(57)【要約】【課題】モード同期動作の正常／異常に関する評価を簡単に行うことができ、さらには自動化が容易な、モード同期半導体レーザの試験方法を提供する。【解決手段】  利得領域に供給する駆動電流の値を駆動回路１１１で変化させながら、可飽和吸収領域で発生するフォトカレントの値を電流計１１３で測定することにより、駆動電流とフォトカレントとの関係を取得する。次に、フォトカレントが急激に上昇するときの駆動電流値を検出する。さらに、実際に使用する際の駆動電流値がキンクに対応する駆動電流値よりも大きい場合は半導体レーザはモード同期動作を行うと判定し、他の場合はモード同期動作を行わないと判定する。キンクを用いて半導体レーザの良／不良を判定できるので、判定作業が簡単で、自動化も容易である。【選択図】図１
2009224639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流が供給されたときに光の生成および増幅を行う利得領域と、逆バイアス電圧を印加されたときに前記利得領域から出力された光の強度を変調する可飽和吸収領域とを備えた共振器を有する半導体レーザの試験方法であって、
前記可飽和吸収領域で発生するフォトカレントの値を、前記駆動電流の値を変化させつつ測定することにより、該駆動電流と該フォトカレントとの関係を取得する測定ステップと、
該測定ステップで得られた関係のキンクを検出するキンク検出ステップと、
前記キンクの検出結果に基づいて、所定の駆動電流値で前記共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する良否判定ステップと、
を含むことを特徴とする半導体レーザの試験方法。
【請求項２】
前記キンク検出ステップは、前記駆動電流の増加に対して前記フォトカレントが第１しきい値以上増加する部分を前記キンクであると判定する第１ステップであり、かつ、
前記良否判定ステップは、前記所定の駆動電流値が当該キンクに対応する前記駆動電流値よりも大きい場合は前記モード同期動作を行うと判断し、他の場合は該モード同期動作を行わないと判断する第２ステップである、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの試験方法。
【請求項３】
前記キンク検出ステップは、前記駆動電流の増加に対して前記フォトカレントが第２しきい値以上減少する部分を前記キンクであると判定するステップであり、かつ、
前記良否判定ステップは、前記測定ステップが取得した前記関係を前記駆動電流で微分する第３ステップと、前記キンクよりも前記駆動電流が小さい領域と大きい領域とに分けて前記微分結果の変動幅を所定変動幅と比較する第４ステップと、該微分結果の変動幅が該所定変動幅よりも大きい領域では前記共振器がＣＷ発振動作を行っており、該微分結果の変動幅が該所定変動幅よりも小さい領域では前記共振器が前記モード同期動作していると判断する第５ステップと、該第５ステップの判定結果に基ついて、前記所定の駆動電流値が前記モード同期動作に対応するか否かを判定する第６ステップとを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの試験方法。
【請求項４】
前記測定ステップ、前記キンク検出ステップ、前記良否判定ステップおよび前記良否判定ステップを含む評価プロセスを、所定のタイムスケジュールで複数回実行することを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザの試験方法。
【請求項５】
駆動電流が供給されたときに光の生成および増幅を行う利得領域と、逆バイアス電圧を印加されたときに前記利得領域から出力された光の強度を変調する可飽和吸収領域とを備えた共振器を有する半導体レーザの試験を行う、半導体レーザ試験装置であって、
前記駆動電流の値を変化させる駆動回路と、
前記可飽和吸収領域で発生するフォトカレントの値を測定する電流計と、
前記駆動回路に前記駆動電流の値を変化させつつ前記電流計に前記フォトカレントを測定させることにより該駆動電流と該フォトカレントとの関係を取得し、該関係のキンクを検出し、さらに、該キンクの検出結果に基づいて所定の駆動電流値で前記共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する制御回路と、
を備えることを特徴とする半導体レーザの試験装置。
【請求項６】
前記制御回路が、
前記駆動電流の増加に対して前記フォトカレントが第１しきい値以上増加する部分を前記キンクであると判定し、かつ、
前記所定の駆動電流値が当該キンクに対応する前記駆動電流値よりも大きい場合は前記モード同期動作を行うと判断し、他の場合は該モード同期動作を行わないと判断する、
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザの試験装置。
【請求項７】
前記制御回路が、
前記駆動電流の増加に対して前記フォトカレントが第２しきい値以上減少する部分を前記キンクであると判定し、かつ、
前記制御回路が取得した前記関係を前記駆動電流で微分し、前記キンクよりも前記駆動電流が小さい領域と大きい領域とに分けて前記微分結果の変動幅を所定変動幅と比較し、該微分結果の変動幅が該所定変動幅よりも大きい領域では前記共振器がＣＷ発振動作を行っておりかつ該微分結果の変動幅が該所定変動幅よりも小さい領域では前記共振器が前記モード同期動作していると判断し、この判定結果に基ついて、前記所定の駆動電流値が前記モード同期動作に対応するか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザの試験装置。
【請求項８】
前記制御回路が、前記駆動電流と前記フォトカレントとの関係を取得して、前記キンクを検出し、該キンクの検出結果に基づいて所定の駆動電流値で前記共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する処理を、所定のタイムスケジュールで複数回実行することを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザの試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、利得領域で励起した光を可飽和吸収領域で変調することによって光パルス列を生成する、モード同期半導体レーザ(MLLD:Mode Locked Laser Diode)の試験方法および試験装置に関する。この発明は、例えば、高速光通信用モード同期半導体レーザの試験に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークの中継装置等では、受信した信号光を電気信号に変換して、電気回路で信号処理を行い、処理後の電気信号を再び光信号に変換して送信する。このような装置では、信号処理速度が電気回路の処理速度に制限され、最大で４０Ｇｂｐｓ程度である。このため、さらなる高速処理を実現するためには、光信号のまま信号処理を行う技術が望まれる。光信号処理を実現するためには、繰り返し周波数が非常に高い光パルス列を使用する必要がある。高周波数の光パルス列を生成する手段としては、モード同期半導体レーザが知られている。
【０００３】
モード同期半導体レーザは、駆動条件に応じて、ＣＷ(Continuous Wave) 動作を行ったり、モード同期動作を行ったりする。ＣＷ動作とは、ピーク強度が一定の光、すなわちＣＷ光を生成する動作である。これに対して、モード同期動作とは、ＣＷ光の光強度を所定の時間周期で変化させることによって、光パルス列を生成する動作である。本願において、‘モード同期半導体レーザ’は、ＣＷ光を生成する機構に該ＣＷ光の光強度を所定時間周期で変化させる機構を付加してなる半導体レーザを指すものとする。
【０００４】
図１８は、モード同期半導体レーザに設けられる共振器の一構造例を概念的に示す模式図である。
【０００５】
図１８の共振器１００において、利得領域１０１は、直流の順方向電流Ｉｏｐが注入されているとき、光励起を行う。この光励起による生成光は、反射面１０５や分布ブラッグ反射領域１０３内の回折格子（図示せず）で反射することにより、共振器１００内での往復を繰り返す。励起光は、利得領域１０１を通過する度に増幅される。但し、利得領域１０１は、利得が飽和すると増幅を行わない。
【０００６】
可飽和吸収領域１０２は、直流の逆バイアス電圧Ｖｒｅの印加が開始されると、生成光の一部を吸収するようになる。このときの吸収係数は、入射光強度が大きくなるほど、小さくなる。可飽和吸収領域１０２に吸収された光は、フォトカレントＩｍｏｄになる。
【０００７】
分布ブラッグ反射領域１０３は、図示しない回折格子を用いて、生成光から所望の周波数帯域成分を抽出する。印加電圧Ｖｂを変化させて分布ブラッグ反射領域１０３の屈折率を変えることにより、回折格子間の光学距離を変化させることができ、これにより、抽出される周波数帯域を調整することができる。
【０００８】
位相調整領域１０４は、共振器１００の両端面１０５，１０６間の全光学距離が、生成光波長の整数倍になるように調整するための領域である。印加電圧Ｖｐを変化させることにより、位相調整領域１０４の屈折率（したがって光学距離）を調整することができる。共振器の光学距離を所望波長の整数倍にすると、生成光が共振器内を往復するにしたがい、当該所望波長の光のみが増幅され、他の波長の光は減衰する。
【０００９】
このような構成において、生成光が共振器１００内の往復を繰り返すと、利得領域１０１による増幅率と可飽和吸収領域１０２による吸収率とが、周期的に変動する。これらの変動位相は一致しないので、生成光には、増幅率が吸収率よりも高いものと、吸収率が増幅率よりも高いものとが生じて、パルス波形化する。そして、このパルス光の光強度が所定値を超えると、両端面１０５，１０６から出力される。
【００１０】
従来より、モード同期半導体レーザの信頼性等を評価するために、エージング試験が行われている。エージング試験とは、モード同期半導体レーザに長期間の連続動作を行わせて故障の発生状況を評価する試験である。エージング試験は、量産したモード同期半導体レーザ素子から安定動作する素子を選別する工程や、選別した素子が実際に安定動作するか否かを確認する工程で、行われる。エージング試験の所要時間は、一回の試験につき、例えば５０００時間である。エージング試験では、十分なレーザ光強度が維持できるか否かの評価や、正常なモード同期動作が維持できるか否かの評価等が行われる。
【００１１】
レーザ光強度を評価する方法としては、例えばＡＰＣ(Auto Power Control)法やＡＣＣ(Auto Current Control)法が知られている。
【００１２】
ＡＰＣ法とは、利得領域１０１の順方向電流Ｉｏｐ（図１８参照）をレーザ光強度が一定となるように自動制御しながら、モード同期半導体レーザを連続動作させる方法である。このＡＰＣ法では、順方向電流Ｉｏｐの値が所定値を超えたときに、故障したと判断される。ＡＰＣ法を用いたエージング試験方法は、例えば下記特許文献１に開示されている。特許文献１の試験方法では、フォトカレントＩｍｏｄ（図１８参照）を測定することによって、レーザ光強度を判断している（例えば、特許文献１の段落００１２参照）。この方法によれば、レーザ出力光の強度を光検出器で直接検出する場合よりも正確な検出を行うことができ、したがってレーザ光強度を高精度に自動制御することが可能である。
【００１３】
また、ＡＣＣ法とは、順方向電流Ｉｏｐを固定値にしてモード同期半導体レーザを連続動作させ、レーザ光強度を測定する方法である。ＡＣＣ法では、レーザ光強度が所定値を下回ったときに、故障したと判断される。
【００１４】
一方、モード同期動作の正常／異常を評価する方法としては、出力された光パルス列の自己相関波形、光スペクトルおよびＲＦ(Radio Frequency) スペクトルを観察する方法が知られている。
【００１５】
図１９（Ａ）は、光パルス列の自己相関波形の一例を示す波形図であり、横軸は時間［ピコ秒］、縦軸は自己相関関数の強度［任意単位］である。図１９（Ａ）に示したように、自己相関波形からは、レーザ光出力の時間と強度との関係を観察できるので、パルス発振の有無を直接的に評価することができる。
【００１６】
図１９（Ｂ）は、光パルス列の光スペクトルの一例を示す波形図であり、横軸は波長［ｎｍ］、縦軸は光強度［任意単位］である。図１９（Ｂ）に示したように、モード同期動作が行われているとき、各波長成分には、一定の位相関係が存在する。そして、各波長成分により、同図に示したような包絡線αが得られる。これに対して、ＣＷ動作では、各波長成分の位相関係は、一定しない。図１９（Ｂ）の光スペクトルは、縦モードスペクトルとも呼ばれる。縦モードスペクトルは、光パルス列の時間波形（すなわち、図１９（Ａ）の自己相関波形）をフーリエ変換したものに相当する。したがって、図１９（Ｂ）に示した包絡線αの半値幅Ｗ２は、光パルス（図１９（Ａ）参照）の半値幅Ｗ１の逆数に依存して変化する。このため、これら半値幅の積Ｗ１×Ｗ２は、定数になる。この積Ｗ１×Ｗ２は、時間帯幅積と称されている。時間波形がガウス関数に一致する場合、時間帯幅積は、０．４４である。よって、この時間帯幅積を求めることにより、光パルス列（図１９（Ａ）参照）を構成する各光パルスの、理論値からのずれを評価することができる。
【００１７】
図１９（Ｃ）は、光パルス列のＲＦスペクトルの一例を示す波形図であり、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸は強度（ｄＢ）［任意単位］である。図１９（Ｃ）に示したように、正常なモード同期動作が行われているとき、一定条件下で、所定周波数ｆ（ここではｆ＝４０ＧＨｚ）ごとにピークβが発生する。ピークβの周波数ｆは、ｆ＝ｃ／２ｎＬ（ｎは屈折率、Ｌは共振器長）で得られる。これに対して、正常なモード周期動作が行われていないとき、上記条件下で周波数ｆでピークが発生せず、所定のパルセーション周波数ごとに多数のピークが発生する場合がある。このような異常ピークは、パルセーションと呼ばれる。パルセーションが発生すると、光パルス列に振幅変調が生じて定常的な光パルス列が得られなくなるという不都合が生じる。
【特許文献１】特開平１０−２５３７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述のように、レーザ光強度に関しては、特許文献１の方法等を用いることにより、高精度な評価を自動で行うことができる。
【００１９】
これに対して、光パルス列の正常／異常を評価する試験は、自己相関波形、光スペクトルおよびＲＦスペクトルを作業員がその都度観察する必要があった。
【００２０】
上述のように、エージング試験は、例えば５０００時間程度の長時間にわたって連続的に行われる。評価処理は、例えば、１５分間隔で２０回行われ後、１時間間隔で２０回行われ、さらに、２０時間間隔で２４８回行われる。試験開始初期に評価間隔が短いのは、初期不良を検出するためである。評価の頻度が高いほど、この評価を行うための作業負担は大きくなる。
【００２１】
また、通常のエージング試験では、統計学的な理由から、多数個のモード同期半導体レーザ素子について同時に試験を行う。実際のエージング試験で同時に使用される素子数は、例えば２５個である。同時に試験する素子数が多いほど、この評価を行うための作業負担は大きくなる。
【００２２】
以上のような理由から、モード同期動作の正常／異常を評価する試験は、多大な人的負担を要していた。
【００２３】
この発明の課題は、モード同期半導体レーザの良／不良に関する評価を簡単に行うことができ、さらには自動化が容易な、試験方法および試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
（１）第１の発明は、駆動電流が供給されたときに光の生成および増幅を行う利得領域と、逆バイアス電圧を印加されたときに利得領域から出力された光の強度を変調する可飽和吸収領域とを備えた共振器を有する半導体レーザの試験方法に関する。
【００２５】
そして、可飽和吸収領域で発生するフォトカレントの値を駆動電流の値を変化させつつ測定することにより駆動電流とフォトカレントとの関係を取得する測定ステップと、測定ステップで得られた関係のキンクを検出するキンク検出ステップと、キンクの検出結果に基づいて所定の駆動電流値の範囲で共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する良否判定ステップとを含む。
【００２６】
（２）第２の発明は、駆動電流が供給されたときに光の生成および増幅を行う利得領域と、逆バイアス電圧を印加されたときに利得領域から出力された光の強度を変調する可飽和吸収領域とを備えた共振器を有する半導体レーザの試験を行う試験装置に関する。
【００２７】
そして、駆動電流の値を変化させる駆動回路と、可飽和吸収領域で発生するフォトカレントの値を測定する電流計と、駆動回路に駆動電流の値を変化させつつ電流計にフォトカレントを測定させることにより駆動電流とフォトカレントとの関係を取得し、関係のキンクを検出し、さらに、キンクの検出結果に基づいて所定の駆動電流値の範囲で共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する制御回路とを備える。
【発明の効果】
【００２８】
この発明では、駆動電流とフォトカレントとの関係に発生するキンクによってＣＷ光発振動作とモード同期動作との切り換わりを検出するので、モード同期動作の正常／異常を簡単に評価することができ、試験の省力化や自動化が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。
【００３０】
＜第１の実施形態＞
この発明の第１の実施形態に係るモード同期半導体レーザの試験方法について、図１〜図６を用いて説明する。
【００３１】
最初に、この実施形態に係る試験方法の基礎となる原理について説明する。
【００３２】
図１は、この実施形態で使用した測定装置の構成を示す概念図である。図１において、図１８と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図１８の場合と同じである。
【００３３】
図１に示したように、この測定装置１１０は、駆動回路１１１、逆バイアス用電源１１２、電流計１１３、フォトダイオード１１４および制御回路１１５を備えている。
【００３４】
駆動回路１１１は、利得領域１０１へ駆動電流Ｉｏｐを供給するとともに、分布ブラッグ反射領域１０３および位相調整領域１０４に制御電圧Ｖｂ，Ｖｐを供給する。上述のように、駆動電流Ｉｏｐは、直流の順方向電流である。また、電圧Ｖｂ，Ｖｐはモード同期半導体レーザの設定波長等に応じて定められる、固定電圧である。
【００３５】
逆バイアス用電源１１２は、可飽和吸収領域１０２に、直流の逆バイアス電圧Ｖｒｅを印加する。この逆バイアス電圧Ｖｒｅは、固定電圧である。
【００３６】
電流計１１３は、フォトカレントＩｍｏｄを測定する。フォトカレントＩｍｏｄの値は、制御回路１１５に送られる。
【００３７】
フォトダイオード１１４は、分布ブラッグ反射領域１０３の共振器端面１０６から出力されたレーザ光を受光し、レーザ光強度に応じた値の電流ＩL を出力する。電流ＩL の値は、制御回路１１５に送られる。
【００３８】
制御回路１１５は、駆動回路１１１から利得領域１０１に供給される駆動電流Ｉｏｐを変化させながら、電流計１１３およびフォトダイオード１１４の測定結果Ｉｍｏｄ，ＩＬを取得する。
【００３９】
次に、測定装置１１０の測定結果について、図２〜図６を用いて説明する。
【００４０】
図２は、測定装置１１０による測定の結果を示すグラフである。図２において、横軸は駆動電流Ｉｏｐ［ｍＡ］であり、縦軸は光強度［ｍＷ］、フォトカレント［ｍＡ］および駆動電圧［Ｖ］である。また、図２において、曲線ａ１は、駆動電流Ｉｏｐと駆動電圧Ｖｏｐとの関係を示している。曲線ｂ１は、駆動電流Ｉｏｐと、フォトダイオード１１４の出力電流ＩＬとの関係を示している。また、曲線ｃ１は、駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係を示している。
【００４１】
図２から分かるように、駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係を示す曲線ｃ１には、駆動電流Ｉｏｐ＝７５ｍＡの付近で、キンクが発生している。これに対して、曲線ａ１，ｂ１には、特異点は発生していない。なお、この実施形態において、キンクとは、駆動電流Ｉｏｐの変化に対するフォトカレントＩｍｏｄの変化が急激に増大する部分を指している。
【００４２】
図３〜図６は、この実施形態で使用したモード同期半導体レーザの、出力レーザ光の特性を示しており、それぞれ、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。また、図３は駆動電流Ｉｏｐが５０ｍＡの場合、図４は駆動電流Ｉｏｐが７５ｍＡの場合、図５は駆動電流Ｉｏｐが８０ｍＡの場合、図６は駆動電流Ｉｏｐが１００ｍＡの場合である。
【００４３】
図３（Ａ）および図４（Ａ）の自己相関波形から分かるように、駆動電流Ｉｏｐが５０ｍＡ，７５ｍＡの場合（すなわち駆動電流Ｉｏｐがキンク発生点よりも小さい場合）は、レーザ出力強度が時間的にほぼ一定であり、パルスを形成していない。また、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）の光スペクトルから分かるように、モード同期動作時（図１９（Ｂ）参照）と比較して、半値幅Ｗ３，Ｗ４が非常に広い。さらに、図３（Ｃ）および図４（Ｃ）から分かるように、一定の周波数ごとにパルセーションが発生している。このようにして、駆動電流Ｉｏｐがキンク発生電流よりも小さい場合にはモード同期半導体レーザがＣＷ動作を行っていることが確認できた。
【００４４】
これに対して、図５（Ａ）および図６（Ａ）の自己相関波形から分かるように、駆動電流Ｉｏｐが８０ｍＡ，１００ｍＡの場合（すなわち駆動電流Ｉｏｐがキンク発生点よりも大きい場合）は、レーザ出力強度が時間的に変化して、パルスを形成している。また、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）の光スペクトルから分かるように、出力光の半値幅は非常に狭い。さらに、図５（Ｃ）および図６（Ｃ）から分かるように、４０ギガヘルツのみに強度ピークが存在しており、パルセーションは発生していない。このようにして、駆動電流Ｉｏｐがキンク発生電流よりも大きい場合にはモード同期半導体レーザがモード同期動作を行っていることが確認できた。
【００４５】
以上の説明から分かるように、モード同期半導体レーザがモード同期動作を行っているか否かは、自己相関波形等を観察しなくとも、駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係を示す曲線のキンクから判定できる。これは、以下のような理由によるものであると推察される。
【００４６】
図５（Ａ）および図６（Ａ）から分かるように、モード同期動作が行われているとき、半導体レーザは、レーザ光の出力と遮断とを周期的に繰り返す。ここで、レーザ光は、強度が所定値以上のときに端面１０５，１０６から出力され、所定値未満のときに遮断される。したがって、レーザ光が遮断されるときには、可飽和吸収領域１０２による光吸収率が非常に高くなっており、その分だけフォトカレントＩｍｏｄが増大する。一方、レーザ光が出力されるときには、可飽和吸収領域１０２による光吸収率は低いので、フォトカレントＩｍｏｄも小さい。
【００４７】
ここで、ＣＷ動作時には、レーザ光が常に出力状態に維持されている。したがって、フォトカレントＩｍｏｄの平均値は小さくなると考えられる。
【００４８】
これに対して、モード同期動作時には、レーザ光が出力／遮断を繰り返している。したがって、周期的にフォトカレントＩｍｏｄが増大する分だけ、該フォトカレントＩｍｏｄの平均値は大きくなると考えられる。
【００４９】
その結果、レーザ出力動作がＣＷ動作からモード同期動作に切り換わるときには、フォトカレントＩｍｏｄの平均値が急激に上昇して、キンクが発生すると考えられる。
【００５０】
以下、この原理を用いてモード同期半導体レーザの試験を行う方法を説明する。この実施形態に係る試験は、例えば図１に示したような装置を用いて行うことができる。但し、光電流ＩL や駆動電圧Ｖｏｐの測定は必要なく、したがってフォトダイオード１１４を設ける必要はない。
【００５１】
まず、上述のように、制御回路１１５が、駆動電流Ｉｏｐの値を変化させつつフォトカレントＩｍｏｄの値を測定することにより、これら電流Ｉｏｐ，Ｉｍｏｄの関係を取得する（図２参照）。
【００５２】
次に、制御回路１１５は、該測定ステップで得られた関係のキンクを検出する。この実施形態では、図２に示したように、駆動電流Ｉｏｐの増加に対してフォトカレントＩｍｏｄが急激に増加している部分をキンクであると判定する。急激な増加であるか否かを判定するためには、例えば、Ｉｏｐに対するフォトカレントＩｍｏｄの増加率を所定のしきい値と比較すればよい。このしきい値は、モード同期半導体レーザの種類等に応じて実験的に求めればよい。
【００５３】
続いて、制御回路１１５は、キンクの検出結果に基づき、モード同期半導体レーザを実際に駆動させる際の駆動電流値で、共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する。このためには、実際の使用における駆動電流値の設定範囲を決定し、該設定範囲がキンクに対応する駆動電流値よりも大きいか否かを判断すればよい。すなわち、実際に使用する駆動電流値の設定範囲全体がキンクよりも大きい電流値側に含まれる場合は正常にモード同期動作すると判断し、該設定範囲の一部または全部がキンクよりも小さい電流値側に含まれる場合は正常にモード同期しないと判断すればよい。
【００５４】
以上説明したように、この実施形態によれば、自己相関波形や光スペクトル、ＲＦスペクトルを観察すること無しに、半導体レーザがモード同期動作しているか否かを判定することができる。したがって、この実施形態によれば、モード同期動作の正常／異常に関する評価を簡単に行うことができ、さらには自動化が容易となる。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
次に、この発明の第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの試験方法について、図７〜図１４を用いて説明する。
【００５６】
最初に、この実施形態に係る試験方法の基礎となる原理について説明する。
【００５７】
図７（Ａ）および図８（Ａ）は、測定装置１１０による測定の結果を示すグラフである。なお、図７（Ａ）、図８（Ａ）に示したような測定は、上述の第１の実施形態と同様の試験装置（図１参照）を用いて、行うことができる。図７（Ａ）および図８（Ａ）において、横軸は駆動電流Ｉｏｐ［ｍＡ］であり、縦軸は光強度［ｍＷ］、フォトカレントＩｍｏｄ［ｍＡ］および駆動電圧Ｖｏｐ［Ｖ］である。また、図７（Ａ）および図８（Ａ）において、曲線ａ２，ａ３は、駆動電流Ｉｏｐと駆動電圧Ｖｏｐとの関係を示している。曲線ｂ２，ｂ３は、駆動電流Ｉｏｐと、フォトダイオード１１４の出力電流ＩL との関係を示している。曲線ｃ２，ｃ３は、駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係を示している。
【００５８】
図７（Ｂ）および図８（Ｂ）は、駆動電流Ｉｏｐと、フォトカレントＩｍｏｄを駆動電流Ｉｏｐで微分した値ΔＩ−Ｉｍｏｄとの関係を示している。図７（Ｂ）および図８（Ｂ）において、横軸は駆動電流値Ｉｏｐ［ｍＡ］、縦軸はフォトカレントＩｍｏｄを駆動電流Ｉｏｐで微分した値［単位無し］である。
【００５９】
上述の第１の実施形態では、フォトカレントＩｍｏｄが急激に増加したときに、半導体レーザがＣＷ動作からモード同期動作に切り換わったと判断した。これに対して、図７（Ａ）、図８（Ａ）の例では、フォトカレントＩｍｏｄの急激な増加は検出されず、その代わりに、該フォトカレントＩｍｏｄの急激な減少と光電流ＩL の急激な増加とが検出された。このとき、駆動電圧の変化（曲線ａ１，ａ２参照）には、特異点は発生していない。光電流ＩL の急激な増加は、モードホッピングに起因していると考えられる。モードホッピングとは、半導体レーザの出力光が、ある縦モードから他のモードに急激にシフトする現象である。本発明者の検討の結果によれば、モードホッピングが発生した場合、ＣＷ動作からモード同期動作に切り換わったにもかかわらず、フォトカレントＩｍｏｄの急激な増加は検出されず、逆に、該フォトカレントＩｍｏｄの急激な減少が発生する場合がある（図７（Ａ）参照）。さらには、ＣＷ動作からモード同期動作への切り換えが発生していない場合でも、モードホッピングの発生に伴ってフォトカレントＩｍｏｄが急激に減少する場合もある（図８（Ａ）参照）。なお、モードホッピングが発生するか否かや、モードホッピングと同時にＣＷ動作／モード同期時の切り換えが行われるか否かは、素子構造の違いや製造ばらつき等に起因していると考えられる。
【００６０】
図９、図１０は、図７の測定で用いたモード同期半導体レーザ素子の出力レーザ光特性を示しており、図９は駆動電流Ｉｏｐが１１５ｍＡの場合、図１０は駆動電流Ｉｏｐが１１７ｍＡの場合である。図９および図１０において、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【００６１】
図９から分かるように、図７の測定で用いたモード同期半導体レーザ素子では、駆動電流Ｉｏｐが１１５ｍＡのとき、自己相関波形や光スペクトルはモード同期動作に近い状態になっているものの、ＲＦスペクトルではパルセーションが観察された。なお、モード同期周波数は、第１の実施形態と同様、４０ＧＨｚである。一方、図１０から分かるように、駆動電流Ｉｏｐが１１７ｍＡのときには、自己相関波形、光スペクトル、ＲＦスペクトルともに正常なモード同期動作を示していた。このことから、図７に対応するモード同期半導体レーザ素子では、駆動電流Ｉｏｐが１１５ｍＡから１１７ｍＡの間、すなわちフォトカレントＩｍｏｄの急激な減少と光電流ＩL の急激な増加との発生付近で、ＣＷ動作からモード同期動作への移行が行われていることが分かる。
【００６２】
図１１〜図１４は、図８の測定で用いたモード同期半導体レーザ素子の出力レーザ光特性を示しており、図１１は駆動電流Ｉｏｐが５０ｍＡの場合、図１２は駆動電流Ｉｏｐが６０ｍＡの場合、図１３は駆動電流Ｉｏｐが６５ｍＡの場合、図１４は駆動電流Ｉｏｐが１００ｍＡの場合である。図１１〜図１４において、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【００６３】
図１１〜図１４から分かるように、図８に対応するモード同期半導体レーザ素子では、駆動電流Ｉｏｐが５０〜１００ｍＡの全域において、自己相関波形、光スペクトル、ＲＦスペクトルともに図１９と同様の特徴を有しており、したがって正常なモード同期動作を示していた。このことから、図８に対応するモード同期半導体レーザ素子では、駆動電流Ｉｏｐの全域でモード同期動作していることが分かる。すなわち、図８の例では、フォトカレントＩｍｏｄの急激な減少と光電流ＩL の急激な増加との発生付近で、ＣＷ動作からモード同期動作への移行は行われていない。但し、駆動電流Ｉｏｐが６０ｍＡから６５ｍＡに移行する間に、光スペクトルの中心周波数が高周波側にシフトしている。このシフトは、モードホッピングに起因していると思われる。
【００６４】
このように、モードホッピングが発生したために、フォトカレントＩｍｏｄのキンクを検出するだけの方法（第１の実施形態参照）では、ＣＷ動作からモード同期動作への移行を検出できない場合がある。これに対して、この実施形態では、駆動電流Ｉｏｐと微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄとの関係を用いて、ＣＷ動作／モード同期動作の判別を行う（図７（Ｂ）、図８（Ｂ）参照）。上述したように、微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄとは、フォトカレントＩｍｏｄを駆動電流Ｉｏｐで微分した値である。
【００６５】
図７（Ｂ）から分かるように、ＣＷ動作のときは微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄの変動幅が非常に大きいが、モード同期動作のときは該変動幅が小さくなる。また、図８（Ｂ）の例すなわち常にモード同期動作を行う場合は、微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄの変動幅も常に小さい値である。したがって、微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄの変動幅と所定幅とを比較することによって、半導体レーザ素子がＣＷ動作しているのか或いはモード同期動作しているのかの判別を行うことができる。判別の基準となる所定幅は、モード同期半導体レーザの設計条件等によって異なる。
【００６６】
以下、この原理を用いてモード同期半導体レーザの試験を行う方法を説明する。この実施形態に係る試験は、例えば図１に示したような装置を用いて行うことができる。但し、光電流ＩL や駆動電圧Ｖｏｐの測定は必要なく、したがってフォトダイオード１１４を設ける必要はない。また、制御回路１１５には、微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄを求めるための演算機能等が設けられる。
【００６７】
まず、上述のように、制御回路１１５が、駆動電流Ｉｏｐの値を変化させつつフォトカレントＩｍｏｄの値を測定することにより、これら電流Ｉｏｐ，Ｉｍｏｄの関係を取得する（図７（Ａ）、図８（Ａ）参照）。
【００６８】
次に、制御回路１１５は、電流Ｉｏｐ，Ｉｍｏｄの関係の、キンクを検出する。この実施形態では、図７（Ａ）および図８（Ａ）に示したように、駆動電流Ｉｏｐの増加に対してフォトカレントＩｍｏｄが急激に減少している場合に、キンクであると判定する。急激な減少を検出するためには、Ｉｏｐに対するフォトカレントＩｍｏｄの増加率を所定のしきい値と比較すればよい。このしきい値は、モード同期半導体レーザの種類や設計値等に応じて、実験的に求めればよい。
【００６９】
キンクが検出されると、制御回路１１５は、モード同期半導体レーザを実際に駆動させる際に許容される駆動電流値の範囲内で、共振器がモード同期動作を行うか否かを判定する。キンクが‘急激な減少’であるとき、制御回路１１５は、キンクよりも駆動電流Ｉｏｐが小さい領域および大きい領域に分けて、微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄの変動幅を所定値と比較することにより、これら領域で半導体レーザがモード同期動作するか否かを判定する。そして、制御回路１１５は、実際に使用する駆動電流値が、モード同期動作の領域に対応しているか否かを判断する。なお、キンクが‘急激な増加’であるときの判定方法は、この実施形態と同様の方法でもよいし、上述の第１の実施形態と同様の方法でもよい。
【００７０】
以上説明したように、この実施形態によれば、自己相関波形や光スペクトル、ＲＦスペクトルを観察すること無しに、半導体レーザがモード同期動作しているか否かを判定することができる。したがって、この実施形態によれば、モード同期動作の正常／異常に関する評価を簡単に行うことができ、さらには自動化が容易になる。
【００７１】
＜第３の実施形態＞
次に、この発明の第３の実施形態に係るモード同期半導体レーザの試験方法について、図１５〜図１７を用いて説明する。
【００７２】
この実施形態では、モード同期動作に関するエージング試験を、レーザ光強度や発振しきい値のエージング試験と並行して行う場合を説明する。
【００７３】
この実施形態に係る試験は、例えば図１に示したような装置を用いて行うことができる。但し、制御回路１１５には、レーザ光強度や発振しきい値のエージング試験を行うための機能や、微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄや二次微分値Δ（ΔＩ−Ｉｍｏｄ）を求めるための演算機能等が設けられる。
【００７４】
上述のように、レーザ光強度を評価する方法としては、ＡＰＣ法やＡＣＣ法が知られている。この実施形態では、ＡＣＣ法、すなわち駆動電流Ｉｏｐを固定してモード同期半導体レーザを連続動作させながらレーザ光強度を測定する方法を採用する。モード同期半導体レーザの場合は、駆動条件を変えるとレーザ出力の繰り返し周期が変化してしまい、実際の使用に近い評価試験を行い難いと思われるからである。駆動電流Ｉｏｐの固定値としては、例えば、実際に当該半導体レーザを使用するときの電流値が採用される。
【００７５】
図１５〜図１７は、この実施形態に係る試験方法を説明するための図であり、図１５はフローチャート、図１６（Ａ）〜（Ｃ）および図１７（Ａ）〜（Ｃ）はグラフである。
【００７６】
図１６（Ａ）および図１７（Ａ）において、横軸は駆動電流Ｉｏｐ［ｍＡ］、縦軸はレーザ光強度Ｐ［ｍＷ］およびフォトカレントＩｍｏｄ［ｍＡ］である。図１６（Ｂ）および図１７（Ｂ）において、横軸は駆動電流Ｉｏｐ［ｍＡ］、縦軸はフォトカレントＩｍｏｄの微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄ［単位無し］である。また、図１６（Ｃ）および図１７（Ｃ）において、横軸は駆動電流Ｉｏｐ［ｍＡ］、縦軸はフォトカレントＩｍｏｄの二次微分値Δ（ΔＩ−Ｉｍｏｄ）［ｍＡ−１］である。
【００７７】
まず、評価用の半導体レーザを恒温槽に搬入して、槽内温度を上昇させる（ステップＳ１参照）。
【００７８】
槽内が設定温度に達すると、制御回路１１５が、半導体レーザへの駆動電流Ｉｏｐの供給を開始する。また、可飽和吸収領域１０２、分布ブラッグ反射領域１０３および位相調整領域１０４に、電圧Ｖｒｅ，Ｖｂ，Ｖｐが印加される。これにより、半導体レーザのレーザ出力が開始される。そして、制御回路１１５は、駆動電流Ｉｏｐを上述の固定値に設定した状態で、フォトダイオード１１４の出力電流ＩL を測定することにより、レーザ光強度の初期値Ｐ０を取得する。また、制御回路１１５は、これと同時に、フォトカレントの初期値Ｉｍｏｄ０を取得する。続いて、制御回路１１５は、第２の実施形態と同様、駆動電流Ｉｏｐをスキャンして、該駆動電流Ｉｏｐとレーザ光強度Ｐとの関係を測定し（図７（Ａ）、図８（Ａ）の曲線ｂ２，ｂ３参照）、この測定値から、発振しきい値電流（すなわち、半導体レーザが発光するために必要な駆動電流Ｉｏｐの最小値）の初期値Ｉｔｈ０を取得する（ステップＳ２参照）。
【００７９】
その後、制御回路１１５は、以下のような評価処理を繰り返し行う（ステップＳ３〜Ｓ１１参照）。
【００８０】
ステップＳ３では、制御回路１１５が、次回の評価処理を実行する時刻まで、駆動電流Ｉｏｐを上述の固定値に設定した状態でレーザ出力を行いながら、次回の評価処理を行う時刻まで待機する。評価処理のタイムスケジュールは、従来と同様で良く、例えば、最初に１５分間隔で２０回、次に１時間間隔で２０回、その後、２０時間間隔で２４８回である。
【００８１】
評価処理を行う時刻になると、制御回路１１５は、まず、フォトダイオード１１４の電流ＩL からレーザ光強度Ｐを求めるとともに、フォトカレントＩｍｏｄを測定する（ステップＳ４参照）。
【００８２】
次に、制御回路１１５は、レーザ光強度Ｐの変化量ΔＰ（＝Ｐ０−Ｐ）を計算し、さらに、初期値Ｐ０に対する変化率（すなわち、１００×ΔＰ／Ｐ０［％］）を求める。そして、制御回路１１５は、この変化率が所定範囲外の場合、当該半導体レーザが故障したと判断して試験を終了する（ステップＳ５参照）。変化率の許容範囲は、例えば±１０％であるが、半導体レーザの種類等に応じて任意に定めればよい。
【００８３】
一方、レーザ光強度Ｐの変化率が所定範囲内の場合、続いて制御回路１１５は、駆動電流Ｉｏｐをスキャンして、該駆動電流Ｉｏｐとレーザ光強度Ｐとの関係（図１６（Ａ）、図１７（Ａ）の曲線ｂ４，ｂ５参照）を測定する。上述のように、レーザ光強度Ｐは、電流ＩL から、知ることができる。これと同時に、制御回路１１５は、該駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係（図１６（Ａ）、図１７（Ａ）の曲線ｃ４，ｃ５参照）も測定する（ステップＳ６参照）。
【００８４】
続いて、制御回路１１５は、駆動電流Ｉｏｐとレーザ光強度Ｐとの関係から、該半導体レーザのしきい値電流Ｉｔｈを判断する。次に、制御回路１１５は、しきい値電流の変化量ΔＩｔｈ（＝Ｉｔｈ０−Ｉｔｈ）を計算し、さらに、初期値Ｉｔｈ０に対する変化率（すなわち、１００×ΔＩｔｈ／Ｉｔｈ０［％］）を求める。そして、この変化率が所定範囲外の場合、制御回路１１５は、当該半導体レーザが故障したと判断して試験を終了する（ステップＳ７参照）。変化率の許容範囲は、例えば±１０％であるが、半導体レーザの種類等に応じて任意に定めればよい。
【００８５】
一方、しきい値電流Ｉｔｈの変化率が所定範囲内の場合、続いて制御回路１１５は、ステップＳ４で測定したフォトカレントＩｍｏｄを用いて、変化量ΔＩｍｏｄ（＝Ｉｍｏｄ０−Ｉｍｏｄ）を求める。そして、制御回路１１５は、初期値Ｉｍｏｄ０に対する変化率（すなわち、１００×ΔＩｍｏｄ／Ｉｍｏｄ０［％］）を求める。
【００８６】
フォトカレントＩｍｏｄの変化率が所定範囲内の場合、制御回路１１５は、その回の評価処理を終え、ステップＳ３に戻って次の評価処理まで待機する（ステップＳ８参照）。なお、この変化率の許容範囲も、例えば±１０％であるが、半導体レーザの種類等に応じて任意に定めればよい。
【００８７】
一方、該変化率が＋１０％よりも大きい場合、制御回路１１５は、以下のようにして、該半導体レーザがモード同期動作しているか否かを判定する（ステップＳ９〜Ｓ１１参照）。この判定処理では、上述のステップＳ６で測定された、駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係が使用される。
【００８８】
まず、駆動電流ＩｏｐとフォトカレントＩｍｏｄとの関係を示す測定結果を該駆動電流Ｉｏｐで微分して、駆動電流Ｉｏｐと微分結果ΔＩ−Ｉｍｏｄとの関係（図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）の曲線ｄ４，ｄ５参照）を求める。そして、制御回路１１５は、キンクが発生するときの駆動電流Ｉｏｐ２を検出する（ステップＳ９参照）。
【００８９】
そして、制御回路１１５は、図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）に示した区間Ｒ１，Ｒ２における、微分結果ΔＩ−Ｉｍｏｄの変動幅を検出する（ステップＳ１０参照）。この実施形態では、測定誤差等を考慮して、区間Ｒ１を、駆動電流値Ｉｏｐ２の値を基準にして−５〜−３５ｍＡの区間とし、また、区間Ｒ２を、駆動電流値Ｉｏｐ２の値を基準にして＋５〜＋３５ｍＡの区間とする。さらに、この実施形態では、微分結果ΔＩ−Ｉｍｏｄの変動幅を検出するために、駆動電流Ｉｏｐと微分結果ΔＩｍｏｄとの関係を、さらに駆動電流Ｉｏｐで微分する。そして、駆動電流Ｉｏｐと二次微分結果Δ（ΔＩ−Ｉｍｏｄ）との関係を求める。図１６（Ｃ）および図１７（Ｃ）に示したように、二次微分結果Δ（ΔＩ−Ｉｍｏｄ）は、零座標を中心にして変動する。制御回路１１５は、この曲線の各極大値および各極小値の絶対値をそれぞれ算出し、さらに、これら絶対値の平均値を区間Ｒ１，Ｒ２に分けて算出する。そして、この平均値が所定値（ここでは‘０．０２’とする）以下のとき、当該区間がモード同期区間であると判定する。
【００９０】
図１６（Ｃ）の例では、区間Ｒ１における該平均値が０．０４９であり、また、区間Ｒ２における該平均値が０．０１５である。このため、区間Ｒ１はＣＷ動作区間、区間Ｒ２はモード同期区間であると判定される。
【００９１】
一方、図１７（Ｃ）の例では、区間Ｒ１，Ｒ２における該平均値は、ともに０．０１２である。このため、区間Ｒ１，Ｒ２は、ともにモード同期区間であると判定される。
【００９２】
次に、制御回路１１５は、区間Ｒ１，Ｒ２の判定結果に基づいて、実際に使用する際の駆動電流Ｉｏｐにおける動作がモード同期動作であるか否かを判定する（ステップＳ１１参照）。そして、当該駆動電流ＩｏｐがＣＷ動作区間に属していれば故障と判定して試験を終了し、区間Ｒ２に属していればステップＳ３に戻って試験が続行される。
【００９３】
以上説明したように、この実施形態によれば、エージング試験において、自己相関波形や光スペクトル、ＲＦスペクトルを観察すること無しに、半導体レーザの正常／故障を判定することができる。したがって、この実施形態によれば、エージング試験を簡単に行うことができ、さらには自動化が容易である。
【００９４】
この実施形態では、上述の第２の実施形態と同様、駆動電流Ｉｏｐと微分値ΔＩ−Ｉｍｏｄとの関係を用いてＣＷ動作／モード同期動作を判別した。但し、第１の実施形態と同様の方法、すなわちキンク発生点よりも駆動電流Ｉｏｐが大きい領域のみモード同期動作であると判断する方法を、この実施形態のエージング試験に採用することも可能である。
【００９５】
この実施形態のエージング試験により、半導体レーザの動作が安定するような駆動条件（駆動電流Ｉｏｐや逆バイアス電圧Ｖｒｅ等）を判定することも可能である。例えば、実際に使用する際の駆動電流Ｉｏｐの近傍にフォトカレントＩｍｏｄのキンクが発生しないような駆動条件や、該キンクが発生してもΔＩｍｏｄの変動幅が小さくなるような駆動条件では、半導体レーザの動作が安定すると考えられる。したがって、この実施形態に係るエージング試験を様々な駆動条件で行うことにより、フォトカレントＩｍｏｄのキンクを利用して、動作の安定性を長期間にわたって維持できるような駆動条件を見つけることが可能になる。
【００９６】
上述の各実施形態は、この発明を半導体レーザ素子に適用した場合を例に採って説明したが、フォトカレントＩｍｏｄ用の電流計や駆動制御回路をモジュールに組み込むことにすれば、この発明をレーザモジュールの試験に適用することも可能である。
【００９７】
上述の各実施形態では、図１８と同じ構造のモード同期半導体レーザを試験する場合を例に採って説明したが、利得領域および可飽和吸収領域を有するモード同期半導体レーザであれば、他の構造のものであってもこの発明を適用できる。
【００９８】
上述の各実施形態では、例えば図１の試験装置を用いて評価試験を自動化する場合を説明したが、実験者が図２等に示した特性グラフを直接観察して半導体レーザの動作を判断するような場合にも、従来のように自己相関波形や光スペクトル、ＲＦスペクトルを観察する方法と比較して作業負担を軽減でき、この発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１〜第３の実施形態で使用する試験装置の構成を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフである。
【図３】第１の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図４】第１の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図５】第１の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図６】第１の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図７】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフである。
【図９】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図１０】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図１１】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図１２】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図１３】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図１４】第２の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は自己相関波形、（Ｂ）は光スペクトル、（Ｃ）はＲＦスペクトルである。
【図１５】第３の実施形態に係る試験方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は駆動電流とレーザ光強度との関係および駆動電流とフォトカレントとの関係、（Ｂ）は駆動電流とフォトカレントとの関係の一次微分結果、（Ｃ）駆動電流とフォトカレントとの関係の二次微分結果である。
【図１７】第３の実施形態に係るモード同期半導体レーザの特性を示すグラフであり、（Ａ）は駆動電流とレーザ光強度との関係および駆動電流とフォトカレントとの関係、（Ｂ）は駆動電流とフォトカレントとの関係の一次微分結果、（Ｃ）駆動電流とフォトカレントとの関係の二次微分結果である。
【図１８】モード同期半導体レーザに設けられる共振器の一構造例を概念的に示す模式図である。
【図１９】モード同期動作の正常／異常を評価する方法の従来例を示す図であり、（Ａ）は光パルス列の自己相関波形の一例を示す波形図、（Ｂ）は光パルス列の光スペクトルの一例を示す波形図、（Ｃ）は光パルス列のＲＦスペクトルの一例を示す波形図である。
【符号の説明】
【０１００】
１００  共振器
１０１  利得領域
１０２  可飽和吸収領域
１０３  分布ブラッグ反射領域
１０４  位相調整領域
１１０  測定装置
１１１  駆動回路
１１２  逆バイアス用電源
１１３  電流計
１１４  フォトダイオード
１１５  制御回路
【図１】
2009224639.tif 000003
【図２】
2009224639.tif 000004
【図３】
2009224639.tif 000005
【図４】
2009224639.tif 000006
【図５】
2009224639.tif 000007
【図６】
2009224639.tif 000008
【図７】
2009224639.tif 000009
【図８】
2009224639.tif 000010
【図９】
2009224639.tif 000011
【図１０】
2009224639.tif 000012
【図１１】
2009224639.tif 000013
【図１２】
2009224639.tif 000014
【図１３】
2009224639.tif 000015
【図１４】
2009224639.tif 000016
【図１５】
2009224639.tif 000017
【図１６】
2009224639.tif 000018
【図１７】
2009224639.tif 000019
【図１８】
2009224639.tif 000020
【図１９】
2009224639.tif 000021