JP2002040270A - 光ファイバ部品、光ファイバ部品の製造方法及び半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファイバグレーティングの使用による光出力の
低下を抑えて高い光出力を得ることができ、かつ、クラ
ッドモード光を半導体レーザモジュールの波長安定化な
どに有効に活用することができる光ファイバ部品を提供
する。 【解決手段】コア２と、コア２の周囲に形成されコア２
よりも小さい屈折率を有するクラッド層３とを有する光
ファイバを備えた光ファイバ部品１であって、クラッド
層３には、クラッド層３を伝搬する所定波長のクラッド
モード光を反射するファイバグレーティングが形成され
ている。クラッド層３は、コア２の外側に形成された第
一の層５と、第一の層５の外側に形成された第二の層６
とを有しており、第二の層６にファイバグレーティング
が形成されている。コア２を伝搬するレーザ光の界分布
ｋが、第一の層５と第二の層６との界面において実質的
に０であるように、第一の層５は、コア２を伝搬するレ
ーザ光が到達しない厚さに形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ部品、
光ファイバ部品の製造方法及び半導体レーザモジュール
に関し、特に、波長安定化され、かつ高い光出力を得る
ことができる光ファイバ部品、光ファイバ部品の製造方
法及び半導体レーザモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体レーザ素子は、光通信にお
いて信号用光源や光ファイバ増幅器の励起用光源として
大量に用いられるようになってきた。半導体レーザ素子
が光通信において信号用光源や励起用光源として用いら
れる場合には、半導体レーザ素子からのレーザ光を光フ
ァイバに光学的に結合させたデバイスである半導体レー
ザモジュールとして使用される場合が多い。

【０００３】半導体レーザモジュールは、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るレーザ光
を受光する光ファイバと、半導体レーザ素子と光ファイ
バとの間に設けられ、半導体レーザ素子から出射される
レーザ光を光ファイバに光学的に結合する光結合手段と
を有する。

【０００４】特に最近では、例えば米国持許５，９３
６，７６３号公報に開示されているように、発振波長が
互いに異なる複数個の半導体レーザモジュールからの各
発振レーザ光を波長多重カプラで波長合成することによ
り、高光出力の励起光源を組み立てる技術が知られてい
る。このような用途に使用される半導体レーザモジュー
ルでは、高出力動作できることのほか、駆動電流や温度
によらず一定の波長で発振する波長安定化が要求され
る。このため、光ファイバのコアに、特定の波長の光の
みを反射させる回折格子（以下、ファイバグレーティン
グという。）を形成することによって、半導体レーザ素
子の発振波長を安定化したファイバグレーティング付半
導体レーザモジュールが使用されるようになってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のファイ
バグレーティング付半導体レーザモジュールでは、半導
体レーザ素子から光ファイバのコアに結合した光の一部
がファイバグレーティングにより反射されて半導体レー
ザ素子に帰還されるため、ファイバグレーティングを経
て光ファイバのコアから得られる利用可能な光出力は低
くなるという課題がある。

【０００６】また、半導体レーザ素子から出射されたレ
ーザ光が光ファイバに光結合する際、光ファイバのコア
に結合した光は伝搬光として所望の用途に供することが
できるが、コアに結合しない光、すなわち、光ファイバ
の入射端面で反射されるレーザ光及び光ファイバ内でク
ラッドに結合したレーザ光（クラッドモード光）は、有
効に利用することができない。このうち、光ファイバの
入射端面で反射されるレーザ光は、ファイバ端面を斜め
カットし、又はファイバ端面に無反射コートを形成する
ことにより低く抑えることが可能である（例えば、反射
率０．５％以下にすることが可能である）。しかし、ク
ラッドモード光の強度は、半導体レーザと光ファイバと
の光結合効率が種々の要因により実際上は多くても８０
％程度しか得られないため、クラッドモード光の強度を
小さく抑えることは困難である。そして、クラッドモー
ド光は、光ファイバのクラッド層内を伝搬するうちに、
外部に漏れることによって失われる。

【０００７】従って、従来のファイバグレーティング付
半導体レーザモジュールでは、多くの光が有効に利用さ
れることなくクラッドモード光として失われているとい
う課題がある。

【０００８】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、ファイバグレーティングの使用による
光出力の低下を抑えて高い光出力を得ることができ、か
つ、クラッドモード光を半導体レーザモジュールの波長
安定化などに有効に活用することができる光ファイバ部
品、光ファイバ部品の製造方法及び半導体レーザモジュ
ールを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ部品
は、コアと、そのコアの周囲に形成されコアよりも小さ
い屈折率を有するクラッド層とを有する光ファイバを備
えた光ファイバ部品であって、前記クラッド層には、ク
ラッド層を伝搬する所定波長のクラッドモード光を反射
するファイバグレーティングが形成されていることを特
徴とするものである。

【００１０】本発明の光ファイバ部品によれば、クラッ
ド層には、クラッド層を伝搬する所定波長のクラッドモ
ード光を反射するファイバグレーティングが形成されて
いるので、コアを伝搬する伝搬モード光はファイバグレ
ーティングにより反射を受けないため、伝搬モード光の
強度がファイバグレーティングの挿入により低下するこ
とがなくなり、光出力の低下を防止できる。また、従来
は利用されることなく失われていたクラッドモード光
を、例えば半導体レーザモジュールの波長安定化のため
に有効に利用できる。

【００１１】前記クラッド層は、前記コアの外側に形成
された第一の層と、その第一の層の外側に形成された第
二の層とを有しており、前記第二の層に前記ファイバグ
レーティングが形成されていてもよい。その場合、コア
を伝搬するレーザ光の界分布が、前記第一の層と第二の
層との界面において実質的に０であるのが好ましく、そ
のために、前記第一の層は、コアを伝搬するレーザ光が
到達しない厚さに形成されているのが好ましい。これに
よって、クラッド層にまでしみだしたコア伝搬光の界分
布がクラッド層の第二の層において十分減衰しているた
め、クラッド層の第二の層に形成されたファイバグレー
ティングは、コア伝搬光に反射体として作用することは
なく、クラッドモード光にのみ反射体として作用する。
従って、クラッド層に形成されたファイバグレーティン
グによってコア伝搬光が反射されることによる伝搬モー
ド光の強度減少がなくなり、その結果、例えば半導体レ
ーザモジュールをさらに高出力化することが可能とな
る。

【００１２】前記クラッド層の外側に、前記クラッド層
よりも屈折率の小さい樹脂被覆層が形成されているのが
好ましい。樹脂被覆層の屈折率をこのように設定するこ
とにより、クラッドモード光は、クラッド層の第二の層
と樹脂被覆層との界面の内側に確実にガイドされる。

【００１３】前記第二の層には、屈折率を上昇させる作
用を有する第一種の元素と、屈折率を低下させる作用を
有する第二種の元素とがドープされ、前記第一種の元素
及び前記第二種の元素の少なくとも一方の元素に感光性
を有しており、前記第一種の元素及び前記第二種の元素
の量が、屈折率の上昇又は低下が実質的に相殺される割
合に調整されているのが好ましい。この場合、第二の層
は、第一の層と屈折率をほば等しくしつつ、感光性が付
与された層となり、紫外線照射によりファイバグレーテ
ィングを上記第二の層にのみ形成することが容易とな
る。

【００１４】前記コアには、感光性を有さずかつ屈折率
を上昇させる作用を有する元素がドープされていてもよ
い。この場合、クラッド層よりも高い屈折率を有しつつ
紫外線に対する感光性を有しないコアと、感光性を有す
るクラッド層とを有する光ファイバを得ることができる
ため、紫外線照射によってコアにファイバグレーティン
グを形成することなくクラッド層にのみ形成することが
可能となる。

【００１５】前記クラッド層の第二の層だけでなく第一
の層にクラッド層を伝搬する所定波長のクラッドモード
光を反射するファイバグレーティングが形成されていて
もよい。また、前記コアにコアを伝搬する所定波長のレ
ーザ光を反射するファイバグレーティングが形成されて
いてもよい。

【００１６】本発明の光ファイバ部品の製造方法は、コ
アと、そのコアの周囲に形成されコアよりも小さい屈折
率を有するクラッド層とを有する光ファイバを備えた光
ファイバ部品の製造方法であって、前記クラッド層に感
光性を有する元素をドープする工程と、前記光ファイバ
に紫外光を照射して、前記クラッド層にクラッド層を伝
搬する所定波長のクラッドモード光を反射するファイバ
グレーティングを形成する工程と、を有することを特徴
とするものである。

【００１７】本発明の光ファイバ部品の製造方法によれ
ば、上記に述べた作用を奏する光ファイバ部品を提供す
ることができる。

【００１８】本発明の半導体レーザモジュールは、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る
光を受光する光ファィバと、前記半導体レーザ素子と前
記光ファイバとの間に設けられ、前記半導体レーザ素子
から出射されるレーザ光を前記光ファイバに光学的に結
合する光結合手段とを有する半導体レーザモジュールで
あって、前記光ファイバの長さ方向の全部又は一部に前
記記載の光ファイバ部品が設けられ、前記光ファイバ部
品のクラッド層を伝搬する所定波長のクラッドモード光
を前記半導体レーザ素子側に反射し、その半導体レーザ
素子の後端面との間で外部共振器を構成することを特徴
とするものである。

【００１９】本発明の半導体レーザモジュールによれ
ば、クラッド層に形成されたファイバグレーティングと
半導体レーザ素子の後端面との間で外部共振器が構成さ
れ、ファイバグレーティングにより半導体レーザ素子側
に反射された波長選択されたクラッドモード光が、半導
体レーザ素子の波長安定化に寄与するため、コアにファ
イバグレーティングを形成した場合に比べて、ファイバ
グレーティングの挿入による伝搬モード光の強度減少が
低減されるとともに、クラッドモード光を有効に利用す
ることが可能となり、その結果、半導体レーザモジュー
ルを高出力化することが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明の一実
施形態例に係る光ファイバ部品の断面図、（Ｂ）は
（Ａ）の光ファイバ部品の屈折率プロファイルを示した
グラフである。

【００２１】本発明の一実施形態例に係る光ファイバ部
品は、シングルモード光ファイバに適用され、石英（Ｓ
ｉＯ_２）ガラスを主成分とする石英系光ファイバからな
る。図１（Ａ）に示すように、光ファイバ部品１は、中
心から順にコア２、クラッド層３及びＵＶ樹脂被覆層４
とが同芯状に積層された構造となっている。典型的な設
計値として、コア２の半径ａ１は、約５μm、クラッド
層３の半径ａ２は約６２μm、ＵＶ樹脂被覆層４の半径
ａ３は約１２５μmである。

【００２２】また、図１（Ｂ）において、クラッド層３
の屈折率ｎ２はコア２の屈折率ｎ１よりも小さく、屈折
率差△ｎ１＝ｎ１−ｎ２は、コア２内に伝搬モード光が
導波されるような値に設計される。ここで、本実施形態
例においては、コア２の屈折率ｎ１がクラッド層３の屈
折率ｎ２よりも高くなるように、例えばＡｌ又はＰ等の
元素がドープされている。典型的な屈折率の値として
は、コア２の屈折率ｎ１は１．５８５、クラッド層３の
屈折率ｎ２は１．４５４である。

【００２３】このような構成の光ファイバ部品１におい
てコア２内を導波する伝搬モード光は、光ファイバ部品
１内で界分布ｋを有する。この界分布ｋは、コア２の中
心にピークを有し、中心から離れるに従って減衰するよ
うな形状を有している。そして、界分布ｋは、クラッド
層３内にテールｋ１を有しており、コア２とクラッド層
３の界面（半径ａ１の位置）からクラッド層３内にある
程度侵入した位置（半径ａ２’の位置）において、十分
減衰して殆ど０となる。

【００２４】本実施形態例の光ファイバ部品１では、ク
ラッド層３は、コア２の周囲のクラッド層３の部分であ
って、コア２の半径ａ１とコア２を伝搬する伝搬モード
光の界分布ｋがクラッド層３内で十分減衰した位置ａ
２’とで挟まれた第一の層５と、前記半径位置ａ２’と
クラッド層３の半径ａ２とで挟まれた第二の層６とを有
し、第二の層６にのみ、感光性（photosensitive）の元
素がドープされている。このような感光性のドーバント
元素としては、例えばＧｅ及びＢが使用される。

【００２５】一方、Ｇｅは、石英ガラスの屈折率を上昇
させ、Ｂは屈折率を減少させる性質を有している。クラ
ッド層３の第二の層６には、第二の層６の屈折率が全体
として第一の層５の屈折率と等しくなるように、かつ十
分な感光性が得られるようにＧｅとＢが両方ドープされ
ている。

【００２６】このような構造を有する光ファィバ部品１
は、例えば光ファイバの製造方法としてよく知られたＭ
ＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition)法を用
いて製造される。図２（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施
形態例に係る光ファイバ部品１の製造方法を説明するた
めの説明図である。

【００２７】まず、図２（Ａ）に示すように、シリカチ
ューブ７を回転させながら、これにＳｉＣｌ_４と酸素を
供給すると共に、ドーパントとして、ＢＣｌ_３とＧｅＣ
l_４の混合ガスを供給しつつ、バーナ８をゆっくり矢印
方向に移動させながらこのシリカチューブ７を加熱す
る。この加熱された領域において、導入ガスは化学反応
を起こしてガラス粒子を生成し、これがシリカチューブ
７の下流の内壁面に堆積する。ゆっくり移動するバーナ
８からの熱によって、堆積したガラス微粒子は焼結され
て透明なガラス層９となる。その後、バーナ８はシリカ
チューブ７の他端に戻されて、上記工程が繰り返され、
このようにしてクラッド層３の第二の層６に相当する層
が形成される。

【００２８】ここで、Ｂ及びＧｅは、夫々ガラスの屈折
率を低下させ、又ほ上昇させる性質を有すると共に、こ
れら両方の元素は、ガラス内において紫外線照射により
感光し、ガラスの屈折率を上昇させる性質（感光性：ph
otosensitivity）を呈する。従って、ドーバントガスで
あるＢＣｌ_３とＧｅＣl_４の割合を、Ｂによる石英ガラ
スの屈折率の低下とＧｅによる石英ガラスの屈折率の上
昇とがほぼキャンセルするように調整することにより、
全体として石英ガラスの屈折率の変化を生じることなく
かかる感光性のみを有した第二の層６を得ることができ
る。

【００２９】必要な第二の層６の厚さが堆積できたなら
ば、次に、ＢＣl_３とＧｅＣl_４の供給を停止し、ＳｉＣ
ｌ_４と酸素のみを供給することによってＢ及びＧｅがド
ープされていない第一の層５を形成する。このようにし
て形成された第一の層５の屈折率は、第二の層６の屈折
率と同じである。

【００３０】次いで、本実施形態例の光ファイバ部品１
のコア２を形成するため、ＳｉＣｌ _４と酸素とを供給す
る。このとき、ＡｌまたはＰをドーバントとして添加す
る。ＡｌまたはＰは、ガラスの屈折率を上昇させる作用
をするが、感光性を有しないため、このようにして生成
されたガラスは、上記したクラッド層３の第一の層５及
び第二の層６よりも高い屈折率を有し、かつ感光性を有
していないガラスとなる。

【００３１】そして、このようにして得られたガラス構
造物をバーナ８で２０００℃近くまで加熱すると、石英
は粘度が下がって中心軸方向に潰れて棒になり、ブリフ
ォーム１０が得られる。

【００３２】次いで、図２（Ｂ）に示すように、ブリフ
ォーム１０を加熱炉１１で加熱して、その溶融部分から
光ファイバ１２を線引きする。線引きされた光ファイバ
１２を冷却筒１３によって冷却し、樹脂コーティング部
１４によって、外傷から保護するために紫外線硬化樹脂
（ＵＶ樹脂）を外周部にコーティングすることにより、
本実施形態で使用するシングルモード光ファイバ１２が
得られる。なお、本実施形態例においては、ＵＶ樹脂の
屈折率はクラッド層３の屈折率よりも小さくなるように
調整されている。

【００３３】このようにして得られたシングルモード光
ファイバ１２は、感光性を有しないコア２と、コア２の
周囲に形成されコア２よりも屈折率の低いクラッド層３
と、クラッド層３の周囲に形成されクラッド層３よりも
屈折率が低いＵＶ樹脂被覆層４とからなり、クラッド層
３は、さらに感光性を有しない内側の第一の層５と、第
一の層５とほぼ同じ屈折率を有し、かつ感光性を有する
外側の第二の層６とを含んで構成されている。

【００３４】なお、コア２の径及び各層の厚さは、上記
のブリフォーム１０の作製工程において各層の厚さを適
宜調整することにより所望の値とすることができるが、
本実施形態例では、上記クラッド層３の第一の層５の厚
さは、線引き後に得られる光ファイバ１２におけるコア
伝搬光の界分布ｋが、第一の層５と第二の層６との界面
においてゼロとなるようにされている。

【００３５】そして、このような光ファイバ１２に、図
２（Ｃ）に示すように、フェーズマスク１５を介して干
渉縞となった紫外光１６を照射すれば、感光性を有する
ＧｅおよびＢがドープされたクラッド層３の第二の層６
にのみファイバグレーティングが形成された本実施形態
例の光ファイバ部品１が得られる。

【００３６】すなわち、クラッド層３の第二の層６にお
いて紫外線の強度が大きい部分においては、Ｇｅおよび
Ｂの感光作用が発現して屈折率が上昇し、第二の層６に
おいて紫外線の強度が弱い部分においては、Ｇｅおよび
Ｂの感光作用が実現せずに、その部分の屈折率は変化せ
ず、第一の層５と同じ屈折率を維持する。

【００３７】一方、クラッド層３の第一の層５及びコア
２には、感光性の元素がドープされていないため、紫外
線照射による屈折率の上昇は起こらない。

【００３８】本実施形態例の光ファイバ部品１は、例え
ば半導体レーザモジュールに使用される。図３は本発明
の一実施形態例に係る半導体レーザモジュールの構成を
概略的に示す説明図である。

【００３９】図３に示すように、本発明の実施形態例に
係る半導体レーザモジュール１７は、内部を気密封止す
るパッケージ１８と、そのパッケージ１８内に設けられ
た半導体レーザ素子１９と、その半導体レーザ素子１９
から出力されたレーザ光を受光するシングルモード光フ
ァイバ２０と、その光ファイバ２０を保持する光ファイ
バ保持部材（例えば金属製フェルール）２１とを有す
る。

【００４０】半導体レーザ素子１９には例えば後端面に
反射率８０％のコート層、前端面には反射率１％以下の
無反射コート層を形成している。

【００４１】光ファイバ２０の長さ方向の全部又は一部
には本発明の実施形態例に係る光ファイバ部品１が設け
られている。光ファイバ部品１のクラッド層３には、ク
ラッド層３を伝搬する所定波長のクラッドモード光を反
射するファイバグレーティングが形成されている。

【００４２】半導体レーザ素子１９は、高熱伝導性を有
する材料で作られたヒートシンク２２上に接合されてい
る。ヒートシンク２２は、銅などの高熱伝導性を有する
材料で作られたチップキャリア２３上に接合されてい
る。半導体レーザ素子１９、ヒートシンク２２及びチッ
プキャリア２３は、基台２４上に設けられた円柱状のス
テム２５に固定して取り付けられている。ステム２５
は、例えば鉄、鉄ーニッケル合金などで作られている。

【００４３】ステム２５の周縁部には円筒状のステンレ
ス製のキャップ２６が固定され、そのキャップ２６の側
部には半導体レーザ素子１９から出力されるレーザ光を
透過させる平板状の透光部材２７が設けられている。

【００４４】また、キャップ２６の側部には、内部に集
光レンズ２８を備えたレンズホルダ２９の一端が固定さ
れ、そのレンズホルダ２９の他端にはスライドリング３
０を介して光ファイバ保持部材２１がレーザ溶接により
固定されている。

【００４５】パッケージ１８のフランジ部１８ａの内部
には光ファイバ２０が通過する通過孔１８ｂが形成さ
れ、光ファイバ２０は通過孔１８ｂに付着された樹脂３
１により固定される。また、パッケージ１８のフランジ
部１８ａには光ファイバ２０の外周部を覆って保護する
ブーツ３２が設けられている。

【００４６】基台２４はパッケージ１８の底部に固定さ
れた冷却装置３３上に固定して取り付けられている。冷
却装置３３は、半導体レーザ素子１９から発生した熱を
冷却するものであり、ペルチェ素子が用いられる。半導
体レーザ素子１９からの発熱による温度上昇は基台２４
上に設けられたサーミスタ３４によって検出され、サー
ミスタ３４により検出された温度が一定温度になるよう
に、冷却装置３３が制御される。これによって、半導体
レーザ素子１９のレーザ出力を安定化させることができ
る。

【００４７】半導体レーザ素子１９から出力されたレー
ザ光は、集光レンズ２８によって集光され、光ファイバ
保持部材２１によって保持された光ファイバ２０に入射
され外部に送出される。

【００４８】本発明の実施形態例に係る半導体レーザモ
ジュール１７によれば、光ファイバ２０の全部又は一部
に設けられた光ファイバ部品１のクラッド層３にファイ
バグレーティングが形成されているので、光ファイバ部
品１のクラッド層３を伝搬する所定波長のクラッドモー
ド光を半導体レーザ素子１９側に反射し、半導体レーザ
素子１９の後端面との間で外部共振器を構成している。

【００４９】かかる構成の本実施形態の半導体レーザモ
ジュール１７では、シングルモード光ファイバ２０のコ
ア２には、従来と同様約８０％の結合効率で半導体レー
ザ素子１９からの光が結合し、コア伝搬光としてコア２
内を導波する。

【００５０】ここで、コア２には、上述したようにファ
イバグレーティングは形成されていないこと、及びコア
２からクラッド層３内にしみだしたコア伝搬光の界分布
ｋのテイルｋ１がファイバグレーティングが形成された
クラッド層３の第二の層６においては十分減衰して実質
的に０となっているためコア伝搬光はクラッド層３の第
二の層６に形成されたファイバグレーティングの影響を
受けないことにより、コア伝搬光は途中で反射されるこ
となく伝搬し、光ファイバ２０の他端（図示せず）にお
いて所望の用途に供される。

【００５１】一方、コア２に結合されなかった光は、光
ファイバのクラッド層３においてクラッドモード光を励
起し、クラッド層３内を伝搬する。本実施形態例の半導
体レーザモジュール１７では、クラッド層３の外側に、
クラッド層３よりも屈折率の小さい樹脂被覆層４が形成
されているため、このクラッドモード光はクラッド層３
の第二の層６と樹脂被覆層４との界面から外部に漏れる
ことなく、クラッド層３内にガイドされて導波し、第二
の層６に形成されたファイバグレーティングに到達す
る。

【００５２】クラッドモード光の界分布ｋには種々の形
状があり、図２（Ｂ）には図示されていないが、その主
要部はクラッド層３内（図２（Ｂ）の半径ａ２以内の領
域内）に存在し、樹脂被覆層４内に一部テイルを引く形
状となる。

【００５３】そして、このファイバグレーティングの存
在する第二の層６においても、クラッドモード光の界分
布が相当の強度で存在しているため、クラッドモード光
はこのファイバグレーティングの位置において、その所
定の波長の光のみが半導体レーザ素子１９の方に反射さ
れ、これがクラッド層３の第二の層６と樹脂被覆層４と
の界面から外部に漏れることなくクラッド層３内を導波
し、半導体レーザ素子１９に帰還される。

【００５４】従って、半導体レーザ素子１９の後端面
と、光ファイバのクラッド層３の第二の層６に形成され
たファイバグレーティングとによって、外部共振器が構
成され、ファイバグレーティングから帰還された波長選
択されたクラッドモード光のレーザ光により、半導体レ
ーザ素子１９の発振波長が固定される。そして、このよ
うにして波長の安定化されたレーザ光が、シングルモー
ド光ファイバ２０のコア２に光結合して伝搬していくこ
ととなる。

【００５５】このように、本実施形態例による半導体レ
ーザモジュール１７では、半導体レーザ素子１９の波長
安定化は、シングルモード光ファイバ２０のクラッド層
３を伝搬し、クラッド層３の第二の層６で反射されて半
導体レーザ素子１９に帰還されるクラッドモード光によ
り行われ、コア２を伝搬する伝搬モード光はファイバグ
レーティングにより反射を受けないため、伝搬モード光
の強度がファイバグレーティングの挿入により低下する
ことはないとともに、従来は利用されることなく失われ
ていたクラッドモード光が、上記のように波長安定化の
ために有効に利用されることとなる。このため、ファイ
バグレーティングの挿入による光出力の低下が抑えられ
た、より高出力の半導体レーザモジュール１７を提供す
ることができる。

【００５６】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。

【００５７】例えば、上記実施形態例においては、光フ
ァイバ部品１のクラッド層３の第二の層６にのみファイ
バグレーティングを形成した例を示したが、第二の層６
だけでなく、クラッド層３の第一の層５及び／又はコア
２にも感光性のドーパントを添加し、第一の層５及び／
又はコア２にもファイバグレーティングを形成してもよ
い。この場合、コア伝搬光の一部もファイバグレーティ
ングによって反射されるが、クラッドモード光の反射光
も半導体レーザ素子１９の波長安定化に寄与するため、
従来の半導体レーザモジュール１７に比べてより効果的
に半導体レーザ素子１９の波長を安定化することができ
る。

【００５８】その結果、クラッド層３の第一の層５及び
／又はコア２に添加する感光性のドーバント元素の量を
低く抑え、従ってこれらの部分に形成されるファイバグ
レーティングの反射率が小さい場合であっても、クラッ
ドモード光の反射光による波長安定化の効果が存在する
ために、従来の半導体レーザモジュールに比べてより効
果的に半導体レーザ素子１９の波長を安定化することが
できる。従って、ファイバグレーティングの挿入による
光出力の低下が抑えられた、高出力の半導体レーザモジ
ュール１７を提供することができる。

【００５９】また、上記説明した光ファイバ部品１の構
成や材質は例示であって、例えば第二の層６にドープさ
れる元素としてＧｅやＢ以外の感光性の元素を用いても
よい。

【００６０】また、屈折率を上昇させる作用を有する第
一種の元素と、屈折率を低下させる作用を有する第二種
の元素とをドープする場合、第一種の元素及び第二種の
元素の少なくとも一方の元素に感光性を有していればよ
い。

【００６１】さらに、本実施形態例の光ファィバ部品の
製造方法としては、ＭＣＶＤ法以外に、ＶＡＤ（Vapor-
phase Axial Deposition)法やＯＶＤ（Outside Vapor-p
haseDeposition)法など、他の方法を用いてもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明の光ファイバ部品によれば、クラ
ッド層には、クラッド層を伝搬する所定波長のクラッド
モード光を反射するファイバグレーティングが形成され
ているので、コアを伝搬する伝搬モード光はファイバグ
レーティングにより反射を受けないため、伝搬モード光
の強度がファイバグレーティングの挿入により低下する
ことがなくなり、光出力の低下を防止できる。また、従
来は利用されることなく失われていたクラッドモード光
を、例えば半導体レーザモジュールの波長安定化のため
に有効に利用できる。

【００６３】本発明の光ファイバ部品の製造方法によれ
ば、上記に述べた効果を奏する光ファイバ部品を提供す
ることができる。

【００６４】本発明の半導体レーザモジュールによれ
ば、クラッド層に形成されたファイバグレーティングと
半導体レーザ素子の後端面との間で外部共振器が構成さ
れ、ファイバグレーティングにより半導体レーザ素子側
に反射された波長選択されたクラッドモード光が、半導
体レーザ素子の波長安定化に寄与するため、コアにファ
イバグレーティングを形成した場合に比べて、ファイバ
グレーティングの挿入による伝搬モード光の強度減少が
低減されるとともに、クラッドモード光を有効に利用す
ることが可能となり、その結果、半導体レーザモジュー
ルを高出力化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態例に係る光ファイ
バ部品の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の光ファイバ部品の屈
折率プロファイルを示したグラフである。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施形態例に係る
光ファイバ部品の製造方法を説明するための説明図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態例に係る半導体レーザモジ
ュールの構成を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

ｋ：界分布 ｋ１：テール １：光ファイバ部品 ２：コア ３：クラッド層 ４：ＵＶ樹脂被覆層 ５：第一の層 ６：第二の層 ７：シリカチューブ ８：バーナ ９：ガラス層 １０：ブリフォーム １１：加熱炉 １２：光ファイバ １３：冷却筒 １４：樹脂コーティング部 １５：フェーズマスク １６：紫外光 １７：半導体レーザモジュール １８：パッケージ １９：半導体レーザ素子 ２０：光ファイバ ２１：光ファイバ保持部材 ２２：ヒートシンク ２３：チップキャリア ２４：基台 ２５：ステム ２６：キャップ ２７：透光部材 ２８：集光レンズ ２９：レンズホルダ ３０：スライドリング ３１：樹脂 ３２：ブーツ ３３：冷却装置 ３４：サーミスタ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアと、そのコアの周囲に形成されコアよ
   りも小さい屈折率を有するクラッド層とを有する光ファ
   イバを備えた光ファイバ部品であって、 前記クラッド層には、クラッド層を伝搬する所定波長の
   クラッドモード光を反射するファイバグレーティングが
   形成されていることを特徴とする光ファイバ部品。
2. 【請求項２】前記クラッド層は、前記コアの外側に形成
   された第一の層と、その第一の層の外側に形成された第
   二の層とを有しており、前記第二の層に前記ファイバグ
   レーティングが形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の光ファイバ部品。
3. 【請求項３】コアを伝搬するレーザ光の界分布が、前記
   第一の層と第二の層との界面において実質的に０である
   ことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ部品。
4. 【請求項４】前記第一の層は、コアを伝搬するレーザ光
   が到達しない厚さに形成されていることを特徴とする請
   求項３に記載の光ファイバ部品。
5. 【請求項５】前記クラッド層の外側に、前記クラッド層
   よりも屈折率の小さい樹脂被覆層が形成されていること
   を特徴とする請求項１乃４のいずれか１つの項に記載の
   光ファイバ部品。
6. 【請求項６】前記第二の層には、屈折率を上昇させる作
   用を有する第一種の元素と、屈折率を低下させる作用を
   有する第二種の元素とがドープされ、前記第一種の元素
   及び前記第二種の元素の少なくとも一方の元素に感光性
   を有しており、前記第一種の元素及び前記第二種の元素
   の量が、屈折率の上昇又は低下が実質的に相殺される割
   合に調整されていることを特徴とする請求項２乃至５の
   いずれか１つの項に記載の光ファイバ部品。
7. 【請求項７】前記コアには、感光性を有さずかつ屈折率
   を上昇させる作用を有する元素がドープされていること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの項に記載
   の光ファイバ部品。
8. 【請求項８】前記第一の層には、クラッド層を伝搬する
   所定波長のクラッドモード光を反射するファイバグレー
   ティングが形成されていることを特徴とする請求項２乃
   至７のいずれか１つの項に記載の光ファイバ部品。
9. 【請求項９】前記コアには、コアを伝搬する所定波長の
   レーザ光を反射するファイバグレーティングが形成され
   ていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つ
   の項に記載の光ファイバ部品。
10. 【請求項１０】コアと、そのコアの周囲に形成されコア
    よりも小さい屈折率を有するクラッド層とを有する光フ
    ァイバを備えた光ファイバ部品の製造方法であって、 前記クラッド層に感光性を有する元素をドープする工程
    と、 前記光ファイバに紫外光を照射して、前記クラッド層に
    クラッド層を伝搬する所定波長のクラッドモード光を反
    射するファイバグレーティングを形成する工程と、 を有することを特徴とする光ファイバ部品の製造方法。
11. 【請求項１１】半導体レーザ素子と、その半導体レーザ
    素子から出射される光を受光する光ファィバと、前記半
    導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に設けられ、前
    記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を前記光フ
    ァイバに光学的に結合する光結合手段とを有する半導体
    レーザモジュールであって、 前記光ファイバの長さ方向の全部又は一部に前記請求項
    １乃至９のいずれか１つの項に記載の光ファイバ部品が
    設けられ、前記光ファイバ部品のクラッド層を伝搬する
    所定波長のクラッドモード光を前記半導体レーザ素子側
    に反射し、その半導体レーザ素子の後端面との間で外部
    共振器を構成することを特徴とする半導体レーザモジュ
    ール。