JP2002141609A - 半導体レーザモジュール、レーザユニット、およびラマン増幅器 - Google Patents
半導体レーザモジュール、レーザユニット、およびラマン増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ポンプ光強度が揺らぐとラマン利得も揺らぎ、
信号光強度の揺らぎとなる。励起光のノイズがそのまま
信号光のノイズとなる。誘導ブリュアン散乱が顕著に生
じて増幅効率が低下する。デポラライザの長さが長くな
る。 【解決手段】キャビティ内に略矩形の透過率スペクトル
を有す波長選択フィルタを配置した。波長選択フィルタ
を所望波長を透過する誘電体多層膜を有するものとし
た。同フィルタを半導体レーザ素子の前又は後ろに配置
した。同フィルタを平行化レンズと収光レンズとの間に
光軸に対して垂直又は斜めに配置した。同フィルタの回
転により透過波長をチューニング可能にした。二以上の
キャビティ間で複合共振するようにした。キャビティよ
りも光ファイバ側に光アイソレータを配置した。上記励
起光源モジュールを組込んだラマン増幅器とした。
信号光強度の揺らぎとなる。励起光のノイズがそのまま
信号光のノイズとなる。誘導ブリュアン散乱が顕著に生
じて増幅効率が低下する。デポラライザの長さが長くな
る。 【解決手段】キャビティ内に略矩形の透過率スペクトル
を有す波長選択フィルタを配置した。波長選択フィルタ
を所望波長を透過する誘電体多層膜を有するものとし
た。同フィルタを半導体レーザ素子の前又は後ろに配置
した。同フィルタを平行化レンズと収光レンズとの間に
光軸に対して垂直又は斜めに配置した。同フィルタの回
転により透過波長をチューニング可能にした。二以上の
キャビティ間で複合共振するようにした。キャビティよ
りも光ファイバ側に光アイソレータを配置した。上記励
起光源モジュールを組込んだラマン増幅器とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信に使用される
ラマン増幅器と、ラマン増幅器の励起光源として使用さ
れる半導体レーザモジュール、レーザユニットに関する
ものである。
ラマン増幅器と、ラマン増幅器の励起光源として使用さ
れる半導体レーザモジュール、レーザユニットに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在の光ファイバ通信システムでは希土
類添加ファイバ増幅器が多く使用されている。特にエル
ビウム（Er）を添加したエルビウム添加光ファイバ増幅
器（以下「ＥＤＦＡ」と記載する。）がよく用いられて
いる。しかしＥＤＦＡの実用的な利得波長帯は1530ｎｍ
から1610ｎｍ程度である。また、ＥＤＦＡは利得に波長
依存性を持っており、波長分割多重光に用いる場合に、
信号光の波長によって利得に差が出る。
類添加ファイバ増幅器が多く使用されている。特にエル
ビウム（Er）を添加したエルビウム添加光ファイバ増幅
器（以下「ＥＤＦＡ」と記載する。）がよく用いられて
いる。しかしＥＤＦＡの実用的な利得波長帯は1530ｎｍ
から1610ｎｍ程度である。また、ＥＤＦＡは利得に波長
依存性を持っており、波長分割多重光に用いる場合に、
信号光の波長によって利得に差が出る。
【０００３】高密度波長多重（ＤＷＤＭ：Dense Wavele
ngth Division Multiplexting ）が進展する中、ＥＤＦ
Ａよりも更に広帯域の増幅方式としてラマン増幅に対す
る期待が高まっている。ラマン増幅は光ファイバに強い
光（励起光）を入射すると、誘導ラマン散乱により励起
光波長から約100 ｎｍ程度、長波長側（1400ｎｍ帯の励
起光を使用した場合を前提として約13THz 低い周波
数。）に利得のピークが現れる。このように励起された
光ファイバに、上記利得が得られる波長帯域の信号光を
入れると、その信号光が増幅されるいう現象を利用した
光信号増幅方法である。
ngth Division Multiplexting ）が進展する中、ＥＤＦ
Ａよりも更に広帯域の増幅方式としてラマン増幅に対す
る期待が高まっている。ラマン増幅は光ファイバに強い
光（励起光）を入射すると、誘導ラマン散乱により励起
光波長から約100 ｎｍ程度、長波長側（1400ｎｍ帯の励
起光を使用した場合を前提として約13THz 低い周波
数。）に利得のピークが現れる。このように励起された
光ファイバに、上記利得が得られる波長帯域の信号光を
入れると、その信号光が増幅されるいう現象を利用した
光信号増幅方法である。
【０００４】ラマン増幅は励起光の波長を変化させるこ
とにより、利得が生じる波長を任意に変えることができ
るという特徴を有しているが、その利得（ラマン利得）
が小さく、また、励起光波長に対して所定波長（ラマン
シフト）だけ長波長側に現れる利得を利用するものであ
るため、励起波長が変動すると利得を生じる波長が変動
し、信号光の増幅特性が変化してしまう。このためラマ
ン増幅器に使用される励起光源としては、ファイバグレ
ーテイングにより波長を安定化した高出力の半導体レー
ザモジュールが使用されている。
とにより、利得が生じる波長を任意に変えることができ
るという特徴を有しているが、その利得（ラマン利得）
が小さく、また、励起光波長に対して所定波長（ラマン
シフト）だけ長波長側に現れる利得を利用するものであ
るため、励起波長が変動すると利得を生じる波長が変動
し、信号光の増幅特性が変化してしまう。このためラマ
ン増幅器に使用される励起光源としては、ファイバグレ
ーテイングにより波長を安定化した高出力の半導体レー
ザモジュールが使用されている。
【０００５】図１２に従来のファイバグレーティング付
の半導体レーザモジュールの一例を示す。図１２におい
て、半導体レーザ素子Ａから出射されたレーザ光は第一
のレンズＢで平行光とされ、その平行光が第二のレンズ
Ｃにより光ファイバＤの入射端面に集光されて、半導体
レーザ素子Ａと光ファイバＤとが光結合される。光ファ
イバＤには所定波長の光のみを反射させるファイバグレ
ーティングＥが形成されている。このファイバグレーテ
イングＥは図１３の様に、例えばピーク反射率が約４％
で、半値全幅（ＦＷＨＭ）が２ｎｍの反射率スペクトル
を有していて、光ファイバＤに結合したレーザ光のうち
の一部のみを半導体レーザ素子Ａの方に帰還させる。こ
の帰還光により半導体レーザ素子Ａとファイバグレーテ
イングＥとから構成される外部共振器の損失は、ファイ
バグレーテイングＥの中心波長においてのみ小さいもの
となるため、半導体レーザ素子Ａの駆動電流や環境温度
が変化した場合であっても、半導体レーザＡの発振波長
は、上記中心波長において固定される。
の半導体レーザモジュールの一例を示す。図１２におい
て、半導体レーザ素子Ａから出射されたレーザ光は第一
のレンズＢで平行光とされ、その平行光が第二のレンズ
Ｃにより光ファイバＤの入射端面に集光されて、半導体
レーザ素子Ａと光ファイバＤとが光結合される。光ファ
イバＤには所定波長の光のみを反射させるファイバグレ
ーティングＥが形成されている。このファイバグレーテ
イングＥは図１３の様に、例えばピーク反射率が約４％
で、半値全幅（ＦＷＨＭ）が２ｎｍの反射率スペクトル
を有していて、光ファイバＤに結合したレーザ光のうち
の一部のみを半導体レーザ素子Ａの方に帰還させる。こ
の帰還光により半導体レーザ素子Ａとファイバグレーテ
イングＥとから構成される外部共振器の損失は、ファイ
バグレーテイングＥの中心波長においてのみ小さいもの
となるため、半導体レーザ素子Ａの駆動電流や環境温度
が変化した場合であっても、半導体レーザＡの発振波長
は、上記中心波長において固定される。
【０００６】ＥＤＦＡでは実用的な利得波長帯は1530ｎ
ｍから1610ｎｍ程度であるが、ラマン増幅では波長帯の
制約は殆どない（実際は1300〜1650ｎｍの範囲が使用さ
れると考えられるため励起光の波長帯は1200〜1550ｎｍ
である）。すなわち、光ファイバに入射する励起光の波
長を変えれば、該励起光の波長から所定波長だけ長波長
側に利得（ゲイン）が現れるため、任意の波長で増幅利
得を得ることができる。このため波長分割多重（ＷＤ
Ｍ： Wavelength Division Multiplexing）において更
に信号光のチヤンネル数を増加させることができる。
ｍから1610ｎｍ程度であるが、ラマン増幅では波長帯の
制約は殆どない（実際は1300〜1650ｎｍの範囲が使用さ
れると考えられるため励起光の波長帯は1200〜1550ｎｍ
である）。すなわち、光ファイバに入射する励起光の波
長を変えれば、該励起光の波長から所定波長だけ長波長
側に利得（ゲイン）が現れるため、任意の波長で増幅利
得を得ることができる。このため波長分割多重（ＷＤ
Ｍ： Wavelength Division Multiplexing）において更
に信号光のチヤンネル数を増加させることができる。
【０００７】前記ゲインは光ファイバを構成するガラス
分子が種々の振動姿態を有しているため波長分布をもっ
たゲイン分布、例えば20ｎｍ程度の幅がある分布とな
る。ゲインの波長依存性を広い波長帯域に亘ってフラッ
トにするためには種々の波長の励起光を多重化して各励
起レーザの波長、出力等を適宜調整することが行われて
いる。ラマン増幅では既設の通信用光ファイバを増幅媒
体として使用することが可能であり、それを使用した場
合のラマン利得は100 ｍｗの励起光入力で約３ｄＢ程度
と小さい。このため多重化によって強い励起光を得るこ
とが必要である。一般には多重化によってトータルで50
0 ｍｗ〜１ｗ程度の励起光とするのが普通である。
分子が種々の振動姿態を有しているため波長分布をもっ
たゲイン分布、例えば20ｎｍ程度の幅がある分布とな
る。ゲインの波長依存性を広い波長帯域に亘ってフラッ
トにするためには種々の波長の励起光を多重化して各励
起レーザの波長、出力等を適宜調整することが行われて
いる。ラマン増幅では既設の通信用光ファイバを増幅媒
体として使用することが可能であり、それを使用した場
合のラマン利得は100 ｍｗの励起光入力で約３ｄＢ程度
と小さい。このため多重化によって強い励起光を得るこ
とが必要である。一般には多重化によってトータルで50
0 ｍｗ〜１ｗ程度の励起光とするのが普通である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来よりラマン増幅器
の励起光源として使用されていた図１２のようなファイ
バグレーティング付レーザモジュールには次のような課
題がある。 （１）ラマン増幅では増幅現象の起こる過程が非常に短
いため、ポンプ光強度が揺らいでいるとラマン利得も揺
らぐこととなり、これがそのまま信号光強度の揺らぎと
なってしまう。また、励起光のノイズがそのまま信号光
のノイズとなるため励起光のノイズの少ないことが望ま
れる。
の励起光源として使用されていた図１２のようなファイ
バグレーティング付レーザモジュールには次のような課
題がある。 （１）ラマン増幅では増幅現象の起こる過程が非常に短
いため、ポンプ光強度が揺らいでいるとラマン利得も揺
らぐこととなり、これがそのまま信号光強度の揺らぎと
なってしまう。また、励起光のノイズがそのまま信号光
のノイズとなるため励起光のノイズの少ないことが望ま
れる。
【０００９】（２）ファイバグレーティング付半導体レ
ーザモジュールから出力されるレーザ光の発振スペクト
ルが狭いと、光ファイバを構成するガラス分子の格子振
動による誘導ブリュアン散乱（ＳＢＳ：Stimulated Bri
lloun Scattering）が顕著に生じてノイズの原因とな
る。 （３）ラマン増幅では前記のようにラマン利得が小さい
ため、励起光源としては複数の励起モジュールが多重化
された状態での総光出力としてばかりでなく、励起モジ
ュール単体の光出力としても非常に高出力のものが要求
される。
ーザモジュールから出力されるレーザ光の発振スペクト
ルが狭いと、光ファイバを構成するガラス分子の格子振
動による誘導ブリュアン散乱（ＳＢＳ：Stimulated Bri
lloun Scattering）が顕著に生じてノイズの原因とな
る。 （３）ラマン増幅では前記のようにラマン利得が小さい
ため、励起光源としては複数の励起モジュールが多重化
された状態での総光出力としてばかりでなく、励起モジ
ュール単体の光出力としても非常に高出力のものが要求
される。
【００１０】（４）ラマン増幅における励起方式として
は前方励起、後方励起、及び双方向励起の３種類があ
る。現在のラマン増幅は後方励起が主流である。その理
由は前方励起には非線形性の間題があることと、上記し
た励起光強度の揺らぎの問題は弱い信号が強い励起光と
共に同方向に進行する前方励起方式において特に問題に
なるためである。このため前方励起にも適用できる安定
した励起光源が求められている。 （５）ラマン増幅では励起光と信号光の偏波方向が一致
している場合に信号光の増幅が起こるため、増幅利得の
偏波依存性の問題が重要になる。即ち、信号光の偏波方
向と励起光の偏波方向のずれの影響を小さくすることが
重要である。このためには、ほほ完全な直線偏光として
半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を無偏光化
（デボラライズ）する必要がある。後方励起の場合は信
号光の偏波が伝搬中にランダムとなるので実用上問題に
ならないが、前方励起の場合は偏波依存性が強いため、
励起光の直交偏波合成、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）を
用いたデボラライズ等により偏光度（ＤＯＰ：Degree O
f Polarization）を小さくする工夫が必要となる。しか
し、例えばデポラライズでは、ファイバグレーテイング
付半導体レーザモジュールの発振スペクトルは線幅が狭
いため、レーザ光のコヒーレンス長が長くなり、デボラ
ライズするために接続するＰＭＦ（デポラライザ）の長
さが非常に長くなってしまう。
は前方励起、後方励起、及び双方向励起の３種類があ
る。現在のラマン増幅は後方励起が主流である。その理
由は前方励起には非線形性の間題があることと、上記し
た励起光強度の揺らぎの問題は弱い信号が強い励起光と
共に同方向に進行する前方励起方式において特に問題に
なるためである。このため前方励起にも適用できる安定
した励起光源が求められている。 （５）ラマン増幅では励起光と信号光の偏波方向が一致
している場合に信号光の増幅が起こるため、増幅利得の
偏波依存性の問題が重要になる。即ち、信号光の偏波方
向と励起光の偏波方向のずれの影響を小さくすることが
重要である。このためには、ほほ完全な直線偏光として
半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を無偏光化
（デボラライズ）する必要がある。後方励起の場合は信
号光の偏波が伝搬中にランダムとなるので実用上問題に
ならないが、前方励起の場合は偏波依存性が強いため、
励起光の直交偏波合成、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）を
用いたデボラライズ等により偏光度（ＤＯＰ：Degree O
f Polarization）を小さくする工夫が必要となる。しか
し、例えばデポラライズでは、ファイバグレーテイング
付半導体レーザモジュールの発振スペクトルは線幅が狭
いため、レーザ光のコヒーレンス長が長くなり、デボラ
ライズするために接続するＰＭＦ（デポラライザ）の長
さが非常に長くなってしまう。
【００１１】本発明の目的は、従来のラマン増幅器用励
起光源が有していた上記課題、すなわち駆動条件によら
ず発振波長が一定に保たれ、ノイズが少なく、ブリュア
ン散乱によるノイズの増加がなく、且つデボラライズの
容易な励起光源、とりわけラマン増幅器の励起光源とし
て特に好適な半導体レーザモジュールとレーザユニット
及び、これらを適用したラマン増幅器を提供することに
ある。
起光源が有していた上記課題、すなわち駆動条件によら
ず発振波長が一定に保たれ、ノイズが少なく、ブリュア
ン散乱によるノイズの増加がなく、且つデボラライズの
容易な励起光源、とりわけラマン増幅器の励起光源とし
て特に好適な半導体レーザモジュールとレーザユニット
及び、これらを適用したラマン増幅器を提供することに
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明の半
導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と、少なく
とも１つの光帰還手段を含んで形成されるキャビティ
と、該キャビティの前方側に位置する光ファイバとを有
する半導体レーザモジュールにおいて、キャビティ内に
所定範囲の波長の光が透過する波長選択フィルタを配置
したことを特徴とする。
導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と、少なく
とも１つの光帰還手段を含んで形成されるキャビティ
と、該キャビティの前方側に位置する光ファイバとを有
する半導体レーザモジュールにおいて、キャビティ内に
所定範囲の波長の光が透過する波長選択フィルタを配置
したことを特徴とする。
【００１３】本発明の第２の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１の発明の半導体レーザモジュールにお
いて、波長選択フィルタが略矩形の透過率スペクトルを
有することを特徴とする。
ールは、前記第１の発明の半導体レーザモジュールにお
いて、波長選択フィルタが略矩形の透過率スペクトルを
有することを特徴とする。
【００１４】本発明の第３の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１または第２の発明の半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタが所望の波長を透過
する誘電体多層膜を有することを特徴とする。
ールは、前記第１または第２の発明の半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタが所望の波長を透過
する誘電体多層膜を有することを特徴とする。
【００１５】本発明の第４の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１〜第３のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタが光軸に対して斜め
に配置されたことを特徴とする。
ールは、前記第１〜第３のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタが光軸に対して斜め
に配置されたことを特徴とする。
【００１６】本発明の第５の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１〜第４のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、半導体レーザ素子から出射された光を
光ファイバに結合させる平行化レンズと集光レンズとを
有し、波長選択フィルタが、平行化レンズと集光レンズ
との間に配置されたことを特徴とする。
ールは、前記第１〜第４のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、半導体レーザ素子から出射された光を
光ファイバに結合させる平行化レンズと集光レンズとを
有し、波長選択フィルタが、平行化レンズと集光レンズ
との間に配置されたことを特徴とする。
【００１７】本発明の第６の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１〜第５のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、キャビティの光ファイバ側に設けられ
た光帰還部の反射率が５％以下であることを特徴とす
る。
ールは、前記第１〜第５のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、キャビティの光ファイバ側に設けられ
た光帰還部の反射率が５％以下であることを特徴とす
る。
【００１８】本発明の第７の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１〜第６のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタがサーモモジュール
上で温度調節されることを特徴とする。
ールは、前記第１〜第６のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタがサーモモジュール
上で温度調節されることを特徴とする。
【００１９】本発明の第８の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１〜第７のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタが、回転により透過
波長をチューニングすることができるものであることを
特徴とする。
ールは、前記第１〜第７のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、波長選択フィルタが、回転により透過
波長をチューニングすることができるものであることを
特徴とする。
【００２０】本発明の第９の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記第１〜第８のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、半導
体レーザ素子の前端面もしくは後端面に形成された反射
膜であることを特徴とする。
ールは、前記第１〜第８のいずれかの半導体レーザモジ
ュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、半導
体レーザ素子の前端面もしくは後端面に形成された反射
膜であることを特徴とする。
【００２１】本発明の第１０の発明の半導体レーザモジ
ュールは、前記第１〜第９のいずれかの半導体レーザモ
ジュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、光
ファイバの入射端面の露出面、もしくは該入射端面に形
成された反射膜であることを特徴とする。
ュールは、前記第１〜第９のいずれかの半導体レーザモ
ジュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、光
ファイバの入射端面の露出面、もしくは該入射端面に形
成された反射膜であることを特徴とする。
【００２２】本発明の第１１の発明の半導体レーザモジ
ュールは、前記第１〜第１０のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、
反射体であることを特徴とする。
ュールは、前記第１〜第１０のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、
反射体であることを特徴とする。
【００２３】本発明の第１２の発明の半導体レーザモジ
ュールは、前記第１〜第１１のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、
コーナーキューブであることを特徴とする。
ュールは、前記第１〜第１１のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、少なくとも１つの光帰還手段は、
コーナーキューブであることを特徴とする。
【００２４】本発明の第１３の発明の半導体レーザモジ
ュールは、前記第１〜第１２のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、キャビティと光ファイバの入射端
面との間に光アイソレータが配置されていることを特徴
とする。
ュールは、前記第１〜第１２のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、キャビティと光ファイバの入射端
面との間に光アイソレータが配置されていることを特徴
とする。
【００２５】本発明の第１４の発明の半導体レーザモジ
ュールは、前記第１〜第１３のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、波長選択フィルタがレンズドファ
イバに挿入されていることを特徴とする。
ュールは、前記第１〜第１３のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、波長選択フィルタがレンズドファ
イバに挿入されていることを特徴とする。
【００２６】本発明の第１５の発明の半導体レーザモジ
ュールは、前記第１〜第１４のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、レーザ光の偏光度を低減するデポ
ラライザが配置されていることを特徴とする。
ュールは、前記第１〜第１４のいずれかの半導体レーザ
モジュールにおいて、レーザ光の偏光度を低減するデポ
ラライザが配置されていることを特徴とする。
【００２７】本発明のレーザユニットは、前記第１〜第
１５のいずれかの半導体レーザモジュールを複数備える
とともに、該複数の半導体レーザモジュールから出射さ
れる光を偏波合成する偏波合成器を備えたことを特徴と
する。
１５のいずれかの半導体レーザモジュールを複数備える
とともに、該複数の半導体レーザモジュールから出射さ
れる光を偏波合成する偏波合成器を備えたことを特徴と
する。
【００２８】本発明のラマン増幅器は、励起光源とし
て、前記第１〜第１５のいずれかの半導体レーザモジュ
ールもしくはレーザユニットを備えたことを特徴とす
る。
て、前記第１〜第１５のいずれかの半導体レーザモジュ
ールもしくはレーザユニットを備えたことを特徴とす
る。
【００２９】本発明者らの検討によれば、ラマン増幅器
の励起光源には次のような特性が要求される。 （１）励起光のノイズが小さいこと。相対雑音強度（Ｒ
ＩＮ：Relative Intensity Noise）が所定の周波数範囲
で非常に低い値であること。一例として０〜２GHz の周
波数範囲でＲＩＮが−130 ｄＢ/ Ｈｚ以下であることが
望まれる。
の励起光源には次のような特性が要求される。 （１）励起光のノイズが小さいこと。相対雑音強度（Ｒ
ＩＮ：Relative Intensity Noise）が所定の周波数範囲
で非常に低い値であること。一例として０〜２GHz の周
波数範囲でＲＩＮが−130 ｄＢ/ Ｈｚ以下であることが
望まれる。
【００３０】（２）励起光の偏光度（ＤＯＰ）が小さい
こと。コヒーレント長が短いこと、すなわち多モードで
あってデボラライズがし易いこと、若しくは偏波合成に
より偏光がないものとされていることが必要である。前
記多モードであること、については、発振スぺクトル幅
（スぺクトルのピークから３ｄＢダウンした波長の幅）
内に縦モードが少なくとも３本、好ましくは４〜５本以
上入っていればよい。
こと。コヒーレント長が短いこと、すなわち多モードで
あってデボラライズがし易いこと、若しくは偏波合成に
より偏光がないものとされていることが必要である。前
記多モードであること、については、発振スぺクトル幅
（スぺクトルのピークから３ｄＢダウンした波長の幅）
内に縦モードが少なくとも３本、好ましくは４〜５本以
上入っていればよい。
【００３１】（３）励起光の光出力が高いこと。半導体
レーザモジュールからの光出力として50ｍＷ以上、好ま
しくは100ｍＷ以上、さらに好ましくは300 ｍＷ以上、
更には400 ｍＷ以上が要求される。
レーザモジュールからの光出力として50ｍＷ以上、好ま
しくは100ｍＷ以上、さらに好ましくは300 ｍＷ以上、
更には400 ｍＷ以上が要求される。
【００３２】（４）励起光の波長安定性が良いこと。発
振波長が変動すると利得波長帯域が変動するためファイ
バグレーティング、ＤＦＢレーザ（Distributed Feedba
ck Laser）、ＤＢＲレーザ（Distributed Bragg Reflec
ter Laser ）等による波長安定化技術が必須である。変
動幅は全ての駆動条件（環境温度：０〜75℃、駆動電
流：０〜１Ａ）において、例えば±１ｎｍ以内であるこ
とが好ましい。
振波長が変動すると利得波長帯域が変動するためファイ
バグレーティング、ＤＦＢレーザ（Distributed Feedba
ck Laser）、ＤＢＲレーザ（Distributed Bragg Reflec
ter Laser ）等による波長安定化技術が必須である。変
動幅は全ての駆動条件（環境温度：０〜75℃、駆動電
流：０〜１Ａ）において、例えば±１ｎｍ以内であるこ
とが好ましい。
【００３３】（５）励起光の発振スぺクトル幅がある程
度狭いこと。各励起レーザモジュールの発振スぺクトル
幅は、広すぎると波長合成カプラの合波ロスが大きくな
ると共に、スぺクトル幅内に含まれる縦モード数が大き
くなって発振中に縦モードが動き、ノイズ、利得変動の
原因になる。このため発振スぺクトル幅は２ｎｍ以下又
は３ｎｍ以下であることが好ましい。一方あまり狭すぎ
ると電流−光出力特性においてキンクが現れ、レーザ駆
動時における制御に支障が生ずる。
度狭いこと。各励起レーザモジュールの発振スぺクトル
幅は、広すぎると波長合成カプラの合波ロスが大きくな
ると共に、スぺクトル幅内に含まれる縦モード数が大き
くなって発振中に縦モードが動き、ノイズ、利得変動の
原因になる。このため発振スぺクトル幅は２ｎｍ以下又
は３ｎｍ以下であることが好ましい。一方あまり狭すぎ
ると電流−光出力特性においてキンクが現れ、レーザ駆
動時における制御に支障が生ずる。
【００３４】（６）ＳＢＳが出ないこと。ファイバグレ
ーティング等により、狭い波長帯域に高光出力が集中す
ると、ＳＢＳが発生してノイズが増加する。この点から
励起光としては、発振スぺクトル幅内に複数の縦モード
が存在する、いわゆる多モードであって、各縦モードの
光出力（光強度）がＳＢＳ発生閾値を超えないものが求
められる。
ーティング等により、狭い波長帯域に高光出力が集中す
ると、ＳＢＳが発生してノイズが増加する。この点から
励起光としては、発振スぺクトル幅内に複数の縦モード
が存在する、いわゆる多モードであって、各縦モードの
光出力（光強度）がＳＢＳ発生閾値を超えないものが求
められる。
【００３５】（７）光アイソレータ内蔵が好ましい。反
射戻り光によりレーザの動作が不安定にならないように
するために、光アイソレータが内蔵されていることが好
ましい。本発明の構成によれば上記各（１）〜（７）の
要求特性を満たすのに好適な半導体レーザモジュール、
レーザユニット、ラマン増幅器が提供される。
射戻り光によりレーザの動作が不安定にならないように
するために、光アイソレータが内蔵されていることが好
ましい。本発明の構成によれば上記各（１）〜（７）の
要求特性を満たすのに好適な半導体レーザモジュール、
レーザユニット、ラマン増幅器が提供される。
【００３６】
【発明の実施形態１】本発明の半導体レーザモジュール
の第１実施形態を図１に示す。この実施形態例におい
て、キャビティ５は、半導体レーザ素子１の後端面８に
形成された反射膜２１と光ファイバ２の入射端面７（露
出面）か、該入射端面７に形成された低反射膜３０との
間で構成される。この半導体レーザモジュールは、モニ
タ用のフォトダイオード（ＰＤ）４０、半導体レーザ素
子１、該半導体レーザ素子１から出射される光を平行光
にする第１レンズ（平行化レンズ）３、所定範囲の波長
の光のみを透過する波長選択フィルタ（ＢＰＦ）６、平
行化レンズ３からの平行光を集光する第２レンズ（集光
レンズ）４、集光レンズ４で集光された光を伝送する光
ファイバ２の順に一列に配列されている。
の第１実施形態を図１に示す。この実施形態例におい
て、キャビティ５は、半導体レーザ素子１の後端面８に
形成された反射膜２１と光ファイバ２の入射端面７（露
出面）か、該入射端面７に形成された低反射膜３０との
間で構成される。この半導体レーザモジュールは、モニ
タ用のフォトダイオード（ＰＤ）４０、半導体レーザ素
子１、該半導体レーザ素子１から出射される光を平行光
にする第１レンズ（平行化レンズ）３、所定範囲の波長
の光のみを透過する波長選択フィルタ（ＢＰＦ）６、平
行化レンズ３からの平行光を集光する第２レンズ（集光
レンズ）４、集光レンズ４で集光された光を伝送する光
ファイバ２の順に一列に配列されている。
【００３７】半導体レーザ素子１の後端面８には反射率
９０％程度の高い反射率を有する反射膜（ＨＲ膜）２１
がコーティングされ、前端面１０には低い反射率を有す
る低反射膜（ＡＲ膜）２３がコーティングされている。
ＡＲ膜２３の反射率は一例として５％以下、好ましくは
１％以下、さらに好ましくは０．１％以下の低い値とす
る。半導体レーザ素子１のＨＲ膜２１はＰＤ４０の受光
状況に合わせて反射率を最適設計する。但し、ＨＲ膜２
１がＰＤ４０とキャビティを作らないよう、ＰＤ４０の
受光面を斜め配置にするなどの戻り光対策をとることが
好ましい。
９０％程度の高い反射率を有する反射膜（ＨＲ膜）２１
がコーティングされ、前端面１０には低い反射率を有す
る低反射膜（ＡＲ膜）２３がコーティングされている。
ＡＲ膜２３の反射率は一例として５％以下、好ましくは
１％以下、さらに好ましくは０．１％以下の低い値とす
る。半導体レーザ素子１のＨＲ膜２１はＰＤ４０の受光
状況に合わせて反射率を最適設計する。但し、ＨＲ膜２
１がＰＤ４０とキャビティを作らないよう、ＰＤ４０の
受光面を斜め配置にするなどの戻り光対策をとることが
好ましい。
【００３８】第１レンズ３、第２レンズ４には、反射率
０．５％以下のＡＲ膜がコーティングされている。これ
らレンズは非球面レンズ、ボールレンズ、分布屈折率レ
ンズ、平凸レンズ等のうち、いずれでも良い。光ファイ
バ２はシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の他にＰＭ
Ｆも含む。光ファイバ２の一部、もしくは全部にＰＭＦ
を用いる場合において、ＰＭＦの偏波保持軸（スロー
軸、ファースト軸）はレーザ光の偏光面の方向に合わせ
ると直線偏波のままレーザ光を伝送することができる。
また偏光面の方向に対して所定角度、例えば４５度に合
わせ、レーザ光のＤＯＰを低減するデポラライザとする
こともできる。
０．５％以下のＡＲ膜がコーティングされている。これ
らレンズは非球面レンズ、ボールレンズ、分布屈折率レ
ンズ、平凸レンズ等のうち、いずれでも良い。光ファイ
バ２はシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の他にＰＭ
Ｆも含む。光ファイバ２の一部、もしくは全部にＰＭＦ
を用いる場合において、ＰＭＦの偏波保持軸（スロー
軸、ファースト軸）はレーザ光の偏光面の方向に合わせ
ると直線偏波のままレーザ光を伝送することができる。
また偏光面の方向に対して所定角度、例えば４５度に合
わせ、レーザ光のＤＯＰを低減するデポラライザとする
こともできる。
【００３９】光ファイバ２の入射端面７はレーザ光に対
して、たとえばレーザ光の発光波長もしくは発振波長を
中心として±５ｎｍ以上の波長範囲で約０．５％以上、
５％以下の反射率を有する低反射膜３０がコーティング
されて反射端面としてある。また、光ファイバ２の入射
端面７における反射率を４％前後とする場合には、光フ
ァイバ２の入射端面７に低反射膜３０を設けず、入射端
面７の研磨面、もしくは切断面を露出させておき、この
露出面によるフレネル反射を利用すれば良い。このよう
にキャビティ５の光ファイバ２側の反射率を約０．５％
以上、５％以下の低い値としておくことにより、キャビ
ティ５におけるレーザ発振を可能としつつ、光ファイバ
２内に高い出力の光を入射させることができる。ＰＤ４
０は、半導体レーザ素子１後方からの出力光をモニタし
ている。半導体レーザモジュールは、該ＰＤ４０によっ
て検出された光出力が一定となるように自動出力制御さ
れている。
して、たとえばレーザ光の発光波長もしくは発振波長を
中心として±５ｎｍ以上の波長範囲で約０．５％以上、
５％以下の反射率を有する低反射膜３０がコーティング
されて反射端面としてある。また、光ファイバ２の入射
端面７における反射率を４％前後とする場合には、光フ
ァイバ２の入射端面７に低反射膜３０を設けず、入射端
面７の研磨面、もしくは切断面を露出させておき、この
露出面によるフレネル反射を利用すれば良い。このよう
にキャビティ５の光ファイバ２側の反射率を約０．５％
以上、５％以下の低い値としておくことにより、キャビ
ティ５におけるレーザ発振を可能としつつ、光ファイバ
２内に高い出力の光を入射させることができる。ＰＤ４
０は、半導体レーザ素子１後方からの出力光をモニタし
ている。半導体レーザモジュールは、該ＰＤ４０によっ
て検出された光出力が一定となるように自動出力制御さ
れている。
【００４０】図１の波長選択フィルタ６は、例えば、Ｂ
Ｋ７、石英等からなる基板２０と、該基板の後面に形成
された、所望波長の光を透過する誘電体多層膜からなる
波長選択フィルタ膜２５と、前面に形成されたＡＲ膜２
２からなる。ＡＲ膜２２は出来るだけ透過率が良くなる
ような設計とする。波長選択フィルタ６は第１レンズ３
と第２レンズ４間を伝搬する光の光軸に対して所定の傾
き角度（たとえば１°〜５°）、傾けられて配置されて
いる。波長選択フィルタ６はキャビティ５中のどこに配
置してもよいが、平行化レンズである第１レンズ３と、
集光レンズである第２レンズ４との間に配置すると、波
長選択フィルタ６への入射角度がビームの断面の各点に
おいて一定となるので、好ましい。
Ｋ７、石英等からなる基板２０と、該基板の後面に形成
された、所望波長の光を透過する誘電体多層膜からなる
波長選択フィルタ膜２５と、前面に形成されたＡＲ膜２
２からなる。ＡＲ膜２２は出来るだけ透過率が良くなる
ような設計とする。波長選択フィルタ６は第１レンズ３
と第２レンズ４間を伝搬する光の光軸に対して所定の傾
き角度（たとえば１°〜５°）、傾けられて配置されて
いる。波長選択フィルタ６はキャビティ５中のどこに配
置してもよいが、平行化レンズである第１レンズ３と、
集光レンズである第２レンズ４との間に配置すると、波
長選択フィルタ６への入射角度がビームの断面の各点に
おいて一定となるので、好ましい。
【００４１】また波長選択フィルタ６の基板２０におけ
る波長選択フィルタ膜２５の形成面とＡＲ膜２２の形成
面を非平行化する（楔形にする）ことにより、波長選択
フィルタ膜２５とＡＲ膜２２の間にエタロンを形成しな
いようにすることが好ましい。
る波長選択フィルタ膜２５の形成面とＡＲ膜２２の形成
面を非平行化する（楔形にする）ことにより、波長選択
フィルタ膜２５とＡＲ膜２２の間にエタロンを形成しな
いようにすることが好ましい。
【００４２】波長選択フィルタ膜２５を始め、ＨＲ膜２
１、ＡＲ膜２３など、本実施形態例に示す各膜は、たと
えばTa2O5／SiO2、TiO2／SiO2，Al2O3／SiO2からなるキ
ャビティを所定数積層して形成することができ、積層数
などの設計により適宜の反射帯域幅や透過帯域幅、反射
率や透過率、スペクトル形状を設定できる。
１、ＡＲ膜２３など、本実施形態例に示す各膜は、たと
えばTa2O5／SiO2、TiO2／SiO2，Al2O3／SiO2からなるキ
ャビティを所定数積層して形成することができ、積層数
などの設計により適宜の反射帯域幅や透過帯域幅、反射
率や透過率、スペクトル形状を設定できる。
【００４３】ここで波長選択フィルタ膜２５は、ここで
は図１１（ａ）（ｂ）に示すように、略矩形の透過率ス
ペクトルを有している。図１１（ａ）では透過帯域幅が
半値全幅で２ｎｍのもの、図１１（ｂ）では透過帯域幅
が半値全幅で３ｎｍのものを示している。図１１（ａ）
（ｂ）において、実線、破線、点線は、光軸に対して波
長選択フィルタ６の傾き角度を０°、２°、４°と変化
させた場合のそれぞれの透過スペクトルを示している。
このように波長選択フィルタ６の傾き角度を変化させる
ことによって透過スペクトルの中心波長が変化すること
が分かる。このような略矩形の透過率スペクトル形状の
波長選択フィルタ膜２５を用いて半導体レーザ素子１に
帰還する光のスペクトルを制御することによって、半導
体レーザ素子１から出力されるレーザ光における多モー
ド発振を容易にすることができる。このとき縦モード１
つ１つの光強度がＳＢＳ発生閾値を超えない設定とする
ことにより、これら縦モードに起因するＳＢＳを抑制す
ることができる。また高い光強度を複数の縦モードに分
散させることができるので、全体の光出力は高出力とす
ることができる。また複数本の高いレベルの縦モードを
実現できるので、光のコヒーレンス長を短くすることが
できる。よってデポラライザとしてＰＭＦを使用した場
合に、ＤＯＰを低減することが容易であり、該ＰＭＦの
長さを例えば１０ｍ以下に短くできる（従来構成では３
０ｍ弱必要）。なお図１１に示すようなきれいな略矩形
のスペクトルは、反射型の波長選択フィルタで実現する
のはかなり困難なので、本実施形態例のように、透過型
の波長選択フィルタを用いることが好適である。
は図１１（ａ）（ｂ）に示すように、略矩形の透過率ス
ペクトルを有している。図１１（ａ）では透過帯域幅が
半値全幅で２ｎｍのもの、図１１（ｂ）では透過帯域幅
が半値全幅で３ｎｍのものを示している。図１１（ａ）
（ｂ）において、実線、破線、点線は、光軸に対して波
長選択フィルタ６の傾き角度を０°、２°、４°と変化
させた場合のそれぞれの透過スペクトルを示している。
このように波長選択フィルタ６の傾き角度を変化させる
ことによって透過スペクトルの中心波長が変化すること
が分かる。このような略矩形の透過率スペクトル形状の
波長選択フィルタ膜２５を用いて半導体レーザ素子１に
帰還する光のスペクトルを制御することによって、半導
体レーザ素子１から出力されるレーザ光における多モー
ド発振を容易にすることができる。このとき縦モード１
つ１つの光強度がＳＢＳ発生閾値を超えない設定とする
ことにより、これら縦モードに起因するＳＢＳを抑制す
ることができる。また高い光強度を複数の縦モードに分
散させることができるので、全体の光出力は高出力とす
ることができる。また複数本の高いレベルの縦モードを
実現できるので、光のコヒーレンス長を短くすることが
できる。よってデポラライザとしてＰＭＦを使用した場
合に、ＤＯＰを低減することが容易であり、該ＰＭＦの
長さを例えば１０ｍ以下に短くできる（従来構成では３
０ｍ弱必要）。なお図１１に示すようなきれいな略矩形
のスペクトルは、反射型の波長選択フィルタで実現する
のはかなり困難なので、本実施形態例のように、透過型
の波長選択フィルタを用いることが好適である。
【００４４】この波長選択フィルタ６によれば、図１１
に示したように、半導体レーザ素子１から出射される光
の光軸に対する傾き角度を大きくすることにより発振波
長が短波長側にシフトすることを利用して、該傾き角度
を調節することにより発振波長をチューニングすること
ができる。この場合、波長選択フィルタ６に対して光が
垂直に入射する位置からどの方向に傾斜させても良い
が、偏波面方向に対して垂直か水平方向に傾斜させると
偏波依存が無くなり、数十度傾斜させてもＰＤＬ（Pola
rization dependent loss：偏波依存損失）の発生が抑
制される。上記以外の発振波長をチューニングする方法
としては、例えば波長選択フィルタ６における波長選択
フィルタ膜２５における光の透過位置によって光の透過
スペクトルが変化するように波長選択フィルタ膜２５の
各層の厚みを制御しておき、波長選択フィルタ６を波長
選択フィルタ６を光軸に対して略垂直方向に動かして該
波長選択フィルタ６への光の入射位置を変え、波長選択
フィルタ膜２５における光の透過位置を変化させ、発振
波長をチューニングする方法もある。
に示したように、半導体レーザ素子１から出射される光
の光軸に対する傾き角度を大きくすることにより発振波
長が短波長側にシフトすることを利用して、該傾き角度
を調節することにより発振波長をチューニングすること
ができる。この場合、波長選択フィルタ６に対して光が
垂直に入射する位置からどの方向に傾斜させても良い
が、偏波面方向に対して垂直か水平方向に傾斜させると
偏波依存が無くなり、数十度傾斜させてもＰＤＬ（Pola
rization dependent loss：偏波依存損失）の発生が抑
制される。上記以外の発振波長をチューニングする方法
としては、例えば波長選択フィルタ６における波長選択
フィルタ膜２５における光の透過位置によって光の透過
スペクトルが変化するように波長選択フィルタ膜２５の
各層の厚みを制御しておき、波長選択フィルタ６を波長
選択フィルタ６を光軸に対して略垂直方向に動かして該
波長選択フィルタ６への光の入射位置を変え、波長選択
フィルタ膜２５における光の透過位置を変化させ、発振
波長をチューニングする方法もある。
【００４５】波長選択フィルタ６は半導体レーザ素子１
が搭載されているサーモモジュール（例えば、ペルチエ
モジュール。図示せず）の上に搭載されて、半導体レー
ザ素子１と共にぺルチエ素子による温度コントロール下
におくことで波長シフトや波形の乱れがなくなり特性が
安定する。波長選択フィルタ６は、半導体レーザ素子１
を搭載したサーモモジュールと別のモジュール上に搭載
することもできる。
が搭載されているサーモモジュール（例えば、ペルチエ
モジュール。図示せず）の上に搭載されて、半導体レー
ザ素子１と共にぺルチエ素子による温度コントロール下
におくことで波長シフトや波形の乱れがなくなり特性が
安定する。波長選択フィルタ６は、半導体レーザ素子１
を搭載したサーモモジュールと別のモジュール上に搭載
することもできる。
【００４６】さて、この半導体レーザモジュールでは、
半導体レーザ素子１の前端面１０から出射された光が、
第１レンズ３で平行化され、波長選択フィルタ６によっ
て波長選択され、第２レンズ４で集光され、一部の光は
光ファイバ２の入射端面７で反射され逆の経路をたどっ
て半導体レーザ素子１に光帰還される。また、残りの光
は光ファイバ２内に入射して伝送される。キャビティ５
内における光の帰還・往復によって半導体レーザ素子１
においてレーザ発振し、レーザ光が出力される。このと
き波長選択フィルタ６によって所望の波長の光のみが選
択的に半導体レーザ素子１に光帰還されることによっ
て、レーザ光の波長特性が安定化される。レーザ光は、
光ファイバ２によって伝送され、所望の用途に供され
る。
半導体レーザ素子１の前端面１０から出射された光が、
第１レンズ３で平行化され、波長選択フィルタ６によっ
て波長選択され、第２レンズ４で集光され、一部の光は
光ファイバ２の入射端面７で反射され逆の経路をたどっ
て半導体レーザ素子１に光帰還される。また、残りの光
は光ファイバ２内に入射して伝送される。キャビティ５
内における光の帰還・往復によって半導体レーザ素子１
においてレーザ発振し、レーザ光が出力される。このと
き波長選択フィルタ６によって所望の波長の光のみが選
択的に半導体レーザ素子１に光帰還されることによっ
て、レーザ光の波長特性が安定化される。レーザ光は、
光ファイバ２によって伝送され、所望の用途に供され
る。
【００４７】本実施形態例の半導体レーザモジュールに
よれば、キャビティ長を短く設定可能（たとえば２０ｍ
ｍ以下）であり、長キャビティ化に起因する所定周波数
帯域内におけるノイズ特性劣化を防止することができ
る。また波長選択フィルタ６の採用により、光のスペク
トル幅を狭く圧縮することができ、光出力を高くするこ
とができるとともに、波長安定性が良好である。また波
長選択フィルタ６の透過率スペクトルを所定形状とする
ことにより、半導体レーザ素子１から出力される光を多
モードとすることができ、高光出力を維持しながらＳＢ
Ｓ発生を防止できる。多モードはＤＯＰ低減にも有利で
ある。以上のように、本実施形態例の半導体レーザモジ
ュールはラマン増幅器の励起光源として必要とされる特
性を略満たすことが可能である。
よれば、キャビティ長を短く設定可能（たとえば２０ｍ
ｍ以下）であり、長キャビティ化に起因する所定周波数
帯域内におけるノイズ特性劣化を防止することができ
る。また波長選択フィルタ６の採用により、光のスペク
トル幅を狭く圧縮することができ、光出力を高くするこ
とができるとともに、波長安定性が良好である。また波
長選択フィルタ６の透過率スペクトルを所定形状とする
ことにより、半導体レーザ素子１から出力される光を多
モードとすることができ、高光出力を維持しながらＳＢ
Ｓ発生を防止できる。多モードはＤＯＰ低減にも有利で
ある。以上のように、本実施形態例の半導体レーザモジ
ュールはラマン増幅器の励起光源として必要とされる特
性を略満たすことが可能である。
【００４８】
【発明の実施の形態２】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第２実施形態を図２に示す。この実施形態例におい
て、キャビティ５は、反射体９の反射膜２６と光ファイ
バ２の入射端面７（露出面）、もしくは該入射端面７に
形成された低反射膜３０との間で構成される。なお以下
の実施形態例において、それ以前の実施形態例と同一の
構成については同一符号を付すとともに説明を適宜省略
する。この半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素
子１の後ろに波長選択フィルタ６を配置した構成であ
り、ＰＤ４０、反射体９、第４レンズ（平行化レンズ）
１６、波長選択フィルタ６、第３レンズ（集光レンズ）
１５、半導体レーザ素子１、第１レンズ３、第２レンズ
４、光ファイバ２が順次一列に配列されている。
ルの第２実施形態を図２に示す。この実施形態例におい
て、キャビティ５は、反射体９の反射膜２６と光ファイ
バ２の入射端面７（露出面）、もしくは該入射端面７に
形成された低反射膜３０との間で構成される。なお以下
の実施形態例において、それ以前の実施形態例と同一の
構成については同一符号を付すとともに説明を適宜省略
する。この半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素
子１の後ろに波長選択フィルタ６を配置した構成であ
り、ＰＤ４０、反射体９、第４レンズ（平行化レンズ）
１６、波長選択フィルタ６、第３レンズ（集光レンズ）
１５、半導体レーザ素子１、第１レンズ３、第２レンズ
４、光ファイバ２が順次一列に配列されている。
【００４９】半導体レーザ素子１の前端面１０にはＡＲ
膜３４が、後端面８にはＡＲ膜２４がコーティングされ
ている。それぞれのＡＲ膜２４、３４の反射率は一例と
して５％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは
０．１ ％以下の低い値とする。
膜３４が、後端面８にはＡＲ膜２４がコーティングされ
ている。それぞれのＡＲ膜２４、３４の反射率は一例と
して５％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは
０．１ ％以下の低い値とする。
【００５０】第３レンズ１５、第４レンズ１６には、そ
れぞれ第１レンズ３、第２レンズ４と同様に、たとえば
前後の両面に反射率０．５％以下のＡＲ膜がコーティン
グされている。これらレンズも、非球面レンズ、ボール
レンズ、分布屈折率レンズ、平凸レンズ等のうち、いず
れでも良く、適宜選択される。
れぞれ第１レンズ３、第２レンズ４と同様に、たとえば
前後の両面に反射率０．５％以下のＡＲ膜がコーティン
グされている。これらレンズも、非球面レンズ、ボール
レンズ、分布屈折率レンズ、平凸レンズ等のうち、いず
れでも良く、適宜選択される。
【００５１】波長選択フィルタ６は、第３レンズ１５と
第４レンズ１６間に配置されている点を除いては第一実
施形態例のものと同一構成であり、これと同様に、サー
モモジュールによる温度調節を行うことが好ましい。
第４レンズ１６間に配置されている点を除いては第一実
施形態例のものと同一構成であり、これと同様に、サー
モモジュールによる温度調節を行うことが好ましい。
【００５２】この半導体レーザモジュールでは、半導体
レーザ素子１の後端面８から出射された光が、第３レン
ズ１５で平行化され、波長選択フィルタ６によって波長
選択され、第４レンズ１６で集光され、反射膜２６によ
って光帰還される。また半導体レーザ素子１の前端面１
０から出射された光は、第１レンズ、第２レンズを介し
て伝送され、光ファイバ２の入射端面７において一部が
半導体レーザ素子１に光帰還され、残りは光ファイバ２
内に入射し、伝送される。
レーザ素子１の後端面８から出射された光が、第３レン
ズ１５で平行化され、波長選択フィルタ６によって波長
選択され、第４レンズ１６で集光され、反射膜２６によ
って光帰還される。また半導体レーザ素子１の前端面１
０から出射された光は、第１レンズ、第２レンズを介し
て伝送され、光ファイバ２の入射端面７において一部が
半導体レーザ素子１に光帰還され、残りは光ファイバ２
内に入射し、伝送される。
【００５３】キャビティ５内における光の帰還・往復に
よって半導体レーザ素子１においてレーザ発振し、レー
ザ光が出力される。このとき波長選択フィルタ６によっ
て所望の波長の光のみが選択的に半導体レーザ素子１に
光帰還されることによって、レーザ光の波長特性が安定
化される。半導体レーザ素子１の前端面１０から出射さ
れたレーザ光は、光ファイバ２によって伝送され、所望
の用途に供される。本実施形態例の半導体レーザモジュ
ールでも、第一実施形態例のものと同様の効果を奏す
る。
よって半導体レーザ素子１においてレーザ発振し、レー
ザ光が出力される。このとき波長選択フィルタ６によっ
て所望の波長の光のみが選択的に半導体レーザ素子１に
光帰還されることによって、レーザ光の波長特性が安定
化される。半導体レーザ素子１の前端面１０から出射さ
れたレーザ光は、光ファイバ２によって伝送され、所望
の用途に供される。本実施形態例の半導体レーザモジュ
ールでも、第一実施形態例のものと同様の効果を奏す
る。
【００５４】
【発明の実施の形態３】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第３実施形態を図３に示す。本実施形態例におい
て、キャビティ５は、反射体９の反射膜２６と半導体レ
ーザ素子１の前端面１０に形成されたＡＲ膜３４との間
で構成される。本実施形態例の半導体レーザモジュール
は、前記第２実施形態例における半導体レーザモジュー
ルから若干構成を変更したものであって、半導体レーザ
素子１の前端面１０に形成されたＡＲ膜３４の反射率を
２〜５％程度とするとともに、光ファイバ２の入射端面
７に例えば反射率１％以下のＡＲ膜２７を形成したもの
である。これによって上述のように反射体９の反射膜２
６と半導体レーザ素子１の前端面に形成されたＡＲ膜３
４の間にキャビティ５が形成され、該キャビティ５より
光ファイバ２側に位置する第１レンズ３と第２レンズ４
との間に光アイソレータ１２を配置することができるの
で、光ファイバ２の途中を切断して光アイソレータ１２
を挿入する必要が無い。
ルの第３実施形態を図３に示す。本実施形態例におい
て、キャビティ５は、反射体９の反射膜２６と半導体レ
ーザ素子１の前端面１０に形成されたＡＲ膜３４との間
で構成される。本実施形態例の半導体レーザモジュール
は、前記第２実施形態例における半導体レーザモジュー
ルから若干構成を変更したものであって、半導体レーザ
素子１の前端面１０に形成されたＡＲ膜３４の反射率を
２〜５％程度とするとともに、光ファイバ２の入射端面
７に例えば反射率１％以下のＡＲ膜２７を形成したもの
である。これによって上述のように反射体９の反射膜２
６と半導体レーザ素子１の前端面に形成されたＡＲ膜３
４の間にキャビティ５が形成され、該キャビティ５より
光ファイバ２側に位置する第１レンズ３と第２レンズ４
との間に光アイソレータ１２を配置することができるの
で、光ファイバ２の途中を切断して光アイソレータ１２
を挿入する必要が無い。
【００５５】また半導体レーザ素子１、第１レンズ３、
第レンズ４を内蔵するパッケージ内に光アイソレータ１
２も内蔵することが可能となり、半導体レーザモジュー
ル全体として小型化される。また偏光依存型の光アイソ
レータを使用できるので、安価な半導体レーザモジュー
ルを提供することができる。その他の効果については第
１実施形態例、第２実施形態例のものと同様である。
第レンズ４を内蔵するパッケージ内に光アイソレータ１
２も内蔵することが可能となり、半導体レーザモジュー
ル全体として小型化される。また偏光依存型の光アイソ
レータを使用できるので、安価な半導体レーザモジュー
ルを提供することができる。その他の効果については第
１実施形態例、第２実施形態例のものと同様である。
【００５６】
【発明の実施の形態４】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第４実施形態を図４に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第３実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第３実施形態例における波長選択フィルタ６と反射
体９とを一体化したものである。すなわち、反射体９
（波長選択フィルタ６）では、基板２０の後面側に例え
ば反射率９０％以上の反射膜２８が形成され、基板２０
の前面側に波長選択フィルタ膜２５が形成されている。
ルの第４実施形態を図４に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第３実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第３実施形態例における波長選択フィルタ６と反射
体９とを一体化したものである。すなわち、反射体９
（波長選択フィルタ６）では、基板２０の後面側に例え
ば反射率９０％以上の反射膜２８が形成され、基板２０
の前面側に波長選択フィルタ膜２５が形成されている。
【００５７】なお反射膜２８と波長選択フィルタ膜２５
を非平行化することで、これらの間でエタロンを形成す
ることを防止することができる。その他の構成、効果は
第３実施形態例のものと同様である。
を非平行化することで、これらの間でエタロンを形成す
ることを防止することができる。その他の構成、効果は
第３実施形態例のものと同様である。
【００５８】
【発明の実施の形態５】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第５実施形態を図５に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第２実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第３実施形態例における第４レンズ１６と反射体９
の代わりに分布屈折率分布レンズ１７と反射膜２９を用
いている。このように分布屈折率レンズ１７を用いるこ
とにより、半導体レーザモジュールの小型化を図ること
ができる。その他の構成、効果は第３実施形態例のもの
と同様である。
ルの第５実施形態を図５に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第２実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第３実施形態例における第４レンズ１６と反射体９
の代わりに分布屈折率分布レンズ１７と反射膜２９を用
いている。このように分布屈折率レンズ１７を用いるこ
とにより、半導体レーザモジュールの小型化を図ること
ができる。その他の構成、効果は第３実施形態例のもの
と同様である。
【００５９】
【発明の実施の形態６】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第６実施形態を図６に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第２実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第２実施形態例における第４レンズ１６と反射体９
の代わりにコーナーキューブ１３を用いている。このよ
うにコーナーキューブ１３は調心が容易であり、かつ該
コーナーキューブ１３の位置ずれに対しても光結合率の
劣化が少ないので、好ましい。その他の構成、効果は第
２実施形態例のものと同様である。
ルの第６実施形態を図６に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第２実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第２実施形態例における第４レンズ１６と反射体９
の代わりにコーナーキューブ１３を用いている。このよ
うにコーナーキューブ１３は調心が容易であり、かつ該
コーナーキューブ１３の位置ずれに対しても光結合率の
劣化が少ないので、好ましい。その他の構成、効果は第
２実施形態例のものと同様である。
【００６０】
【発明の実施の形態７】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第７実施形態を図７に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第３実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第３実施形態例における第４レンズ１６と反射体９
の代わりにコーナーキューブ１３を用いている。このよ
うにコーナーキューブ１３を用いることにより、第６実
施形態例の場合と同様の効果が得られる。その他の構
成、効果は第３実施形態例のものと同様である。
ルの第７実施形態を図７に示す。本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、前記第３実施形態例における半導
体レーザモジュールから若干構成を変更したものであっ
て、第３実施形態例における第４レンズ１６と反射体９
の代わりにコーナーキューブ１３を用いている。このよ
うにコーナーキューブ１３を用いることにより、第６実
施形態例の場合と同様の効果が得られる。その他の構
成、効果は第３実施形態例のものと同様である。
【００６１】
【発明の実施の形態８】本発明の半導体レーザモジュー
ルの第８実施形態を図８に示す。本実施形態例におい
て、キャビティ５は、レンズドファイバ３１の反射膜３
２と半導体レーザ素子１の前端面１０に形成したＡＲ膜
３４との間で構成される。この半導体レーザモジュール
は、半導体レーザ素子１の後ろに波長選択フィルタ６を
配置した構成であり、ＰＤ４０、途中に波長選択フィル
タ６を備えたレンズドファイバ３１、半導体レーザ素子
１、第１レンズ３、光アイソレータ１２、第２レンズ
４、光ファイバ２が順次一列に配列されている。
ルの第８実施形態を図８に示す。本実施形態例におい
て、キャビティ５は、レンズドファイバ３１の反射膜３
２と半導体レーザ素子１の前端面１０に形成したＡＲ膜
３４との間で構成される。この半導体レーザモジュール
は、半導体レーザ素子１の後ろに波長選択フィルタ６を
配置した構成であり、ＰＤ４０、途中に波長選択フィル
タ６を備えたレンズドファイバ３１、半導体レーザ素子
１、第１レンズ３、光アイソレータ１２、第２レンズ
４、光ファイバ２が順次一列に配列されている。
【００６２】半導体レーザ素子１の前端面１０にはＡＲ
膜３４がコーティングされている。後端面８にはＡＲ膜
２４が形成されている。前端面のＡＲ膜３４の反射率は
一例として２〜５％とする。後端面８のＡＲ膜２２の反
射率は一例として１％以下、好ましくは０．１％以下と
する。
膜３４がコーティングされている。後端面８にはＡＲ膜
２４が形成されている。前端面のＡＲ膜３４の反射率は
一例として２〜５％とする。後端面８のＡＲ膜２２の反
射率は一例として１％以下、好ましくは０．１％以下と
する。
【００６３】レンズドファイバ３１は、前端面をレンズ
加工し、該端面にＡＲ膜３３を形成するとともに、後端
面をレンズドファイバ長手方向に対して垂直にカットし
て反射膜３２を形成したものである。前端面のレンズ形
状は、半導体レーザ素子１からの出射光の断面形状によ
って楔形状や先球形状など適宜選択される。またＡＲ膜
３３の反射率は一例として１％以下、反射膜３２の反射
率は９０％以上である。
加工し、該端面にＡＲ膜３３を形成するとともに、後端
面をレンズドファイバ長手方向に対して垂直にカットし
て反射膜３２を形成したものである。前端面のレンズ形
状は、半導体レーザ素子１からの出射光の断面形状によ
って楔形状や先球形状など適宜選択される。またＡＲ膜
３３の反射率は一例として１％以下、反射膜３２の反射
率は９０％以上である。
【００６４】またレンズドファイバ３１には長手方向途
中で切断された部分に、波長選択フィルタ６が挿入され
ている。ここではレンズドファイバの光軸に対し波長選
択フィルタ６が垂直に挿入された例を示しているが、斜
めに挿入されていても良い。
中で切断された部分に、波長選択フィルタ６が挿入され
ている。ここではレンズドファイバの光軸に対し波長選
択フィルタ６が垂直に挿入された例を示しているが、斜
めに挿入されていても良い。
【００６５】この半導体レーザモジュールでは、半導体
レーザ素子１の後端面８から出射された光が、レンズド
ファイバ３１内を伝送され、波長選択フィルタ６によっ
て波長選択され、一部の光は反射膜３２によって半導体
レーザ素子１に光帰還され、残りの光はＰＤ４０で受光
される。また半導体レーザ素子１の前端面１０から出射
された光が、第１レンズ３で平行化され、第２レンズ４
で集光され、光ファイバ２内に入射して伝送される。キ
ャビティ５内における光の帰還・往復によって半導体レ
ーザ素子１においてレーザ発振し、レーザ光が出力され
る。このとき波長選択フィルタ６によって所望の波長の
光のみが選択的に半導体レーザ素子１に光帰還されるこ
とによって、レーザ光の波長特性が安定化される。半導
体レーザ素子１の前端面１０から出射されたレーザ光
は、光ファイバ２によって伝送され、所望の用途に供さ
れる。
レーザ素子１の後端面８から出射された光が、レンズド
ファイバ３１内を伝送され、波長選択フィルタ６によっ
て波長選択され、一部の光は反射膜３２によって半導体
レーザ素子１に光帰還され、残りの光はＰＤ４０で受光
される。また半導体レーザ素子１の前端面１０から出射
された光が、第１レンズ３で平行化され、第２レンズ４
で集光され、光ファイバ２内に入射して伝送される。キ
ャビティ５内における光の帰還・往復によって半導体レ
ーザ素子１においてレーザ発振し、レーザ光が出力され
る。このとき波長選択フィルタ６によって所望の波長の
光のみが選択的に半導体レーザ素子１に光帰還されるこ
とによって、レーザ光の波長特性が安定化される。半導
体レーザ素子１の前端面１０から出射されたレーザ光
は、光ファイバ２によって伝送され、所望の用途に供さ
れる。
【００６６】本実施形態例の半導体レーザモジュールで
も、第１実施形態例のものと同様の効果を奏するととも
に第１レンズ３と第２レンズ４の間に光アイソレータ１
２を配置できる。なお本実施形態例だけでなく他の実施
形態においても、第１レンズ３−第２レンズ４や、第３
レンズ１５−第４レンズ１６のような光結合系の代わり
に、光ファイバの先端をレンズ加工すること、およびそ
の途中に波長選択フィルタ６を挿入することが適宜、可
能である。
も、第１実施形態例のものと同様の効果を奏するととも
に第１レンズ３と第２レンズ４の間に光アイソレータ１
２を配置できる。なお本実施形態例だけでなく他の実施
形態においても、第１レンズ３−第２レンズ４や、第３
レンズ１５−第４レンズ１６のような光結合系の代わり
に、光ファイバの先端をレンズ加工すること、およびそ
の途中に波長選択フィルタ６を挿入することが適宜、可
能である。
【００６７】上記各実施形態例に記載の半導体レーザモ
ジュールを励起光源モジュールとして使用するラマン増
幅器１００の一実施形態例となる構成を図９に示す。図
９において、異なる波長の光を出力する複数のレーザユ
ニット１０１と、該レーザユニット１０１から出力され
た光を波長合成するＷＤＭカプラ１０２と、該波長合成
された光を伝送する光ファイバ１０３と、該光ファイバ
１０３中に配置された偏波無依存型の光アイソレータ１
０４とを有する、前方励起方式の光増幅器である。
ジュールを励起光源モジュールとして使用するラマン増
幅器１００の一実施形態例となる構成を図９に示す。図
９において、異なる波長の光を出力する複数のレーザユ
ニット１０１と、該レーザユニット１０１から出力され
た光を波長合成するＷＤＭカプラ１０２と、該波長合成
された光を伝送する光ファイバ１０３と、該光ファイバ
１０３中に配置された偏波無依存型の光アイソレータ１
０４とを有する、前方励起方式の光増幅器である。
【００６８】各レーザユニット１０１は、上記各実施形
態例のいずれかに記載の半導体レーザモジュール１０５
と、該半導体レーザモジュール１０５から出力されたレ
ーザ光を伝送する光ファイバ１０６と、該光ファイバ１
０６内に挿入されたＰＭＦからなるデポラライザ１０７
と、制御部１０８と、を有する。
態例のいずれかに記載の半導体レーザモジュール１０５
と、該半導体レーザモジュール１０５から出力されたレ
ーザ光を伝送する光ファイバ１０６と、該光ファイバ１
０６内に挿入されたＰＭＦからなるデポラライザ１０７
と、制御部１０８と、を有する。
【００６９】前記半導体レーザモジュール１０５は、制
御部１０８による半導体レーザ素子の動作制御、例えば
注入電流やペルチェモジュール温度の制御に基づいて、
それぞれ異なる波長のレーザ光を出射している。デポラ
ライザ１０７は、例えば光ファイバ１０６の少なくとも
一部に設けられたＰＭＦで、半導体レーザモジュール１
０５から出力されたレーザ光の偏波面に対して固有軸が
４５度傾けられたものである。このような配置とするこ
とで半導体レーザモジュール１０５から出力されるレー
ザ光のＤＯＰを低減し非偏光化することができる。
御部１０８による半導体レーザ素子の動作制御、例えば
注入電流やペルチェモジュール温度の制御に基づいて、
それぞれ異なる波長のレーザ光を出射している。デポラ
ライザ１０７は、例えば光ファイバ１０６の少なくとも
一部に設けられたＰＭＦで、半導体レーザモジュール１
０５から出力されたレーザ光の偏波面に対して固有軸が
４５度傾けられたものである。このような配置とするこ
とで半導体レーザモジュール１０５から出力されるレー
ザ光のＤＯＰを低減し非偏光化することができる。
【００７０】光アイソレータ１０４は、半導体レーザモ
ジュール１０５から出力されたレーザ光を通過させると
ともに、半導体レーザモジュール１０５への戻り光をカ
ットしている。ただし半導体レーザモジュール１０５内
に光アイソレータを内蔵する場合には、インラインの光
アイソレータ１０４は不要である。このようなラマン増
幅器１００において、各半導体レーザモジュール１０５
から出力されたレーザ光は、デポラライザ１０７によっ
てＤＯＰが低減された後、異なる波長の光同士がＷＤＭ
カプラ１０２で合波され、光ファイバ１０３から光アイ
ソレータ１０４を介して、ＷＤＭカプラ１０９によっ
て、信号光が伝送される光ファイバ１１０内に入射され
る。この入射されたレーザ光（励起光）によって、光フ
ァイバ１１０内の信号光はラマン増幅されながら伝送さ
れる。
ジュール１０５から出力されたレーザ光を通過させると
ともに、半導体レーザモジュール１０５への戻り光をカ
ットしている。ただし半導体レーザモジュール１０５内
に光アイソレータを内蔵する場合には、インラインの光
アイソレータ１０４は不要である。このようなラマン増
幅器１００において、各半導体レーザモジュール１０５
から出力されたレーザ光は、デポラライザ１０７によっ
てＤＯＰが低減された後、異なる波長の光同士がＷＤＭ
カプラ１０２で合波され、光ファイバ１０３から光アイ
ソレータ１０４を介して、ＷＤＭカプラ１０９によっ
て、信号光が伝送される光ファイバ１１０内に入射され
る。この入射されたレーザ光（励起光）によって、光フ
ァイバ１１０内の信号光はラマン増幅されながら伝送さ
れる。
【００７１】この本実施形態例のラマン増幅器１００で
は、本実施形態に係る半導体レーザモジュール１０５お
よびレーザユニット１０１を使用することで、高いラマ
ン利得を得ながらも、光ファイバ１１０内におけるＳＢ
Ｓが抑制される。またＤＯＰ低減のためのデポラライザ
１０７として必要なＰＭＦが短くて済むため、レーザユ
ニット１０１、ラマン増幅器１００を小型化できる。ま
た所定波長の光を反射する波長選択フィルタを用いるこ
とでラマン利得の波長安定性も満足いくものとなる。
は、本実施形態に係る半導体レーザモジュール１０５お
よびレーザユニット１０１を使用することで、高いラマ
ン利得を得ながらも、光ファイバ１１０内におけるＳＢ
Ｓが抑制される。またＤＯＰ低減のためのデポラライザ
１０７として必要なＰＭＦが短くて済むため、レーザユ
ニット１０１、ラマン増幅器１００を小型化できる。ま
た所定波長の光を反射する波長選択フィルタを用いるこ
とでラマン利得の波長安定性も満足いくものとなる。
【００７２】また上記半導体レーザモジュールを励起光
源モジュールとして使用したラマン増幅器の他の実施形
態を図１０の構成図に示す。図１０において、ラマン増
幅器１１１は、異なる波長の光を出力する複数のレーザ
ユニット１０１と、該レーザユニット１０１から出力さ
れた光を波長合成するＷＤＭカプラ１０２と、該波長合
成された光を伝送する光ファイバ１０３と、該光ファイ
バ１０３中に配置された偏波無依存型の光アイソレータ
１０４とを有する、前方励起方式の光増幅器である。
源モジュールとして使用したラマン増幅器の他の実施形
態を図１０の構成図に示す。図１０において、ラマン増
幅器１１１は、異なる波長の光を出力する複数のレーザ
ユニット１０１と、該レーザユニット１０１から出力さ
れた光を波長合成するＷＤＭカプラ１０２と、該波長合
成された光を伝送する光ファイバ１０３と、該光ファイ
バ１０３中に配置された偏波無依存型の光アイソレータ
１０４とを有する、前方励起方式の光増幅器である。
【００７３】各レーザユニット１０１は、上記各実施形
態例のいずれかに記載の、２つの半導体レーザモジュー
ル１０５と、該半導体レーザモジュール１０５から出力
されたレーザ光をそれぞれ伝送する光ファイバ１０６
と、これらレーザ光を偏波合波するＰＢＣ（Polarizati
on Beam Combiner：偏波合成器）１１２と、この合波さ
れた光を伝送する光ファイバ１０６と、本発明の制御手
段を構成する制御部１０８と、を有する。
態例のいずれかに記載の、２つの半導体レーザモジュー
ル１０５と、該半導体レーザモジュール１０５から出力
されたレーザ光をそれぞれ伝送する光ファイバ１０６
と、これらレーザ光を偏波合波するＰＢＣ（Polarizati
on Beam Combiner：偏波合成器）１１２と、この合波さ
れた光を伝送する光ファイバ１０６と、本発明の制御手
段を構成する制御部１０８と、を有する。
【００７４】前記複数の半導体レーザモジュール１０５
は、制御部１０８による半導体レーザ素子の動作制御、
例えば注入電流やペルチェモジュール温度の制御に基づ
いて、それぞれ異なる波長のレーザ光を出射している。
光アイソレータ１０４は、半導体レーザモジュール１０
５から出力されたレーザ光を通過させるとともに、半導
体レーザモジュール１０５への戻り光をカットしてい
る。ただし半導体レーザモジュール１０５内に光アイソ
レータを内蔵する場合には、インラインの光アイソレー
タ１０４は不要である。
は、制御部１０８による半導体レーザ素子の動作制御、
例えば注入電流やペルチェモジュール温度の制御に基づ
いて、それぞれ異なる波長のレーザ光を出射している。
光アイソレータ１０４は、半導体レーザモジュール１０
５から出力されたレーザ光を通過させるとともに、半導
体レーザモジュール１０５への戻り光をカットしてい
る。ただし半導体レーザモジュール１０５内に光アイソ
レータを内蔵する場合には、インラインの光アイソレー
タ１０４は不要である。
【００７５】このようなラマン増幅器１１１において、
各半導体レーザモジュール１０５から出力されたレーザ
光は、ＰＢＣ１１２で同一波長、異なる偏波面の偏光同
士が合波され偏光度が低減された後、さらに異なる波長
の光同士がＷＤＭカプラ１０２で合波され、光ファイバ
１０３から光アイソレータ１０４、ＷＤＭカプラ１０９
を介して、信号光が伝送される光ファイバ１１０内に入
射される。この入射されたレーザ光（励起光）によっ
て、光ファイバ１１０内の信号光はラマン増幅されなが
ら伝送される。
各半導体レーザモジュール１０５から出力されたレーザ
光は、ＰＢＣ１１２で同一波長、異なる偏波面の偏光同
士が合波され偏光度が低減された後、さらに異なる波長
の光同士がＷＤＭカプラ１０２で合波され、光ファイバ
１０３から光アイソレータ１０４、ＷＤＭカプラ１０９
を介して、信号光が伝送される光ファイバ１１０内に入
射される。この入射されたレーザ光（励起光）によっ
て、光ファイバ１１０内の信号光はラマン増幅されなが
ら伝送される。
【００７６】このラマン増幅器１１１では、本実施形態
に係る半導体レーザモジュール１０５およびレーザユニ
ット１０１を使用することで、高いラマン利得を得なが
らも、光ファイバ１１０内におけるＳＢＳが抑制され
る。また所定波長の光を反射する波長選択フィルタを用
いることでラマン利得の波長安定性も満足いくものとな
る。
に係る半導体レーザモジュール１０５およびレーザユニ
ット１０１を使用することで、高いラマン利得を得なが
らも、光ファイバ１１０内におけるＳＢＳが抑制され
る。また所定波長の光を反射する波長選択フィルタを用
いることでラマン利得の波長安定性も満足いくものとな
る。
【００７７】本発明は、これら実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変
形実施が可能である。また上記の実施形態例では、本発
明を特に好適に利用し得る前方励起方式のラマン増幅器
について説明したが、本発明はこれに限らず、後方励起
方式又は双方向励起方式のラマン増幅器にも用いること
が可能である。
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変
形実施が可能である。また上記の実施形態例では、本発
明を特に好適に利用し得る前方励起方式のラマン増幅器
について説明したが、本発明はこれに限らず、後方励起
方式又は双方向励起方式のラマン増幅器にも用いること
が可能である。
【００７８】
【発明の効果】本発明の励起光源用モジュールは次のよ
うな効果がある。 １．波長選択フィルタを使用するため、共振器（キャビ
ティ）の利得は波長選択フィルタの透過波長帯域におい
てのみ存在し、キャビティの発振波長が固定され、安定
する。 ２．キャビティの発振波長が固定し、励起光強度が安定
するため、ラマン利得も安定し、前方励起にも使用可能
となる。 ３．略矩形（広い波長帯域）の透過率スぺクトルを有す
る波長選択フィルタを使用する場合には、発振スぺクト
ルのエンべロープに出力光の縦モードが複数本含まれ
る。このため全発振光出力がこれら複数の縦モードによ
って分担されることとなり、縦モード１本当たりの光強
度が小さくなる。従って、ＳＢＳが低減され、ノイズの
増加を防止することができる。 ４．発振スぺクトルのエンべロ―プに半導体レーザ素子
の縦モードが複数本含まれるため、発振レーザ光のコヒ
ーレント長が短くなる。このため従来の励起光源に比べ
てデボラライズに要するＰＭＦの長さを短くすることが
可能となる。５．光出射側の光帰還部の反射率を下げる
ことが可能なため、光ファイバから得られる励起光強度
を高くすることができる。 ６．光ファイバの入射端面７を光帰還部とした場合に
は、光ファイバの入射端面７よりも遠方にファイバグレ
ーテイング（キャビティの一つの反射端面）が配置され
ていた従来の励起光源に比べて、キャビティ端面間の距
離が短くなり、キャビティが小型化され、ノイズが少な
くなる。 ７．波長選択フィルタ６の傾き角度を調整することによ
り、発振波長をある程度調整することができる。 ８．光アイソレータを使用した場合、反射戻り光が殆ど
なく、レーザの動作が安定する。 ９．波長選択フィルタをサーモモジュールにより温度調
整すれば、波長選択フィルタの特性が安定する。
うな効果がある。 １．波長選択フィルタを使用するため、共振器（キャビ
ティ）の利得は波長選択フィルタの透過波長帯域におい
てのみ存在し、キャビティの発振波長が固定され、安定
する。 ２．キャビティの発振波長が固定し、励起光強度が安定
するため、ラマン利得も安定し、前方励起にも使用可能
となる。 ３．略矩形（広い波長帯域）の透過率スぺクトルを有す
る波長選択フィルタを使用する場合には、発振スぺクト
ルのエンべロープに出力光の縦モードが複数本含まれ
る。このため全発振光出力がこれら複数の縦モードによ
って分担されることとなり、縦モード１本当たりの光強
度が小さくなる。従って、ＳＢＳが低減され、ノイズの
増加を防止することができる。 ４．発振スぺクトルのエンべロ―プに半導体レーザ素子
の縦モードが複数本含まれるため、発振レーザ光のコヒ
ーレント長が短くなる。このため従来の励起光源に比べ
てデボラライズに要するＰＭＦの長さを短くすることが
可能となる。５．光出射側の光帰還部の反射率を下げる
ことが可能なため、光ファイバから得られる励起光強度
を高くすることができる。 ６．光ファイバの入射端面７を光帰還部とした場合に
は、光ファイバの入射端面７よりも遠方にファイバグレ
ーテイング（キャビティの一つの反射端面）が配置され
ていた従来の励起光源に比べて、キャビティ端面間の距
離が短くなり、キャビティが小型化され、ノイズが少な
くなる。 ７．波長選択フィルタ６の傾き角度を調整することによ
り、発振波長をある程度調整することができる。 ８．光アイソレータを使用した場合、反射戻り光が殆ど
なく、レーザの動作が安定する。 ９．波長選択フィルタをサーモモジュールにより温度調
整すれば、波長選択フィルタの特性が安定する。
【図１】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図２】本発明の半導体レーザモジュールの第２の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図３】本発明の半導体レーザモジュールの第３の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図４】本発明の半導体レーザモジュールの第４の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図５】本発明の半導体レーザモジュールの第５の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図６】本発明の半導体レーザモジュールの第６の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図７】本発明の半導体レーザモジュールの第７の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図８】本発明の半導体レーザモジュールの第８の実施
形態の説明図。
形態の説明図。
【図９】本発明のラマン増幅器の第１の実施形態の説明
図。
図。
【図１０】本発明のラマン増幅器の第２の実施形態の説
明図。
明図。
【図１１】本実施形態例における波長選択フィルタ膜の
透過スペクトル（縦軸＝透過率、横軸＝励起光の波長）
の一例を示す図であって、（ａ）は半値全幅２ｎｍ、
（ｂ）は半値全幅３ｎｍのものを示す。
透過スペクトル（縦軸＝透過率、横軸＝励起光の波長）
の一例を示す図であって、（ａ）は半値全幅２ｎｍ、
（ｂ）は半値全幅３ｎｍのものを示す。
【図１２】従来の半導体レーザモジュールの説明図。
【図１３】図１２の半導体レーザモジュールから出力さ
れる光のスペクトル（縦軸＝光出力、横軸＝励起光の波
長）の一例を示す図。
れる光のスペクトル（縦軸＝光出力、横軸＝励起光の波
長）の一例を示す図。
１は半導体レーザ素子 ２は光ファイバ ３は第１レンズ（平行化レンズ） ４は第２レンズ（集光レンズ） ５はキャビティ ６は波長選択フィルタ（ＢＰＦ） ７は光ファイバの入射端面 ８は半導体レーザ素子の後端面 １０は半導体レーザ素子の前端面 １２は光アイソレータ １３はコーナーキューブ １５は第３レンズ １６は第４レンズ ２１，２６，３２は反射膜 ２２，２３，２４，３０は低反射膜 １０は半導体レーザ素子の後端面 １１は半導体レーザ素子の後端面の反射防止膜 １２はアイソレータ １３はレンズドファイバの後端面 １５はペルチェ素子 １６はべース ２０はパッケージ ２１は取付け治具 ２２はフェルール １００，１１１はラマン増幅器 １０１はレーザユニット １０２，１０９はＷＤＭカプラ １０３，１０６は光ファイバ １０４は光アイソレータ １０５は半導体レーザモジュール １０７はデポラライザ １０８は制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/30 Ｈ０１Ｓ 5/06 5/06 3/094 Ｓ (72)発明者 愛清 武 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 清水 健男 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 CA00 CA09 CA21 CA37 2H041 AA21 AB10 AB14 AB16 AZ05 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 HA24 5F072 AB20 AK06 KK30 PP07 QQ07 5F073 AA67 AA83 AB21 AB25 AB27 AB28 AB30 BA09 EA03 FA25
Claims (17)
- 【請求項１】半導体レーザ素子（１）と、少なくとも１
つの光帰還手段を含んで形成されるキャビティ（５）
と、該キャビティ（５）の前方側に位置する光ファイバ
（２）とを有する半導体レーザモジュールにおいて、キ
ャビティ（５）内に所定範囲の波長の光が透過する波長
選択フィルタ（６）を配置したことを特徴とする半導体
レーザモジュール。 - 【請求項２】波長選択フィルタ（６）が略矩形の透過率
スペクトルを有することを特徴とする請求項１記載の半
導体レーザモジュール。 - 【請求項３】波長選択フィルタ（６）が所望の波長を透
過する誘電体多層膜を有することを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項４】波長選択フィルタ（６）が光軸に対して斜
めに配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項５】半導体レーザ素子（１）から出射された光
を光ファイバ（２）に結合させる平行化レンズ（３）と
集光レンズ（４）とを有し、波長選択フィルタ（６）
が、平行化レンズ（３）と集光レンズ（４）との間に配
置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず
れかに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項６】キャビティ（５）の光ファイバ（２）側に
設けられた光帰還部の反射率が５％以下であることを特
徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半導
体レーザモジュール。 - 【請求項７】波長選択フィルタ（６）がサーモモジュー
ル上で温度調節されることを特徴とする請求項１乃至請
求項６のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項８】波長選択フィルタ（６）が、回転により透
過波長をチューニングすることができるものであること
を特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の
半導体レーザモジュール。 - 【請求項９】少なくとも１つの光帰還手段は、半導体レ
ーザ素子（１）の前端面もしくは後端面に形成された反
射膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のい
ずれかに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項１０】少なくとも１つの光帰還手段は、光ファ
イバ（２）の入射端面（７）の露出面、もしくは該入射
端面（７）に形成された反射膜（３０）であることを特
徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導
体レーザモジュール。 - 【請求項１１】少なくとも１つの光帰還手段は、反射体
（９）であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０
のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項１２】少なくとも１つの光帰還手段は、コーナ
ーキューブ（１１）であることを特徴とする請求項１乃
至１０のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項１３】キャビティ（５）と光ファイバ（２）の
入射端面との間に光アイソレータ（１２）が配置されて
いることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれ
かに記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項１４】波長選択フィルタ（６）がレンズドファ
イバ（３１）に挿入されていることを特徴とする請求項
１乃至請求項１３のいずれかに記載の半導体レーザモジ
ュール。 - 【請求項１５】レーザ光の偏光度を低減するデポラライ
ザ（１０７）が配置されていることを特徴とする請求項
１乃至請求項１４のいずれかに記載の半導体レーザモジ
ュール。 - 【請求項１６】請求項１乃至請求項１５のいずれかに記
載の半導体レーザモジュールを複数備えるとともに、該
複数の半導体レーザモジュールから出射される光を偏波
合成する偏波合成器（１１２）を備えたことを特徴とす
るレーザユニット。 - 【請求項１７】励起光源として、請求項１乃至請求項１
５のいずれかに記載の半導体レーザモジュールもしくは
請求項１６に記載のレーザユニットを備えたことを特徴
とするラマン増幅器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336321A JP2002141609A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 半導体レーザモジュール、レーザユニット、およびラマン増幅器 |
| US09/985,006 US20020080833A1 (en) | 2000-11-02 | 2001-11-01 | Semiconductive laser module, laser unit, and Raman amplifier |
| EP01309303A EP1209783A3 (en) | 2000-11-02 | 2001-11-01 | Semiconductive laser module, laser unit, and raman amplifier |
| CA002360965A CA2360965A1 (en) | 2000-11-02 | 2001-11-01 | Semiconductive laser module, laser unit, and raman amplifier |
| CN01134561A CN1357951A (zh) | 2000-11-02 | 2001-11-02 | 半导体激光模块、激光单元和拉曼放大器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336321A JP2002141609A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 半導体レーザモジュール、レーザユニット、およびラマン増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141609A true JP2002141609A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18811916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000336321A Pending JP2002141609A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 半導体レーザモジュール、レーザユニット、およびラマン増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020080833A1 (ja) |
| EP (1) | EP1209783A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002141609A (ja) |
| CN (1) | CN1357951A (ja) |
| CA (1) | CA2360965A1 (ja) |
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