CN103718398B - 外部谐振器型半导体激光元件以及光元件 - Google Patents

外部谐振器型半导体激光元件以及光元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种外部谐振器型半导体激光元件以及光元件。光放大器与环形谐振器结合。在由第1反射器和第2反射器构成的光谐振器的光的路径内，包含环形谐振器和光放大器。光耦合器使光谐振器内从光放大器朝向环形谐振器导波的光的一部分向输出光波导路径分支。

Description

外部谐振器型半导体激光元件以及光元件
技术领域
本发明涉及外部谐振器型半导体激光元件以及用于外部谐振器型半导体激光元件的光元件。
背景技术
随着光互连技术的发展，期望实现一种适合低成本化的光集成输入输出接口。作为能够实现光集成输入输出接口的低成本化的技术的候选，硅光子学技术引起关注。由于硅是间接能隙型半导体，因此使用了硅的发光元件的发光效率与使用了InP系化合物半导体的发光元件的发光效率相比较低。因此，在发光效率这方面并不优选使用硅作为发光元件的活性材料。
将InP系的高效的发光元件(半导体光放大器)混合集成在硅基板上的外部谐振器型半导体激光元件引起关注。在该激光元件中，利用与InP系发光元件光学结合的硅波导滤波器来控制振荡模式。
专利文献1:日本特开2006-245344号公报
专利文献2:日本特开2009-200091号公报
发明内容
对外部谐振器型半导体激光元件的一例进行说明。被导入来自半导体光放大器的输出光的光波导路径与第1段的环形谐振器结合。第1段的环形谐振器的下路(drop)端口与第2段的环形谐振器结合，在第2段的环形谐振器的下路(drop)端口配置全反射镜。光波导路径、环形谐振器等被形成在硅基板上。在该构成中，从半导体光放大器的一对端面中没有与光波导路径结合的端面取出光。因此，需要进行形成在硅基板上的光回路和半导体光放大器的光轴调整。
也能够将第1段或第2段的环形谐振器的直通端口作为输出端口来取出光。在该情况下，由于输出端口由形成在硅基板上的光波导路径构成，因此容易连接在同一基板上集成的其他光回路和输出端口。但是，由于在半导体光放大器与输出端口之间配置有环形谐振器，所以输出光会受到环形谐振器的损耗的影响。因此，该构成不适合高输出化。
此外，通过将来自第2段的环形谐振器的下路(drop)端口的光返回至半导体光放大器，也能够构成外部谐振器型半导体激光元件。在该构成中，必须从半导体光放大器的端面取出光。因此，需要进行形成在硅基板上的光回路和半导体光放大器的光轴调整。
以下说明的实施例的外部谐振器型半导体激光元件具有：光放大器；环形谐振器，其与上述光放大器光学结合；第1反射器和第2反射器，它们在光的路径内构成包含上述环形谐振器和上述光放大器的光谐振器；输出光波导路径；以及光耦合器，其使在上述光谐振器内从上述光放大器朝向上述环形谐振器导波的光的一部分向上述输出光波导路径分支。
以下说明的其他实施例的光元件具有：光耦合器，其包含输入端口、输出端口以及耦合端口；输入光波导路径，其与上述光耦合器的输入端口连接；环形谐振器，其包含输入端口和下路(drop)端口，输入端口与上述光耦合器的输出端口连接；反射器，其反射在上述环形谐振器的下路(drop)端口输出的光，并再次向上述环形谐振器输入；以及输出光波导路径，其与上述光耦合器的输出端口连接。
通过利用光耦合器使在光谐振器内导波的光的一部分分支，能够得到较高的输出。
附图说明
图1A是基于实施例1的外部谐振器型激光元件的俯视图，图1B是实施例1中使用的光耦合器的俯视图，图1C是表示光耦合器的其他构成例的俯视图。
图2A是基于实施例1的外部谐振器型激光元件的光回路内的光波导路径的剖视图，图2B是分布式布拉格反射器的俯视图。
图3A是基于实施例1的外部谐振器型激光元件的俯视图，图3B～图3E是表示从外部谐振器型激光元件的光波导路径的各处出射的光的光谱的图表。
图4A是基于实施例1以及比较例的外部谐振器型激光元件的注入电流和输出功率之间的关系的图表，图4B是基于比较例的外部谐振器型激光元件的俯视图。
图5是按照每个光波导路径间隔表示光耦合器的结合系数和结合长度的关系的图表。
图6是表示光耦合器的结合系数的波长依赖性的图表。
图7是表示光耦合器的结合系数的波长依赖性、半导体光放大器的增益光谱、环形谐振器的透过光谱以及分布式布拉格反射器的反射光谱的关系的一例的图表。
图8是表示光耦合器的结合系数的波长依赖性、半导体光放大器的增益光谱、环形谐振器的透过光谱以及分布式布拉格反射器的反射光谱的关系的其他例子的图表。
图9是基于实施例2的光元件的俯视图。
图10是表示外部谐振器型激光元件的谐振波长以及全通型环形调制器的工作波长的温度依赖性的图表。
图11是基于实施例2的光元件的俯视图。
具体实施方式
[实施例1]
图1A表示基于实施例1的外部谐振器型半导体激光元件的俯视图。外部谐振器型半导体激光元件包括半导体光放大器20和光回路30。
作为半导体光放大器20，例如使用InP系光放大器。InP系的半导体光放大器20被设计为在1.55μm附近具有最大增益。半导体光放大器20的一个端面(出射端面)与光回路30结合，另一个端面(反射端面)形成有高反射膜21。半导体光放大器20内的光波导路径22相对于出射端面的法线向基板面内方向倾斜7°。通过使光波导路径22相对于出射端面倾斜，能够抑制在出射端面的反射光返回至光波导路径22。
光回路30例如具有由形成在硅基板上的氧化硅膜上的硅构成的肋形波导路径结构。从半导体光放大器20的出射端面出射的光被导入至光回路30的输入光波导路径31。半导体光放大器20和光回路30例如借助胶状的配率材料而连接。输入光波导路径31相对于光回路30的基板的端面的法线向基板面内方向倾斜15°。根据半导体光放大器20内的光波导路径22和光回路30的输入光波导路径31的有效折射率的差别，两者的倾斜角不同。
输入光波导路径31与2输入2输出的光耦合器32的输入端口32A连接。光耦合器32除输入端口32A之外，还具有隔离(isolation)端口32B、输出端口32C以及耦合端口32D。输出端口32C与第1光波导路径33连接，耦合端口32D与输出光波导路径34连接。
图1B表示光耦合器32的俯视图。光耦合器32例如使用具有靠近配置两条光波导路径而成的结构的方向性结合器。大致直线状的一个光波导路径将输入端口32A和输出端口32C连接起来。另一个光波导路径将隔离(isolation)端口32B和耦合端口32D连接起来。在图1B中，使连接输入端口32A和输出端口32C的光波导路径成为直线状，使连接隔离(isolation)端口32B和耦合端口32D的光波导路径的一部分弯曲，但是也可以如图1C所示，使两个光波导路径的一部分弯曲。
向输入端口32A输入的光的一部分被输出至输出端口32C，其他部分被输出至耦合端口32D。若将向输入端口32A输入的光的功率设为Pi，输出至耦合端口32D的光的功率设为Pc，光耦合器32的结合系数设为K，则定义为K＝Pc/Pi。通过使方向性结合器32内的光波导路径的间隔G和结合长L发生变化，就能够实现期望的结合系数K。
向输出端口32C输入的光的一部分返回至输入端口32A，其他部分被输出至隔离(isolation)端口32B。
作为光耦合器32，还可以使用2输入2输出的多模干涉(MMI)型光耦合器来取代方向性结合器。
返回图1A继续说明。第1光波导路径33与环状光波导路径35光学结合。环状光波导路径35还与第2光波导路径36光学结合。从而构成了将第1光波导路径33作为输入侧的光波导路径且将第2光波导路径36作为输出侧的光波导路径的环形谐振器38。
环形谐振器38的输入端口38C与光耦合器32的输出端口32C连接。环形谐振器38的直通端口38A例如通过光吸收材料等终止。环形谐振器38的下路(drop)端口38B与分布式布拉格反射器(DBR)39连接。分布式布拉格反射器39使从下路(drop)端口38B输出的光的一部分再次入射至环形谐振器38。图1A中示出了将环状光波导路径35作为圆形的例子，但是也可以成为跑道型。
构成了将形成于半导体光放大器20的端面的高反射膜21作为一个反射器且将分布式布拉格反射器39作为另一个反射器的法布里-珀罗型光谐振器。在该光谐振器内的光的路径中，包括半导体光放大器20、光耦合器32以及环形谐振器38。若满足半导体光放大器20的增益比由光耦合器32、环形谐振器38、分布式布拉格反射器39等引起的损耗大这样的条件，则产生激光振荡。
激光振荡的光的一部分经由光耦合器32，向输出光波导路径34导波。在输出光波导路径34中导波的光从光回路30被输出至外部。当在与光回路30同一基板上形成有后段的光元件的情况下，在输出光波导路径34中导波的光被输入至后段的光元件。由于光回路30和后段的光元件被形成在同一基板上，从而不进行光轴调整等，就能够容易地连接光回路30和后段的光元件。
图2A表示光回路30内的光波导路径的剖视图。在硅基板40上，形成有嵌入氧化膜41。在嵌入氧化膜41上，形成有硅层42。硅层42的一部分成为高度为250nm的芯层42A，其他区域成为厚度50nm的平板层42B。通过芯层42A，构成了图1A所示的输入光波导路径31、光耦合器32、第1光波导路径33、输出光波导路径34、环状波导路径35、第2光波导路径36以及分布式布拉格反射器39。成为输入光波导路径31、光耦合器32内的光波导路径、第1光波导路径33、输出光波导路径34、环状波导35以及第2光波导路径36的芯层42A的宽度为500nm。
在芯层42A和平板层42B上，形成有由氧化硅等构成的覆盖层44。
以下，对光回路30的制造方法进行说明。首先，准备形成有硅基板40、嵌入氧化膜41以及硅层42的SOI晶片(wafer)。加工前的硅层42的厚度为0.25μm。通过通常的光刻工艺，对成为芯层42A的区域以外的硅层42进行蚀刻。蚀刻的深度为0.2μm。对于硅层42的蚀刻，例如能够应用反应离子蚀刻。由此，形成芯层42A和平板层42B。另外，代替光刻法，也可以应用电子束曝光工艺。对于覆盖层44的形成，例如能够应用真空蒸镀。
图2B表示分布式布拉格反射器39的俯视图。通过从宽度为500nm的等宽光波导路径的侧面向侧方突出的突起39A，形成有衍射光栅。在对1.55μm带的光进行反射的情况下，使衍射光栅的周期Pd例如成为300nm。突起39A的宽度(光在导波方向的尺寸)Wd例如为30nm～150nm。突起39A的突出长Ld例如为100nm。衍射光栅的重复次数N例如为200次。这时，分布式布拉格反射器39的长度La成为60μm。
参照图3A～图3E，对从基于实施例1的外部谐振器型激光元件的光回路30内的光波导路径的端部输出的光强度进行说明。图3A表示用于测定光强度的样品的俯视图。以下，对图3A和图1A的不同点进行说明。在图3A所示的样品中，环形谐振器38的直通端口38A延伸至光回路30的基板的边缘。同样地，在与下路(drop)端口38B为相反的一侧，光波导路径延伸至基板的边缘。另外，向分布式布拉格反射器39后侧的端部连续的光波导路径也延伸至基板的边缘。其他构成与图1A所示的外部谐振器型激光元件的构成相同。
图3B表示从输出波导路径34的出射端输出的光的光谱Ia。图3C表示透过了分布式布拉格反射器39的光的光谱Ib。图3D表示从环形谐振器38的第2光波导路径36中与下路(drop)端口38B为相反侧的端部输出的光的光谱Ic。图3E表示从环形谐振器38的直通端口38A输出的光的光谱Id。
通过环形谐振器38，出现多个谐振模式。环形谐振器38的自由光谱区(FSR)大约为12nm。通过分布式布拉格反射器39，从多个谐振模式选择一个谐振模式。光耦合器32的1.55μm带的结合系数K大约为0.5。注入半导体光放大器20的电流为振荡阈值的1.2倍。
在图3C和图3E所示的光谱Ib、Id中，出现与多个谐振模式对应的峰值。可知从该多个谐振模式选择出波长约1555nm的谐振模式。在图3B和图3D所示的光谱Ia、Ic中，仅出现与所选择的波长1555nm的谐振模式对应的峰值。
可知光谱Ia的峰值强度与其他光谱Ib、Ic、Id的峰值强度相比大约高30dB左右。此外，在光谱Ia中，可得到大约40dB左右的模式抑制比。这样，可知使在光谐振器内激光振荡的光的一部分通过光耦合器32分支而取出到外部的构成在高输出化方面是有效的。
在实施例1中，光耦合器32被配置在半导体光放大器20和环形谐振器38之间。因此，通过半导体光放大器20放大的高强度的光不受到由环形谐振器38引起的损耗而输出到外部。这样，为了实现高输出化，优选使从半导体光放大器20向环形谐振器38导波的光的一部分被光耦合器32分支。
图4A与基于比较例的外部谐振器型激光元件比较地表示基于实施例1的外部谐振器型激光元件的注入电流和输出功率的关系。横轴以单位“mA”表示注入电流，纵轴以单位“dBm”表示输出功率。
图4B表示基于比较例的外部谐振器型激光元件的俯视图。基于比较例的外部谐振器型激光元件具有与从基于图1A所示的实施例1的外部谐振器型激光元件去掉光耦合器32和输出光波导路径34后的元件相同的构成。在基于比较例的外部谐振器型激光元件中，对从环形谐振器38的直通端口38A输出的光的功率进行了测定。
图4A的实线a和虚线b分别表示基于实施例1和比较例的外部谐振器型激光元件的输出特性。在注入电流的全域，基于实施例1的外部谐振器型激光元件的输出功率比基于比较例的外部谐振器型激光元件的输出功率大。这样，可知通过经由实施例1的光耦合器32来取出输出，能够得到高输出。
接着，参照图5～图8，对半导体光放大器20的增益光谱和光耦合器32的结合系数K的波长依赖性的关系进行说明。
图5表示光耦合器32的结合长度L(图1B)和结合系数K的关系。横轴以单位“μm”表示结合长度L，纵轴表示结合系数K。图5的实线、点线以及虚线表示光耦合器32内的波导路径间隔G(图1B)分别为G1、G2、G3时的结合系数K。这里为G1＜G2＜G3。被导波的光的波长成为1.55μm。
随着结合长度L从0变长，结合系数K增加，在某个结合长L中表示最大值。之后，随着结合长L变长，结合系数K减少，在某个结合长L中表示最小值。这样，结合系数K随着结合长L变长，交替地反复增加和减少。通过调整光耦合器32的结合长度L和波导路径间隔G，能够在大致0到1的范围内调整光耦合器32的结合系数K。
此外，为了实现相同的结合系数K，能够采用各种结合长度L和波导路径间隔G的组合。例如，在欲将结合系数K设定成0.5的情况下，能够采用与图5所示的工作点A1、B1、A2、B2等对应的结合长度L和波导路径间隔G。
图6表示结合系数K的波长依赖性。横轴以单位“μm”表示波长，纵轴表示结合系数K。图6的细实线A1、点线A2、虚线B1以及粗实线B2分别表示在图5的工作点A1、A2、B1、B2工作时的结合系数K。在工作点A1或A2工作的光耦合器32的表示结合系数K的波长依赖性图表的斜率为正。相对于此，在工作点B1或B2工作的光耦合器32的表示结合系数K的波长依赖性的图表的斜率为负。这样，能够将表示结合系数K的波长依赖性的图表的斜率设定成正或负的任意一种。
图7表示光耦合器32的结合系数K的波长依赖性、半导体光放大器20的增益光谱Ga、环形谐振器38的透过光谱T以及分布式布拉格反射器39的反射光谱R的一例。在环形谐振器38的透过光谱T，以固定的波长间隔(FSR)出现多个峰值。分布式布拉格反射器39的反射光谱R在某个带宽表示较高的反射率，在其两侧出现边带。
通常在反射光谱R的带宽内透过光谱T表示峰值的波长λ1进行激光振荡。半导体光放大器20被设计为在波长λ1增益变得最大。然而，由于制造上的偏差，如图7所示，存在半导体光放大器20的增益在相比波长λ1靠近长波长侧成为最大的情况。这时，透过光谱T的从波长λ1的峰值到比波长λ1的峰值靠近长波长侧的波长λ2的峰值，易于发生模式跳变。
在图7所示的例子中，使被设计为光耦合器32的结合系数K的波长依赖性的图表的斜率为正的光回路30与半导体光放大器20组合。若结合系数K增大，则法布里-珀罗型光谐振器的损耗增大，因此难于发生激光振荡。即，难于发生向长波长侧的模式跳变。
这样，利用光耦合器32的结合系数K的波长依赖性，能够抑制由于半导体光放大器20的增益光谱Ga引起的向长波长侧的模式跳变的发生。
图8表示光耦合器32的结合系数K的波长依赖性、半导体光放大器20的增益光谱Ga、环形谐振器38的透过光谱T以及分布式布拉格反射器29的反射光谱R的其他例子。在图8所示的例子中，半导体光放大器20的增益光谱Ga在比目标振荡波长λ1短的波长λ3的附近表示出最大值。在该情况下，使被设计为光耦合器32的结合系数K的波长依赖性的图表的斜率为负的光回路30与半导体光放大器20组合。由此，能够抑制由于半导体光放大器20的增益光谱Ga引起的向短波长侧的模式跳变的发生。
在上述实施例1中，对输出1.55μm带的光的构成进行了说明，但是也能够通过改变半导体光放大器20的材料、光元件的尺寸来构成输出其他波长带的光的激光元件。
[实施例2]
图9表示基于实施例2的光元件的俯视图。基于实施例2的光元件包括激光部50、调制部60以及复用部70。激光部50包括四个外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D。每个外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D均具有与基于图1A所示的实施例1的外部谐振器型激光元件相同的结构，仅各元件的尺寸不同。即，每个外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D均包括半导体光放大器20和光回路30。四个外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的光回路30被形成在同一基板80上。
外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的环状波导35的半径Ra、Rb、Rc、Rd彼此不同，分布式布拉格反射器39的周期Pda、Pdb、Pdc、Pdd也彼此不同。例如，在实现具有200GHz的频率间隔的四个波的情况下，设Ra＝8μm，并且设Rb＝Ra-δR，Rc＝Rb-δR，Rd＝Rc-δR。这里，δR大约为8nm。此外，设Pda＝300.6nm，并且设Pdb＝Pda-δPd，Pdc＝Pdb-δPd，Pdd＝Pdc-δPd。这里，δPd大约为0.311nm。分布式布拉格反射器39的结合系数大约为150cm-1，衍射光栅的长度La(图2B)大约为120μm。
在欲改变从四个外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D输出的四个波的频率间隔的情况下，改变δR和δPd即可。例如，在欲使频率间隔成为400GHz的情况下，将δR大约设为16nm，δPd大约设为0.622nm即可。
调制部60包括四个调制器60A、60B、60C、60D。调制器60A、60B、60C、60D分别与外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的输出光波导路径34连接。
每个调制器60A、60B、60C、60D均包括全通型环形谐振器。在全通型环形谐振器的芯层42A(图2A)上形成有电极。通过向电极施加电压而使芯层42A的折射率变化，能够使调制器60A、60B、60C、60D的切断带宽变化。
调制器60A、60B、60C、60D的环形谐振器的半径分别与外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的环状波导35的半径Ra、Rb、Rc、Rd相同。因此，调制器60A、60B、60C、60D的工作波长分别与外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的振荡波长同步。这里，“工作波长与振荡波长同步”是指，调制器60A、60B、60C、60D分别能够控制外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的振荡波长的光的透过以及切断。
调制器60A、60B、60C、60D被形成在与外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的光回路30相同的基板80上。
复用部70例如由阵列波导衍射光栅(AWG)型合波器构成。由调制器60A、60B、60C、60D调制的信号光分别向AWG型合波器的四个输入端口输入。AWG合波器对输入的四个波进行合波，并从输出端口输出。
基于实施例2的光元件能够用作对四个波长的信号光进行合波并输出的发送器。
对在同一基板80上形成了外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的环状波导35和调制器60A、60B、60C、60D的全通型环形谐振器的结构的效果进行说明。
图10表示基于实施例1的外部谐振器型激光元件的谐振波长和全通型环形调制器的工作波长的温度依赖性的测定结果。横轴以单位“℃”表示基板温度，纵轴以单位“nm”表示基板温度为25℃时的谐振波长以及波长从工作波长偏移的偏移量。
图10中的实线是表示基于实施例1的外部谐振器型激光元件的谐振波长的波长偏移量，虚线是表示全通型环形调制器的工作波长的波长偏移量。另外，外部谐振器型激光元件的谐振波长是根据从输入光波导路径输入白色光并透过了分布式布拉格反射器39的光的光谱求出的。全通型环形调制器的工作波长是根据输入了白色光时的透过光谱求出的。
外部谐振器型激光元件的谐振波长的波长偏移量为0.076nm/℃，全通型环形调制器的工作波长的波长偏移量为0.073nm/℃。这样，两者之差非常小。因此，即使基板温度变化，也能够维持外部谐振器型激光元件的谐振波长和全通型环形调制器的工作波长的同步。
在实施例2中，示出了对四个信号光进行合波的光元件，但是合波的信号光的数量并不局限于四个。可以是对两个或者三个信号光合波的构成，也可以是对五个以上信号光合波的构成。
[实施例3]
图11表示基于实施例3的光元件的俯视图。以下，针对与实施例2的不同点进行说明，对相同的构成省略说明。在实施例2中，通过调制部60对来自激光部50的输出光进行调制，然后由复用部70进行复用。在实施例3中，首先由复用部70对来自激光部50的输出光进行复用。复用后，通过变更部60进行调制。
激光部50和复用部70的构成与基于实施例2的光元件的激光部50和复用部70的构成相同。调制部60由级联(cascade)连接的四个全通型环形调制器60A、60B、60C、60D构成。全通型环形调制器60A、60B、60C、60D的半径分别与外部谐振器型激光元件50A、50B、50C、50D的环状波导35的半径Ra、Rb、Rc、Rd相同。
基于实施例3的光元件与实施例2相同，也能够用作对四个波长的信号光合波并输出的发送器。
按照以上实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不局限于此。例如，各种能够变更、改良、组合等的构成对本领域技术人员来说都是显而易见的。
图中附图标记说明：
20…半导体光放大器；21…高反射膜(第1反射器)；22…光波导路径；30…光回路；31…输入光波导路径；32…光耦合器；32A…输入端口；32B…隔离(isolation)端口；32C…输出端口；32D…耦合端口；33…第1光波导路径；34…输出光波导路径；35…环状光波导路径；36…第2光波导路径；38…环形谐振器；38A…直通端口；38B…下路(drop)端口；38C…输入端口；39…分布式布拉格反射器；39A…突起；40…硅基板；41…嵌入氧化膜层；42…硅层；42A…芯层；42B…平板层；44…覆盖层；50…激光部；50A、50B、50C、50D…外部谐振器型激光元件；60…调制部；60A、60B、60C、60D…全通型环形调制器；70…复用部；80…基板。

Claims (10)

1.一种外部谐振器型半导体激光元件，其中，具有：
光放大器；
环形谐振器，其与所述光放大器光学结合；
第1反射器和第2反射器，它们在光的路径内构成包括所述环形谐振器和所述光放大器的光谐振器；
输出光波导路径；以及
光耦合器，其使在所述光谐振器内从所述光放大器朝向所述环形谐振器导波的光的一部分向所述输出光波导路径分支。
2.根据权利要求1所述的外部谐振器型半导体激光元件，其中，
所述第2反射器被配置于反射在所述环形谐振器的下路端口被输出的光的位置，并且由分布式布拉格反射器构成。
3.根据权利要求2所述的外部谐振器型半导体激光元件，其中，
所述光耦合器是结合系数具有波长依赖性的方向性结合器，
在比由所述环形谐振器和所述第2反射器确定的谐振波长长的波长侧，所述光放大器的增益成为最大，所述光耦合器具有结合系数随着波长相比所述谐振波长越长而越大的特性。
4.根据权利要求2所述的外部谐振器型半导体激光元件，其中，
所述光耦合器是结合系数具有波长依赖性的方向性结合器，
在比由所述环形谐振器和所述第2反射器确定的谐振波长短的波长侧，所述光放大器的增益成为最大，所述光耦合器具有结合系数随着波长相比所述谐振波长越短而越大的特性。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的外部谐振器型半导体激光元件，其中，
所述环形谐振器、所述光耦合器、所述第2反射器以及所述输出光波导路径形成在同一基板上。
6.根据权利要求5所述的外部谐振器型半导体激光元件，其中，
还具有形成在所述基板上且与所述输出光波导路径结合的环形调制器，所述环形调制器的工作波长与所述环形谐振器的谐振波长同步。
7.一种光元件，其中，具有：
光耦合器，其包括输入端口、输出端口以及耦合端口；
输入光波导路径，其与所述光耦合器的输入端口连接；
环形谐振器，其包括输入端口和下路端口，输入端口与所述光耦合器的输出端口连接；
反射器，其反射在所述环形谐振器的下路端口被输出的光，并再次向所述环形谐振器输入；以及
输出光波导路径，其与所述光耦合器的输出端口连接。
8.根据权利要求7所述的光元件，其中，
所述反射器包括分布式布拉格反射器。
9.根据权利要求7或者8所述的光元件，其中，
所述环形谐振器、所述光耦合器、所述反射器以及所述输出光波导路径形成在同一基板上。
10.根据权利要求9所述的光元件，其中，
还具有形成在所述基板上且与所述输出光波导路径连接的环形调制器，所述环形调制器的工作波长与所述环形谐振器的谐振波长同步。
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