまた、光増幅器を形成するのに最適な結晶成長パラメータで形成される。
【００６９】
以上に説明したとおり、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によれば、同一の半導体基板上に、複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レーザ素子部と、その半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光を増幅して外部に出力する光増幅器部とを形成することで光増幅器集積励起光源を実現しているので、半導体レーザ素子部の注入電流を固定して小さくした場合であっても、光増幅器部の駆動電流を制御することで、出射されるレーザ光の出力パワーを調節することができる。すなわち、レーザ光の出力パワーの調節を可能にするとともに、注入電流の固定によって波長チャーピングの問題を解決し、さらには低い注入電流によってキンクの発生をも防止することができる。
【００７０】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法について説明する。実施の形態２にかかる半導体レーザ装置は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の光増幅器部を光減衰器部に置換し、半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力パワーを任意の大きさに減衰させることで最終的な出力パワーの調節を可能としたことを特徴としている。なお、ここでは、光減衰器部として、半導体で形成された光アッテネータを例に挙げる。
【００７１】
図８は、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の長手方向の縦断面図である。なお、図８において、図１と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。特に、図８に示す半導体レーザ素子部は、回折格子を有する複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レーザ素子を構成する部分である。
【００７２】
図８において、光減衰器部は、半導体レーザ素子部と共有するｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−ＩｎＰによるバッファ層と下部クラッド層とを兼ねたｎ−ＩｎＰバッファ層４５と、吸収層４３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層４６が形成されて構成される。
【００７３】
ここで、ｐ−ＩｎＰクラッド層４６上には、実施の形態１で説明したように、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１７とｐ側電極２０が順に積層され、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面には、ｎ側電極１１が形成される。但し、光減衰器部は、ｐ側電極２０にマイナス電位を与える逆バイアスによって動作する。
【００７４】
そのため、そのｐ側電極２０と、半導体レーザ素子部を構成するｐ側電極１０との間の漏洩電流の発生が懸念されるが、これは、半導体レーザ素子部と光減衰器部とを上記したように突き合わせ結合によって形成するとともに、図１に示した分離溝２１に相当する遮断領域４０に、Ｆｅやプロトンがドープされた高抵抗層を設けることで防止される。
【００７５】
また、吸収層４３は、半導体レーザ素子部において生成されるレーザ光を効率よく吸収するバンドギャップを有するように、適切な組成比の半導体混晶によって形成する必要がある。
【００７６】
なお、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置では、出力パワーの調節を減衰によって行なう必要があることから、半導体レーザ素子部の注入電流を高めに固定しておく必要がある。
【００７７】
次に、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置が、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制させることについても有効である点について説明する。ＤＦＢ（Distributed Feedback：分布帰還型）レーザ等の従来の回折格子内蔵型半導体レーザ装置は、ラマン増幅用光源としても使用されるが、従来の技術の欄で説明したように、より高いラマン利得を得ようとした場合、すなわちより高い光出力パワーを得ようとした場合には誘導ブリルアン散乱の発生が問題となる。この誘導ブリルアン散乱の発生を回避するには、単純に光出力パワーを低減すればよい。光出力パワーを低減させる良く知られた方法は、半導体レーザモジュールの駆動電流を小さくすることである。しかしながら、本発明者等は、誘導ブリルアン散乱の発生を避けるのに駆動電流を小さくすることは、従来の回折格子内蔵型励起用半導体レーザモジュールのような単一モード発振型の半導体レーザモジュールに対しては有効であるものの、マルチモード発振型の半導体レーザモジュールに対しては必ずしも最善の策ではないことを見出した。
【００７８】
図９は、駆動電流と光出力パワーの関係を誘導ブリルアン散乱の発生閾値とともに示したグラフである。特に、図９（ａ）は、単一モード発振型の半導体レーザモジュールについての駆動電流−光出力パワーグラフ（Ｐｗ）と誘導ブリルアン散乱の発生閾値グラフ（Ｐｔｈ）を示し、図９（ｂ）は、図１〜図１４に示したマルチモード発振型の半導体レーザモジュールについての駆動電流−光出力パワーグラフ（Ｐｗ）と誘導ブリルアン散乱の発生閾値グラフ（Ｐｔｈ）を示す。
【００７９】
図９（ａ）では、駆動電流がＣ１未満である場合に限り誘導ブリルアン散乱が発生しない。一方、図９（ｂ）では、駆動電流が増加するにつれて、光出力パワーとともに、誘導ブリルアン散乱の発生閾値も増加する。
【００８０】
図９（ｂ）において、図９（ａ）と異なり、矢印に示すように比較的小さな減衰量で光出力パワーを減衰させた場合でも、広い駆動電流の範囲で、誘導ブリルアン散乱の発生を避けることができる。このことから、本発明者等は、図１〜図４に示したマルチモード発振型の半導体レーザ素子部に対しては、出射されたレーザ光を減衰させる手法が、誘導ブリルアン散乱の発生を避けるのに最も有効であることを見出した。本実施の形態において、その光減衰を実現するのが上記した光減衰器部である。
【００８１】
ここで、誘導ブリルアン散乱が生じる条件について説明する。図１０は、誘導ブリルアン散乱の発生の程度を検出するための測定装置の構造を示す模式図である。この測定装置では、カプラ５１を介して一方に図３および図４の特性を有するマルチモード発振型の半導体レーザ装置５０ａ、光減衰器５０ｂ、反射光測定手段５３が配置され、他方に伝送用光ファイバ５４と入力光測定手段５５が配置されている。また、一方と他方はカプラ５１を介して互いに接続されており、伝送用光ファイバ５４は、出力光測定手段５６に接続されている。なお、伝送用光ファイバ５４には、ＤＳＦ（Dispersion Shifted Fiber）を用いており、伝送用光ファイバ５４の長さは５５ｋｍ、コア径は１０μｍである。
【００８２】
図１０に示す測定装置において、入力光測定手段５５には光減衰器５０ｂから出力されるレーザ光の強度と一定の比率を有する光が入射し、反射光測定手段５３には伝送用光ファイバ５４で散乱されて戻ってきた光の強度と一定の比率を有する光が入射する。
【００８３】
ここで、誘導ブリルアン散乱が生じている場合、反射光測定手段５３に入射する光の強度が増大する。そのため、半導体レーザ装置５０ａから伝送用光ファイバ５４に入射される光と、伝送用光ファイバ５４で散乱されて戻ってきた光の強度との比（以下、「散乱強度比」と称する。）をとることで誘導ブリルアン散乱が生じているか否かの判断ができる。一般に、光通信における励起光源として半導体レーザ装置を使用する場合には、散乱強度比が−２８ｄＢ程度の値に抑制できれば、レイリー散乱によるバックグラウンドレベルと考えられ、誘導ブリルアン散乱が発生しておらず、励起光源としての使用に支障がないとされている。
【００８４】
なお、図１０の測定装置による測定によって散乱強度比が−２８ｄＢ以上の値を有する場合であっても励起光源としての使用が可能となる場合がある。図１１は、図３および図４の特性を有するマルチモード発振型の半導体レーザ装置の６つのサンプルについての減衰量と散乱強度比の関係を示すグラフである。図１１に示すように、各サンプルは、モード本数が互いに異なっているものの、いずれも光減衰器５０ｂによる光減衰の量が増加するにつれて、散乱強度比が低下していることがわかる。すなわち、図１１は、図９（ｂ）で説明した光出力パワーと誘導ブリルアン散乱の発生閾値との関係を裏付けるものである。特に、この結果から、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の半導体レーザ素子部を、モード本数の調整等の詳細な設計によって作成することで、３ｄＢ程度の光減衰量で、誘導ブリルアン散乱の発生を回避することができるということがわかる。
【００８５】
図１２は、図３および図４の特性を有するマルチモード発振型の半導体レーザ装置について、図１０の測定装置を用いて伝送用光ファイバ２４に入射させる光強度を変化させた場合の散乱強度比を測定したグラフである。
【００８６】
図１２のグラフにおいて、散乱強度が約−１３ｄＢの場合を基準とすると、光強度を８０ｍＷから４０ｍＷに低下させること（３ｄＢ程度以下の低下に相当する）によって散乱強度比が約−１３ｄＢから約−２９ｄＢにまで低下する。すなわち、図１０の測定装置において散乱強度比が−１３ｄＢ程度の半導体レーザ装置は、光出力を３ｄＢ程度低下させることで、散乱強度比が誘導ブリルアン散乱を生じることのない−２８ｄＢ程度にまで抑制されることがわかる。
【００８７】
本発明者等は、このような知見から、光減衰器部の減衰量を適当に設計することによって、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制することができることを見出した。図１３は、光減衰器部の印加逆電圧と光減衰量の関係を示す図である。特に、この関係は、光減衰器部の吸収長を３００μｍとした際に得られた実験結果である。
【００８８】
図１３において、ΔＥは、光減衰器部の吸収層４３の組成波長と半導体レーザ素子部のレーザの発振波長のエネルギー差を示しており、
ΔＥ＝Ｅsg（半導体レーザ素子部の発振波長エネルギー）−Ｅag（光減衰器部の吸収層４３のバンドギャップ)
で表される。従って、図１３から、光減衰器の吸収層４３の組成波長が半導体レーザ素子部のレーザの発振波長よりも短波長になるに従って、換言すれば、Δ
Ｅが小さくなるに従って、光減衰量が小さくなることがわかる。
【００８９】
また、図１３をみてわかるように、光減衰器部に印加する逆電圧を大きくすれば、光減衰量をも大きくすることが可能となるが、ΔＥ＝−３１．８ｍｅＶの時、逆電圧を大きくしても、光減衰量は２ｄＢ程度である。よって、十分に誘導ブリルアン散乱を抑制するために３ｄＢ以上の光減衰量を実現するには、これよりも長波長組成の材料を用いることが必要になる。また、吸収層４３のバンドギャップが半導体レーザ素子部の発振波長エネルギーに近すぎても、光減衰量が低電圧印加時に急激に増加するために、光減衰量の細かい制御が困難となる。従って、光減衰器部において所望の光減衰を実現するには、半導体レーザ素子部の発振波長エネルギーに応じて、吸収層４３の吸収長、厚み、組成を設計する必要がある。
【００９０】
以上に説明したとおり、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によれば、同一の半導体基板上に、複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レーザ素子部と、その半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光を減衰して外部に出力する光減衰器部とを形成することで光減衰器集積励起光源を実現しているので、半導体レーザ素子部の注入電流を固定した場合であっても、光減衰器部の駆動電流を制御することで、出射されるレーザ光の出力パワーを調節することができる。すなわち、レーザ光の出力パワーの調節を可能にするとともに、注入電流の固定によって波長の安定動作を実現することができる。
【００９１】
さらには、半導体レーザ素子部の発振波長エネルギーに基づいて、光減衰器部を設計することにより、誘導ブリルアン散乱を抑制することのできる光減衰を実現することもできる。
【００９２】
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３にかかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施の形態３にかかる半導体レーザモジュールは、実施の形態１または２にかかる半導体レーザ装置を、種々の光学部品とともにパッケージに封入した形態であり、半導体レーザ装置で生成されたレーザ光を光ファイバに容易に入射させることを目的としてモジュール化されたものである。
【００９３】
図１４は、実施の形態３にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。図１４において、半導体レーザモジュール８０は、セラミックなどによって形成されたパッケージ８１の内部底面上に、上記したペルチェ素子１２０が配置される。ペルチェ素子１２０上には上記したベース１１０が配置され、このベース１１０上に、半導体レーザ装置９０が配置される。ここで、半導体レーザ装置９０は、実施の形態１または２で示した半導体レーザ装置に相当する。
【００９４】
なお、ペルチェ素子１２０、ベース１１０および半導体レーザ装置９０からなる構成において、ペルチェ素子１２０には、図示しない電流が与えられ、その極性によって冷却および加熱を行なうが、半導体レーザ装置９０の温度上昇による発振波長ずれを防止するため、主として冷却器として機能する。すなわち、ペルチェ素子１２０は、レーザ光が所望の波長に比して長い波長である場合には、冷却して低い温度に制御し、レーザ光が所望の波長に比して短い波長である場合には、加熱して高い温度に制御する。この温度制御は、半導体レーザ装置９０の近傍に配置された図示しないサーミスタの検出値をもとに制御され、図示しない制御装置は、通常、半導体レーザ装置９０の温度が一定に保たれるようにペルチェ素子１２０を制御する。また、図示しない制御装置は、半導体レーザ装置９０の駆動電流を上昇させるに従って、半導体レーザ装置９０の温度が下がるようにペルチェ素子１２０を制御する。このような温度制御を行なうことによって、半導体レーザ装置９０の波長安定性を向上させることができ、歩留まりの向上にも有効となる。
【００９５】
図１４において、ベース１１０上には、半導体レーザ装置９０以外にも、光モニタ８３、第１レンズ８４およびアイソレータ８５が配置される。また、半導体レーザモジュール８０において、光ファイバ８２が装填される部分の内側に第２レンズ８６が配置される。
【００９６】
半導体レーザ装置９０から出射されたレーザ光は、第１レンズ８４、アイソレータ８５および第２レンズ８６を介し、光ファイバ８２内に導波される。第２レンズ８６は、レーザ光の光軸上であって、パッケージ８１上に設けられ、外部接続される光ファイバ８２に光結合される。なお、光モニタ８３は、半導体レーザ装置９０の反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。
【００９７】
また、半導体レーザ装置９０と光ファイバ８２との間のアイソレータ８５によって、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に戻り、迷光となって発振動作や検出動作に悪影響を及ぼしてしまうのを防いでいる。
【００９８】
以上に説明したとおり、実施の形態３にかかる半導体レーザモジュールによれば、実施の形態１または２で示した半導体レーザ装置をモジュール化しているため、偏波依存型のアイソレータを用いて戻り光を小さくすることができ、低雑音化および部品点数の減少を促進することができる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態３では、モジュール内にアイソレータ８５を設けた例を示したが、アイソレータは必ずしも必須の構成ではない。
【０１００】
また、上述した実施の形態１〜３において、半導体レーザ装置の発振波長λ0は、１４８０ｎｍとした場合を例に挙げたが、例えば９８０ｎｍ等のその他の発振波長の半導体レーザ素子部を設ける場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。さらに、ラマン増幅器だけでなく、ＥＤＦＡにも本発明を適用できることは言うまでもない。
【０１０１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によれば、同一の半導体基板上に、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レーザ素子部と、その半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光を増幅して外部に出力する光増幅器部とを形成することで光増幅器集積励起光源を実現しているので、半導体レーザ素子部の注入電流を固定して小さくした場合であっても、光増幅器部の駆動電流を制御することで、出射されるレーザ光の出力パワーを調節することができ、レーザ光の出力パワーの調節を可能にするとともに、注入電流の固定によって波長の安定動作を実現し、さらには注入電流によるキンクの発生をも防止することができるという効果を奏する。
【０１０２】
また、本発明にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によれば、同一の半導体基板上に、複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レーザ素子部と、その半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光を減衰して外部に出力する光減衰器部とを形成することで光減衰器集積励起光源を実現しているので、半導体レーザ素子部の注入電流を固定した場合であっても、光減衰器部の駆動電流を制御することで、出射されるレーザ光の出力パワーを調節することができ、レーザ光の出力パワーの調節を可能にするとともに、注入電流の固定によって波長の安定動作の実現することができ、さらには誘導ブリルアン散乱の抑制をも実現することができるという効果を奏する。
【０１０３】
また、本発明にかかる半導体レーザモジュールによれば、上記した半導体レーザ装置を、パッケージ筐体に封入した状態で提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の長手方向の縦断面図である。
【図２】図１に示した半導体レーザ素子のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の回折格子による選択波長特性を説明するためのグラフを示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置において、単一縦モードのレーザ光と複数の発振縦モードのレーザ光の各プロファイルを説明するための説明図である。
【図５】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子部における注入電流と発振波長との関係を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子部の注入電流と出力パワーとの関係を光増幅器部の駆動電流ごとに示した図である。
【図７】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置を突き合わせ結合によって形成した場合の縦断面図である。
【図８】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の長手方向の縦断面図である。
【図９】駆動電流と光出力パワーの関係を誘導ブリルアン散乱の発生閾値とともに示したグラフである。
【図１０】誘導ブリルアン散乱の発生の程度を検出するための測定装置の構造を示す模式図である。
【図１１】半導体レーザ装置の６つのサンプルについての減衰量と散乱強度比の関係を示すグラフである。
【図１２】図１０の測定装置を用いて伝送用光ファイバ２４に入射させる光強度を変化させた場合の散乱強度比を測定したグラフである。
【図１３】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置において、光減衰器部の印加逆電圧と光減衰量の関係を示す図である。
【図１４】実施の形態３にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ｎ−ＩｎＰ基板
２，２５，４５  ｎ−ＩｎＰバッファ層
３，２３  ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層
４  ｐ−ＩｎＰスペーサ層
６，２６，４６  ｐ−ＩｎＰクラッド層
７，１７  ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
８  ｐ−ＩｎＰブロッキング層
９  ｎ−ＩｎＰブロッキング層
１０，２０  ｐ側電極
１１  ｎ側電極
１３  回折格子
１４  反射膜
１５  出射側反射膜
２１  分離溝
２２  窓領域
４３  吸収層
４０  遮断領域
４３  活性層
５０ａ，９０  半導体レーザ装置
５０ｂ  光減衰器
５１  カプラ
５３  反射光測定手段
５４  伝送用光ファイバ
５５  入力光測定手段
５６  出力光測定手段
８０  半導体レーザモジュール
８１  パッケージ
８２  光ファイバ
８３  光モニタ
８４  第１レンズ
８５  アイソレータ
８６  第２レンズ
１１０  ベース
１２０  ペルチェ素子
【図１】
0004570319.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004570319.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004570319.tif 000006
【図６】
0004570319.tif 000007
【図７】
0004570319.tif 000008
【図８】
0004570319.tif 000009
【図９】
0004570319.tif 000010
【図１０】
0004570319.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004570319.tif 000013
【図１３】
0004570319.tif 000014
【図１４】
0004570319.tif 000015