(57)【要約】【課題】温度変動による共振波長の変動を低減したレーザ素子を提供する。【解決手段】基板と、内部光を共振させてレーザ光を出力する共振部と、基板の表面と垂直な方向に順次形成され、内部光の少なくとも一部を反射させることで内部光を共振させる下部反射層および上部反射層とを備え、共振部は、下部反射層および上部反射層の間に形成され、光を生成する活性層、活性層に正孔を注入するｐ型クラッド層、および、活性層に電子を注入するｎ型クラッド層を含む半導体層と、下部反射層および上部反射層の間に、共振方向において半導体層と直列に設けられ、半導体層とは熱光学係数の符号が異なる調整層とを有するレーザ素子を提供する。【選択図】図１
2012209450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部光を共振させてレーザ光を出力する共振部を備えるレーザ素子であって、
前記共振部において、熱光学係数の符号が異なる領域が前記レーザ光の共振方向に直列に設けられたレーザ素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の表面と垂直な方向に順次形成され、前記内部光の少なくとも一部を反射させることで前記内部光を共振させる下部反射層および上部反射層と
を更に備え、
前記共振部は、
前記下部反射層および前記上部反射層の間に形成され、光を生成する活性層、前記活性層に正孔を注入するｐ型クラッド層、および、前記活性層に電子を注入するｎ型クラッド層を含む半導体層と、
前記下部反射層および前記上部反射層の間に、前記共振方向において前記半導体層と直列に設けられ、前記半導体層とは前記熱光学係数の符号が異なる調整層と
を有する請求項１に記載のレーザ素子。
【請求項３】
前記調整層は、前記上部反射層および前記半導体層の間に形成される
請求項２に記載のレーザ素子。
【請求項４】
前記調整層は、前記下部反射層上に形成される
請求項２に記載のレーザ素子。
【請求項５】
前記調整層は、ポリエチレンを含む
請求項２から４のいずれか一項に記載のレーザ素子。
【請求項６】
前記調整層は、無機ガラス材料および有機ガラス材料を含む
請求項２から４のいずれか一項に記載のレーザ素子。
【請求項７】
前記調整層は、負のバンドギャップを有する半導体材料を含む
請求項２から４のいずれか一項に記載のレーザ素子。
【請求項８】
前記調整層は、前記半導体層よりも格子定数が小さく、且つ、負のバンドギャップを有する半導体材料と、前記半導体層よりも格子定数が大きく、且つ、負のバンドギャップを有する半導体材料との混晶を含む
請求項７に記載のレーザ素子。
【請求項９】
前記半導体層は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を含み、
前記調整層が、ＩＩＩ族半導体、Ｖ族半導体、窒素およびタリウムを含む
請求項７に記載のレーザ素子。
【請求項１０】
前記半導体層は、ビスマスを含む
請求項２から４のいずれか一項に記載のレーザ素子。
【請求項１１】
前記半導体層の膜厚および熱光学係数の絶対値の積が、前記調整層の膜厚および熱光学係数の絶対値の積と略等しい
請求項２から１０のいずれか一項に記載のレーザ素子。
【請求項１２】
基材と、
前記基材に１次元または２次元のアレイ状に設けられた、請求項１から１１のいずれか一項に記載の複数のレーザ素子と
を備えるレーザ素子アレイ。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のレーザ素子と、
前記レーザ素子に印加する電圧を制御する制御回路と
を備える光源。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のレーザ素子と、
前記レーザ光を伝搬する光ファイバと、
前記レーザ素子および前記光ファイバを光学的に結合する光結合部と
を備える光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ素子、レーザ素子アレイ、光源および光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの反射層の間で光を共振させてレーザ光を生成するレーザ素子が知られている。例えば、垂直型の面発光型レーザ素子がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１０−１８３０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、レーザ素子の共振器は、熱光学係数が正の半導体で形成される。このため、温度が上昇すると発振波長が長波長側にシフトしてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、内部光を共振させてレーザ光を出力する共振部を備えるレーザ素子であって、共振部において、熱光学係数の符号が異なる領域がレーザ光の共振方向に直列に設けられたレーザ素子を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、基材と、基材に１次元または２次元のアレイ状に設けられた、第１の態様の複数のレーザ素子とを備えるレーザ素子アレイを提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、第１の態様のレーザ素子と、レーザ素子に印加する電圧を制御する制御回路とを備える光源を提供する。
【０００７】
本発明の第４の態様においては、第１の態様のレーザ素子と、レーザ光を伝搬する光ファイバと、レーザ素子および光ファイバを光学的に結合する光結合部とを備える光モジュールを提供する。
【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ素子の断面を示す。
【図２】図１に示した共振部の一部を拡大して示す。
【図３】レーザ素子の動作温度が変動した場合の、発振波長の変動例を示す。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るレーザ素子の断面を示す。
【図５】共振部の他の構成例を示す。
【図６】バンドギャップと格子定数との関係を、半導体材料ごとに示す。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る面発光レーザアレイ装置を示す。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光モジュールを示す。
【図９】光モジュールの他の例を示す。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る光通信システムを示す。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る光源を示す。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る波長多重伝送システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、それぞれの実施形態において共通の符号を付した構成要素は、同一の機能および構成を有してよい。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザ素子１００の断面を示す。第１の実施形態に係るレーザ素子１００は、垂直型の面発光素子（ＶＣＳＥＬ）である。レーザ素子１００は、下部電極１０２、基板１０４、下部反射層１０６、共振部１１０および上部反射層１３０を備える。
【００１２】
基板１０４は、例えばＧａＡｓ等の基板である。基板１０４の裏面には下部電極１０２が形成される。また、基板１０４の表面には、下部反射層１０６、共振部１１０および上部反射層１３０が、基板１０４の表面と垂直な方向に順次積層される。
【００１３】
なお説明の便宜上、基板１０４の表面と垂直な方向において、基板１０４の表面から離れる方向を上とし、基板１０４の表面に近づく方向を下と称する。また、レーザ素子１００の各層において基板１０４の表面と平行な面のうち、基板１０４の表面から遠い面を上面、基板１０４の表面に近い面を下面と称する。
【００１４】
下部反射層１０６および上部反射層１３０は、共振部１１０で生じる内部光の少なくとも一部を互いに反射させることで内部光を共振させる。下部反射層１０６および上部反射層１３０は、屈折率の異なる複数の半導体層または誘電体層が繰り返し積層して形成される。例えば下部反射層１０６は、ＡｌＡｓ層およびＧａＡｓ層が繰り返し積層される。また、上部反射層１３０は、ＳｉＮ層およびＳｉＯ２層が繰り返し積層される。下部反射層１０６および上部反射層１３０における各層は、半導体層１１４と同一符号の熱光学係数を有してよい。熱光学係数は、温度変動に対する屈折率変動の傾きを示し、ｄｎａｖ／ｄＴで与えられる（ｎａｖは屈折率、Ｔは温度を示す）。
【００１５】
共振部１１０は、下部反射層１０６および上部反射層１３０の間に設けられ、内部光を共振させてレーザ光を出力する。なお共振部１１０において、熱光学係数の符号が異なる領域が、レーザ光の共振方向に直列に設けられる。これにより、温度変動に対する発振波長のシフトを低減する。
【００１６】
共振部１１０は、メサ周辺部１０８、電流狭窄層１１２、半導体層１１４、調整層１２２および上部電極部１２４を有する。電流狭窄層１１２、半導体層１１４および調整層１２２は、下部反射層１０６上にメサ形状を有して形成される。
【００１７】
メサ周辺部１０８は、当該メサ形状を囲んで形成される。メサ周辺部１０８の上面は、調整層１２２の上面と同一の高さに形成されてよい。メサ周辺部１０８は、例えばポリイミド等の誘電体で形成される。
【００１８】
半導体層１１４は、下部反射層１０６および上部反射層１３０の間に設けられたｎ型クラッド層１１６、活性層１１８およびｐ型クラッド層１２０を有する。第１の実施形態においては、半導体層１１４および調整層１２２の熱光学係数の符号が異なる。
【００１９】
活性層１１８は、注入される電流に応じて光を生成する。活性層１１８は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を含んでよい。例えば活性層１１８は、ＧａＩｎＮＡｓ層およびＧａＡｓ層を繰り返し積層した量子井戸構造を有する。活性層１１８は、正の熱光学係数を有してよい。
【００２０】
ｎ型クラッド層１１６は、活性層１１８の下に設けられ、活性層１１８に電子を注入する。ｎ型クラッド層１１６は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を含んでよい。例えばｎ型クラッド層１１６は、ＧａＡｓ層にシリコン等のｎ型ドーパントをドープして形成される。ｎ型クラッド層１１６は、正の熱光学係数を有してよい。
【００２１】
ｐ型クラッド層１２０は、活性層１１８の上に設けられ、活性層１１８に正孔を注入する。ｐ型クラッド層１２０は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を含んでよい。例えばｐ型クラッド層１２０は、ＧａＡｓ層に炭素等のｐ型ドーパントをドープして形成される。ｐ型クラッド層１２０は、正の熱光学係数を有してよい。
【００２２】
電流狭窄層１１２は、活性層１１８に流れる電流を狭窄する。電流狭窄層１１２は、基板１０４の表面と平行に形成された酸化層を有してよい。当該酸化層は、基板１０４の表面と平行な断面における中央部分に開口を有する。当該開口を介して、半導体層１１４に電流が供給される。
【００２３】
また、図１に示した電流狭窄層１１２は、半導体層１１４および下部反射層１０６の間に形成されるが、半導体層１１４および調整層１２２の間に形成されてもよい。なお、電流狭窄層１１２は、ｎ型クラッド層１１６の中間領域に設けられてよい。つまり、電流狭窄層１１２の上および下の両方にｎ型クラッド層１１６が形成されてよい。また、電流狭窄層１１２は、ｐ型クラッド層１２０の中間領域に設けられてもよい。つまり、電流狭窄層１１２の上および下の両方にｐ型クラッド層１２０が形成されてよい。
【００２４】
電流狭窄層１１２の酸化層は、例えばＡｌＡｓ等のＡｌ含有層を酸化した層である。また、電流狭窄層１１２の開口部分は、例えばＡｌＡｓ等のＡｌ含有層である。電流狭窄層１１２は、半導体層１１４と同一符号の熱光学係数を有してよい。
【００２５】
調整層１２２は、下部反射層１０６および上部反射層１３０の間に形成される。また、調整層１２２は、共振方向において半導体層１１４と直列に設けられる。図１に示した例では、調整層１２２は、半導体層１１４と上部反射層１３０の間に形成される。調整層１２２は、半導体層１１４とは符号が異なる熱光学係数を有する。例えば調整層１２２は、負の熱光学係数を有する。調整層１２２が半導体層１１４と異なる符号の熱光学係数を有することで、温度変動による半導体層１１４の屈折率の変化を補償することができ、発振波長のシフトを低減することができる。
【００２６】
上部電極部１２４は、メサ周辺部１０８の上面と、調整層１２２の上面の周縁部を覆って形成される。上部電極部１２４は、ｐ型のドーパントが高濃度（本例では、１．０Ｅ２０程度）にドープされた半導体であってよい。上部電極部１２４は、ＧａＩｎＡｓにＣがドープされた層であってよい。
【００２７】
上部反射層１３０は、調整層１２２の上面において、上部電極部１２４に覆われている領域以外の領域に積層される。また、上部反射層１３０は、上部電極部１２４の上面の一部を覆って形成されてもよい。
【００２８】
なお、調整層１２２は、上部電極部１２４の開口部分に形成されたが、上部電極部１２４の上面にも調整層１２６が形成されてよい。調整層１２６は、半導体層１１４とは符号が異なる熱光学係数を有する。調整層１２６は、調整層１２２と同一の材料で、調整層１２２の一部として形成されてよい。また、調整層１２６は、調整層１２２と異なる材料で形成されてもよい。以下において説明する調整層１２２は、調整層１２６を含む範囲を指してよい。
【００２９】
図２は、共振部１１０の一部を拡大して示す。図２において共振部１１０の内部光の共振方向を矢印で示す。上述したように、半導体層１１４とは熱光学係数の符号が異なる調整層１２２が、内部光の共振方向において直列に設けられる。つまり、共振部１１０における内部光は、熱光学係数の符号が異なる２つの領域を通過する。従って、温度変動による共振波長の変動を低減することができる。
【００３０】
なお、レーザ素子１００は縦モードのレーザ光を出力してよい。共振部１１０において熱光学係数の符号が異なる２つの領域が共振方向において直列に設けられるので、レーザ素子１００が縦モードのレーザ光を出力する場合においても、温度変動による共振波長の変動を精度よく低減することができる。ただし、レーザ光のモードは縦モードに限定されない。横モードのレーザ光に対しても、共振部１１０は、共振波長の変動を低減することができる。
【００３１】
図３は、レーザ素子１００の動作温度が変動した場合の、発振波長の変動例を示す。レーザ素子１００に対する比較例として、共振部１１０の各層が正の熱光学係数を有するレーザ素子の発振波長の変動例を合わせて示す。また、本例のレーザ素子１００および比較例のレーザ素子は、半導体層１１４にＧａＡｓ（熱光学係数は３．３Ｅ−４。なお、本明細書において熱光学係数の単位は[／ｋ（ケルビン）]である）を含むものを用いた。また、図３において発振波長が四角印で示されるレーザ素子１００は、調整層１２２の熱光学係数ＴＯが−１．０Ｅ−３のものを用い、発振波長が三角印で示されるレーザ素子１００は、調整層１２２の熱光学係数ＴＯが−２．０Ｅ−３のものを用いた。
【００３２】
比較例に示されるように、共振部１１０の各層が正の熱光学係数を有する場合、動作温度が摂氏２５度から９０度まで上昇すると、発振波長が５ｎｍ程度上昇する。これに対し、調整層１２２の熱光学係数がＴＯ＝−１．０Ｅ−３の場合、動作温度が摂氏２５度から９０度まで上昇したときの発振波長の変動は＋１．５ｎｍ程度となり、比較例よりも発振波長の変動が低減されることがわかる。
【００３３】
また、調整層１２２の熱光学係数が−２．０Ｅ−３の場合、動作温度が摂氏２５度から９０度まで上昇した場合の発振波長の変動は−２．５ｎｍ程度となる。このように、調整層１２２の熱光学係数を調整することで、温度変化に対する発振波長の変動を調整することができる。
【００３４】
調整層１２２の膜厚および材料は、半導体層１１４の膜厚および熱光学係数の絶対値の積が、調整層１２２の膜厚および熱光学係数の絶対値の積と略等しくなるように選択されることが好ましい。これにより、温度変化に対する発振波長の変動をほぼなくすこともできる。例えば調整層１２２は、レーザ素子１００の動作温度が摂氏２５度から９０度まで上昇した場合の発振波長の変動が２ｎｍ（または、常温における発振波長に対する変動量が０．２％）以下となるように熱光学係数が選択される。
【００３５】
調整層１２２は、ポリエチレンを含んでよい。この場合、調整層１２２の熱光学係数は、−１．４Ｅ−４から−１．８Ｅ−３程度となる。ポリエチレンは、負の熱光学係数を有する誘電体材料のなかで、熱光学係数の絶対値が比較的に大きい。このため、比較的に薄い調整層１２２を用いても、温度変動による半導体層１１４の屈折率の変化を補償することができる。
【００３６】
また、調整層１２２は、無機ガラス材料および有機ガラス材料を含んでもよい。調整層１２２は、無機ガラス層に有機ガラスの粒子が分散して配置された層であってよく、また、有機ガラス層に無機ガラスの粒子が分散して配置された層であってもよい。この場合、調整層１２２として樹脂を用いる場合に比べて、熱変動による調整層１２２の膨張を低減することができる。一例として調整層１２２は、ポリジヘキシルシランと、ＺｒＯ２とを含む。この場合、調整層１２２の熱光学係数は、−１．０Ｅ−３程度にできる。また、無機ガラス材料および有機ガラス材料の体積比を調整することで、熱光学係数を調整することもできる。
【００３７】
また、調整層１２２は、複数種類の半導体材料を混晶化させたものであってよい。調整層１２２は、負のバンドギャップを有する半導体材料を含んでよい。半導体材料が負のバンドギャップを有することで、半導体材料の熱光学係数は負となる。
【００３８】
なお、調整層１２２は、その光路長によって発振波長を調整する位相調整層としても機能する。このため、調整層１２２の膜厚および材料は、出力すべきレーザ光の波長にも依存して定められてよい。
【００３９】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るレーザ素子１００の断面を示す。第２の実施形態に係るレーザ素子１００は、第１の実施形態に係るレーザ素子１００の構成に対して、メサ周辺部１０８および上部反射層１３０の構成が異なる。また、上部電極部１２４に代えて、上部電極部１３２を有する。図４において図１と同一の符号を付した構成要素は、図１から図３に関連して説明した機能および構造を有してよい。
【００４０】
第２の実施形態において、上部反射層１３０は、半導体層１１４と略同一の断面形状を有し、半導体層１１４上に形成される。つまり、上部反射層１３０と半導体層１１４とは、連続した側面を有する。また、当該断面は、基板１０４の表面と平行な断面を指す。
【００４１】
上部電極部１３２は、上部反射層１３０の上面に形成される。上部電極部１３２は、上部反射層１３０の上面を全て覆って形成されてよい。上部電極部１３２は、上部電極部１２４と同一の材料で形成されてよい。第２の実施形態においてメサ周辺部１０８は、半導体層１１４、上部反射層１３０および上部電極部１３２の側面を囲んで形成される。また、上部電極部１３２の上面には電極１３４が形成されてよい。
【００４２】
図５は、共振部１１０の他の構成例を示す。本例の共振部１１０は、第１の実施形態および第２の実施形態のレーザ素子１００のいずれに適用してもよい。本例の共振部１１０は、図１から図４において説明した共振部１１０の構成に対して、調整層１２２の位置が異なる。他の構成は、図１から図４において説明したいずれかの共振部１１０の構成と同一であってよい。本例の共振部１１０は、下部反射層１０６上に調整層１２２が形成される。このような構成によっても、温度変動による共振波長の変動を低減することができる。
【００４３】
図６は、バンドギャップと格子定数との関係を、半導体材料ごとに示す。なお格子定数は、各半導体材料における組成比に依存する。例えばＧａＮＡｓに含まれるＮの量を減少させると、格子定数およびバンドギャップがＧａＡｓに近づく。
【００４４】
上述したように、調整層１２２は、負のバンドギャップを有する半導体材料を含んでよい。これにより、調整層１２２の熱光学係数の符号を負とすることができる。また、調整層１２２は、半導体層１１４と格子整合することが好ましい。
【００４５】
調整層１２２は、半導体層１１４の材料よりも格子定数が小さく、且つ、バンドギャップが負となる材料と、半導体層１１４の材料よりも格子定数が大きく、且つ、バンドギャップが負となる材料との混晶で形成されてよい。例えば、半導体層１１４がＧａＡｓを含む場合、調整層１２２を、ＧａＮＡｓおよびＴｌＡｓの混晶とすることで、バンドギャップが負で、且つ、ＧａＡｓに格子整合することができる。
【００４６】
半導体層１１４がＩＩＩ−Ｖ族半導体を含む場合、調整層１２２は、ＩＩＩ族半導体、Ｖ族半導体、窒素およびタリウムを含んでよい。調整層１２２は、ＴｌＩｎＧａＡｓＮ混晶を有してよく、ＴｌＩｎＧａＰＮ混晶を有してもよい。また、半導体層１１４は、ビスマス（Ｂｉ）を含んでもよい。
【００４７】
なお、図１から図６においては、レーザ素子１００として垂直側の面発光素子（ＶＣＳＥＬ）を説明したが、レーザ素子１００はＶＣＳＥＬに限定されない。レーザ素子１００は、ファブリペロー型レーザ等であってもよい。この場合、クラッド層で挟まれた光導波層において、熱光学係数の符号が異なる領域がレーザ光の共振方向に直列に設けられる。
【００４８】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る面発光レーザアレイ装置２００を示す。面発光レーザアレイ装置２００は、基材２１０と、面発光レーザアレイ２４０と、電極パッド２２０と、制御回路２３０とを備える。基材２１０は略中央部に面発光レーザアレイ２４０及び周囲に複数の電極パッド２２０を有し、ひとつのチップを構成する。面発光レーザアレイ２４０には、レーザ素子１００が二次元アレイ状に設けられている。それぞれの電極パッド２２０は面発光レーザアレイ２４０のそれぞれのレーザ素子１００と配線によって接続されている。
【００４９】
制御回路２３０は、基材２１０の外部に設けられる。制御回路２３０は、電極パッド２２０を通じて、面発光レーザアレイ２４０の各レーザ素子１００の発光を制御する。つまり、制御回路２３０は、電極パッド２２０を介して、面発光レーザアレイ２４０の各レーザ素子１００にバイアス電圧と変調電圧を印加する。レーザ素子１００は、電圧の印加に応じてその上部から所定の波長のレーザ光を出射する。
【００５０】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る光モジュール３００を示す。光モジュール３００は、レーザ素子１００と、光結合部３１０と、レーザ光を伝搬する光ファイバ３３０と、検出部３４０と、制御回路２３０と、保持部３２０とを備える。レーザ素子１００は、保持部３２０に固定される。光結合部３１０は、プリズム状の三角柱形状を有する透明な樹脂から形成される。光結合部３１０は、レーザ素子１００に対向する受光面と、光ファイバ３３０に対向する出射面と、受光面及び出射面と４５度の角度で交わる反射面を有する。
【００５１】
光結合部３１０は、レーザ素子１００が出射したレーザ光を受光面で受け取り、反射面で反射し出射面から出射して光ファイバ３３０に結合させる。つまり、光結合部３１０は、レーザ素子１００と光ファイバ３３０とを光学的に結合する。出射面から出射されたレーザ光は、光ファイバ３３０内を伝搬する。検出部３４０は、光結合部３１０の反射面を透過した光をモニターする。検出部３４０は光信号を電気信号に変換し制御回路２３０に送信する。制御回路２３０は、検出部３４０からの信号に基づいてレーザ素子１００をフィードバック制御する。
【００５２】
光結合部３１０は、レーザ素子１００からのレーザ光を光ファイバ３３０の方向に反射させる、鏡面加工された反射膜であってもよい。また、光結合部３１０は、レーザ素子１００からのレーザ光を、光ファイバ３３０に集光させるレンズであっても。例えばレーザ素子１００および光ファイバ３３０が対向して配置される場合、光結合部３１０は、レーザ素子１００および光ファイバ３３０の間に配置される。
【００５３】
図９は、光モジュール３００の他の例を示す。本例では、光ファイバ３３０の端面が光軸に対して略４５度傾斜するように加工され光結合部３１０を構成している。端面には反射膜が形成され鏡面加工されている。レーザ素子１００は、保持部３２０によって光結合部３１０の下方に位置するように位置決めされている。制御回路２３０により電圧が印加されると、レーザ素子１００は上方に向かってレーザ光を出射する。出射されたレーザ光は光結合部３１０で反射されて光ファイバ３３０に結合し、光ファイバ３３０内を伝搬する。
【００５４】
なお、光結合部３１０は、図８および図９に示した構成以外にも、多様な構成を採用できる。例えば光結合部３１０は、光ファイバ３３０の心線の一端を光ファイバ３３０の本体に対向させ、他端をレーザ素子１００に対向して固定するハウジングを有する。
【００５５】
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る光通信システム４００を示す。光通信システム４００は、２つの光送受信モジュール（４１０−１、４１０−２）を備える。２つの光送受信モジュール（４１０−１、４１０−２）は２本の光ファイバ３３０を介して接続される。光送受信モジュール４１０−１は、レーザ素子１００を有する光モジュール３００−１と、受光素子４２０−１を有する。光モジュール３００−１はレーザ素子１００が出射したレーザ光を、光ファイバ３３０を介して送信する。受光素子４２０−１は、光ファイバ３３０を介して送信された光信号を受信して、電気信号に変換する。光送受信モジュール４２０−２は、レーザ素子１００を有する光モジュール３００−２と、受光素子４２０−２を有する。光送受信モジュール４２０−２は、光モジュール３００と受光素子４２０との位置関係が逆になっていることを除いて光送受信モジュール４２０−１と同様の構成を有する。
【００５６】
図１１は、本発明の第６の実施形態に係る光源５００を示す。ここで、光源５００として光ピックアップ用の光源を例に説明するが、これに限定されない。光源５００は、レーザ素子１００と、基板５２０と、回折格子５３０と、ハーフミラー５４０と、レンズ５５０と、検出部５６０と、制御回路２３０とを備える。レーザ素子１００は基板５２０上に実装されている。レーザ素子１００の上方にはハーフミラー５４０が設けられている。ハーフミラー５４０とレーザ素子１００との間には回折格子５３０が設けられている。レンズ５５０はハーフミラー５４０で反射したレーザ光を外部の光記憶媒体５１０に集光する。
【００５７】
検出部５６０はハーフミラー５４０を挟んでレンズ５５０と反対側に設けられている。制御回路２３０はレーザ素子１００にバイアス電圧と変調電圧を印加する。レーザ素子１００は、制御回路２３０からの電圧印加に応じて上部からレーザ光を出射する。ハーフミラー５４０は、回折格子５３０を通過したレーザ光をレンズ５５０の方向に反射する。レンズ５５０は、ハーフミラー５４０で反射したレーザ光を光記憶媒体５１０の所定の位置に集光させる。検出部５６０は、光記憶媒体５１０から反射した光を受光する。検出部５６０は受光した光信号を電気信号に変換する。変換された電気信号は、外部のパーソナルコンピュータ等に送信され情報の読み出しが行われる。レーザ素子１００は光ピックアップ以外に、測量機器、レーザーポインター、光学マウスなどの光学機器、あるいはプリンタ、フォトレジストの走査露光用光源、レーザポンピング用光源および加工用ファイバレーザの光源等として用いてもよい。
【００５８】
図１２は、本発明の第７の実施形態に係る波長多重伝送システム６００を示す。波長多重伝送システム６００は、分波部６３０と、受信部６４０と、制御部６１０と、面発光レーザアレイ２４０と、合波部６２０とを備える。制御部６１０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、波長制御回路等を有する。面発光レーザアレイ２４０は発振波長が互いに異なるレーザ素子１００を一次元または二次元のアレイ状に配列して構成される。制御部６１０は、面発光レーザアレイ２４０に駆動電力を与えるとともに、面発光レーザアレイ２４０を構成する各レーザ素子１００に互いに異なる信号を与えて光信号を出力させる。合波部６２０は光ファイバにより伝送された各光信号を波長多重合波して一本の光ファイバに結合し、送信信号として通信対象に伝送する。分波部６３０は通信対象から光ファイバを介して伝送された波長多重合波された受信信号を波長ごとに分波し、各光信号を受信部６４０に伝送する。受信部６４０は複数の受光素子を有する。各受光素子は、各光信号を受光して電気信号に変換し、各電気信号を制御部６１０に伝送する。
【００５９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６０】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１００・・・レーザ素子、１０２・・・下部電極、１０４・・・基板、１０６・・・下部反射層、１０８・・・メサ周辺部、１１０・・・共振部、１１２・・・電流狭窄層、１１４・・・半導体層、１１６・・・ｎ型クラッド層、１１８・・・活性層、１２０・・・ｐ型クラッド層、１２２、１２６・・・調整層、１２４・・・上部電極部、１３０・・・上部反射層、１３２・・・上部電極部、１３４・・・電極、２００・・・面発光レーザアレイ装置、２１０・・・基材、２２０・・・電極パッド、２３０・・・制御回路、２４０・・・面発光レーザアレイ、３００・・・光モジュール、３１０・・・光結合部、３２０・・・保持部、３３０・・・光ファイバ、３４０・・・検出部、４００・・・光通信システム、４２０・・・受光素子、５００・・・光源、５１０・・・光記憶媒体、５２０・・・基板、５３０・・・回折格子、５４０・・・ハーフミラー、５５０・・・レンズ、５６０・・・検出部、６００・・・波長多重伝送システム、６１０・・・制御部、６２０・・・合波部、６３０・・・分波部、６４０・・・受信部
【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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