(57)【要約】本半導体レーザモジュールでは、所定の波長の光を半導体レーザ素子２に帰還させるＦＢＧ１５が設けられた偏波保存ファイバ８が用いられ、かつ、偏波保存ファイバ８の主軸が、第１及び第２のストライプから出射される第１及び第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２の偏光方向と略一致している。
2003005507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を介して形成された第１のストライプ及び第２のストライプを有し、前記第１のストライプ及び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第１のレーザ光及び第２のレーザ光を出射する単一の半導体レーザ素子と、
その半導体レーザ素子から出射された前記第１のレーザ光と第２のレーザ光とが入射され、前記第１のレーザ光と第２のレーザ光とを前記第１，第２のストライプの並び方向に分離させる単一の第１レンズと、
前記第１及び第２のレーザ光を偏波合成する偏波合成部と、
前記偏波合成部から出射されるレーザ光を受光し外部に送出する偏波保持ファイバとを有し、
前記偏波保持ファイバは、所定の波長の光を半導体レーザ素子に帰還させる光反射部が設けられ、かつ、前記偏波保持ファイバの２つの主軸が、前記第１及び第２のストライプから出射される第１及び第２のレーザ光の偏光方向とそれぞれ略一致している、
ことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】
前記光反射部は、前記偏波保持ファイバに形成されたファイバブラッググレーティング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モジュール。
【請求項３】
前記偏波保持ファイバは、前記偏波保持ファイバから出射されるレーザ光の偏光度が所定値以下若しくは最小になるように中心軸の周りに位置決めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項４】
半導体レーザ素子から出射される２つのレーザ光を偏波合成する偏波合成部と、所定の波長の光を前記半導体レーザ素子に帰還させる光反射部を有し前記偏波合成部から出射されるレーザ光を受光して伝送する偏波保持ファイバとを有する半導体レーザモジュールの製造方法であって、
前記偏波保持ファイバの末端から出力される合成光の偏光度をモニターしながら、その偏光度が所定値以下若しくは最小となるように前記偏波保持ファイバをその軸周りに回転させて位置合わせする工程を含む、
ことを特徴とする半導体レーザモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記２つのレーザ光は、単一の半導体レーザ素子に形成された第１のストライプ及び第２のストライプから出射されるものである、
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
【請求項６】
前記請求項１乃至３のいずれか１つの項に記載の半導体レーザモジュールを励起光源として用いていることを特徴とする光増幅器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、半導体レーザモジュール及びその製造方法、並びに光増幅器に関し、特に、２つのストライプを備えた半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を偏波合成した後に光ファイバで受光して外部に送出する半導体レーザモジュール及びその製造方法、並びに光増幅器に関する。
背景技術
近年における高密度波長分割多重伝送方式による光通信の進展に伴い、光増幅器に使用される励起光源に対する高出力化の要求がますます高まっている。
また、最近では、光増幅器として従来より使用されてきたエルビウムドープ光増幅器（ＥＤＦＡ）よりも更に広帯域の光を増幅する手段としてラマン増幅器に対する期待が高まっている。ラマン増幅は、光ファイバに励起光を入射したときに発生する誘導ラマン散乱により、励起光波長から約１３ＴＨｚ低周波側に利得が現れ、このように励起された状態の光ファイバに、上記利得を有する波長帯域の信号光を入力すると、その信号光が増幅されるという現象を利用した光信号の増幅方法である。
このラマン増幅では、励起光の波長変動によりラマン利得が変動し、増幅された信号光のノイズが大きくなるため、励起光の波長が安定化されていることが必要とされる。
また、ラマン増幅においては、信号光と励起光（ポンプ光）の偏光方向が一致している状態で信号光が増幅されるので、信号光と励起光との偏光方向のずれの影響を極力小さくする必要がある。そのため、励起光の偏波を解消（無偏光化：デポラライズ）して、偏光度（ＤＯＰ：Ｄｅｇｒｅｅ  Ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を低減させることが行われている。
光増幅器の励起光源等に用いられる従来の半導体レーザモジュールからのレーザ光を無偏光化する方法として、たとえば、２つの半導体レーザモジュールからの２つのレーザ光を偏波合成して光ファイバから出力するものが知られている。
図１５は、米国特許第５５８９６８４号公報に開示された従来の半導体レーザモジュールを説明するための説明図である。（以下、この技術を従来技術という。）
図１５に示すように、従来技術の半導体レーザモジュールは、同一波長で互いに直交する方向にレーザ光を出射する第１の半導体レーザ素子１００及び第２の半導体レーザ素子１０１と、第１の半導体レーザ素子１００から出射されたレーザ光を平行にする第１の平行レンズ１０２と、第２の半導体レーザ素子１０１から出射されたレーザ光を平行にする第２の平行レンズ１０３と、第１の平行レンズ１０２及び第２の平行レンズ１０３によって平行になったレーザ光を直交偏波合成する偏波合成カプラ１０４と、偏波合成カプラ１０４によって偏波合成されたレーザ光を集光する集光レンズ１０５と、集光レンズ１０５によって集光されたレーザ光が入射され外部に送出するファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）１０６付き光ファイバ１０７とを有する。
従来技術によれば、第１の半導体レーザ素子１００及び第２の半導体レーザ素子１０１から互いに直交する方向に出射されたレーザ光が偏波合成カプラ１０４によって偏波合成されるので、光ファイバ１０７からは偏光度の小さいレーザ光を出射することができる。また、光ファイバ１０７にファイバブラッググレーティング１０６が形成されているので、半導体レーザ素子１００、１０１の発振波長が同一波長に固定され、光ファイバ１０７から波長が固定されたレーザ光を出射することができる。
しかし、この従来技術では、半導体レーザ素子から出力されたレーザ光に対してレンズをそれぞれ位置決めする必要があるので、製造工程が複雑になり、製造時間がかかるという課題がある。
また、従来技術の半導体レーザモジュールでは、２つの半導体レーザ素子から互いに直交する方向（図１５ではＸ方向とＺ方向）にそれぞれレーザ光が出射されるため、環境温度の変化等によって、それぞれの方向において光学素子を収容するパッケージ（不図示）に反りが生じ、これによって合成光の強度や偏光度が変動するという課題がある。
そこで、上記の課題を解決するために、本出願人は、２つのストライプを備えた単一の半導体レーザ素子から出射される２つのレーザ光を偏波合成して光ファイバで受光する半導体レーザモジュールを提案している（例えば、特願２００１−３８３８４０号参照：以下、この技術を関連技術という）。
図２（Ａ）は、関連技術に係る半導体レーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。
図２（Ａ）に示すように、関連技術に係る半導体レーザモジュールＭ１は、間隔を隔てて形成された第１のストライプ９及び第２のストライプ１０を有し、第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の前側端面２ａ（図２（Ａ）では右側）からそれぞれ第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を出射する単一の半導体レーザ素子２と、半導体レーザ素子２から出射された第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが入射され、第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とを第１，第２のストライプ９，１０の並び方向に分離させる第１レンズ４と、第１、第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２の少なくとも一方（図２（Ａ）の場合、第１のレーザ光Ｋ１）の偏光方向を所定角度（例えば９０度）回転させる半波長板６と、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を光合成して出射するＰＢＣ７（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）と、ＰＢＣ７から出射されるレーザ光を受光し外部に送出する光ファイバ８とを有する。
第１レンズ４と半波長板６との間には、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を入射し、互いの光軸を略平行にして出射するプリズム５が配設されている。また、ＰＢＣ７と光ファイバ８との間には、ＰＢＣ７により光合成された第１、第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２を光ファイバ８に光結合させる第２レンズ１６が配設されている。
光ファイバ８には、図２（Ａ）に示すように、所定の波長帯の光を反射するＦＢＧ１５が設けられている。ＦＢＧ１５は、例えばフェーズマスクを介して干渉縞となった紫外光を光ファイバ８のコア部に照射することによって周期的に屈折率の変化を生じさせて形成される。
半導体レーザ素子２の第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の前側端面２ａからそれぞれ出射された第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２は、第１レンズ４を通過し、交差した後、間隔が広がり十分分離され、プリズム５に入射される。
プリズム５によって第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２は間隔Ｄを介して平行となって出射し、第１のレーザ光Ｋ１は半波長板６に入射され、偏光方向を９０度回転させた後、ＰＢＣ７の第１の入力部７ａに入射され、第２のレーザ光Ｋ２はＰＢＣ７の第２の入力部７ｂに入射される。
ＰＢＣ７では、第１の入力部７ａから入射される第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射される第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出力部７ｃから出射される。
ＰＢＣ７から出射されたレーザ光は、第２レンズ１６によって集光され、フェルール２３によって保持された光ファイバ８の端面に入射され外部に送出される。
また、光ファイバ８に形成されたＦＢＧ１５によって、所定波長の光が半導体レーザ素子２に帰還され、半導体レーザ素子２の発振波長が固定されるとともに、発振スペクトル幅を狭くすることができる。
関連技術に係る半導体レーザモジュールＭ１では、光ファイバ８の入射端からＦＢＧ１５までの部分を伝搬するレーザ光の偏光状態が、光ファイバ８に加わる応力等によって変化すると、次のような課題が発生する。
すなわち、例えば、第２のストライプ１０から出射され、光ファイバ８に入射するまでの第２のレーザ光Ｋ２の偏光状態は、紙面に平行な方向であるが、光ファイバ８に応力が加わると、光ファイバ８を伝搬する間に紙面に垂直な偏光成分を有するようになる。このようなレーザ光がＦＢＧ１５により、半導体レーザ素子２の方に反射されると、ＰＢＣ７によって紙面に平行な偏光成分と垂直な偏光成分に分離し、レーザ光Ｋ２の紙面に垂直な偏光成分が、第１のストライプ９に戻ってしまう。
このようにして、一方のストライプの発振状態が、他方のストライプの発振状態に影響を与える結果、両ストライプから出射されたレーザ光に相関関係が生じ、ＰＢＣ７により合成されたレーザ光の偏光度（ＤＯＰ）が高くなってしまうという課題が発生する。
発明の開示
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、光ファイバ８に加わる応力等によってレーザ光の偏光状態が変化することが抑えられ、合成光の偏光度を低く維持することができる半導体レーザモジュール及び光増幅器を提供することを目的とする。
本発明の半導体レーザモジュールは、間隔を介して形成された第１のストライプ及び第２のストライプを有し、前記第１のストライプ及び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第１のレーザ光及び第２のレーザ光を出射する単一の半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子から出射された前記第１のレーザ光と第２のレーザ光とが入射され、前記第１のレーザ光と第２のレーザ光とを前記第１，第２のストライプの並び方向に分離させる単一の第１レンズと、前記第１及び第２のレーザ光を偏波合成する偏波合成部と、前記偏波合成部から出射されるレーザ光を受光し外部に送出する偏波保持ファイバとを有し、前記偏波保持ファイバは、所定の波長の光を半導体レーザ素子に帰還させる光反射部が設けられ、かつ、前記偏波保持ファイバの２つの主軸が、前記第１及び第２のストライプから出射される第１及び第２のレーザ光の偏光方向と略一致していることを特徴とするものである。
前記光反射部は、前記偏波保持ファイバに形成されたファイバブラッググレーティングであってもよい。
前記偏波保持ファイバは、前記偏波保持ファイバから出射されるレーザ光の偏光度が所定値以下、例えば８％以下、好ましくは５％以下、若しくは最小になるように中心軸の周りに位置決めされていてもよい。
本発明の半導体レーザモジュールの製造方法は、半導体レーザ素子から出射される２つのレーザ光を偏波合成する偏波合成部と、所定の波長の光を前記半導体レーザ素子に帰還させる光反射部を有し前記偏波合成部から出射されるレーザ光を受光して伝送する偏波保持ファイバとを有する半導体レーザモジュールの製造方法であって、前記偏波保持ファイバの末端から出力される合成光の偏光度をモニターしながら、その偏光度が所定値以下若しくは最小となるように前記偏波保持ファイバをその軸周りに回転させて位置合わせする工程を含むことを特徴とするものである。
前記２つのレーザ光は、単一の半導体レーザ素子に形成された第１のストライプ及び第２のストライプから出射されるものであってもよい。
本発明の光増幅器は、前記記載の半導体レーザモジュールを励起光源として用いていることを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態例）
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの構成を示す側面断面図、図２（Ａ）は本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。
図１（Ａ）に示すように、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１は、内部を気密封止したパッケージ１と、そのパッケージ１内に設けられ、レーザ光を出射する半導体レーザ素子２と、フォトダイオード（受光素子）３と、第１レンズ４と、プリズム５と、半波長板（偏光回転素子）６と、光合成手段となるＰＢＣ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）７と、ＦＢＧ１５が形成された偏波保持ファイバ（ＰＭＦ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｉｎｔａｉｎ  Ｆｉｂｅｒ）８とを有する。
半導体レーザ素子２は、図２に示すように、間隔を介して長手方向に互いに同一平面上に平行に形成された第１のストライプ９（ストライプ状発光部）及び第２のストライプ１０を有し、第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の端面からそれぞれ第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を出射する。図２中に示すＫ１及びＫ２は、それぞれ第１のストライプ９及び第２のストライプ１０から出射されるレーザ光の中心の軌跡を示す。レーザ光は、図２に破線で示すように、この中心のまわりにある広がりをもって伝搬する。第１のストライプ９と第２のストライプ１０との間隔は、それぞれから出射された光Ｋ１、Ｋ２を１つの第１レンズ４に入射させるために、１００μｍ以下、例えば約４０〜６０μｍ程度に設定される。また、ストライプ同士の間隔が狭いことにより、ストライプ同士の光出力特性等の差が小さくなる。
図１（Ａ）に示すように、半導体レーザ素子２はチップキャリア１１上に固定して取り付けられる。なお、半導体レーザ素子２は、２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２を出射するため、１つのレーザ光を出射する半導体レーザ素子に比べて発熱しやすい。そこで、半導体レーザ素子２の放熱性を高めるため、図１（Ｂ）に示すように、半導体レーザ素子２は、ＡｌＮやダイヤモンド等の熱伝導率の良好な材質で作られたヒートシンク５８上に固定して取り付けられ、そのヒートシンク５８がチップキャリア１１上に固定して取り付けられていることが好ましい。
フォトダイオード３は、半導体レーザ素子２の後側（図２（Ａ）では左側）端面２ｂから出射されたモニタ用のレーザ光を受光する。フォトダイオード３は、フォトダイオードキャリア１２に固定して取り付けられている。
第１レンズ４は、半導体レーザ素子２の前側（図２（Ａ）では右側）端面２ａから出射された第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが入射され、レーザ光Ｋ１、Ｋ２を交差させ、第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２との間隔をストライプ９，１０の並び方向に広げ、分離させるとともに、それぞれの光を異なる焦点位置（Ｆ１，Ｆ２）に集光させる作用をもつ（図２（Ａ）参照）。
通常、大きなスポットサイズに変換された平行レーザ光同士では、光部品の角度ずれのトレランスが０．１度以下と厳しいが、レーザ光を集束させて伝搬させる集光系では角度ずれのトレランスはゆるくなる。第１レンズ４を集束レンズとして使用することにより、光部品の部品形状や位置決め、角度調整トレランスがゆるくなり、好ましい。
また、このように第１レンズ４を集束レンズとして使用することにより伝搬するレーザ光のスポット径が小さくなるので、使用する光学部品を小型化することができる。
図１（Ａ）に示すように、第１レンズ４は、第１のレンズ保持部材１３によって保持されている。第１レンズ４は、図２（Ａ）に示すように第１のストライプ９から出射された第１のレーザ光Ｋ１の光軸と第２のストライプ１０から出射された第２のレーザ光Ｋ２の光軸とが、中心軸を挟んで略対称になるように位置決めされるのが好ましい。これによって、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が、ともに収差の小さい中心軸近傍を通過するため、レーザ光の波面の乱れが少なくなり、偏波保持ファイバ８との光結合効率が高くなる。その結果、より高光出力の半導体レーザモジュールＭ１が得られる。なお、球面収差の影響を抑え、高い結合効率を得るためには、第１のレンズ４は、非球面レンズを用いるのが望ましい。
プリズム５は、第１レンズ４とＰＢＣ７との間に配設され、入射された第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２の光路を補正し、互いの光軸を略平行にして出射する。プリズム５は、ＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）等の光学ガラスで作られている。第１レンズ４から非平行に伝搬する第１及び第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２の光軸が、プリズム５の屈折により平行とされるため、そのプリズム５の後方に配置されるＰＢＣ７の作製が容易になるとともに、ＰＢＣ７を小型化し半導体レーザモジュールＭ１を小型にすることが可能となる。
図３（Ａ）はプリズム５の構成を示す側面図、（Ｂ）はその平面図である。図３に示すように、プリズム５は、平坦状に形成された入射面５ａと、所定角度αに傾斜した出射面５ｂを有する。たとえば、プリズム５がＢＫ７から作製され、半導体レーザ素子の各ストライプ間の間隔が４０μｍで、焦点距離０．７ｍｍの第１レンズを使用する場合には、プリズム５の全長Ｌ１は約１．０ｍｍ、角度αは３．２度±０．１度とする。
図２（Ａ）に示すように、半波長板６は、プリズム５を通過した第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２のうち、第１のレーザ光Ｋ１のみが入射され、その偏光方向を９０度回転させる偏光回転素子である。第１レンズ４によって、第１、第２のレーザ光Ｋ１、Ｋ２が十分分離されることにより、半波長板６が配置しやすくなっている。
ＰＢＣ７は、第１のレーザ光Ｋ１が入射される第１の入力部７ａと、第２のレーザ光Ｋ２が入射される第２の入力部７ｂと、第１の入力部７ａから入射される第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射される第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出射される出力部７ｃとを有する。ＰＢＣ７は、例えば、第１のレーザ光Ｋ１を常光線として出力部７ｃに伝搬させるとともに、第２のレーザ光Ｋ２を異常光線として出力部７ｃに伝搬させる複屈折素子である。ＰＢＣ７は、複屈折素子の場合、例えばＴｉＯ２（ルチル）で作られる。
本実施形態例においてはプリズム５、半波長板６及びＰＢＣ７を同一のホルダ部材１４に固定した偏波合成モジュール５９を用いている。図４（Ａ）は偏波合成モジュール５９を示す平面断面図、（Ｂ）はその側面断面図、（Ｃ）はその正面図、図４（Ｄ）は第２の支持部材１９ｂとともに現した斜視図である。図４に示すように、偏波合成モジュール５９のホルダ部材１４は、ＹＡＧレーザ溶接に好適な材料（例えばＳＵＳ４０３、３０４等）で作られ、その全長Ｌ２は約７．０ｍｍであり、全体が中心軸Ｃ１を有する略円柱状に形成されている。ホルダ部材１４の内部には収容部１４ａが形成され、その収容部１４ａにプリズム５、半波長板６及びＰＢＣ７がそれぞれ固定される。
この偏波合成モジュール５９は、図４（Ｄ）に示すように、断面略Ｕ字状に形成された第２の支持部材１９ｂの２つの起立壁の間に嵌め込まれ、この起立壁の間で、Ｙ，Ｚ方向及びθ（Ｚ軸周りの角度）、ならびにΨ（Ｘ軸周りの角度）方向に位置合わせされ、さらに、第２の支持部材１９ｂごとＸ方向及びφ（Ｙ軸周りの角度）方向に位置合わせされた状態で第２の支持部材１９ｂを介して第２の基台１８（後述）にＹＡＧレーザ溶接により固定される。
これによって、ＰＢＣ７の第１の入力部７ａから入射する第１のレーザ光Ｋ１及び第２の入力部７ｂから入射する第２のレーザ光Ｋ２がともに出力部７ｃから出射するように、プリズム５、ＰＢＣ７の中心軸Ｃ１周り、及びＸ，Ｙ，Ｚ各方向における位置を調整することが非常に容易になる。
また、このように、ホルダ部材１４によって、これらの光部品を一体化しておくと、ホルダ部材１４を第２の支持部材１９ｂを介して移動させるだけで、レーザ光Ｋ１、Ｋ２同士の出力部７ｃにおける重なり合い具合を調節できる。
図２（Ａ）に示すように、偏波保持ファイバ８は、ＰＢＣ７の出力部７ｃから出射されるレーザ光を受光し、パッケージ１の外部に送出する。偏波保持ファイバ８は、全長約２ｍであって、その一部に、所定の波長帯の光を反射するＦＢＧ１５が設けられている。このＦＢＧ１５によって、所定波長の光が半導体レーザ素子２に帰還され、半導体レーザ素子２の発振波長が固定されるとともに、発振スペクトル幅を狭くすることができる。従って、この半導体レーザモジュールＭ１からの出射光を、波長合成カプラにより合波する際の合波損失を低く抑えることができるので、エルビウムドープ光増幅器やラマン増幅器用の高出力励起光源を構成することができる。
また、偏波保持ファイバ８は、図２（Ｂ）に示すように、光ファイバの中心に設けられているコアＣを両側から応力付与部Ｐで挟むように構成された複屈折ファイバである。本発明の実施形態例においては、偏波保持ファイバ８は、互いに直交しているその２つの主軸（スロー軸Ｓとファースト軸Ｆ）が、第１及び第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２の偏光方向とそれぞれ一致するように、その中心軸周りの角度θｚが位置合わせされた状態でスライドリング２２を介して固定されている。このように構成することにより、光増幅器への実装に際して光ファイバ８を巻回した場合でも、光ファイバ８の入射端からＦＢＧ１５までの部分において、各レーザ光Ｋ１，Ｋ２の偏光方向がそれぞれ保持されるため、ＦＢＧ１５からの各反射レーザ光がもとのストライプだけに戻り、他方のストライプには達しないので、一方のストライプの発振状態が、他方のストライプの発振状態に影響を与えることを防止できる。その結果、両ストライプ９，１０から出射されたレーザ光に相関関係が生じることはなく、合成されたレーザ光の偏光度（ＤＯＰ）を低く維持することができる。
図２（Ｃ）は、偏波保持ファイバ８の端面角度θｚ（主軸とレーザ光の偏光方向とのずれ（図２（Ｂ）の点線参照））と合成光の偏光度（ＤＯＰ）との関係を示すグラフである。図２（Ｃ）からわかるように、θｚが０の場合、すなわち、互いに直交しているスロー軸Ｓとファースト軸Ｆからなる主軸が、第１及び第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２の偏光方向とそれぞれ一致している場合、最も偏光度が低いことがわかる。
ＰＢＣ７と偏波保持ファイバ８との間には、ＰＢＣ７の出力部７ｃから出射されるレーザ光を偏波保持ファイバ８に光結合させる第２レンズ１６が配設されている。本実施形態例では、第１レンズ４は、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が、第１レンズ４と第２レンズ１６との間で焦点（Ｆ１、Ｆ２）を結ぶように、すなわちビームウェストを形成するように位置合わせされている。これによって、第１レンズ４と第２レンズ１６間におけるレーザ光のスポットサイズが小さくなって両レーザ光の重なりが防止されるので、第１のレーザ光Ｋ１の光路上にのみ半波長板６を挿入できるために十分な第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２の分離幅Ｄ’を得るために必要な伝搬距離Ｌ（図２（Ａ）参照）が短くなる。このため、半導体レーザモジュールＭ１の光軸方向の長さを短くすることができる。その結果、例えば高温環境下における半導体レーザ素子２と偏波保持ファイバ８との光結合の安定性が優れた、信頼性の高い半導体レーザモジュールＭ１を提供できる。また、第１レンズ４と第２レンズ１６との間のレーザ光Ｋ１，Ｋ２のスポット径を小さくできるので、使用する光学部品を小型化できる。
図１に示すように、半導体レーザ素子２を固定したチップキャリア１１と、フォトダイオード３を固定したフォトダイオードキャリア１２とは、断面略Ｌ字形状の第１の基台１７上に半田付けして固定される。第１の基台１７は、半導体レーザ素子２の発熱に対する放熱性を高めるためにＣｕＷ系合金等で作られているのが好ましい。
第１レンズ４を固定した第１のレンズ保持部材１３と、プリズム５、半波長板６及びＰＢＣ７をホルダ部材１４に固定した偏波合成モジュール５９とは、第１の基台１７の平坦部１７ａ上に銀ろう付固定されたステンレス鋼製の第２の基台１８上にそれぞれ第１の支持部材１９ａ及び第２の支持部材１９ｂを介してＹＡＧレーザ溶接により固定されている。
第１の基台１７の下部にはペルチェ素子からなる冷却装置２０が設けられている。半導体レーザ素子２からの発熱による温度上昇はチップキャリア１１上に設けられたサーミスタ２０ａによって検出され、サーミスタ２０ａより検出された温度が一定温度になるように、冷却装置２０が制御される。これによって、半導体レーザ素子２の出射光を高出力化かつ安定化させることができる。
パッケージ１の側部に形成されたフランジ部１ａの内部には、ＰＢＣ７を通過した光が入射する窓部１ｂが設けられ、また、フランジ部１ｂの端部には、レーザ光を集光する第２レンズ１６が固定されている。第２レンズ１６は、フランジ部１ａの端部にＹＡＧレーザ溶接により固定された第２のレンズ保持部材２１によって保持され、第２のレンズ保持部材２１の端部には金属製のスライドリング２２を介して偏波保持ファイバ８を保持したフェルール２３がＹＡＧレーザ溶接により固定される。
次に、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１の動作について説明する。
図２（Ａ）に示すように、半導体レーザ素子２の第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の前側端面２ａからそれぞれ出射された第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２は、第１レンズ４を通過し、交差した後、間隔が広がり十分分離され、プリズム５に入射される。プリズム５に入射した時の第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２との間隔（Ｄ）は約４６０μｍである。プリズム５によって第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２は平行となって出射し（両者の間隔は約５００μｍになる）、第１のレーザ光Ｋ１は半波長板６に入射され、偏光方向を９０度回転された後、ＰＢＣ７の第１の入力部７ａに入射され、第２のレーザ光Ｋ２はＰＢＣ７の第２の入力部７ｂに入射される。
ＰＢＣ７では、第１の入力部７ａから入射される第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射される第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出力部７ｃから出射される。
ＰＢＣ７から出射されたレーザ光は、第２レンズ１６によって集光され、２つの主軸がそれぞれ第１及び第２のレーザ光Ｋ１，Ｋ２の偏光方向と略一致するように固定された偏波保持ファイバ８の端面に入射され、外部に送出される。このとき、偏波保持ファイバ８に形成されたＦＢＧ１５によってレーザ光の一部が反射され、反射された光は、半導体レーザ素子２に帰還され、半導体レーザ素子２の後側端面２ｂとＦＢＧ１５との間で外部共振器が構成されるので、ＦＢＧ１５によって決定される波長でのレーザ発振が可能となる。
本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１によれば、１つの半導体レーザ素子２に１００μｍ以下という狭い間隔で形成された第１、第２のストライプ９，１０から偏光方向のそろった第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が出射され、第１レンズ４で十分分離された後、半波長板６によって第１のレーザ光Ｋ１の偏光方向が正確に９０度回転される。すなわち、このときレーザ光Ｋ１、Ｋ２の偏光方向は互いに直交したものとなる。この状態で、ＰＢＣ７によって第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２が偏波合成されるので、偏波保持ファイバ８からは無偏光化された高出力のレーザ光を出射することができる。
また、偏波合成されたレーザ光を光結合する光ファイバとしてＦＢＧ１５が形成された偏波保持ファイバ８が用いられ、かつ、偏波保持ファイバ８の２つの主軸が２つのレーザ光の偏光方向とそれぞれ一致するように位置合わせされているため、偏波保持ファイバ８から波長が固定されたレーザ光を出射することができるとともに、光増幅器への実装に際して光ファイバ８を巻回した場合でも、光ファイバ８を伝搬中のレーザ光の偏光状態が変化しないので、各ストライプから出射された各レーザ光が、もとのストライプにのみ戻り、半導体レーザ素子２の２つのストライプ９，１０のレーザ発振が無相関な状態を安定に維持できるため、偏波保持ファイバ８から得られる合成光の偏光度を安定して低くすることが可能となる。
従って、上記の半導体レーザモジュールＭ１は、高出力かつ増幅利得に低偏波依存性及び安定性が要求されるラマン増幅器の励起光源として適用することができる。
また、２つのレーザ光を出射させる２つのストライプを備えた１個の半導体レーザ素子２と、レーザ光Ｋ１、Ｋ２両方を分離する単一の第１レンズ４を用いているので、半導体レーザ素子２や第１レンズ４の位置決め時間が短くなる。その結果、半導体レーザモジュールＭ１の製造時間を短縮化できる。
また、本実施形態例の半導体レーザモジュールによれば、１個の半導体レーザ素子２から出射される２つの光はほぼ同じ方向（図２中、Ｚ方向）に伝搬するため、光学素子を収容するパッケージの温度変動等による反りの影響が１方向にのみ限定されるので、光ファイバ８から出射される合成光の光出力及び偏光度の安定化を図ることができる。
さらに、１個の半導体レーザ素子２から２つのレーザ光をほぼ同じ方向に出射することにより、これら２つのレーザ光は出射方向（Ｚ方向）のパッケージの反り等に対して、光ファイバ８との結合効率が同じ傾向で変動する。従って、温度変動等があった場合でも光ファイバ８から出射される合成光の偏光度が安定化する。
また、１つの半導体レーザ素子２を用いるので、半導体レーザ素子２から発生した熱を冷却するためのサーモモジュール等の冷却装置２０を小型化でき、低消費電力化を図ることができる。
次に、本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１の製造方法について説明する。
まず、半導体レーザ素子２を固定したチップキャリア１１と、フォトダイオード３を固定したフォトダイオードキャリア１２を、第１の基台１７上に半田付けして固定する。
次いで、第１の基台１７の平坦部１７ａ上に予め銀ろう付固定された第２の基台１８上に第１レンズ４を調芯して固定する。この第１レンズ４の調芯工程では、半導体レーザ素子２に電流を供給して第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を半導体レーザ素子２の第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の双方から出射させ、その出射方向を基準方向として設定した後、第１レンズ４を挿入し、Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸方向の位置を決める。
図５は、第１レンズ４の調芯工程を説明するための説明図である。Ｘ軸方向については、図５（Ａ）に示すように、上記のようにして設定された基準方向（中心軸Ｃ２）と第１のレーザ光Ｋ１との角度θ１と、中心軸Ｃ２と第２のレーザ光Ｋ２との角度θ２とが等しくなる位置で決める。Ｙ軸方向については、図５（Ｂ）に示すように、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が第１レンズ４の中心を通る位置で決める。Ｚ軸については、半導体レーザ素子２からの所定の距離で、レーザ光のスポット径が最小となる位置で決める。好ましくは、第１レンズ４と、後の工程で固定される第２レンズ１６との間の所定の位置でレーザ光のスポット径が最小となるように、第１レンズ４のＺ軸の位置を決める。以上の調芯工程で決まった位置で第１レンズ４を保持する第１レンズ保持部材１３を、第２の基台１８上に第１の支持部材１９ａを介してＹＡＧレーザ溶接して固定する。
次いで、第２の基台１８上に、プリズム５、半波長板６、ＰＢＣ７を一体化した偏波合成モジュール５９を調芯して固定する。この偏波合成モジュール５９の調芯工程では、位置合わせ用ダミーファイバ（レンズ付きファイバ、不図示）をＰＢＣ７の出力部７ｃからの合成光を受光しうる位置に配置し、そのダミーファイバに結合する光強度が最大となるよう、Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸方向並びにθ（Ｚ軸周りの角度），φ（Ｙ軸周りの角度），及びΨ方向（Ｘ軸周りの角度）方向の位置を決める。この際、ホルダ部材１４は、図４（Ｄ）のように、断面略Ｕ字形状の第２の支持部材１９ｂの２つの起立壁間に嵌め込まれた状態で、Ｙ，Ｚ，θ，Ψの各方向について位置合わせされ、また、第２の支持部材１９ｂごとＸ軸方向及びφ方向に移動させることによって位置合わせされる。
位置決めが終了したら、第２の支持部材１９ｂを第２の基台１８に、ＹＡＧレーザ溶接し、次いで偏波合成モジュール５９を第２の支持部材１９ｂの起立壁にＹＡＧレーザ溶接固定する。
次いで、第１の基台１７を、予めパッケージ１の底板上に固定された冷却装置２０上で、ＰＢＣ７の出力部７ｃから出射されるレーザ光がパッケージ１のフランジ部１ａの中心を通って出射されるように位置合わせし、半田固定する。
次いで、半導体レーザ素子２及びモニタ用のフォトダイオード３は、金ワイヤ（図示せず）を介してパッケージ１のリード（図示せず）と電気的に接続される。
次いで、不活性ガス（例えばＮ２、Ｘｅ）雰囲気においてパッケージ１上部に蓋１ｃを被せて、その周縁部を抵抗溶接することにより気密封止する。
次いで、パッケージ１のフランジ部１ａに対し、第２レンズ１６をＸＹ面内及びＺ軸方向で調芯して固定する。この工程では、まず、フランジ部１ａの端面上において第２レンズ保持部材２１をスライドリング１ｄに挿入した状態でＸＹ面内で動かし、第２レンズ１６からの出射光の光軸がパッケージ１のフランジ部１ａの中心軸（Ｚ軸に平行）と平行になる位置で、スライドリング１ｄをフランジ部１ａの端部にＹＡＧレーザ溶接する。次に、第２レンズ１６からの出射光の広がり角度をモニターしながら、第２レンズ保持部材２１をＺ軸方向に動かし、この広がり角が偏波保持ファイバ８の受光角（ＮＡ）に略等しくなる位置において、第２レンズ保持部材２１とスライドリング１ｄとをＹＡＧレーザ溶接する。
最後に、偏波保持ファイバ８を調芯して固定する。この工程では、まず図１３に示すように、偏波保持ファイバ８の末端部にコネクタ６０を介してパワーメータ６１と偏光度測定器（ポラリメータ：Ｐｏｌａｒｉｍｅｔｅｒ）６２を接続する。
次に、フェルール２３をスライドリング２２に挿通した状態でフェルール調芯ハンド６３で把持し、この状態で、フェルール２３を偏波保持ファイバ８の光軸と垂直な面内（ＸＹ面内）及び偏波保持ファイバ８の光軸方向（Ｚ方向）で、パワーメータ６１によって測定される光出力が最大となるように位置調整する。
次いで、偏光度測定器６２を用いて２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２の合成光の偏光度を測定しながら、偏光度が所定値以下、例えば８％以下、好ましくは５％以下、若しくは最小となるように、偏波保持ファイバ８をその中心軸の周りに回転させる。この位置合わせが終了したとき、偏波保持ファイバ８の２つの主紬は、２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２の偏光方向と略一致した状態となっている。
このようにして、偏波保持ファイバ８の位置決めが終了したら、その位置でフェルール２３をスライドリング２２の内部にＹＡＧレーザ溶接により固定する。次いで、スライドリング２２と第２レンズ保持部材２１とを、両者の境界部においてＹＡＧレーザ溶接して固定する。これによって半導体レーザモジュールＭ１の組立が終了する。
なお、本発明の半導体レーザモジュールは、上記構成のものに限定されることなく、例えば図８に半導体レーザモジュールＭ２として示したように、ＰＢＣ７に第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが非平行に入射し、常光線である第１のレーザ光Ｋ１が偏波保持ファイバ８の軸線方向に伝搬し、かつ異常光線である第２のレーザ光Ｋ２がＰＢＣ７の出力部７ｃから第１のレーザ光Ｋ１とともに偏波保持ファイバ８の軸線方向に平行に出射するように、ＰＢＣ７の入射面が楔形に傾斜して形成されていてもよい。
また、図９に半導体レーザモジュールＭ３として示すように、第１レンズ４を出射した後の第１のレーザ光Ｋ１が、偏波保持ファイバ８の軸線方向に伝搬するように、半導体レーザ素子２及び第１レンズ４を該軸線方向に対して所定角度傾斜して配置するとともに、異常光線である第２のレーザ光Ｋ２がＰＢＣ７の出力部７ｃから第１のレーザ光Ｋ１とともに偏波保持ファイバ８の軸線方向に平行に出射するようにＰＢＣ７の第２の入力部７ｂが第１の入力部７ａに対して傾斜して形成されていてもよい。
さらに、図１０に半導体レーザモジュールＭ４として示すように、第２のレーザ光Ｋ２が第１レンズの略中心を通過するように第１レンズ４を配置するとともに、第２のレーザ光Ｋ２が、偏波保持ファイバ８の軸線方向に伝搬し、かつ、第１のレーザ光Ｋ１が出力部７ｃから第２のレーザ光Ｋ２とともに偏波保持ファイバ８の軸線方向に平行に出射するように、第１の入力部７ａが第２の入力部７ｂに対して傾斜して形成されていてもよい。
上記構成の半導体レーザモジュールＭ２乃至Ｍ４では、半波長板６と第１レンズ４との間にプリズム５を配設する必要がなくなり、構成を簡略化することができるとともに、半導体レーザモジュールの光軸方向の長さを短くできるため、高温環境下における光出力特性に対するパッケージの反りの影響などを低減できる。
さらに、図１１に半導体レーザモジュールＭ５として示すように、楔形の複数（図１１では２つ）のプリズム５ａ，５ｂが光軸方向に沿って設けられ、これによって、第１レンズ４を出射した２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２が平行にされる構成としてもよい。この実施形態例では、２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２を精度よく互いに平行にすることができる。
ここで、本発明の実施形態例の半導体レーザモジュールに使用される半導体レーザ素子２について説明する。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の半導体レーザモジュールに使用される半導体レーザ素子２の構成を説明するための説明図、図７は半導体レーザ素子２の他の例を示す説明図である。なお、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のａ−ａ線断面図である。
図６（Ａ）に示すように、半導体レーザ素子２は、例えば有機金属気相成長法、液相法、分子線エピタキシャル成長法、ガスソース分子線エピタキシャル成長法等の公知のエピタキシャル成長法により、所定の半導体からなる基板２４の上に、所定の半導体のエビタキシャル結晶成長を行って後述する積層構造２５を形成した後、基板２４の底面に下部電極２６、積層構造２５の上面に上部電極２７を形成し、へき開を行って所定の共振器長Ｌ３とし、更に一方のへき開面（前端面２ａ）に低反射膜２８（例えば反射率５％以下）を成膜し、他方のへき開面（後端面２ｂ）に高反射膜２９（例えば反射率９０％以上）を成膜した構造になっている。
図６（Ｂ）に示すように、基板２４上の積層構造２５は、例えば埋め込み型ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）構造になっていて、例えばＩｎＰから成る基板２４の上に、例えばｎ−ＩｎＰクラッド層３１、例えばＧａＩｎＡｓＰ多層膜により構成された  ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ（Ｇｒａｄｅｄ  Ｉｎｄｅｘ  Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍｎ  Ｗｅｌｌ）から成る活性層３２、例えばｐ−ＩｎＰクラッド層３３が順次積層されており、更に、ｐ−ＩｎＰクラッド層３３の上に、例えばｐ−ＩｎＰから成る埋め込み層３４、例えばｐ−ＧａＩｎＡｓＰから成るキャップ層３５が積層されている。そして、このキャップ層３５の上に上部電極２７が形成され、また基板２４の底面には下部電極２６が形成されている。
そして、上記した下部ｎ−ＩｎＰクラッド層３１、活性層３２、ｐ−ＩｎＰクラッド層３３は、４０〜６０μｍの間隔を介して互いに平行に並んだ２本のストライプ状に加工され、その側面に例えばｐ−ＩｎＰブロッキング層３６とｎ−ＩｎＰブロッキング層３７をこの順序で積層することにより、活性層３２への注入電流狭窄部が形成されている。
上記した活性層３２としては、例えば、基板２４に対する格子不整合率が０．５％以上１．５％以下となるような圧縮歪み量子井戸構造を採用し、かつ井戸数が５個程度の多重量子井戸構造を使用するのが、高出力化の観点から有利である。また、歪み量子井戸構造として、その障壁層を井戸層の歪みと反対の引っ張り歪みを導入して成る歪み補償構造とすれば、等価的に格子整合条件を満たすことができるため、井戸層の格子不整合度に関しては更に高い値を用いることも可能である。
本実施形態例では、下部ｎ−ＩｎＰクラッド層３１、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３２、ｐ−ＩｎＰクラッド層３３からなる発光部が、図６（Ｂ）の紙面に垂直な方向にストライプ状に延びて形成されており、この部分をそれぞれストライプ９，１０と称する。
この半導体レーザ素子２は、上部電極２７側を、図１（Ｂ）に示すヒートシンク５８にＡｕＳｎ半田等により接着される。そして、２つのストライプは、上部電極２７（本実施形態例ではｐ側）及び下部電極２６（本実施形態例ではｎ側）を通して外部より供給される電流により、同時にレーザ発振し、低反射膜２８を通して２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２を出射する。
ここで、２つのストライプの特性が全く同じであるとすると、本実施形態例に係る半導体レーザ素子２のしきい値電流は、ストライプ１本のしきい値電流の２倍、全光出力は、ストライプ１本の光出力の２倍となる。すなわち、半導体レーザ素子２全体としては、ストライプ１本当たりの駆動電流の約２倍の駆動電流で約２倍の光出力が得られ、半導体レーザ素子２のスロープ効率は１本のストライプを有する半導体レーザ素子２と変わらない。
また、上記した例では、半導体レーザ素子２は、ＩｎＰ系の埋め込み型ＢＨ構造のものを説明したが、例えば図７に示すようなＧａＡｓ系のリッジ導波路型の半導体レーザ素子２であってもよい。図７に示すように、この半導体レーザ素子２は、ｎ−ＧａＡｓからなる基板４０上に、ｎ型下部クラッド層４１、活性層４２、ｐ型上部クラッド層４３、絶縁層４４、ｐ−ＧａＡｓ層４５を積層し、２つのリッジ部が形成されている。絶縁層４４及びｐ−ＧａＡｓ層４５上には上部電極（ｐ電極）４６が形成され、基板４０の底面には下部電極（ｎ電極）４７が形成されている。
リッジ部は、図７の紙面に垂直な方向にストライプ状に延びて形成され、当該リッジ部直下の部分の活性層４２がそれぞれ発光する。この発光部をそれぞれストライプ９，１０と称する。もちろん、ＩｎＰ系のリッジ型ＬＤとすることも可能である。
なお、上述した半導体レーザ素子２の第１のストライプ９と第２のストライプ１０は、互いに長手方向に平行に延びて形成されているが、これに限らず例えば図１２に示すように、傾斜して形成されていてもよい。図１２では、右側が光を出射させる方向であり、右側に行くに従ってストライプ９，１０の間隔が狭くなっている。この場合、２本のストライプ９，１０から出射される２本のレーザ光は半導体レーザ素子２から短距離で交差するので、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が第１レンズ４を通過後、第１のレーザ光Ｋ１の光路上にのみ半波長板６を挿入できる程度に十分に分離するために必要な伝搬距離Ｌ（図２（Ａ）参照）が短くなるため、半導体レーザモジュールＭの光軸方向の長さを短くすることができる。
さらに、図１２とは逆に、右側に行くに従ってストライプ９，１０の間隔が広がるようにしても、同様に上記伝搬距離Ｌを短くすることができる。
（第２の実施形態例）
第２の実施形態例は、上述した実施形態例に係る半導体レーザモジュールをラマン増幅器に適用したものである。
図１４は、本発明の第２の実施形態例であるラマン増幅器の構成を示すブロック図である。このラマン増幅器は、例えばＷＤＭ通信システムに用いられる。
図１４に示すように、本発明の第２の実施形態例に係るラマン増幅器４８は、信号光が入力される入力部４９と、信号光が出力される出力部５０と、入力部４９と出力部５０の間で信号光を伝送する光ファイバ（増幅用ファイバ）５１と、励起光を発生させる励起光発生部５２と、励起光発生部５２によって発生された励起光と光ファイバ（増幅用ファイバ）５１に伝送される信号光とを合波するＷＤＭカプラ５３とを有する。入力部４９とＷＤＭカプラ５３との間及び出力部５０とＷＤＭカプラ５３との間には、入力部４９から出力部５０への方向の信号光だけを透過させる光アイソレータ５４がそれぞれ設けられている。
励起光発生部５２は、互いに波長帯の異なるレーザ光を出射する本発明の実施形態例に係る複数の半導体レーザモジュールＭと、半導体レーザモジュールＭから出射されたレーザ光を合成するＷＤＭカプラ５５とを有する。
半導体レーザモジュールＭから出射された励起光は、偏波保持ファイバ５５ａを介してＷＤＭカプラ５５によって合成され、励起光発生部５２の出射光となる。
励起光発生部５２で発生した励起光は、ＷＤＭカプラ５３により光ファイバ５１に結合され、一方、入力部４９から入力された信号光は、光ファイバ５１で励起光と合波されて増幅され、ＷＤＭカプラ５３を通過し、出力部５０から出力される。
光ファイバ５１内において増幅された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ５３及び光アイソレータ５４を介してモニタ光分配用カプラ５６に入力される。モニタ光分配用カプラ５６は、増幅信号光の一部を制御回路５７に分配し、残りの増幅信号光は出射レーザ光として出力部５０から出力される。
制御回路５７は、入力された一部の増幅信号光をもとに各半導体レーザモジュールＭのレーザ出射状態、例えば光強度を制御し、光増幅の利得が波長に対して平坦な特性となるようにフィードバック制御する。
このラマン増幅器４８では、各ストライプからの出射光が偏波合成されることによって無偏光化され、また、ＦＢＧにより発振波長が安定化された半導体レーザモジュールを用いているので、高い利得を得ることができるとともに、信号光の偏波状態によらず、安定した利得を得ることができる。
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
産業上の利用可能性
本発明によれば、偏波保持ファイバである光ファイバの主軸が、半導体レーザ素子の第１及び第２のストライプから出射される第１及び第２のレーザ光の偏光方向とそれぞれ略一致しているので、光ファイバの入射端から光反射部までの部分において、各レーザ光の偏光方向がそれぞれ保持されるため、光反射部からの反射レーザ光がもとのストライプだけに戻り、他方のストライプには達しないので、一方のストライプの発振状態と、他方のストライプの発振状態との間に相関が発生することを防止できる。その結果、光ファイバに応力等が加わっても、合成されたレーザ光の偏光度を低く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１の構成を示す側面断面図、（Ｂ）は半導体レーザ素子がヒートシンク上に固定して取り付けられている状態を示す側面図である。
図２（Ａ）は、関連技術及び本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１の光学系の構成を模式化して示す説明図、（Ｂ）は偏波保持ファイバである光ファイバの縦断面図、（Ｃ）は、偏波保持ファイバである光ファイバの端面角度（主軸とレーザ光の偏光方向とのずれ）θｚと偏光度（ＤＯＰ）との関係を示すグラフである。
図３（Ａ）はプリズムの構成を示す側面図、（Ｂ）はその平面図である。
図４（Ａ）は偏波合成モジュールを示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線平面断面図、（Ｂ）はその側面断面図、（Ｃ）はその正面図、（Ｄ）はその斜視図である。
図５（Ａ）及び（Ｂ）は第１レンズの調芯工程を説明するための説明図である。
図６（Ａ）及び（Ｂ）は半導体レーザ素子の構成を説明するための説明図であり、（Ｂ）は図６（Ａ）のａ−ａ線断面図である。
図７は、半導体レーザ素子の他の例を示す説明図である。
図８は、本発明の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ２の構成を模式化して示す説明図である。
図９は、本発明の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ３の構成を模式化して示す説明図である。
図１０は、本発明の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ４の構成を模式化して示す説明図である。
図１１は、本発明の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ５の構成を模式化して示す説明図である。
図１２は、半導体レーザ素子の他の例を示す説明図である。
図１３は、本発明の実施形態例に係る偏波保持ファイバの調芯方法を説明するための説明図である。
図１４は、本発明の第２の実施形態例であるラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
図１５は、米国特許第５５８９６８４号公報に開示された従来の半導体レーザモジュールを説明するための説明図である。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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