(57)【要約】【課題】高出力かつ安価な光源装置を提供する。【解決手段】主面を有する基体と、前記主面に実装された発光素子と、前記主面に実装され、前記発光素子からの射出光を増幅する光増幅器と、を有し、前記発光素子からの射出光の放射角について、前記基体の前記主面に対して垂直方向の拡がり角が１０度以下であり、前記光増幅器は、前記発光素子からの前記射出光が入射される入射面に入射端を有する複数の光導波路を有し、前記複数の光導波路のうちの隣接する２つの光導波路の中心間の間隔は、前記発光素子からの前記射出光の中心波長の３倍以上、１０倍以下であることを特徴とする。【選択図】図２
2017143201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する基体と、
前記主面に実装された発光素子と、
前記主面に実装され、前記発光素子からの射出光を増幅する光増幅器と、
を有し、
前記発光素子からの射出光の放射角について、前記基体の前記主面に対して垂直方向の拡がり角が１０度以下であり、
前記光増幅器は、前記発光素子からの前記射出光が入射される入射面に入射端を有する複数の光導波路を有し、前記複数の光導波路のうちの隣接する２つの光導波路の中心間の間隔は、前記発光素子からの前記射出光の中心波長の３倍以上、１０倍以下であることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記複数の光導波路のうちの隣接する２つの光導波路の中心間の間隔は、前記発光素子からの前記射出光の中心波長の３倍以上、５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記発光素子からの前記射出光の放射角について、前記基体の前記主面に対して垂直方向の拡がり角が前記主面に対して平行方向の拡がり角よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記発光素子は、単一横モードの光を射出する面発光レーザであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記発光素子の射出面と、前記光増幅器の入射面との間の距離が、前記基体の前記主面に対して平行方向における、前記発光素子からの前記射出光のビームウエストが射出時におけるビーム径の１．２倍になる距離以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記発光素子は、
前記基体の前記主面に対して平行方向についてはマルチモードであり、垂直方向については基本モードである端面発光レーザと、
前記端面発光レーザと前記光増幅器との間に配置されたレンズと、
を更に備え、
前記端面発光レーザから射出され、前記レンズで集光されたレーザ光の放射角について、前記基体の前記主面に対して垂直方向の拡がり角が実効的に１０度以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記基体は、前記発光素子及び前記光増幅器を前記主面上に実装する際に、前記発光素子から射出される光が前記光増幅器に入射される位置に前記発光素子及び前記光増幅器を導く位置決め機構を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記位置決め機構は、前記基体の前記主面に形成された複数の孔を含み、前記複数の孔に合わせて前記発光素子及び前記光増幅器を載置することにより前記位置決めがなされることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記位置決め機構は、前記基体の前記主面に形成された突き当てジグを含み、前記突き当てジグに沿って前記発光素子及び前記光増幅器を載置することにより前記位置決めがなされることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記発光素子からの前記射出光は前記複数の光導波路のうちの一部に入射されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記光増幅器の複数の光導波路の射出端のうちの１つを前記光増幅器の射出端とすることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記光増幅器の複数の光導波路が互いに異なる方向に光を射出することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記光増幅器の複数の光導波路の一部又は全部が、前記光増幅器において光結合されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記発光素子が、ＣＡＮパッケージに実装された半導体レーザを有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記光増幅器は、並行する複数の光導波路を一様に制御する制御用電極を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記発光素子は、射出される光の波長を可変とする波長可変機構を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記光増幅器の活性層は、複数の量子井戸を有し、前記複数の量子井戸のうちの少なくとも１つの構造が他の量子井戸と異なる非対称量子井戸構造を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記光増幅器の活性層は、制御用電極を複数有する多電極構造を有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を測定対象物へ照射する照射光と参照光とに分岐させ、前記測定対象物に照射された前記照射光の反射光と前記参照光とによる干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記干渉光を受光する検出部と、
を有することを特徴とする情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及び情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、面発光レーザ素子と増幅用のＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザ素子が１つのパッケージに実装された半導体レーザモジュールが記載されている。面発光レーザ素子及びＤＦＢレーザ素子は、それぞれ異なるサブマウントに実装され、光軸が一致するように配置されている。これにより、面発光レーザ素子から射出されたレーザ光をＤＦＢレーザ素子で増幅及び波長変換して射出する半導体レーザモジュールが実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５８３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光素子と光増幅器を組み合わせた光源装置に対し、高出力かつ安価であることが要求されることがある。特許文献１に記載されている半導体レーザモジュールの出力とコストは、この要求を満たすことが困難な場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は上述の課題に鑑みて、高出力かつ安価な光源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】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る光源装置は、主面を有する基体と、前記主面に実装された発光素子と、前記主面に実装され、前記発光素子からの射出光を増幅する光増幅器と、を有し、前記発光素子からの射出光の放射角について、前記基体の前記主面に対して垂直方向の拡がり角が１０度以下であり、前記光増幅器は、前記発光素子からの前記射出光が入射される入射面に入射端を有する複数の光導波路を有し、前記複数の光導波路のうちの隣接する２つの光導波路の中心間の間隔は、前記発光素子からの前記射出光の中心波長の３倍以上、１０倍以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
高出力かつ安価な光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る光源モジュールの構造図である。
【図２】第１の実施形態に係るビームウエストと距離の関係を示すグラフである。
【図３】第１の実施形態に係る半導体光増幅器の構造図である。
【図４】第２の実施形態に係る光源モジュールの構造図である。
【図５】第２の実施形態に係る半導体光増幅器の構造図である。
【図６】第２の実施形態に係る光源モジュールを駆動する駆動回路のブロック図である。
【図７】第３の実施形態に係る半導体光増幅器の構造図である。
【図８】第３の実施形態に係る活性層のバンド図である。
【図９】第４の実施形態に係る光干渉断層計のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第１の実施形態において本発明が適用され得る光源モジュールの基本構成を説明する。第２及び第３の実施形態において、第１の実施形態のより具体的な構成を説明する。
【００１０】
第１乃至第３の実施形態に係る光源モジュールは、例えば、光干渉断層計（Optical Coherence Tomography、以下ＯＣＴと呼ぶ）等の情報取得装置のための光源装置として用いられ得る。ＯＣＴは、物体、生体等の測定対象物の断層像を取得する技術である。ＯＣＴによる断層像の撮影は非破壊・非侵襲で行うことが可能である。そのため、ＯＣＴは工業製品の検査装置、医療用の診断装置等に用いられる。第４の実施形態において、第１乃至第３の実施形態に係る光源モジュールを用いたＯＣＴ装置の構成を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光源モジュールの構造図である。図１（ａ）は、光源モジュール１の断面図であり、図１（ｂ）は基板１２を上面方向から見た平面図である。光源モジュール１は、基板１２と、基板１２の主面上に実装された半導体レーザ１０及び半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier、以下ＳＯＡと呼ぶ）１４を有する光源装置である。基板１２は、実装の容易性のため図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されているように板状の形状であることが望ましい。しかしながら、基板１２は、半導体レーザ１０及び半導体光増幅器１４を実装するための基体としての機能を有していればよく、その形状は板状に限定されない。
【００１２】
発光素子である半導体レーザ１０はＣＡＮパッケージ１１に実装される。ＣＡＮパッケージ１１は、主として金属材料により構成されるパッケージ部材であり、半導体基板に形成された半導体レーザ１０を実装することができる。実装が比較的容易なＣＡＮパッケージ１１を採用することにより、光源モジュール１の実装コストを低減することができる。しかしながら、ＣＡＮパッケージ１１を用いることは必須ではなく、樹脂パッケージ等の他の実装部材を用いてもよい。
【００１３】
半導体レーザ１０が実装されたＣＡＮパッケージ１１は、半導体レーザ用の位置決め機構１３に合わせて基板１２に載置される。ＣＡＮパッケージ１１は必要に応じて基板１２に固定してもよい。固定の方法としては、はめあい、半田接合、接着剤による接着、高出力レーザによる溶接等の方法を、適宜単独で、あるいは組み合わせて用いることができる。ＣＡＮパッケージ１１は、半導体レーザ１０の射出面１６が基板１２の主面に垂直な向き（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｘ軸方向）となるように実装される。
【００１４】
同様に、ＳＯＡ１４は、半導体レーザ１０から射出される光を増幅するための光増幅器である。ＳＯＡ１４は、ＳＯＡ用の位置決め機構１５に合わせて基板１２に載置され、必要に応じて上述の方法等により固定される。ＳＯＡ１４は、ＳＯＡ１４の入射面１７が、半導体レーザ１０の射出面１６と向き合うように実装される。ＳＯＡ１４の射出面には光ファイバが光実装され、ＳＯＡ１４で増幅された光は光ファイバを介して射出される。
【００１５】
２つの位置決め機構１３、１５は、半導体レーザ１０及びＳＯＡ１４を実装する際に、半導体レーザ１０から射出された光がＳＯＡ１４に形成されている光導波路の少なくとも一部に入射される所定の位置に導かれるように、あらかじめ設計されている。
【００１６】
位置決め機構１３、１５は、半導体レーザ１０及びＳＯＡ１４の平面方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）の位置及び高さ（ｚ軸方向）の位置が、部材を載置するだけで所定の位置に導かれるよう設計されている。例えば、位置決め機構１３、１５は、基板１２の主面に形成された孔とすることができる。この孔に合わせて半導体レーザ１０及びＳＯＡ１４を載置することにより位置決めがなされる。また、位置決め機構１３、１５は、板状又はピン状の突き当てジグとすることができる。この突き当てジグに沿って半導体レーザ１０及びＳＯＡ１４を載置することにより位置決めがなされる。図１では、位置決め機構１３、１５は孔であるものとして図示されているが、位置決め機構１３、１５の構造はこれに限定されるものではない。
【００１７】
本実施形態に係る光源モジュール１は、基板１２が位置決め機構１３、１５を有しているため、各部品の実装時の位置合わせが容易である。そのため、各光学部品の精密な光軸調整を行う回数を低減することができ、実装工程の削減及び実装時間の短縮が可能である。したがって、本実施形態では、特許文献１のような精密な光軸調整を要する構成に比べ、実装コストが低減され、安価な光源装置を提供することが可能となる。
【００１８】
ここで、半導体レーザ１０の放射角に関して説明する。半導体レーザ１０の放射角のうち、基板１２の主面に対して垂直方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｚ軸方向）の拡がり角は、１０度以下であることが望ましい。拡がり角が垂直方向に１０度より大きい場合、半導体レーザ１０から射出される光のうちＳＯＡ１４の光導波路に入射されない成分が増大し、光源モジュール１の出力を低下させる場合がある。そのため、拡がり角を垂直方向に１０度以下とすることにより、半導体レーザ１０から射出される光を効率よくＳＯＡ１４の光導波路に入射させることができ、光源モジュール１を高出力化することができる。
【００１９】
また、基板１２の主面に対して垂直方向の拡がり角は、基板１２の主面に対して平行方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｙ軸方向）の拡がり角よりも小さいことがより望ましい。半導体レーザ１０の放射角をこのように設定することにより、半導体レーザ１０から射出される光をより効率的にＳＯＡ１４の光導波路に入射させることが可能となり、光源モジュール１をより高出力化することができる。
【００２０】
半導体レーザ１０は、単一横モードの光を射出する面発光レーザであることが望ましい。この面発光レーザは、垂直共振器面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER、以下ＶＣＳＥＬと呼ぶ）であることがより望ましい。半導体レーザ１０がＶＣＳＥＬである場合、光の射出方向はＶＣＳＥＬが形成される基板に対して垂直な方向である。したがって、ＶＣＳＥＬの基板をＣＡＮパッケージ１１等のパッケージに実装する際に基板の背面をＣＡＮパッケージ１１の実装面に接着することができる。そのため、端面発光レーザの場合のように、基板を垂直に立てるためのステム部材が不要であるため、ＶＣＳＥＬは端面発光レーザよりも低コストで実装することができる。
【００２１】
また、半導体レーザ１０は、電流狭窄型ＶＣＳＥＬであることがより望ましい。電流狭窄型ＶＣＳＥＬは、狭窄形状により基板１２の主面に対し垂直方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｚ軸方向）と平行方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｙ軸方向）の放射角を制御することができる。そのため、電流狭窄型ＶＣＳＥＬは、本実施形態の光源モジュール１に好適に用いられ得る。
【００２２】
なお、本実施形態の半導体レーザ１０から射出される光をＳＯＡ１４で増幅する構成は、半導体レーザ１０としてＶＣＳＥＬを用いた場合に、より有効である。ＶＣＳＥＬは、垂直方向に共振させてレーザ発振させる構造であるため、端面発光レーザと比較して活性層の体積が小さくなり、ＯＣＴ用の光源としては出力が十分でない場合がある。本実施形態では、ＳＯＡ１４によりＶＣＳＥＬから射出された光を増幅する構成であるため、ＯＣＴの光源として十分な出力が確保される。
【００２３】
半導体レーザ１０は、射出される光の波長を可変とする波長可変機構を有していてもよい。波長可変機構を有することにより、本実施形態の光源モジュール１は、波長掃引型ＯＣＴ（Swept Source OCT、以下ＳＳ−ＯＣＴと呼ぶ）への適用が可能となる。ＳＳ−ＯＣＴでは、波長可変機構を有する光源から射出された光を２つに分岐する。そして、分岐された一方の光は測定対象物に照射され反射される。この反射光を所定の光路長だけ進んだ他方の光と干渉させることにより、干渉光の強度を取得することができる。これらを波長掃引しつつ行うことにより測定対象物の断層像を取得することができる。
【００２４】
波長可変機構の一例としては、半導体レーザ１０を外部共振器構造として構成した場合には、回折格子を用いるリトロウ型、回折格子とミラーを用いるリットマン型、あるいは、モーター、アクチュエータ等により共振器を可動させる方式を用いることができる。
【００２５】
また、半導体レーザ１０としてＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）−ＶＣＳＥＬを用いることにより、波長可変機構の機能を持たせてもよい。ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは、ＶＣＳＥＬの２つのミラーのうちの一方のミラーをＶＣＳＥＬと一体で作り込み、発光部分とミラーとの間の距離を可変とした構成のＭＥＭＳミラーを用いるものである。発光部分とミラーとの間の距離に応じて発振波長が変化するため、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは、波長可変レーザとして機能する。半導体レーザ１０をＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬとすることにより、半導体レーザ１０が小型化され、より低コストでの製造が可能となる。
【００２６】
ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは、連続した波長可変が実現できる。また、ＭＥＭＳ可動部を高速に動作させることが可能であるため、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは、波長可変を高速に行うことができる。また、発光部に消費電力の少ないＶＣＳＥＬを用いているため、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは低消費電力での動作が可能である。更に、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは、縦モードがシングルモードとなるように設計しやすい。このため、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬを用いたＯＣＴ用光源は、縦モードがマルチモードとなりやすい外部共振器型レーザ及び端面発光型レーザを用いた場合と比較して、取得された画像のコヒーレンスリバイバルノイズが低減され得る。ここで、コヒーレンスリバイバルノイズについて説明する。外部共振器型の光源では、外部共振器の長さをＬとすると、長さＬごとに全ての波長の光が節になる特異点が存在する。例えば、レンズの表面反射によるノイズがあった場合、そのノイズが実際の反射面だけでなく、そこからｎ×Ｌ離れた位置にも現れる。このような現象がコヒーレンスリバイバルノイズと呼ばれる。
【００２７】
半導体レーザ１０とＳＯＡ１４との間に、ロッドレンズ等のレーザ光集光のためのレンズを更に実装してもよい。この構成により、半導体レーザ１０として端面発光レーザを適用し易くなる。例えば、半導体レーザ１０が、基板１２の主面と平行方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｙ軸方向）についてはマルチモードであり、垂直方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｚ軸方向）については基本モードである端面発光レーザであるものとする。この場合、レンズによりレーザ光を集光することで、レンズで集光されたレーザ光の放射角について、垂直方向の拡がり角を実効的に１０度以下にすることが可能である。
【００２８】
ここで、「実効的に」とは、半導体レーザ１０とロッドレンズの機能を合わせて一つの「光源」と考えた際に、ＳＯＡ１４に入射される「光源」からの光の垂直方向の拡がり角が、１０度以下に相当するという意味である。
【００２９】
上述のレンズを実装しない場合には、半導体レーザ１０の射出面１６と、ＳＯＡ１４の入射面１７と間の距離を以下のように設定することが望ましい。すなわち、射出面１６と、入射面１７と間の距離が、基板１２の主面と平行方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）のｙ軸方向）のビームウエストｗが射出時のビーム径の１．２倍である距離以下となるように位置決め機構１３、１５を配置することが望ましい。
【００３０】
ビームウエストｗは、以下の式（１）で計算される。
【数１】
2017143201.tif 000003
【００３１】
ここで、ｓは、半導体レーザ１０から射出されるレーザ光の射出時のビーム径である。例えば、半導体レーザ１０が電流狭窄型ＶＣＳＥＬである場合には、ｓはその狭窄径に相当する。ｘは、図１（ａ）及び図１（ｂ）において射出面１６の位置を０としたときのｘ方向の位置である。ｋは、半導体レーザ１０から射出されるレーザ光の波数である。半導体レーザ１０から射出されるレーザ光の波長をλとすると、波数ｋは、ｋ＝（２π／λ）と算出される。
【００３２】
図２は、式（１）に基づいてビームウエストｗ、すなわち、ビーム径の拡がりを計算した結果を示すグラフである。横軸は、半導体レーザ１０の射出面１６からの距離ｘ（μｍ）である。縦軸はビームウエストｗ（μｍ）である。また、半導体レーザ１０から射出されるレーザ光の射出時のビーム径を４μｍ、レーザ光の波長を８５０ｎｍとする。
【００３３】
図２より、ビーム径の拡がりは、距離ｘが０μｍから３０μｍ付近までの範囲では十分に小さい。距離ｘが８０μｍ付近においてビームウエストｗは４．８μｍ程度となり、射出時のビーム径の１．２倍程度となる。距離ｘがこれよりも大きくなると、ビームウエストｗは急激に増大する。ビームウエストが増大すると、ＳＯＡ１４の光導波路に入射されるレーザ光のエネルギーが減少し、光源モジュールの出力が低下する。したがって、半導体レーザ１０の射出面１６と、ＳＯＡ１４の入射面１７との間隔が８０μｍ以下となるように位置決め機構１３、１５の位置を設定することが望ましい。
【００３４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は第１の実施形態に係るＳＯＡ１４の構造図である。図３を用いてその構成を説明する。図３（ａ）は、ＳＯＡ１４の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００３５】
まず、図３（ａ）を参照してＳＯＡ１４の上面視構造を説明する。ＳＯＡ１４には、複数（３本）のリッジ２１及び上部電極２０２、２０３が形成されている。複数のリッジ２１は、入射光１０２を伝搬させる光導波路として機能する。入射光１０２は入射面１７から、複数のリッジ２１のうちの一部又は全部に入射され、ＳＯＡ１４において増幅される。増幅された光は、射出面１０５から射出光１０６として射出される。なお、図３（ａ）に図示されているように、複数のリッジ２１は、ＳＯＡ１４の入射面１７及び射出面１０５の法線方向に対して傾斜した向きとなっている。入射面１７及び射出面１０５における光の反射を低減させるためである。
【００３６】
上部電極２０２、２０３は複数のリッジ２１の上方に形成される。上部電極２０２、２０３は、ＳＯＡ１４の増幅度を制御する制御用電極である。制御用電極の形状、個数、配置等の構成は図３の構成に限られるものではなく、制御用電極が少なくとも１つあればよい。ただし、制御用電極の形状、個数、位置等については、リッジ２１の設計に依存するため、これらについては後述する。
【００３７】
上部電極２０２、２０３は、複数のリッジ２１を略垂直な方向（図３（ａ）においては上下方向、図１（ｂ）においてはｙ軸方向）に横切るように形成される。言い換えると、複数のリッジ２１の並行する部分（ｘ軸方向の位置が同じ部分）に対し同じ制御用電極で一様に制御が行われるように上部電極２０２、２０３が形成されている。
【００３８】
本実施形態では図３（ａ）に示されるように、射出面１０５に複数のリッジ２１の射出端が面している。すなわち、本実施形態では、複数のリッジ２１から射出光１０６が射出され得る構成となっている。この場合、複数のリッジ２１のうち射出光１０６の強度が最大となるリッジ２１の射出端を１つ選択して、その射出端からの射出光に光軸が合うよう光ファイバを光実装して、ＳＯＡ１４の射出端とする。これにより、ＳＯＡ１４の効率をより向上させることができる。
【００３９】
図３（ａ）には、リッジの本数が３本図示されているが、これに限られるものではない。また、図３（ａ）には３本のリッジが平行に並んでいる構成を記載しているが、これに限るものではなく、互いに平行でなくてもよい。
【００４０】
ここで、入射面１７において、複数のリッジ２１のうちの隣接する２つの間隔が、半導体レーザ１０から射出される光の中心波長の３倍以上、１０倍以下とする。ここで、複数のリッジ２１の間隔とは、各リッジ２１の中心間の間隔と定義する。また、本実施形態において、射出光の中心波長とは、半導体レーザ１０（発光素子）から射出される光の波長が固定の場合は、その波長スペクトルの中心波長と定義される。また、半導体レーザ１０（発光素子）から射出される光の波長が時間的に変化する場合、すなわち、波長が掃引される場合は、射出される光の最短波長と最長波長の中間の波長と定義される。また、複数のリッジ２１のうちの隣接する２つのリッジ２１の間隔は、半導体レーザ１０から射出される光の中心波長の３倍以上、５倍以下とすることがより望ましい。リッジ２１の間隔と波長との関係を上述のように設定すべき根拠について説明する。
【００４１】
リッジ２１の間隔を小さくすると、同面積内により多くの個数のリッジ２１を形成することが可能となる。これにより、半導体レーザ１０からの射出光がＳＯＡ１４の光導波路に入射される割合を大きくすることが可能となり、高効率化が実現され得る。なお、上述の観点から、プロセス限界を超えない範囲で、リッジ２１の個数をなるべく多くすることがより望ましい。ここでプロセス限界とは、各リッジ２１を電気的、光学的に独立して形成するためのエッチングプロセス、電極を分離して形成するための電極形成プロセス等の限界である。
【００４２】
しかしながら、ＳＯＡ１４の光導波路の設計及びＳＯＡ１４の実装の制約の観点からリッジ２１の間隔の範囲には制限がある。複数の光導波路が近接している場合、ある一つの光導波路にのみ光が入射したとしても、入射光が光導波路内を伝搬する間に、近接する光導波路に光のパワーが移動する。ある光導波路から隣接する他の光導波路に光のパワーが完全に移動するまでの光導波路の長さを、結合長と呼ぶ。ＳＯＡ１４の複数のリッジ２１の長さは、結合長を考慮して決定する必要がある。例えば、光導波路の長さが結合長の半分である場合には、入射光のパワーの半分が隣接するリッジ２１に移動するため好ましくない。したがって、複数のリッジ２１の長さは結合長の整数倍に近付けることが望ましい。
【００４３】
リッジ２１の間隔が中心波長の３倍より小さい場合、伝搬する光がシングルモードとなる幅よりもリッジ２１の間隔が狭くなり、ＳＯＡ１４の増幅効率が低下することがある。したがって、リッジ２１の間隔は中心波長の３倍以上とすることで、ＳＯＡ１４の増幅効率を高くすることができ、光源モジュール１が高出力化される。
【００４４】
リッジ２１の間隔が中心波長の１０倍より大きい場合、結合長を考慮してＳＯＡ１４の長さを長く設計する必要があり、光源モジュール１の構成部品を標準バタフライパッケージに収めることが困難になる。そのため、パッケージが大型化し、製造コストが増大し得る。したがって、リッジ２１の間隔は中心波長の１０倍以下とすることが望ましい。また、リッジ２１の間隔は中心波長の５倍以下とすることがより望ましい。このようにすることで、ＳＯＡ１４の長さをより短く設計することができるので、標準バタフライパッケージに光学部品等の他の部品を入れるスペースが確保できる。そのため、これらの部品のための専用パッケージを利用する必要がなくなり、製造コストを更に低減することが可能となる。したがって、これらの構成によれば、光源モジュール１を安価に提供することができる。
【００４５】
以上の理由により、複数のリッジ２１のうちの隣接する２つの間隔は、半導体レーザ１０から射出される光の中心波長の３倍以上、１０倍以下とすることが高出力化及び低価格化の両立の観点で望ましい。更に、３倍以上、５倍以下とすることでさらなる低価格化が可能であるため、より望ましい。なお、これらの複数のリッジ２１の間隔の限定は、上述した半導体レーザ１０の放射角の限定と組み合わせることがより望ましい。これらはいずれも光源モジュール１の高出力化に寄与する構成であり、これらを複合することにより、光源モジュール１を更に高出力化できるためである。すなわち、半導体レーザ１０については、基板１２の主面に対して垂直方向に対する射出光の拡がり角を１０度以下とし、かつ、ＳＯＡ１４については、複数のリッジ２１の間隔を、中心波長の３倍以上、１０倍以下とすることが望ましい。
【００４６】
リッジ２１が１つのみである場合は、そのリッジ２１に半導体レーザ１０からの射出光が入力されるまでアライメントを繰り返すか、あるいは、より精密に位置決め機構１３、１５を作製する必要がある。よって、実装に要するコストは高くなる。一方、ＳＯＡ１４が複数のリッジ２１を有する場合、半導体レーザ１０からの射出光が複数のリッジ２１のうちのいずれか１つに入射されればよいため、アライメントの際の移動量を少なくすることができ、あるいは位置決め機構１３、１５の作製精度を低くすることができる。したがって、リッジ２１が複数であることにより、リッジ２１が１つのみである場合と比較して、実装に要するコストが低減される。
【００４７】
上述のように複数のリッジ２１は、互いに平行でない配置としてもよい。この場合、ＳＯＡ１４の射出面１０５において、複数のリッジ２１が互いに異なる方向に射出光１０６を射出することが可能となる。また、ＳＯＡ１４の射出面１０５を曲面とすることによっても、射出光１０６の方向差をつけることが可能である。
【００４８】
以上のように、複数のリッジ２１が互いに異なる方向に射出光１０６を射出することにより、あるリッジ２１の射出端において、隣接するリッジ２１の射出端からの射出される光による影響を受けにくくなる。そのため、ＳＯＡ１４をパッケージに実装した後の光ファイバへの光実装がより容易になる。
【００４９】
更に、射出面１０５に射出端を有するリッジ２１の個数は、入射面１７に入射端を有するリッジ２１の個数より少なくてもよい。例えば、入射面１７におけるリッジ２１が複数で、射出面１０５におけるリッジ２１が１つとしてもよい。このような場合、射出光１０６の射出位置が固定されるため、ＳＯＡ１４をパッケージに実装した後の光ファイバへの光実装がより容易になる。
【００５０】
次に、図３（ｂ）を参照してＳＯＡ１４の断面構造を説明する。ＳＯＡ１４は、下部電極１１０、基板１１１、第１導電型クラッド層１１２、活性層１１３、第１導電型とは異なる導電型の第２導電型クラッド層１１４、コンタクト層１１５、絶縁層１１７、上部電極２０２を有する。第２導電型クラッド層１１４に形成された凸部が上述のリッジ２１に対応する。なお、第２導電型クラッド層１１４の凸部が形成されている位置の活性層１１３、第１導電型クラッド層１１２にも同様に凸部を有する構成としてリッジ２１の構造を形成してもよい。
【００５１】
活性層１１３には、非対称量子井戸構造を用いることができる。非対称量子井戸構造を用いることにより、ＳＯＡ１４は、広い波長帯域において効率的に増幅を行うことができる。
【００５２】
なお、本明細書において、非対称量子井戸構造とは、次のように定義する。量子井戸１つから構成されている単量子（Single Quantum Well）構造とは異なり、非対称量子井戸構造は、複数の量子井戸を有する。量子井戸の個数が２つの場合は、複数の量子井戸を構成する各層について、組成、厚さの少なくとも１つが量子井戸間で異なる構成を非対称量子井戸構造と呼ぶ。また、量子井戸数が３つ以上の場合は、複数の量子井戸のうちのいずれか１つの量子井戸を構成する各層の組成、厚さ、間隔の少なくとも１つが他の量子井戸のそれらと異なる構成を非対称量子井戸構造と呼ぶ。
【００５３】
このような構成とすることで、ＳＯＡ１４に対する電流注入量を制御することにより利得のピーク強度を、長波長側から短波長側にシフトさせることが可能となる。したがって、電流注入量を制御することにより、広波長帯域にわたる光出力の増幅が可能である。
【００５４】
また、本実施形態のＳＯＡ１４は、制御用電極を複数有する多電極構造を有している。複数の制御用電極を介して電流を注入することにより、制御用電極が１つの場合と比べてより効果的に広波長帯域にわたる光出力の増幅が可能となる。
【００５５】
本実施形態の半導体レーザ１０、ＳＯＡ１４の構造及び配置を上述の各構成とすることにより、高出力かつ安価な光源モジュールを提供することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る光源モジュール１０００について説明する。第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化することもある。また、第１の実施形態をより具体化した構成要素については、対応関係のみを説明し、重複する説明を省略することもある。
【００５７】
まず、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、本実施形態の光源モジュール１０００の構成を説明する。第１の実施形態における半導体レーザ１０は、本実施形態ではＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８に対応する。第１の実施形態におけるＳＯＡ１４は、本実施形態ではＳＯＡ４０に対応する。第１の実施形態における位置決め機構１３、１５は、本実施形態では基板１２の主面に形成された孔１９、２０に対応する。
【００５８】
ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８は、射出光の波長を１０１０ｎｍから１０８０ｎｍの範囲で掃引することが可能である。ｚ方向の拡がり角は９．５度である。ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８は、ＣＡＮパッケージ１１を基板１２に実装する前にＣＡＮパッケージ１１にあらかじめ実装する。この際、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８のＣＡＮパッケージ１１上での実装位置は、ＣＡＮパッケージ１１を基板１２に実装したときにＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８の射出光がＳＯＡ４０の入射面１７の複数の光導波路のいずれかに入射される位置となるようにする。
【００５９】
ＣＡＮパッケージ１１は、基板１２に形成されている孔１９にはめ込まれ、接着剤で接着されることにより位置が固定される。孔２０は、ＳＯＡ４０の入射面１７と、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８の射出面１６との間の距離が、７０μｍとなる位置に形成される。この距離とすることで、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８のビームウエストが、ビーム径の１．２倍以下となる。ＳＯＡ４０は、基板１２に形成されている孔２０にはめ込まれ、接着剤で接着されることにより位置が固定される。
【００６０】
このように光源モジュール１０００を構成することで、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８からの射出光のうちの一部が、ＳＯＡ４０の入射面１７における複数の光導波路の一部又は全部に入射される。
【００６１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第２の実施形態に係るＳＯＡ４０の構造図である。図５（ａ）は、ＳＯＡ４０の上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【００６２】
第１の実施形態における複数のリッジ２１は、本実施形態では２本の平行なリッジ４１に対応する。リッジ２１の幅は３μｍ、複数のリッジ２１の中心間隔は６μｍである。上部電極２０２の長さ（図５（ａ）における左右方向の距離）は３２１μｍであり、上部電極２０３の長さ（図５（ａ）における左右方向の距離）は３３０９μｍである。上部電極２０２と上部電極２０３の間は、非電極領域３９となっている。本実施形態のＳＯＡ４０の構成及び入射光の波長の場合、結合長はおよそ２．１５ｍｍとなる。そこで、本実施形態では非電極領域３９の長さを６７０μｍとすることで、光導波路全体の長さを結合長の約２倍とする。
【００６３】
続いて、図５（ｂ）等を参照しつつＳＯＡ４０の構造及び製造工程を説明する。第１の実施形態における下部電極１１０は、本実施形態では下部電極４９に対応する。第１の実施形態における基板１１１は、本実施形態ではＧａＡｓ基板４２に対応する。第１の実施形態における第１導電型クラッド層１１２は、本実施形態ではｎ型クラッド層４３に対応する。第１の実施形態における活性層１１３は、本実施形態では活性層４４に対応する。第１の実施形態における第２導電型クラッド層１１４は、本実施形態ではｐ型クラッド層４５に対応する。第１の実施形態におけるコンタクト層１１５は、本実施形態ではコンタクト層４６に対応する。第１の実施形態における絶縁層１１７は、本実施形態では絶縁層４８に対応する。
【００６４】
まず、ｎ型のＧａＡｓ基板４２のウエハ上にｎ型クラッド層４３としてｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓを形成する。次に、活性層４４として単一量子井戸構造のＧａ０．７Ｉｎ０．３Ａｓをその上に形成する。次に、ｐ型クラッド層４５としてｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓをその上に形成する。次に、コンタクト層４６として高ドープのｐ型ＧａＡｓをその上に形成する。これらの各層は、順次、エピタキシャル成長となるように形成される。形成方法としては、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法が用いられる。
【００６５】
これらの各層が積層されたウエハには、フォトリソグラフィ法及びウェット／ドライエッチング法を用いて、光導波路としてリッジ４１が形成される。リッジ４１を形成することにより、活性層内の光導波路部分に入射光を閉じ込め、伝搬させることができる。この形成は、例えば以下のように行われ得る。まず、スパッタ法を用いてウエハ上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）を形成する。その後、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジストで光導波路形成のためのストライプ状マスクを形成する。その後、ウェットエッチングによりＳｉＯ２を選択的に除去し、続いてドライエッチングによりマスク以外の部分の半導体を選択的に除去する。このとき、除去する部分はｐ型クラッド層４５の途中までとする。
【００６６】
光導波路の幅、すなわち、リッジ４１の幅は伝搬する光をシングルモードとするために３μｍの幅とする。入射面１７及び射出面１０５における反射を抑えるために、リッジ４１は入射面１７及び射出面１０５の法線方向に対して約７度傾斜させている。
【００６７】
次に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィを用いてｐ電極である上部電極２０３を形成する。上部電極２０３は、例えばＴｉ／Ａｕである。なお、上部電極２０２も上部電極２０３と同時に形成される。上部電極２０２及び上部電極２０３はリッジ４１上に導波方向に対して直列にそれぞれが電気的に分離された状態で複数配置される。
【００６８】
更に、非電極領域のコンタクト層（図示せず）を、クエン酸過水を用いてウェットエッチングして除去し、電気的に絶縁された領域とする。複数のコンタクト層４６は、絶縁層４８によりそれぞれ電気的に分離されている。上部電極２０３は、複数のコンタクト層に対して共通に接続されるように形成される。
【００６９】
下部電極４９を形成する前に、ＧａＡｓ基板４２の底面を研磨して、ＧａＡｓ基板４２を１００μｍ程度の厚さにまで薄くする。こうすることで、ファセット面での劈開が容易となる。そして、ＧａＡｓ基板４２の底面に下部電極４９を真空蒸着法により形成する。ｎ電極である下部電極４９は、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕである。その後、良好な電気特性を得るため、ウエハを高温窒素雰囲気中でアニールして、電極と半導体を合金化する。最後に、劈開により入射面１７及び射出面１０５としてファセット面を出すことによりＳＯＡ４０が完成する。
【００７０】
上述の構造、形成方法、半導体材料、電極材料、誘電体材料などは実施形態として開示したものに限られるものではなく、本発明の主旨を外れないものであれば、他の方法や材料を利用することも可能である。一例としては、本実施形態のＳＯＡ４０の構成は、以下に例示するような変形が可能である。
【００７１】
ＧａＡｓ基板４２はｐ型のＧａＡｓ基板であってもよく、その場合は各半導体層の導電型もそれに応じて変更させる。本実施形態において、活性層４４は、単一量子井戸構造としているが、量子井戸は複数個であってもよい。その場合、組成及び井戸幅が複数の量子井戸間で統一された多重量子井戸構造であってもよく、統一されていない非対称多重量子井戸構造であってもよい。また、活性層４４の材料は、上述のものに限られるものではなく、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＳｂ等の発光材料であってもよい。また、活性層４４は、導波方向に対して一定の厚さ及び一定の組成とすることが望ましいが、本実施形態の効果が得られる範囲であればこれに限定されない。
【００７２】
光導波路であるリッジ４１の形状は、直線形状かつ一定の幅であり、更に一定の屈折率とすることが望ましいが、本実施形態の効果が得られる範囲であればこれに限定されない。例えば、曲線、折れ線等の形状で屈曲した光導波路形状であってもよく、分岐部を有する光導波路形状であってもよい。また、光導波路の幅及び屈折率の少なくとも１つが導波方向に変化するように構成されていてもよい。また、本実施形態では、シングルモードのレーザ光を伝搬させ得るためにリッジ４１の幅を３μｍとした例を示しているが、この幅を適宜変化させることでマルチモードのレーザ光を伝搬させ得る構造としてもよい。
【００７３】
本実施形態では、光導波路としてリッジ４１を用いたリッジ型光導波路を採用した例を示しているが、これに限定されない。例えば、ストライプ型の活性層、あるいは電流ブロック層を設けることで、電流又は光を閉じ込める構造としてもよい。
【００７４】
本実施形態では、各端面における反射を抑えるために、光導波路が端面付近で各端面の法線方向に対して約７度傾斜されているが、本実施形態の効果が得られる範囲であればこれに限定されず、適宜角度を変更可能である。
【００７５】
本実施形態では、制御用電極として設けられた上部電極の個数は２つとしているが、本実施形態の効果が得られる範囲であればこれに限定されず、適宜変更可能である。また、上部電極に代えて下部電極が複数個配置される構造であってもよく、上部電極と下部電極の両方が複数個配置される構造であってもよい。
【００７６】
ＳＯＡ４０は、入射面１７及び射出面１０５の一方又は両方の端面における光及び電流の集中を抑えるために、これらの端面付近に非利得領域が形成されている構成であってもよい。また、入射面１７及び射出面１０５の一方又は両方の端面での反射を抑えるために、端面に反射防止膜が形成されている構成であってもよい。
【００７７】
本実施形態では、非電極領域３９の幅は光導波路上で一定とした例を示しているが、本実施形態の効果が得られる範囲であればこれに限定されない。また、非電極領域３９ではコンタクト層４６が除去されるものとして説明したが、非電極領域３９において、コンタクト層４６の一部又は全部が除去されていない構成であってもよい。
【００７８】
以上のように作製されたＳＯＡ４０は、基板１２の孔２０に載置され、接着剤で固定する。このように構成することで、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８から射出された入射光１０２のうちの少なくとも一部がＳＯＡ４０のうちのいずれかの光導波路において増幅され、射出光１０６として出力される。射出光１０６が複数の光導波路から射出される場合には、射出光の強度が最も強い光導波路を光ファイバ（不図示）に光実装することで、ＳＯＡ４０の射出端とする。
【００７９】
図６は、本実施形態の光源モジュール１０００を駆動する駆動回路のブロック図である。駆動回路は、信号発生装置９０１、電圧増幅器９０３及び電流制御器９０５を有する。電圧増幅器９０３は、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８のＭＥＭＳ部に供給する電圧値を制御することで、発振波長を変化させ、射出されるレーザ光の波長を制御する。電流制御器９０５は、ＳＯＡ４０の上部電極２０２、２０３に供給する電流値を制御する。信号発生装置９０１は、電圧増幅器９０３及び電流制御器９０５に同じ波形の信号を供給する。こうすることで、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８のＭＥＭＳ部の駆動とＳＯＡ４０の駆動とを時間的に同期させることができる。なお、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８のＭＥＭＳ部に供給する電圧値と発振波長との関係はあらかじめ取得しておく。これにより、レーザ光の波長に応じてＳＯＡ４０の駆動電流値を制御することができる。電流制御器９０５は、ＳＯＡ４０の複数の上部電極２０２、２０３の各々に注入する電流量を個別に制御できる機構を備えている。なお、駆動回路の各ブロックの機能は、光源モジュール１０００の内部に設けられていてもよく、光源モジュール１０００が搭載される装置に設けられていてもよい。
【００８０】
以上のように本実施形態では第１の実施形態のより具体的な構成を説明した。本実施形態のＭＥＭＳ−ＶＣＥＳＬ１８、ＳＯＡ４０の構造及び配置を上述の各構成とすることにより、高出力かつ安価な光源モジュールを提供することができる。
【００８１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る光源モジュールについて説明する。第１、第２の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化することもある。また、第１、第２の実施形態を具体化又は変形した構成要素については、対応関係のみを説明し、重複する説明を省略することもある。なお、光源モジュールにおいて半導体レーザの射出面とＳＯＡ５００の入射面の距離は８０μｍ、その位置でのビームウエストは４．８μｍである。光源モジュールのうち、ＳＯＡ５００以外の部分の構成は第２の実施形態とＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ１８の射出光の波長を除いて同様であるため、説明を省略する。
【００８２】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第３の実施形態に係るＳＯＡ５００の構造図である。図７（ａ）は、ＳＯＡ５００の上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図である。
【００８３】
図７（ａ）を参照して、ＳＯＡ５００の上面視構造のうち、主として第１、第２実施形態との差異点を説明する。本実施形態では、ＳＯＡ５００において、入射面１０１側に面するリッジ５０８の個数が３つである。各リッジ５０８の幅は３μｍ、各リッジ５０８の中心間距離は４μｍとする。この３つのリッジ５０８が光導波路の途中の非電極領域３９において１本のリッジに光結合されてリッジ５０９となっており、これにより、射出面１０５側に面するリッジ５０９の個数は１つとなっている。なお本実施形態では３つのリッジ５０８の全部が光結合されているが、そのうちの一部のみが光結合される構成であってもよい。
【００８４】
図７（ｂ）を参照して、ＳＯＡ５００の断面構造のうち、主として第２実施形態との差異点を説明する。第２の実施形態における下部電極４９は、本実施形態では下部電極５０７に対応する。第２の実施形態におけるＧａＡｓ基板４２は、本実施形態ではＧａＡｓ基板５０１に対応する。第２の実施形態におけるｎ型クラッド層４３は、本実施形態ではｎ型クラッド層５０２に対応する。第２の実施形態における活性層４４は、本実施形態では活性層５０３に対応する。第２の実施形態におけるｐ型クラッド層４５は、本実施形態ではｐ型クラッド層５０４に対応する。第２の実施形態におけるコンタクト層４６は、本実施形態ではコンタクト層５０６に対応する。第２の実施形態における絶縁層４８は、本実施形態では絶縁層５０５に対応する。本実施形態では、第２の実施形態と一部の層の組成が異なる。ｎ型クラッド層５０２は、ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓである。ｐ型クラッド層５０４は、ｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓである。
【００８５】
次に本実施形態における活性層５０３の非対称量子井戸構造の詳細について、図８のバンド図を参照しつつ説明する。本実施形態における活性層５０３は、２つの量子井戸構造１００１、１００２を含む。第１の量子井戸構造１００１は、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓのガイド層、厚さ８ｎｍのＩｎ０．０７Ｇａ０．９３Ａｓ層の井戸層、厚さ１０ｎｍのＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓのバリア層を積層した構造である。また、第２の量子井戸構造１００２は、厚さ１０ｎｍのＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓのバリア層、厚さ６ｎｍのＡｌ０．０３Ｇａ０．９７Ａｓ層の井戸層、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓのガイド層を積層した構造である。なお、第１の量子井戸構造と第２の量子井戸構造とは、厚さ１０ｎｍのＡｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓのバリア層を共有している。
【００８６】
この量子井戸構造では第１の量子井戸構造１００１（Ｉｎ０．０７Ｇａ０．９３Ａｓ／Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ）の１次準位Ｅ１と、第２の量子井戸構造１００２（Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ａｓ／Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ａｓ）の基底準位Ｅ２とが略一致している。量子井戸構造Ａの各準位の発光波長は、第１の量子井戸構造１００１の基底準位Ｅ０は約８８０ｎｍ、１次準位Ｅ１は約８００ｎｍ、第２の量子井戸構造１００２の基底準位Ｅ２は約８００ｎｍである。
【００８７】
本実施形態の構造では、３つのリッジ５０８が光導波路の途中で１つのリッジ５０９になることにより、近接リッジに光のパワーが移動することに関する結合長を考慮することなく、ＳＯＡ５００の光導波路の長さの設計が可能となる。
【００８８】
また、ＳＯＡ５００からの射出光１０６の射出位置が固定されるため、射出位置が複数の場合と比べてＳＯＡ１４をパッケージに実装した後の光ファイバへの光実装がより容易になる。
【００８９】
以上のように本実施形態では第２の実施形態を変形した構成例を説明した。本実施形態のＳＯＡ５００の構造及び配置を上述の各構成とすることにより、高出力かつ安価な光源モジュールを提供することができる。
【００９０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態として、第１乃至第３の実施形態に係る光源モジュールを用いた情報取得装置の１つである光干渉断層計（ＯＣＴ）の例を、図９を参照して説明する。
【００９１】
図９は、第４の実施形態に係るＯＣＴ４００のブロック図である。ＯＣＴ４００は、測定対象物４１０の断層像等の情報を取得する情報取得装置である。ＯＣＴ４００は、光源装置４０１、干渉光学系４０２、情報取得部４０５、光検出光学系４５０、表示部４６０、レンズ４７０を有する。光源装置４０１は第１乃至第３の実施形態に係る光源モジュールである。
【００９２】
干渉光学系４０２は、分波干渉部４２０、参照光学系４３０、照射光学系４４０を有する。参照光学系４３０は、コリメータレンズ４３１、４３２、反射鏡４３３を有する。照射光学系４４０は、コリメータレンズ４４１、４４２、反射鏡４４３を有する。光検出光学系４５０は、分光部４０３、干渉光検出部４０４、コリメータレンズ４５１、４５２を有する。干渉光学系４０２は、光源装置４０１からの光を測定対象物４１０へ照射する照射光と、参照光とに分波し、測定対象物４１０に照射された光の反射光と、参照光とによる干渉光を発生させる。この干渉光は、測定対象の測定対象物４１０の情報を有する。分光部４０３で分光された干渉光は、干渉光検出部４０４の異なる位置に異なる波長の光が照射される形で干渉光検出部４０４に受光される。
【００９３】
光源装置４０１から射出された光は、レンズ４７０を介してファイバカプラである分波干渉部４２０に入射される。この入射光は、干渉光学系４０２の分波干渉部４２０によって、照射光と参照光とに分波される。照射光は、照射光学系４４０を経て測定対象の測定対象物４１０に反射されて反射光となり、参照光学系４３０で反射された参照光と分波干渉部４２０で干渉光を生じる。すなわち、入射光を照射光と参照光とに分波する分波干渉部４２０は、分波のためのファイバカプラが反射光と参照光を干渉させる機能をも有する。光検出光学系４５０は、分波干渉部４２０で生じた干渉光を検出する。情報取得部４０５は、光検出光学系４５０で検出された光に基づいて測定対象物４１０の情報、例えば断層像に関する情報を得る。表示部４６０は、得られた断層像を表示する。
【００９４】
分波干渉部４２０により分波された光の一部である参照光は光ファイバを介して参照光学系４３０へ入射される。参照光はコリメータレンズ４３１、４３２を経由して反射鏡４３３で反射し、反射した参照光は再度コリメータレンズ４３１、４３２を経由して光ファイバへ入射する。分波干渉部４２０で分波されたもう一方の光である照射光は、光ファイバを介して照射光学系４４０へ入射される。照射光は、コリメータレンズ４４１、光路を９０°曲げるための反射鏡４４３、コリメータレンズ４４２を介して測定対象物４１０へ入射される。測定対象物４１０からの反射光は、コリメータレンズ４４２、反射鏡４４３、コリメータレンズ４４１を経由して光ファイバに戻る。
【００９５】
参照光学系４３０及び照射光学系４４０から戻った光は、分波干渉部４２０を通過し、光検出光学系４５０へ入射される。この光はコリメータレンズ４５１、回折格子等を含む分光部４０３、コリメータレンズ４５１を経由して、干渉光検出部４０４で受光される。干渉光検出部４０４は、分光部４０３により分光された光のスペクトル情報を得るためのラインセンサ等を含む。
【００９６】
なお、上述の説明では、参照光学系４３０は反射鏡４３３を有し、反射鏡４３３で反射した光が分波干渉部４２０に戻る構成の例を示した。しかしながら、参照光学系４３０は、反射鏡４３３に代えて、所定の光路長の光路を通過して分波干渉部４２０に戻る構成であってもよい。
【００９７】
本実施形態に係るＯＣＴ４００は、眼科、歯科、皮膚科等の分野において、動物、人等の生体の断層像に関する情報を取得することができる。生体の断層像に関する情報とは、生体の断層像のみならず、断層像を得るために必要な数値データをも含み得る。本実施形態に係るＯＣＴ４００は、特に、測定対象を人体の眼底とし、眼底の断層像に関する情報を取得するために用いることが好適である。
【００９８】
ＯＣＴ用光源には、高出力であることと、低価格であることが求められる。高出力であることが求められる理由は、高精度化のためである。光源からの光出力が小さいと、測定対象物からの反射光が弱くなり、ノイズの影響が相対的に大きくなるため、Ｓ／Ｎ比が低下する。また、参照光の強度が弱くなることによるＳ／Ｎ比の低下も生じ得る。したがって、光源を高出力化することが、ＯＣＴの高精度化につながる。また、ＯＣＴの価格全体に占める光源装置の価格の割合は比較的大きいため、より安価にＯＣＴを提供するためには、光源装置を低価格化することが有効である。
【００９９】
このような要求特性に対し、第１乃至第３実施形態の光源モジュールを用いることにより、高出力かつ低価格なＯＣＴ用光源が提供される。したがって、本実施形態によれば、高精度かつ低価格なＯＣＴが提供される。
【０１００】
なお、本実施形態では、情報取得装置の一例としてＯＣＴの一例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなくその他の情報処理装置にも適用可能である。また、本実施形態に示すＯＣＴの構成はＯＣＴの構成の一例である。したがって、第１乃至第３実施形態の光源モジュールは、その他のブロック図の構成によるＯＣＴにも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１          光源モジュール（光源装置）
１０        半導体レーザ（発光装置）
１２        基板（基体）
１３、１５  位置決め機構
【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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