CN1663087A - 半导体激光器装置、半导体激光器模块及光纤放大器 - Google Patents

半导体激光器装置、半导体激光器模块及光纤放大器 Download PDF

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CN1663087A CN038150093A CN03815009A CN1663087A CN 1663087 A CN1663087 A CN 1663087A CN 038150093 A CN038150093 A CN 038150093A CN 03815009 A CN03815009 A CN 03815009A CN 1663087 A CN1663087 A CN 1663087A
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大枝靖雄
室清文
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    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
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Abstract

在n型衬底(1)上，依次层叠了n型包层(2)、n型波导层(3)、n型载流子阻挡层(4)、激活层(5)、p型载流子阻挡层(6)、p型波导层(7)。在p型波导层(7)内部，在除去了长度方向与光出射方向平行的带状的一部分区域以外的部分上，配置了n型阻流层(8)。在p型波导层(7)上，依次层叠了p型包层(9)、p型接触层(10)、p侧电极(11)。在n型衬底(1)的底面上，配置了n侧电极(12)。此外，对从外部入射的光的波长，n型包层(2)的折射率具有与有效折射率相等的值；而对出射波长的光，n型包层(2)及p型包层(9)具有比有效折射率低的折射率。

Description

半导体激光器装置、半导体激光器模块及光纤放大器
技术领域
本发明涉及具有在第1导电类型的半导体衬底上依次层叠了第1导电类型的包层(cladding layer)、激活层(active layer)及第2导电类型的包层的构造的半导体激光器装置，特别涉及不对从外部入射、具有与出射激光不同的波长的光进行光约束的半导体激光器装置、半导体激光器模块及光纤放大器。
背景技术
以往，通过光纤通信来传递因特网等的信息。光纤通信通过在光纤中传输光信号来传递信息。为了能够长途传输光信号，以往想尽了各种办法，但是将长途传输带来的光强损耗抑制到0在目前是不可能的，光信号以一定的比例衰减。因此，需要用于对衰减了的光信号进行放大的光纤放大器。
图12(a)是现有技术的光纤放大器中的、后激励方式的光纤放大器的构造的示意图。从信号光源101出射的信号光在光纤中传输，入射到放大用光纤104。另一方面，从激励光源102出射的激励光在激励光传输光纤105中传输，通过耦合器103入射到放大用光纤104。在采用了EDFA(Erbium Doped FiberAmplifier，掺铒光纤放大器)的光纤放大器中，向放大用光纤104中掺杂了铒离子，激励光入射到放大用光纤104，从而铒离子被激励到高能状态。
在信号光入射到受激状态的放大用光纤104中时，受激发射与信号光同一波长且同一相位的光。因此，信号光的强度比入射到放大用光纤104前放大，作为放大信号光在光纤中传输。
但是，现有的光纤放大器有下述问题：由于存在激励光源102，所以在信号光中产生一定的噪声。如上所述，耦合器103光耦合传输信号光的光纤和激励光传输光纤105。因此，如图12(b)所示，不仅激励光被传输到光纤，而且图12(b)中虚线箭头所示的信号光的一部分由耦合器103分支而在激励光传输光纤105中传输，入射到激励光源102。
另一方面，构成激励光源102的半导体激光器装置具备用于进行激光振荡的谐振器构造。具体地说，在构成激励光源102的半导体激光器装置中，在面对激光出射侧端面的端面上配置了高反射膜。因此，由耦合器103分支、入射到半导体激光器装置的一部分信号光由高反射膜反射而从激励光源出射，在激励光传输光纤105中传输并与耦合器103放大过的信号光再次合波。在放大用光纤104放大过的放大信号光、和入射到激励光源的一部分信号光之间，存在与激励光传输光纤105及激励光源102的谐振器长度相应的光程差。因此，从耦合器103输出的信号光包含由与放大信号光具有规定的相位差的一部分信号光组成的噪声。由于这种噪声的存在，在信号光的接收端发生信号的读取错误，难以正确地传输信息。
在现有的光纤放大器中，只要具有激励光源102，这种噪声的发生就是不能避免的问题。上述噪声与信号光具有同一波长，所以不能用通过排除与信号光不同波长的光来除去噪声的现有滤波器来除去。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有技术而提出的，其目的在于提供一种半导体激光器装置、半导体激光器模块及光纤放大器，在光纤通信中，抑制可能分支到激励光源侧的信号光所产生的噪声。
本发明的半导体激光器装置在第1导电类型的半导体衬底上依次层叠第1导电类型的包层、激活层及第2导电类型的包层，包括出射侧端面，从上述出射侧端面出射第1波长的激光，其特征在于，上述第1导电类型的包层及上述第2导电类型的包层对第1波长的折射率具有比对上述第1波长的有效折射率低的值；对从外部通过出射侧端面入射的第2波长的光，上述第1导电类型的包层或上述第2导电类型的包层中的至少一个的折射率具有与对上述第2波长的有效折射率相等或比该有效折射率高的值。
根据该发明，由于对出射波长——第1波长，第1导电类型的包层及第2导电类型的包层的折射率小于有效折射率，所以能够将第1波长的光约束在第1导电类型的包层和第2导电类型的包层之间。另一方面，由于对从外部入射的具有第2波长的光，第1导电类型的包层和第2导电类型的包层中的至少一个的折射率具有有效折射率以上的值，所以能够不约束从外部入射的光，而是使光泄漏到具有高折射率的包层。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述第1导电类型的包层和上述第2导电类型的包层中杂质浓度高的包层对上述第2波长具有与有效折射率相等或比该有效折射率高的折射率。
根据该发明，使杂质浓度高的包层对上述第2波长的折射率高于有效折射率。作为一种手段，通过厚厚地层叠折射率高的材料来形成包层，能够将包层的折射率设为比有效折射率高的值，而在此情况下通过选择掺杂了很多杂质的包层，能够抑制膜厚的增大造成的热阻及电阻的增大。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述第1导电类型的包层对上述第2波长具有与有效折射率相等或比该有效折射率高的折射率。
根据该发明，提高了第1导电类型的包层对第2波长的折射率。在用向下汇接(Junction Down)结构将半导体激光器装置固定到激光器底座上的情况下，如果采用使第1导电类型的包层的折射率高于有效折射率、不增大激活层和第2导电类型的包层的膜厚的构造，则能够提供一种半导体激光器装置，不对激活层产生的热的传导造成不良影响。
另一发明的半导体激光器装置，在第1导电类型的半导体衬底上依次层叠第1导电类型的包层、激活层及第2导电类型的包层，包括出射侧端面，从上述出射侧端面出射第1波长的激光，其特征在于，上述第1导电类型的包层及上述第2导电类型的包层对第1波长的折射率具有比对上述第1波长的有效折射率低的值；对从外部通过出射侧端面入射的第2波长的光，上述有效折射率具有上述第1导电类型的包层或上述第2导电类型的包层中的至少一个的折射率的1.003倍以下的值。
根据该发明，即使在有效折射率具有与至少一个包层的折射率同等或或更大的值的情况下，只要在1.003倍以下，就能够防止从外部入射的光的约束。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述第1波长和上述第2波长之间的差分值在200nm以上。
根据该发明，由于第1波长和第2波长之间的差分值在200nm以上，所以能够容易地约束具有第1波长的光，泄漏具有第2波长的光。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述第1波长在950nm以上、1100nm以下，上述第2波长在1500nm以上、1600nm以下。
根据该发明，由于第1波长在950nm以上、1100nm以下，第2波长在1500nm以上、1600nm以下，所以能够提供一种半导体激光器装置，在将第2波长的光作为信号光、将第1波长的光作为激励光的情况下，即使信号光从外部入射，也能够在内部泄漏。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述第1波长是980nm，上述第2波长是1550nm。
根据该发明，由于第1波长是980nm，第2波长是1550nm，所以能够提供一种半导体激光器装置，能够应用于光通信中的激励光源。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，还具有：第1导电类型的波导层，被配置在上述第1导电类型的包层和上述激活层之间；和第2导电类型的波导层，被配置在上述激活层和上述第2导电类型的包层之间。
根据该发明，由于设有第1导电类型的波导层和第2导电类型的波导层，所以出射的激光被约束在激活层及波导层内，与只在激活层中传播的情况相比具有更宽的波导区域，能够降低光输出密度，所以能够提供一种半导体激光器装置，对光学损伤具有耐久性。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述激活层具有量子阱层。
根据该发明，由于激活层包括了量子阱层，所以通过量子约束效应，能够将载流子高效率地约束在量子阱层内，能够提高发光效率。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述激活层包括多个量子阱层、和配置在该多个量子阱层间的势垒层。
根据该发明，由于具有相互分离的多个量子阱层，所以能够用多个量子阱层通过量子约束效应来约束载流子，能够提高温度特性。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，上述第2导电类型的包层的与激光出射方向垂直的方向的宽度比上述第1导电类型的衬底的宽度窄。
根据该发明，由于采用了第2导电类型的包层的宽度窄的构造，所以能够提高注入的电流的密度，能够提供一种具有高发光效率的半导体激光器装置。
另一发明的半导体激光器装置的特征在于，在上述发明中，还包括：第1导电类型的载流子阻挡层，被配置在上述第1导电类型的波导层和上述激活层之间；和第2导电类型的载流子阻挡层，被配置在上述激活层和上述第2导电类型的波导层之间。
根据该发明，由于设有第1导电类型的载流子阻挡层及第2导电类型的载流子阻挡层，所以能够将注入载流子约束在激活层近旁来抑制载流子溢出，并且能够增大波导层的膜厚。由此，能够维持温度特性，同时提高输出。
另一发明的半导体激光器模块的特征在于，包括：上述半导体激光器装置；光纤，将从上述半导体激光器装置出射的激光波导到外部；以及光耦合透镜系统，光耦合上述半导体激光器装置和上述光纤。
根据该发明，由于从光纤中传输来的具有第2波长的光在半导体激光器装置内部泄漏，所以能够提供一种半导体激光器模块，不会再次出射具有第2波长的光。
另一发明的半导体激光器模块的特征在于，在上述发明中，还包括：光检测器，测定上述半导体激光器装置的光输出；调温模块，控制上述半导体激光器装置的温度；以及隔离器。
根据该发明，由于包括了光检测器，所以能够稳定出射激光强度；由于包括了隔离器，所以能够防止从半导体激光器装置出射的激光再次返回到半导体激光器装置内部。
另一发明的光纤放大器的特征在于，包括：使用上述半导体激光器装置或上述半导体激光器模块的激励光源；光纤，传输具有上述第2波长的信号光；放大用光纤，与该光纤相连；以及耦合器，用于使具有上述第1波长、从上述激励光源出射的激励光入射到放大用光纤。
根据该发明，由于即使具有第2波长的信号光的一部分经耦合器入射到激励光源，也在激励光源包括的半导体激光器装置或半导体激光器模块的内部泄漏，不会再次返回到光纤，所以能够抑制与信号光同一波长的噪声分量的产生。
另一发明的光纤放大器的特征在于，在上述发明中，上述放大用光纤掺杂了铒。
根据该发明，由于放大用光纤掺杂了铒，所以能够提供一种EDFA光放大器。
附图说明
图1是实施方式1的半导体激光器装置的构造的主视图；
图2是图1所示的半导体激光器装置的A-A线剖视图；
图3是实施方式1的半导体激光器装置的对具有1550nm的波长的光的折射率分布及有效折射率的曲线图；
图4(a)、图4(b)是向实施方式1的半导体激光器装置入射了具有1550nm的波长的光的情况下的光泄漏的形态的示意图；
图5是实施方式1的半导体激光器装置的对具有980nm的波长的光的折射率分布、光强分布及有效折射率的曲线图；
图6是比较例的DCH激光器的对具有980nm的波长的光的折射率分布、光强分布及有效折射率的曲线图；
图7是比较例的DCH激光器的对具有1550nm的波长的光的折射率分布、光强分布及有效折射率的曲线图；
图8是实施方式2的半导体激光器装置的构造的主视图；
图9是图8的B-B线的剖视图；
图10是实施方式3的半导体激光器模块的构造的侧面剖视图；
图11是实施方式4的光纤放大器的构造的示意图；
图12(a)、图12(b)是现有技术的光纤放大器的构造及光传输的形态的示意图。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的半导体激光器装置、半导体激光器模块及光纤放大器的优选实施方式。在附图的记载中，对同一或类似部分附以同一或类似的标号。此外，需要注意的是，附图是示意性的，各部分的厚度和宽度的关系、各部分的大小的比率等与实际不同。当然，在附图相互间，也包含相互的尺寸的关系或比率不同的部分。
实施方式1
下面说明实施方式1的半导体激光器装置。图1是实施方式1的半导体激光器装置的构造的主视图；图2是实施方式1的半导体激光器装置的构造的侧面剖视图。
本实施方式1的半导体激光器装置是所谓的完全分离约束构造(Decoupled Confinement Heterostructure：以下称为“DCH”)激光器。即，不是像通常的双异质结构激光器那样，采用用包层来约束光和防止载流子溢出的构造，而是具有除了约束光的包层之外、还包括防止载流子溢出的载流子阻挡层的构造。
首先，参照图1及图2来说明本实施方式1的半导体激光器装置的具体构造。本实施方式1的半导体激光器装置在n型衬底1上，依次层叠了n型包层2、n型波导层3、n型载流子阻挡层4、激活层5、p型载流子阻挡层6、p型波导层7。此外，在p型波导层7内部，在除去了长度方向与光出射方向平行的带状的一部分区域以外的部分上，配置了n型阻流层8。在p型波导层7上，依次层叠了p型包层9、p型接触层10、p侧电极11。此外，在n型衬底1的底面上，配置了n侧电极12。再者，如图2所示，在光出射侧端面(图2中的右侧端面)上配置了低反射膜19，在面对光出射侧端面的反射侧端面(图2中的左侧端面)上配置了高反射膜20。
n型包层2及p型包层9用于约束激活层5中的载流子复合所产生的激光。此外，在本实施方式1中，也具有下述功能：对出射的激光以外的具有规定的波长的光进行光约束。后面将对此进行详述。
n型包层2及p型包层9由具有比激活层5、n型波导层3及p型波导层7低的折射率的材料构成。在实施方式1中，n型包层2由Al0.045Ga0.995As构成，膜厚是5.820μm，p型包层9由Al0.32Ga0.68As构成。
n型波导层3及p型波导层7用于对激光进行波导。如上所述，在DCH构造中，无需用包层来抑制载流子的溢出，所以能够将n型波导层3及p型波导层7的膜厚取得很大。由此，抑制了COD(Catastrophic Optical Damage，灾变性光学损伤)，实现了高光输出。在实施方式1中，n型波导层3及p型波导层7由GaAs构成，膜厚是0.470μm。
p型载流子阻挡层4及p型载流子阻挡层6用于将注入的载流子约束在激活层5内部，抑制载流子的溢出。具体地说，n型载流子阻挡层4及p型载流子阻挡层6使用带隙比激活层5大的材料，在光学上具有足够薄的膜厚。n型载流子阻挡层4防止了n型载流子阻挡层4中的少数载流子——空穴流出到下层，p型载流子阻挡层6防止了电子流出到上层。在本实施方式1中，n型载流子阻挡层4及p型载流子阻挡层6由Al0.4Ga0.6As构成，膜厚分别是0.035μm。
激活层5用于通过注入的载流子的复合来产生激光。具体地说，激活层5如图1的放大图所示，由下述构造组成：2个量子阱层14、16由侧势垒层13、17及势垒层15夹着。通过具有量子阱层14、16，能够对载流子产生量子约束效应，高效率地约束载流子。量子阱层14、16为了发挥量子约束效应，需要由极薄的膜厚组成，本实施方式1的各个膜厚是0.01μm。此外，量子阱层14、16由In0.14Ga0.86As组成。再者，侧势垒层13、17的膜厚是0.055μm，势垒层15的膜厚是0.006μm。激活层5由这种形态构成，本实施方式1的半导体激光器装置出射具有980nm的波长的激光。激光主要在n型波导层3、p型波导层7、n型载流子阻挡层4、p型载流子阻挡层6及激活层5中进行波导，所以以下将它们统称为波导区域18。
p型接触层10用于使与p侧电极11的欧姆接触变得容易。具体地说，p型接触层10是在氧化恶化少的GaAs上高浓度地掺杂锌(Zn)等的p型杂质而形成的。接触层的膜厚是1.75μm。
n型阻流层8用于使注入的电流只流过激活层5的期望的区域。再者，通过用比波导层低的折射率的材料构成n型阻流层8，能够形成有效折射率型的波导。由此，能够构成高效率的单模半导体激光器。
图2所示的低反射膜19和高反射膜20用于构成谐振器。为了高效率地取出激光，高反射膜20具有80％以上的反射率，更好的是98％以上。另一方面，低反射膜19为了抑制出射侧端面的瞬时光学损伤，由光反射率在5％以下、最好在1％左右的膜构造组成。其中，低反射膜19的光反射率按照谐振器长度来优化。在本实施方式1中，与高反射膜20一起构成谐振器的是与半导体激光器装置光耦合的光纤中所设的光纤光栅。此外，也可以采用在半导体激光器装置的n型波导层3或p型波导层7的一部分上设有周期性的槽构造的分布反馈型激光器构造、或分布布拉格反射型激光器构造。
本实施方式1的半导体激光器装置具有与出射波长不同的波长，具有在半导体激光器装置内部泄漏从外部入射的光的功能。以下将说明该功能。作为从外部入射的光的一例，考虑波长为1550nm的光从外部入射到实施方式1的半导体激光器装置的情况。
图3是实施方式1的半导体激光器装置内部的折射率分布及半导体激光器装置的有效折射率的曲线图。在图3中，实线表示各层的折射率。而虚线表示有效折射率。在图3中，为了使各层和折射率分布等之间的关系明确，在曲线图下附加了本实施方式1的半导体激光器装置的剖视图。图3的曲线图将构成实施方式1的半导体激光器装置的各层的层叠方向作为横轴，将横轴的原点设定在n型包层2和n型波导层3之间的边界上。
从外部入射的光的波长设为1550nm，所以图3所示的各层的折射率表示对1550nm的波长的光的折射率。具体地说，对1550nm的波长的光，n型包层2的折射率是3.413，n型波导层3及p型波导层7的折射率是3.436。再者，p型包层9的折射率是3.274。此外，n型载流子阻挡层4及p型载流子阻挡层6的折射率为3.233，侧势垒层13、17为3.436，量子阱层14、16为3.481。根据这些值，示出了图3中的折射率分布。
图3所示的有效折射率可以根据构成半导体激光器装置的各层的膜厚及折射率等具体构造来导出。以下说明该导出。
光强分布及有效折射率根据规定的波动方程式的解及特征值来求。这里，导出光强分布及有效折射率的波动方程式是
[t 2+{k0 2n2(x，y)-β2}]E(x，y)＝0             …(1)
。这里，将激光出射方向作为z轴，将层叠各层的方向(即图3中的横轴的方向)作为x轴。这里，t是(/x，/y，0)，E(x，y)表示坐标(x，y)上的电场矢量。此外，n(x，y)表示坐标(x，y)上的折射率，k0表示波数。再者，β是(1)式中的电场矢量E(x，y)的特征值。半导体激光器装置的构造在z方向上均匀的，所以电场矢量E(x，y)及折射率n(x，y)不依赖于z坐标。
通过在有限远处电场矢量E(x，y)渐近0这一边界条件下解(1)式来求电场矢量E(x，y)，根据电场矢量E(x，y)的强度分布来得到光强分布。其中，在图3中省略了光强分布的表示。此外，有效折射率N用根据(1)式得到的特征值β表示为
N＝β/k0                                  …(2)。
。因此，可以用(2)式根据(1)式的特征值β来导出有效折射率N。在本实施方式1中，考虑上述各层的折射率及膜厚的具体数值来解(1)式及(2)式的结果是，对1550nm的波长的光的有效折射率为3.413。
在图3所示的折射率分布下，对波长为1550nm的光，本实施方式1的半导体激光器装置在x＝0处光强取最大值。在x＜0的区域、即n型包层2上光强也减少不大，维持x＝0处的值。因此，在从外部入射了具有1550nm的波长的光的情况下，在实施方式1的半导体激光器装置内部，显然在n型包层2中比在波导区域18上光强更大，从外部入射的光未被约束在波导区域18内。即，从外部入射的光不像从内部振荡的激光那样被约束在波导区域18内，而是泄漏到波导区域18外部的n型包层2一方。
本实施方式1的半导体激光器装置的构造是：对具有1550nm的波长的光，n型包层2的折射率具有与有效折射率相同的值。这样，在对具有规定的波长的光，包层的折射率与有效折射率相比具有同等或更高的值的情况下，半导体激光器装置不会将具有规定的波长的光约束在波导区域18内。
接着，说明对从外部入射的1550nm的波长的光的有效折射率不大于n型包层2的折射率、光强为上述分布所带来的优点。图4(a)及图4(b)是1550nm的波长的光从外部透过低反射膜19入射到实施方式1的半导体激光器装置的情况下的半导体激光器装置内部的光传输的状况的示意图。
从外部经低反射膜19入射到半导体激光器装置的光通常向高反射膜20行进。但是，本实施方式1的半导体激光器装置如上所述，具有不将1550nm的光约束在波导区域18内部的构造。因此，从外部入射的光随着行进而向n型包层2一方漏出，如图4(a)所示入射的光的大部分在到达高反射膜20前通过n型包层2放射到衬底。此外，对到达高反射膜20而反射的光，同样的讨论也成立。反射的光不会被约束在波导区域18内，在向低反射膜19行进的途中向n型包层2泄漏，通过n型包层2放出到衬底。因此，如图4(b)所示从低反射膜19出射的光与入射的光相比只有微弱的强度，或者完全不存在。
因此，本实施方式1的半导体激光器装置具有下述优点：在入射了与出射激光波长不同的波长——1550nm的波长的光的情况下，能够抑制由高反射膜20反射而再次从低反射膜19出射的情况。
另一方面，即使能够抑制从外部入射的光的再次出射，如果实施方式1的半导体激光器装置不具有作为激光出射光源的功能，则作为半导体激光器装置也有问题。即，需要采用将半导体激光器装置的出射激光的波长——980nm的光约束在波导区域18内部的构造。以下，说明本实施方式1的半导体激光器装置将980nm的光约束在波导区域18内部的情况。
图5是实施方式1的半导体激光器装置的对出射的激光的波长——980nm的光的光强分布、折射率分布及有效折射率的曲线图。一般，折射率依赖于波长来变化。
具体地说，各层对具有980nm的波长的光的折射率分别是，n型包层2为3.511，n型波导层3及p型波导层7为3.537，n型载流子阻挡层4及p型载流子阻挡层6为3.306。此外，p型包层9的折射率是3.352。此外，构成激活层5的侧势垒层13、17及势垒层15的折射率是3.537，量子阱层14、16是3.591。
光强分布通过对电场矢量E(x，y)解波动方程式(1)来求。此外，有效折射率也通过解(1)式及(2)式来求，示出对980nm的波长的光的有效折射率是3.515。
如上所述，为了只在波导区域18内传播出射激光，在本实施方式1的半导体激光器装置中，n型包层2及p型包层9的折射率具有低值。但是，如果是比激活层5、n型波导层3及p型波导层7的折射率低的值，则不管是什么值，都不会发生光的约束。一般，在n型包层2及p型包层9的折射率为比半导体激光器装置的有效折射率低的值的情况下，半导体激光器装置能够进行光约束。
如上所述，对具有980nm的波长的光，本实施方式1的半导体激光器装置的有效折射率的值是3.515，而n型包层2的折射率是3.511，p型包层9的折射率是3.352。因此，n型包层2及p型包层9对波长为980nm的光的折射率为比有效折射率低的值，波长为980nm的出射激光被有效地约束在波导区域18内，通过感应放射现象来进行激光振荡。实际观察图5中的光强分布，示出在x＝0附近达到最大，随着x坐标的绝对值增大，光强急剧减少，光被约束在波导区域18内。
为了与本实施方式1的半导体激光器装置进行比较，图6及图7示出现有的DCH激光器的光强分布、折射率分布及有效折射率。这里，图6是现有的DCH激光器的对出射波长——980nm的光的折射率分布及光强分布的曲线图；图7是对1550nm的光的折射率分布及光强分布的曲线图。图6及图7所示的曲线图与图5的情况同样，根据(1)式及(2)式得到了光强分布及有效折射率。
现有的DCH激光器具有与实施方式1的半导体激光器装置基本上同样的构造，但是不同点在于，n型包层由Al0.09Ga0.91As构成，膜厚是2.5μm，p型包层的膜厚是0.845μm。
此外，光学特性中的n型包层对各波长的折射率及有效折射率与本实施方式1的半导体激光器装置不同。具体地说，对980nm的波长，n型包层的折射率是3.484，有效折射率根据(1)式及(2)式为3.509。另一方面，对1550nm的波长，n型包层的折射率是3.391，有效折射率是3.401。
因此，现有的DCH激光器对出射波长——980nm，n型包层及p型包层两者的折射率取比有效折射率小的值。另一方面，对1550nm的波长，n型包层及p型包层两者的折射率也为比有效折射率小的值。
对两种波长，n型包层的折射率都为比有效折射率小的值，所以现有的DCH激光器不仅对980nm，而且对1550nm的波长的光也产生光约束效应。
实际观察图6及图7的光强分布可知，现有的DCH激光器对980nm的光当然发生光约束，对1550nm的光也发生光的约束。因此，在从外部入射了1550nm的光的情况下，光被约束在波导区域内，从低反射膜19到高反射膜20光无衰减地传输，由高反射膜20反射而再次从低反射膜19出射。因此，在将现有的DCH激光器例如使用于光纤放大器的激励光源的情况下，具有1550nm的波长的信号光的一部分入射到现有的DCH激光器，由DCH激光器内的反射侧端面反射而再次出射。本实施方式1的半导体激光器装置如上所述泄漏具有1550nm的波长的光，所以不会有这种情况。
接着，比较半导体激光器装置的出射波长——980nm的光的约束。对比图5所示的本实施方式1的半导体激光器装置的980nm的光的光强分布、和图6所示的现有的DCH激光器的980nm的光的光强分布可知，现有的DCH激光器的光约束的效应大一些。但是，本实施方式1的半导体激光器装置也以实用上完全没有问题的程度将激光约束在波导区域内。
因此，本实施方式1的半导体激光器装置与现有的DCH激光器相比，也能够以实用上没有问题的程度将出射波长——980nm的光约束在波导区域内，能够以与现有的DCH激光器同等的效率来进行激光振荡。
另一方面，对1550nm的波长的光，如图3也示出的那样，光不会被约束在波导区域内，而是泄漏到n型包层2，放出到外部。因此，与现有的DCH激光器不同，本实施方式1的半导体激光器装置能够有效地泄漏从外部入射的光，不会从出射侧端面出射1550nm的光，或者即使出射也只出射极其微弱的光。
因此，例如在将本实施方式1的半导体激光器装置使用于EDFA等光纤放大器的激励光源的情况下，能够抑制与信号光同一波长的噪声分量的产生。此外，不管是否存在从外部入射的光，都能够稳定地出射规定的波长的激光。
此外，本实施方式1的半导体激光器装置如上所述，与现有的DCH激光器相比增大了n型包层2的膜厚。一般，已知通过增大膜厚，半导体激光器装置内部的电阻及热阻上升，但是在本实施方式1中不怎么成问题。这是因为，一般，在半导体材料中，能够比较多地掺杂n型杂质，通过多掺杂杂质，能够提高电导率及导热系数。因此，本实施方式1的半导体激光器装置与现有的DCH激光器相比，在电阻及热阻的观点上不怎么会恶化。此外，本实施方式1的半导体激光器装置与现有的半导体激光器相比，减少了n型包层2的铝组成，所以能够抑制电阻及热阻。
此外，本实施方式1的半导体激光器装置的p型包层9由与现有的DCH激光器相同的半导体层构成，将膜厚做得很薄。通过采用这种构造，降低了对1550nm的波长的光的有效折射率，但是也具有副效果。半导体激光器装置通常被固定在导热性良好的底座上，通过使产生的热逃逸到底座上，抑制了激活层5的温度上升。这里，半导体激光器装置通过所谓的Junction Down结构被固定在底座上，p侧电极11与底座接触。在本实施方式1的半导体激光器装置中，p型包层9的厚度很小即可，能够高效率地排出激活层5产生的热。
在实施方式1中，将从外部入射的光的波长设为1550nm进行了说明，但是光的波长并不限于1550nm。此外，对半导体激光器装置的出射波长，也无需限于980nm来解释。这是因为，从外部入射的光在半导体激光器装置内部是否泄漏，只由包层的折射率和有效折射率之间的相互关系来决定，与半导体激光器装置的出射波长没有关系。即，设计半导体激光器装置的构造，使得对规定波长的入射光，半导体激光器装置的有效折射率为与包层的折射率相同或比包层的折射率低的值。在从外部入射的光的波长和半导体激光器装置的出射波长近似的情况下，不容易泄漏从外部入射的光，所以入射的光的波长和出射波长之间的差分值最好在200nm以上。例如，在将半导体激光器装置的出射波长设为950nm～1100nm、将从外部入射的光的波长设为1500nm～1600nm的情况下，能够对出射激光保证足够的光约束，同时容易泄漏从外部入射的光。
此外，在本实施方式1中，决定了半导体激光器装置的构造，以使对从外部入射的光，n型包层2的折射率为与有效折射率相同的值，但是并不限于n型包层2的折射率和有效折射率为相等的值的构造。在n型包层2对入射光的波长的折射率取比有效折射率高的值的情况下，也能够泄漏入射光。此外，各层的组成及膜厚也不限于上述值。可以按照半导体激光器装置的用途、制造成本等来改变半导体激光器装置的构造。再者，也可以不是采用n型包层2的折射率高于有效折射率的构造，而是设计半导体激光器装置，使得p型包层9对入射光的折射率为与有效折射率同等或比有效折射率高的值。
再者，也可以构成半导体激光器装置，使得n型包层2及p型包层9两者的折射率都为比有效折射率高的值。在此情况下，从外部入射的光不仅泄漏到n型包层2，也泄漏到p型包层9，所以能够更有效地衰减从外部入射的光。
再者，在本实施方式1中，通过改变构成n型包层2的半导体混合晶的混合晶比及膜厚，降低了对从外部入射的光的有效折射率，并且增大了n型包层2的折射率，但是本发明不限于该构造。例如，也可以通过改变n型波导层3或p型波导层7的材质来降低有效折射率。即，也可以与现有的激光器装置相比使包层的折射率上升，或者抑制半导体激光器装置的有效折射率也能够实现本实施方式1的半导体激光器装置。此外，为了降低有效折射率，也可以调整激活层5或n型波导层3等包层以外的组成和膜厚。
再者，在从外部入射了多个不同波长的光、或一定波段的光的情况下，也可以采用在半导体激光器装置内部泄漏的构造。这种半导体激光器装置可以通过使得包层在各个波长上的折射率为比有效折射率低的值来实现。
再者，在n型包层2对从外部入射的光的折射率低于有效折射率的情况下，如果其差微乎其微，而且n型包层及p型包层对出射波长的折射率是比有效折射率低的值，则从外部入射的光几乎不被约束在波导区域内，不会从出射侧端面出射，或者即使出射也只出射非常微弱的光。但是，从示出比较例的DCH激光器的对具有1550nm的波长的光的折射率分布等的图7可知，如果有效折射率超过包层2的折射率的1.003倍，则从外部入射的光被约束在波导区域。因此，为了得到上述效果，对从外部入射的光的有效折射率的值最好在包层2的折射率的1.003倍以内。
此外，构成各层的半导体材料也不限于上述材料。再者，衬底的导电类型也不仅可以使用n型，也可以使用p型，也可以采用在p型衬底上依次层叠p型包层、p型波导层等的构造。
实施方式2
下面，说明实施方式2的半导体激光器装置。图8是实施方式2的半导体激光器装置的构造的概略剖视图；图9是图8的B-B线的剖视图。本实施方式2的半导体激光器装置具有所谓的脊状构造，以下说明实施方式2的半导体激光器装置的构造。本实施方式2的半导体激光器装置对与实施方式1类似的半导体层采用同样的名称，只要不特别指出，都具有同样的功能。
实施方式2的半导体激光器装置如图8所示，在n型衬底21上依次层叠了n型包层22、n型波导层23、激活层24、p型波导层25及p型包层26。p型包层26在其上部区域上被加工成台面带状，与p型包层26的上部区域的激光出射方向垂直的方向的宽度比n型衬底21的宽度窄。在p型包层26的上端部上层叠了p型接触层27，p型包层26及p型接触层27顶面的大部分由绝缘层28覆盖。这里，在p型包层26的顶面上未被绝缘层28覆盖的部分成为沿激光出射方向具有长度方向的带状区域。再者，在绝缘层28及露出的p型接触层27上配置了p侧电极29。此外，在n型衬底21的底面上配置了n侧电极30。
此外，激活层24具有所谓的多量子阱构造，具有从下层起依次层叠了势垒层31a、量子阱层32a、势垒层31b、量子阱层32b、势垒层31c、量子阱层32c、势垒层31d的构造。
绝缘层28用于使从p侧电极29注入的电流只流过半导体激光器装置内部的一部分区域。由于绝缘层28的存在，从p侧电极29注入的电流只从p型接触层27顶面中的不存在绝缘层28一部分带状区域流入半导体激光器装置。通过这样使电流流过的区域狭窄，能够注入高密度的电流，提高了发光效率。因此，绝缘层28具有阻流层的功能，如果作为阻流层来工作，则也可以不用绝缘性的材料构成。例如，在用n型半导体层构成的情况下也能够防止电流的流入。
对这种所谓的脊状构造的半导体激光器装置，能够使从外部入射的光在半导体激光器装置的内部扩散。如实施方式1中也说明过的那样，设计半导体激光器装置，使得对从外部入射的光的波长，n型包层22和p型包层26中的至少某一个的折射率与有效折射率同等或高于有效折射率即可。进行设计，使得对出射的激光的波长的光，n型包层22及p型包层26两者的折射率低于有效折射率。通过采用这种构造，实施方式2的半导体激光器装置在波导区域上对出射波长的光进行光约束，能够实现使从外部入射的光泄漏到波导区域的外部的半导体激光器装置。当然与实施方式1的情况同样，采用n型包层22及p型包层26对出射波长的光的折射率为比有效折射率低的值的构造。
在像实施方式1那样，通过包层使用具有高折射率的材料、增大膜厚而使包层的折射率高于有效折射率的情况下，本实施方式2最好提高p型包层26的折射率。在采用与实施方式1同样的手法的情况下，通过增大具有高折射率的包层的膜厚，包层的热阻及电阻增大。但是，实施方式2的半导体激光器装置具有脊状构造，所以在固定在底座上的情况下，n侧电极与底座顶面接触。底座具有将半导体激光器装置产生的热放出到外部的散热器的功能，所以增大位于激活层24和n侧电极30之间的n型包层22的热阻不是上策。通过采用p型包层26的折射率高于有效折射率的构造，n型包层22能够维持与以往同等的膜厚，散热效率也不会恶化。此外，在增大p型包层26的折射率、增大膜厚的情况下，为了抑制电阻的增大，最好提高p型包层26中掺杂的杂质的浓度。
这样，即使在不是实施方式1的半导体激光器装置那样的DCH激光器、而是脊状激光器的情况下，也能够使从外部入射的光泄漏到波导区域外部，将出射波长的光约束在波导区域内。此外，并不限于这2种构造，应用本发明的半导体激光器装置能够应用于分离约束结构(SCH)激光器，也可以是具有其他构造的半导体激光器装置。具体地说，只要是具有用折射率比激活层低的包层夹着进行载流子的发光复合的激活层的构造的半导体激光器装置，就能够应用本发明。
实施方式3
接着，说明实施方式3的半导体激光器模块。在本实施方式3中，用实施方式1或实施方式2的半导体激光器装置来构成半导体激光器模块。
图10是本发明实施方式3的半导体激光器模块的结构的侧面剖视图。本实施方式3的半导体激光器模块具有与上述实施方式1所示的半导体激光器装置对应的半导体激光器装置41。该半导体激光器装置41采用了p侧电极被接合在激光器底座48上的向下汇接(Junction Down)结构。作为半导体激光器模块的壳体，在用陶瓷等形成的封装51的内部底面上，配置了作为温度控制装置的调温模块50。在调温模块50上配置了基座47，在该基座47上配置了激光器底座48。向调温模块50施加未图示的电流，根据其极性来进行冷却及加热，为了防止半导体激光器装置41的温度上升造成的振荡波长偏移，主要作为冷却器来工作。即，在激光的波长比期望的波长长的情况下，进行冷却而控制到低的温度；而在激光的波长比期望的波长短的情况下，进行加热而控制到高的温度。该温度控制具体地说是，根据激光器底座48上、半导体激光器装置41的近旁配置的热敏电阻49的检测值来进行控制，未图示的控制装置通常控制调温模块，使得激光器底座48的温度保持恒定。此外，未图示的控制装置根据半导体激光器41的驱动电流的上升，来控制调温模块50，使得激光器底座48的温度降低。通过进行这种温度控制，能够提高半导体激光器装置41的输出稳定性，对提高成品率也很有效。其中，激光器底座48例如最好用金刚石等具有高导热系数的材质来形成。这是因为，如果激光器底座48用金刚石来形成，则能抑制施加高电流时的发热。
在基座47上，配置已配置了半导体激光器装置41及热敏电阻49的激光器底座48、第1透镜42、及电流监视器46。从半导体激光器装置41出射的激光经第1透镜42、隔离器43、及第2透镜44被波导到光纤45上。第2透镜44被设在激光的光轴上的封装51上，与外部连接的光纤45光耦合。电流监视器46监视检测从半导体激光器装置41的高反射膜侧泄漏的光。
这里，在该半导体激光器模块中，为了使其他光学部件等反射回来的光不返回到谐振器内，在半导体激光器装置41和光纤45之间插入了隔离器43。
此外，在半导体激光器装置41由图1及图2所示的构造组成的情况下，采用在光纤45内部配置光纤光栅、与半导体激光器装置41的反射侧端面形成谐振器的构造。在此情况下，隔离器43不是配置在半导体激光器模块内，而是需要做成一字排列(インライン)式。
接着，说明实施方式3的半导体激光器模块的优点。如上所述，在本实施方式3中，半导体激光器装置41使用了实施方式1的半导体激光器装置。
在与半导体激光器装置41的出射激光的波长不同的波长的光从光纤45中传输来的情况下，该光通过第2透镜44、第1透镜42入射到半导体激光器装置41。入射到半导体激光器装置41的光会扩散，所以能够抑制光由半导体激光器装置41的反射侧端面反射而再次从半导体激光器装置41出射到光纤45的情况。
此外，如实施方式1中也说明过的那样，从外部入射的光从半导体激光器装置波导区域泄漏到n型包层。半导体激光器装置41用向下汇接(JunctionDown)结构固定在激光器底座48上，所以从外部入射的光沿铅直上方向泄漏。因此，从外部入射的光放出到半导体激光器装置41的上部。在放出到下部的情况下，光有可能由与激光器底座48的边界反射，再次返回到半导体激光器装置41，但是通过放出到上部，不会有这种情况。此外，通过放出到上部，放出的光也不会入射到电流监视器46而妨碍波长的监视。
其中，关于本实施方式3的激光器模块，半导体激光器装置41也可以使用实施方式2的半导体激光器装置。实施方式2的半导体激光器装置具有脊状构造，所以在固定到激光器底座48上时，最好不是采用向下汇接(JunctionDown)构造，而是采用n侧电极和激光器底座48接触的形态。
实施方式4
接着，说明实施方式4的光纤放大器。图11是实施方式4的光纤放大器的构造的示意图。实施方式4的光纤放大器具有：半导体激光器模块55，作为激励光源来工作；放大用光纤59，放大信号光56；以及WDM耦合器58，用于使从半导体激光器模块55出射的激励光入射到放大用光纤59。此外，在信号光56入射到WDM耦合器58之前配置了隔离器57，在放大用光纤59之后配置了隔离器60。
信号光56是从信号光源出射并从光纤中传输来的光，其波长设为1550nm。此外，WDM耦合器58将从半导体激光器模块55出射的激励光输出到放大用光纤59。此外，隔离器57遮挡从WDM耦合器58一方反射来的光，起抑制噪声等的作用。此外，隔离器60用于为放大用光纤59遮挡反射光。
放大用光纤59在本实施方式4中采用了掺铒光纤(EDF)。EDF是向光纤中掺杂了铒离子(Er3+)的光纤，具有吸收980nm左右或1480nm左右的波长的光并激励铒离子中的电子的性质。该电子放大具有1550nm的波长的信号光56。
半导体激光器模块55使用了实施方式3的半导体激光器模块。因此，从外部入射到半导体激光器模块55的1550nm的波长的光在半导体激光器模块55中扩散。1550nm的光不会从半导体激光器模块55再次出射，或者以不至于影响信号光的很小的光强来出射。
接着，概要说明本实施方式4的光纤放大器放大光的机理。从激励光源——半导体激光器模块55出射的激光通过WDM耦合器58从前方入射到放大用光纤59。入射的激光的波长为980nm，所以激光被放大用光纤59中掺杂的铒离子吸收，激励铒离子中的电子。
此外，信号光56通过隔离器57从后方入射到放大用光纤59。如上所述，放大用光纤59中掺杂的铒离子的电子被激励，用受激电子具有的能量来放大信号光56。
这里，放大过的信号光56的一部分由WDM耦合器58分支，入射到半导体激光器模块55。但是，如上所述，半导体激光器模块55上搭载的半导体激光器装置具有不会将1550nm的光约束在波导区域内、而是泄漏到n型包层并放出到衬底的构造。因此，入射到半导体激光器模块55的光几乎不到达反射侧端面，到达反射侧端面并反射的光也几乎都泄漏到n型包层，不会再次出射。另一方面，出射波长——980nm的波长的光被约束在波导区域内，所以不会损害作为激励光的输出光源的功能。
因此，本实施方式4的光纤放大器能够有效地抑制与信号光同一波长的噪声分量。因此，不会有本来的信号光、和通过经由半导体激光器模块55而与本来的信号光具有相位差的噪声分量被合波的情况，也不会妨碍信息的传递。
在本实施方式4中，采用了从放大用光纤59的前方激励激励光的、所谓的前激励方式，但是并不限于该方式。例如，即使是将放大前的信号光和激励光预先合波后入射到放大用光纤59的、所谓的后激励方式的光纤放大器，也能够应用本发明。这是因为，即使在后激励方式的情况下，信号光的一部分也入射到构成激励光源的半导体激光器模块，所以需要抑制信号光的一部分反射而从激励光源再次出射的情况。
此外，本实施方式4用EDFA来放大信号光，但是本发明也可以应用于采用EDFA以外的激励方式的光纤放大器。例如，通过应用于喇曼放大器，需要考虑波长移动来决定激励光源中包含的半导体激光器装置的出射波长。
再者，本实施方式4将实施方式3的半导体激光器模块使用于激励光源，但是也可以应用于信号光源。这是因为(译者注：管两句)，一般，在光通信中，信号光源与激励光源同样使用包含半导体激光器装置的半导体激光器模块。因此，需要抑制从外部入射的光由半导体激光器装置的反射侧端面反射而再次入射到光纤中的情况。
如上所述，根据本发明，由于对出射波长——第1波长，第1导电类型的包层及第2导电类型的包层的折射率小于有效折射率，所以取得下述效果：能够将第1波长的光约束在第1导电类型的包层和第2导电类型的包层之间。另一方面，由于对从外部入射的具有第2波长的光，第1导电类型的包层和第2导电类型的包层中的至少一个的折射率具有有效折射率以上的值，所以取得下述效果：能够不约束从外部入射的光，而是使光泄漏到具有高折射率的包层。
根据另一发明，使杂质浓度高的包层对上述第2波长的折射率高于有效折射率。作为一种手段，通过厚厚地层叠折射率高的材料来形成包层，能够将包层的折射率设为比有效折射率高的值，而在此情况下通过选择掺杂了很多杂质的包层，能够取得下述效果：抑制膜厚的增大造成的热阻及电阻的增大。
根据另一发明，提高了第1导电类型的包层对第2波长的折射率。在用Junction Down结构将半导体激光器装置固定到激光器底座上的情况下，如果采用使第1导电类型的包层的折射率高于有效折射率、不增大激活层和第2导电类型的包层的膜厚的构造，则取得下述效果：能够提供一种半导体激光器装置，不对激活层产生的热的传导造成不良影响。
根据另一发明，由于第1波长和第2波长之间的差分值在200nm以上，所以取得下述效果：能够容易地约束具有第1波长的光，泄漏具有第2波长的光。
根据另一发明，由于第1波长在950nm以上、1100nm以下，第2波长在1500nm以上、1600nm以下，所以取得下述效果：能够提供一种半导体激光器装置，在将第2波长的光作为信号光、将第1波长的光作为激励光的情况下，即使信号光从外部入射，也能够在内部泄漏。
根据另一发明，由于采用了第1波长是980nm、第2波长是1550nm的结构，所以取得下述效果：能够提供一种半导体激光器装置，能够应用于光通信中的激励光源。
根据另一发明，由于采用了设有第1导电类型的波导层和第2导电类型的波导层的结构，所以出射的激光被约束在激活层及波导层内，与只在激活层中传播的情况相比具有更宽的波导区域，能够降低光输出密度，所以取得下述效果：能够提供一种半导体激光器装置，对光学损伤具有耐久性。
根据另一发明，由于激活层包括了量子阱层，所以通过量子约束效应，取得下述效果：能够将载流子高效率地约束在量子阱层内，能够提高发光效率。
根据另一发明，由于采用了具有相互分离的多个量子阱层的结构，所以取得下述效果：能够用多个量子阱层通过量子约束效应来约束载流子，能够提高温度特性。
根据另一发明，由于采用了第2导电类型的包层的宽度窄的构造，所以取得下述效果：能够提高注入的电流的密度，能够提供一种具有高发光效率的半导体激光器装置。
根据另一发明，由于设有第1导电类型的载流子阻挡层及第2导电类型的载流子阻挡层，所以能够将注入载流子约束在激活层近旁来抑制载流子溢出，并且能够增大波导层的膜厚，取得下述效果：能够维持温度特性，同时提高输出。
根据另一发明，由于从光纤中传输来的具有第2波长的光在半导体激光器装置内部泄漏，所以取得下述效果：能够提供一种半导体激光器模块，不会再次出射具有第2波长的光。
根据另一发明，取得下述效果：由于包括了光检测器，所以能够稳定出射激光强度；由于包括了隔离器，所以能够防止从半导体激光器装置出射的激光再次返回到半导体激光器装置内部。
根据另一发明，由于即使具有第2波长的信号光的一部分经耦合器入射到激励光源，也在激励光源包括的半导体激光器装置或半导体激光器模块的内部扩散，不会再次返回到光纤，所以取得下述效果：能够抑制与信号光同一波长的噪声分量的产生。
根据另一发明，由于放大用光纤掺杂了铒，所以取得下述效果：能够提供一种EDFA光放大器。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的半导体激光器装置、半导体激光器模块及使用半导体激光器模块的光纤放大器能够实现稳定而且高增益的放大，应用于光通信系统。

Claims (16)

1、一种半导体激光器装置，在第1导电类型的半导体衬底上依次层叠第1导电类型的包层、激活层及第2导电类型的包层，包括出射侧端面，从上述出射侧端面出射第1波长的激光，其特征在于，
上述第1导电类型的包层及上述第2导电类型的包层对第1波长的折射率具有比对上述第1波长的有效折射率低的值；
对从外部通过出射侧端面入射的第2波长的光，上述第1导电类型的包层或上述第2导电类型的包层中的至少一个的折射率具有与对上述第2波长的有效折射率相等或比该有效折射率高的值。
2、如权利要求1所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述第1导电类型的包层和上述第2导电类型的包层中杂质浓度高的包层对上述第2波长具有与有效折射率相等或比该有效折射率高的折射率。
3、如权利要求1所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述第1导电类型的包层对上述第2波长具有与有效折射率相等或比该有效折射率高的折射率。
4、一种半导体激光器装置，在第1导电类型的半导体衬底上依次层叠第1导电类型的包层、激活层及第2导电类型的包层，包括出射侧端面，从上述出射侧端面出射第1波长的激光，其特征在于，
上述第1导电类型的包层及上述第2导电类型的包层对第1波长的折射率具有比对上述第1波长的有效折射率低的值；
对从外部通过出射侧端面入射的第2波长的光，上述有效折射率具有上述第1导电类型的包层或上述第2导电类型的包层中的至少一个的折射率的1.003倍以下的值。
5、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述第1波长和上述第2波长之间的差分值大于或等于200nm。
6、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述第1波长在950nm以上、1100nm以下，上述第2波长在1500nm以上、1600nm以下。
7、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述第1波长是980nm，上述第2波长是1550nm。
8、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，还具有：
第1导电类型的波导层，被配置在上述第1导电类型的包层和上述激活层之间；和
第2导电类型的波导层，被配置在上述激活层和上述第2导电类型的包层之间。
9、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述激活层具有量子阱层。
10、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述激活层包括多个量子阱层、和配置在该多个量子阱层间的势垒层。
11、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，上述第2导电类型的包层的与激光出射方向垂直的方向的宽度比上述第1导电类型的衬底的宽度窄。
12、如权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器装置，其特征在于，还包括：
第1导电类型的载流子阻挡层，被配置在上述第1导电类型的波导层和上述激活层之间；和
第2导电类型的载流子阻挡层，被配置在上述激活层和上述第2导电类型的波导层之间。
13、一种半导体激光器模块，其特征在于，包括：
如权利要求1～12中任一项所述的半导体激光器装置；
光纤，将从上述半导体激光器装置出射的激光波导到外部；以及
光耦合透镜系统，光耦合上述半导体激光器装置和上述光纤。
14、如权利要求13所述的半导体激光器模块，其特征在于，还包括：
光检测器，测定上述半导体激光器装置的光输出；
调温模块，控制上述半导体激光器装置的温度；以及
隔离器。
15、一种光纤放大器，其特征在于，包括：
包括如权利要求1～12中任一项所述的半导体激光器装置或者如权利要求13或14所述的半导体激光器模块的激励光源；
光纤，传输具有上述第2波长的信号光；
放大用光纤，与该光纤相连；以及
耦合器，用于使具有上述第1波长、从上述激励光源出射的激励光入射到放大用光纤。
16、如权利要求15所述的光纤放大器，其特征在于，上述放大用光纤掺杂了铒。
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