JP2002237651A - 波長モニタ装置および半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数が少なく廉価で、光学部品のアライ
メントが簡便であり、経年変化や、温度変化の影響を受
けにくい波長モニタ装置および半導体レーザ装置を実現
する。 【解決手段】 半導体レーザからの出射光の一部は波長
弁別フィルタを透過しフォトダイオードで受光され波長
がモニタされる。残りの光線はそのまま別のフォトダイ
オードで受光して光強度をモニタされる。また、半導体
レーザからの出射光は水平方向に集光するものの上下方
向に対し集光作用を有しないドラムレンズを通過し波長
弁別フィルタを透過し、波長がモニタされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザか
ら出力される光の波長を測定する波長モニタ装置および
半導体レーザ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーを利用した光通信におい
て、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）光通信が行われる
ようになってきている。このＤＷＤＭ光通信では、多数
の半導体レーザから出射され様々な波長を有する光が多
重化され、多重化された光が一本の光ファイバーに導か
れ目的地へ伝送された後、元の多数の光に分割され利用
されるものである。近年、この光伝送の効率化を図るた
めに高密度に光を多重化する技術が提案されている。こ
の場合、多重化される光の波長間隔は狭くなり（例えば
５０ＧＨｚ間隔のように狭くなり）、互いに干渉を生じ
させずに光の多重化を行うためには、それぞれの半導体
レーザ装置に対して高い光波長安定度が要求されるよう
になってきている。そのため、光ファイバーに導かれる
半導体レーザの前方出射光とともに同時に出射されるエ
ネルギーレベルの低い後方出射光の光強度および発振波
長をモニタ（検出）し、後方出射光の発振波長を制御す
ることにより、前方出射光の発振波長を制御することが
行われている。また、光計測の分野においても、半導体
レーザからの出射光について光強度と発振波長をモニタ
することによって、例えば半導体レーザの単色光の波長
などを精度良く測定することが行われている。

【０００３】図２３は、特開平１０−７９５５１号公報
に示された、半導体レーザからの出力光の光強度と発振
波長をモニタする、この種の波長モニタ装置の構成を示
す図である。半導体レーザ１２６の後方出射光はレンズ
１２７によって平行光化される。平行光化された光は１
／４波長板１２８に入射し、直線偏光を円偏光に変換し
た後、第１の偏光ビームスプリッタ（以下「ＰＢＳ」と
略記する。）１２９に入射する。ＰＢＳ１２９では第１
の出射光１３０と第２の出射光１３１に分離される。第
１の出射端面にはバンドパスフィルタ膜１３２を備えて
おり、第１の出射光１３０はバンドパスフィルタ膜１３
２を透過して第１のフォトダイオード１３３にて受光さ
れる。第１のフォトダイオード１３３の光電流出力は半
導体レーザ１２６の発振波長によって変動する。第２の
出射光１３１は第２のＰＢＳ１３４に入射して、第３の
出射光１３５と第４の出射光１３６に分離される。第３
の出射端面にはバンドパスフィルタ膜１３７を備えてお
り、第３の出射光１３５はバンドパスフィルタ膜１３７
を通過して第２のフォトダイオード１３８にて受光され
る。第２のフォトダイオード１３８の光電流出力は半導
体レーザ１２６の発振波長によって変動する。第４の出
射光１３６はそのまま第３のフォトダイオード１３９に
て受光される。第１のフォトダイオード１３３、第２の
フォトダイオード１３８の光電流出力を波長モニタとし
て利用し、第３のフォトダイオード１３９の光電流出力
を半導体レーザの後方出射光の強度モニタとして利用す
ることで、波長と光強度の両方の安定化が可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の波長モニタ装置
は以上のように構成されているので、２つのＰＢＳ，２
つのバンドパスフィルタ膜を用いるため、部品点数が多
く、製品コストが高くなるという課題があった。

【０００５】また、従来の波長モニタ装置は光の伝播方
向が３方向あり、光部品、特に半導体レーザの後方出射
光の光線広がりを調整するレンズ，ＰＢＳ，フォトダイ
オードのアライメントが難しいという課題があった。

【０００６】さらに、従来の波長モニタ装置は温度変化
または経年変化などによりフォトダイオードが実装され
ている３つの平面が別々の動きをして半導体レーザ，レ
ンズまたはフォトダイオードなどの光学部品に位置ずれ
が生じると、半導体レーザから出射される光の強度が一
定であっても、各フォトダイオードにて受光される光強
度が変動するという課題があった。

【０００７】さらに、従来の波長モニタ装置は第２のフ
ォトダイオードと第３のフォトダイオードが互いに直交
する異なる平面上に実装されているため、温度変化や経
年変化によってフォトダイオードが実装されている平面
が別々の動きをし、フォトダイオードの光電流出力が安
定しないなどの課題があった。

【０００８】一方、特開平５−１４９７９３号公報に、
半導体レーザとその半導体レーザの発振波長を検出する
波長モニタ装置が搭載された半導体レーザ装置が開示さ
れている。また、実開昭５８−１２８３１号公報に、光
の波長を検知する波長測定装置が開示されている。これ
らの装置では光源からの光を一方の光検出器では直接に
受光し他方の光検出器ではフィルタを介して受光するも
のである。しかしながら、光検出器は台座上に設置され
るのでその上下方向での設置精度は比較的高いものの、
水平方向で光検出器を正確に位置づけることはかなり難
しい。そのため、２つの光検出器で等量のまたは設定さ
れた光を受光するように水平方向において光検出器を設
置することは困難であった。また、温度変化または経年
変化により２つの光検出器が水平方向において位置ずれ
を起こすこともあった。その結果、安定して光の波長を
正確に検出することは困難なことであった。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、複数の偏光ビームスプリッタと複
数のバンドパスフィルタを組み合わせて構成する必要が
なく、より簡潔な構成部品で半導体レーザの出力光の強
度と発振波長を正確にモニタする波長モニタ装置、およ
び半導体レーザ装置を得ることを目的とする。

【００１０】また、この発明は、半導体レーザから出射
される光の波長を常に精度良くモニタする波長モニタ装
置、および半導体レーザとその半導体レーザの波長をモ
ニタする波長モニタ装置が設けられた半導体レーザ装置
を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る波長モニ
タ装置は、半導体レーザからの出力光が通過するシリン
ドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを通過し
た光を受光する第１および第２の光検出器と、前記シリ
ンドリカルレンズと前記第１の光検出器との間に設けら
れた波長フィルタとを備えたものである。

【００１２】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レ
ーザから出射されたレーザ光を受光する第１および第２
の光検出器と、前記半導体レーザと前記第１の光検出器
の間に設けられた波長フィルタと、前記半導体レーザと
前記第１および第２の光検出器との間に配置されたシリ
ンドリカルレンズとを備えたものである。

【００１３】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記シリンドリカルレンズが、前記半導体レーザと
前記波長フィルタとの間に配置されたものである。

【００１４】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第１および第２の光検出器が、前記シリンドリ
カルレンズの軸線に平行な方向に並置されたものであ
る。

【００１５】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記シリンドリカルレンズを透過したレーザ光のビ
ーム径は、前記並置された第１および第２の光検出器の
受光面を含む平面上で前記シリンドリカルレンズの軸線
に平行な第１の方向において前記第１および第２の光検
出器の受光面の合計長さより長く、前記平面上で前記第
１の方向に直角な第２の方向において前記第１および第
２の光検出器のそれぞれの受光面長さより短いものであ
る。

【００１６】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第１および第２の光検出器の受光面は、前記半
導体レーザの光軸に対して傾いているものである。

【００１７】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記シリンドリカルレンズを透過したレーザ光のビ
ーム径は、前記並置された第１および第２の光検出器の
受光面を含む平面上で前記シリンドリカルレンズの配列
方向において前記第１および第２の光検出器の受光面の
合計長さより長く、前記平面上で前記配列方向に直角な
方向において前記第１および第２の光検出器のそれぞれ
の受光面長さより短いものである。

【００１８】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第１および第２の光検出器の受光面を、前記シ
リンドリカルレンズを透過して集光された前記後方出射
レーザ光の光軸に対するビームの最大角度より大きな角
度で、前記第１および第２の光検出器の受光面を含む平
面上で前記シリンドリカルレンズの軸線に平行な軸回り
に傾けたものである。

【００１９】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第１および第２の光検出器の受光面を含む平面
と前記半導体レーザの光軸との交点と前記半導体レーザ
との間の光学長をＬとし、前記第１および第２の光検出
器の受光面の前記半導体レーザの光軸からの最遠点まで
の距離をＤとした時、前記第１および第２の光検出器の
受光面を、角度ｔａｎ^−１（Ｄ／Ｌ）より大きな角度
で、前記第１および第２の光検出器の受光面を含む平面
上で前記シリンドリカルレンズの軸線に垂直な軸回りに
傾けたものである。

【００２０】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記シリンドリカルレンズの軸が、前記半導体レー
ザの光軸からずれているものである。

【００２１】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記半導体レーザと前記第１および第２の光検出器
との間にアパーチャを設けたものである。

【００２２】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記シリンドリカルレンズを支持する支持部材を設
け、前記シリンドリカルレンズは、前記支持部材に当接
する切り欠き部を有するものである。

【００２３】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記シリンドリカルレンズを支持する支持部材を設
け、前記支持部材は、前記シリンドリカルレンズに２面
が当接する切り欠き部を有するものである。

【００２４】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記レンズを支持する支持部材を設け、前記レンズ
は前記支持部材に対し金−錫合金または低融点ガラスを
用いて固定されるものである。

【００２５】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第１および第２の光検出器の少なくとも一方
は、複数のフォトダイオードより成るものである。

【００２６】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前方出射レーザ光および後方出射レーザ光を出射す
る半導体レーザと、前記半導体レーザから出射された後
方出射レーザ光を受光する第１および第２の光検出器
と、前記半導体レーザと前記第１の光検出器の間に設け
られた波長フィルタと、これらを内部に収容するパッケ
ージと、前記パッケージに取り付けられ前記半導体レー
ザの前方出射光をパッケージ外部に通す楔形のウィンド
ウとを備えたものである。

【００２７】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記パッケージは、前記半導体レーザを支持する底
部を有し、前記ウィンドウは前記パッケージの底部側に
対面するように傾斜した傾斜面を有するものである。

【００２８】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記半導体レーザと前記楔形ウィンドウとの間にレ
ンズを設け、前記楔形ウィンドウとレンズは、楔形ウィ
ンドウからパッケージ内部への戻り光が前記レンズに入
射しない位置に離間されて配置されたものである。

【００２９】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、レーザ光を出射する半導体レーザと、前記半導体レ
ーザの搭載方向に配列され、前記半導体レーザから当該
搭載方向に垂直な方向に出射されたレーザ光を受光する
第１および第２の光検出器と、前記半導体レーザと前記
第１の光検出器の間に設けられた波長フィルタとを備
え、前記第１および第２の光検出器は、前記搭載方向に
直交する方向を長手方向とする受光面を有したものであ
る。

【００３０】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第１および第２の光検出器は、半円形状の受光
面を有したものである。

【００３１】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、レーザ光を出射する半導体レーザと、一体のダイオ
ード基板上に並列され、前記半導体レーザから出射され
たレーザ光を受光する第１および第２の光検出器と、前
記半導体レーザと前記第１および第２の光検出器との間
に配置され、入射光を平行光に集光するレンズと、前記
レンズと前記第１の光検出器との間に設けられた波長フ
ィルタとを備えたものである。

【００３２】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記半導体レーザが直接もしくは間接的に取り付け
られた恒温化素子と、前記第１および第２の光検出器の
出力の比に基づいて前記恒温化素子を制御する制御回路
とを備えるものである。

【００３３】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記半導体レーザの温度を測定する温度検出器と、
前記半導体レーザが直接もしくは間接的に取り付けられ
た恒温化素子と、前記温度検出器の出力および前記第１
および第２の光検出器の出力の比に基づいて前記恒温化
素子を制御する制御回路とを備えるものである。

【００３４】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記半導体レーザの温度を測定する温度検出器と、
前記半導体レーザが直接もしくは間接的に取り付けられ
た恒温化素子と、前記温度検出器の出力および前記第１
の光検出器の出力に基づいて前記恒温化素子を制御する
制御回路とを備えるものである。

【００３５】また、この発明に係る半導体レーザ装置
は、前記第２の光検出器の出力に基づいて前記半導体レ
ーザを制御する制御回路を備えるものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の半導体レーザ装置の
実施の形態１を示す光学系を側面から見た図である。図
において、１は前方（図の左方向）に光信号を出力する
半導体レーザであり、この半導体レーザの後方（図の右
方向）に出射される後方出射レーザ光である背面光（後
方出射光信号２）が出射する方向に、レンズ３、波長フ
ィルタ４、第１のフォトダイオード５、第２のフォトダ
イオード６が配置してある。レンズ３、波長フィルタ
４、第１のフォトダイオード５（第１の光検出器）およ
び第２のフォトダイオード６（第２の光検出器）はベー
スキャリア１１上に配置され、半導体レーザ１はベース
キャリア１１上に設けられた台座５０上に配置される。
また、サーミスタ９は半導体レーザ１の近くにてベース
キャリア１１上に配置され、ベースキャリア１１は恒温
化素子（ペルチェ素子）１０上に配置されて、半導体レ
ーザ装置の図示しないパッケージ内に収容される。ま
た、図において半導体レーザ１の背面光の出射方向をｚ
軸方向（水平面上であって図２３において右方向）、台
座５０に対して半導体レーザが載せられる方向をｙ軸方
向（水平面に直交する上方向）、ｚ，ｙ軸方向に直交す
る方向をｘ軸方向（水平面上であって図２３において手
前に向かう方向）とする。半導体レーザ１内では、活性
層（図示省略）および活性層をはさむ両クラッド層（図
示省略）がｙ軸方向に並んでいる。

【００３７】次に動作について説明する。半導体レーザ
１の後方出射光信号２は、レンズ３によって光線の広が
り角を調整される。この光線のｘｙ面に対して平行な平
面上の一部分が入射するように波長フィルタ４を配置す
る。図に示す例では、半導体レーザ１の出射光信号のビ
ーム内における概ね下半分が、波長フィルタ４を通過す
るように、ｘｙ面に対して平行な平面内における下側に
波長フィルタ４を配置している。したがって、波長フィ
ルタ４を透過した光線を第１のフォトダイオード５で受
光し、波長フィルタ４を通過していない光線を第２のフ
ォトダイオード６で受光する。波長フィルタ４は透過率
に波長依存性があり、入射光の波長にしたがって透過光
の強度を変化させる性質を持つため、半導体レーザ１の
発振波長の変動に伴って、第１のフォトダイオード５の
光電流出力は変動する。この第１のフォトダイオード５
の光電流出力を波長モニタ出力として利用する。また、
第２のフォトダイオード６は、半導体レーザ１からの光
線を直接受光しているため、第２のフォトダイオード６
の光電流出力は波長依存性を持たず光強度モニタとして
利用する。レンズ３による光線の広がり角は、拡散させ
ずに図１に示すように平行光にするのが望ましい。こう
することにより、半導体レーザ１の光軸と第１のフォト
ダイオード５および第２のフォトダイオード６の光軸と
の間に軸ずれを生じた場合に、波長フィルタ４を透過し
た光線が第２のフォトダイオード６に入射して波長フィ
ルタ４を通過していない光線と干渉するのを抑えること
ができる。これによって第１のフォトダイオード５と第
２のフォトダイオード６との間隔をより近づけることが
できるようになる。この例では、１つのフォトダイオー
ド基板上に第１のフォトダイオード５と第２のフォトダ
イオード６の２つの受光部を近接させて配置している。

【００３８】波長フィルタ４の例としてファブリペロ
（以下、ＦＰと略記する。）共振器が挙げられる。ＦＰ
共振器は、平行に研磨したガラス基板の面上に鏡を堆積
させたものである。図２は、波長フィルタとしてＦＰ共
振器を使用した時の、第１のフォトダイオード５及び、
第２のフォトダイオード６の光電流出力が半導体レーザ
１の発振波長によってどのような特性になるかを示した
ものである。波形７は第１のフォトダイオード５の光電
流出力であり、このようにＦＰ共振器を透過した光の電
流出力は入射光の波長によって周期的に増減する特性を
持つ。したがって、例えば半導体レーザ１の使用波長帯
域が、図２に示すように第１のフォトダイオード５にお
ける光電流出力が右下がりに大幅に変化する波長帯Ｂと
一致するような波長フィルタ４を用いることによって、
第１のフォトダイオード５でモニタする光電流出力の大
きさから半導体レーザ１の発振波長をモニタ（検出）す
ることができる。この場合、波長が長波長側になるにつ
れて光電流出力が減少する特性を有する（或いは、図２
に示すように第１のフォトダイオード５における光電流
出力が右上がりに大幅に変化する波長帯と一致するよう
な波長フィルタ４を用いても、第１のフォトダイオード
５でモニタする光電流出力の大きさから半導体レーザ１
の発振波長をモニタ（検出）することができる。この場
合は、波長が長波長側になるにつれて光電流出力が増加
する特性を有する。）。また、例えば予め実測によって
得られた光電流出力と発振波長との換算表をメモリ（図
示省略）に格納しておき、ＣＰＵ（図示省略）にてメモ
リの換算表を参照することによって、光電流出力値から
対応する発振波長を計測することも可能である。波形８
は第２のフォトダイオード６の光電流出力であり、こち
らは波長フィルタを透過していないので、出力は半導体
レーザ１の発振波長に対して変化がない。また、波長フ
ィルタ４は透過光強度が入射光の波長に依存するもので
あれば、他のものでもかまわない。ＦＰ共振器以外の例
として、ガラス基板上に誘電体多層膜を堆積させた光バ
ンドパスフィルタ、複屈折結晶と偏光子を用いたフィル
タ等がある。また、後方出射光信号の光線全体を受光す
るものであって、受光する部分において透過光強度が波
長依存性を持つ部分と持たない部分とを有する波長フィ
ルタでも構わない。

【００３９】次に、波長を安定化させる制御の仕方を説
明する。図３は波長分割多重（ＷＤＭ）半導体レーザ装
置に適用される波長モニタ装置での波長安定化制御の方
法を示す図であり、この種の波長モニタ装置では、一般
に光出力一定制御（以下、ＡＰＣと略記する。）がＡＰ
Ｃ回路２６によって行なわれ、動作温度一定制御（以
下、ＡＴＣと略記する。）がＡＴＣ回路２７によって行
なわれている。ＡＰＣ回路２６は、半導体レーザ１の後
面光出射方向に配置された第２のフォトダイオード６か
らの光電流出力により、半導体レーザ１の前方から出射
される前方出射レーザ光である前面光の強度が一定にな
るように、半導体レーザ１への電流を調節する。ＡＴＣ
回路２７は半導体レーザ１の近くに設置されたサーミス
タ９の抵抗値により、恒温化（ペルチェ）素子１０によ
るクーラーに流す電流を調節する。

【００４０】この実施の形態による波長モニタ装置を用
いたＷＤＭ用半導体レーザ装置では、第２のフォトダイ
オード６からの光電流出力により、ＡＰＣ回路２６によ
って半導体レーザ１の出力を設定出力に一定化させる。
例えば、第２のフォトダイオード６からの光電流出力が
設定出力より大きいときに、半導体レーザ１へ印加する
入力ドライブ電流を小さくし、また第２のフォトダイオ
ード６からの光電流出力が設定出力より小さいときに、
半導体レーザ１への入力ドライブ電流を大きくするよう
に制御する。また、温度検出器であるサーミスタ９の抵
抗値により、ＡＴＣ回路２７が半導体レーザ１を設定温
度に一定に保つ。さらに、第１のフォトダイオード５か
らの光電流出力が設定された電流値に一定に保たれるよ
うに、ＡＴＣ回路２７での設定温度を変えていくこと
で、半導体レーザ１の波長を設定された基準波長に安定
化させることができる。例えば、半導体レーザ１が図２
に示すように波長帯Ｂで使用される場合、第１のフォト
ダイオード５からの光電流出力が設定出力より大きい場
合には半導体レーザ１からの光は基準波長に対し短波長
側にずれているので、ＡＴＣ回路２７での設定温度を大
きくし、また第１のフォトダイオード５からの光電流出
力が設定出力より小さい場合には基準波長に対し長波長
側にずれているので、ＡＴＣ回路２７での設定温度を小
さくするように調整する（すなわち、第１のフォトダイ
オード５の出力を反転させずにＡＴＣ回路２７に帰還さ
せる）。

【００４１】図１に示した実施の形態では、光線の波長
フィルタに入射する部分と、波長フィルタに入射しない
部分とを、図中のｙ軸方向に分割しているが、半導体レ
ーザ１と各フォトダイオードとのアライメント精度に問
題のない限りで、ｘ軸方向に分割しても構わない。ま
た、第１のフォトダイオード５と第２のフォトダイオー
ド６の電流出力が、それぞれ波長モニタ及び光強度モニ
タとして機能している限り、光線の波長フィルタに入射
する部分と波長フィルタに入射しない部分とをどのよう
な割合で分割しても構わない。

【００４２】なお、上記図１に示した実施の形態では、
レンズ３によって半導体レーザ１の後方出射光信号の光
線の広がりを調整しているが、第１のフォトダイオード
５と第２のフォトダイオード６との干渉が問題にならな
ければ、調整した光線の広がり状態はコリメート状態、
発散状態、収束状態のどの状態でも良い。さらに、レン
ズ３が無い形態でも構わない。

【００４３】実施の形態２．実施の形態２は、実施の形
態１において、第１のフォトダイオード５及び第２のフ
ォトダイオード６の受光部における受光面の形状を、図
４に示す形状に変更したものである。図４に示すフォト
ダイオードは、１つのフォトダイオード素子１２に２つ
のフォトダイオード受光部１３，１４をもつモノリシッ
クなフォトダイオードであり、このフォトダイオードを
用いることによりフォトダイオードの実装を一度に行な
うことができ、コストをさらに低減させることが可能で
ある。

【００４４】実施の形態３．実施の形態３は、実施の形
態１において第１のフォトダイオード５及び第２のフォ
トダイオード６の受光部における受光面の形状を、図５
に示すフォトダイオード形状に変更したものである。実
施の形態１では半導体レーザ１から出射され第１のフォ
トダイオード５および第２のフォトダイオード６に入射
する光の有効面積を充分な大きさで確保するためには、
半導体レーザ１と第１のフォトダイオード５および第２
のフォトダイオード６との互いの光軸が合うように、各
光学部品をアライメント調整する必要がある。図１に示
したように、半導体レーザ１、レンズ３、第１のフォト
ダイオード５および第２のフォトダイオード６は、ベー
スキャリア１１あるいはベースキャリア１１上に設けら
れた台座５０の上に配置されるため、第１のフォトダイ
オード５および第２のフォトダイオード６の配列される
方向（すなわちｙ軸方向、あるいは半導体レーザの搭載
方向）のアライメントについては比較的精度が良い。こ
れに対し第１のフォトダイオード５および第２のフォト
ダイオード６の配列方向に垂直な方向（すなわちｘ軸方
向）のアライメントについては、半導体レーザ１や第１
のフォトダイオード５および第２のフォトダイオード６
を台座５０やベースキャリア１１に対して固定する際、
半田付けや接着などによって行うため、半導体レーザ１
と第１のフォトダイオード５および第２のフォトダイオ
ード６との光軸の一致精度が悪くなる。図５に示すフォ
トダイオードは、１つのフォトダイオード素子１５に４
つのフォトダイオード受光部１６，１７，１８，１９を
持つフォトダイオードであり、このフォトダイオードを
用いることにより、フォトダイオード受光部１６，１７
に波長フィルタを透過した光線を受光し、フォトダイオ
ード受光部１８，１９に波長フィルタを通過していない
光線を受光する実施形態であれば、半導体レーザ１の後
方出射光信号がｘ軸方向にずれても、フォトダイオード
の受光部がｘ軸方向に増えているため、このずれによる
フォトダイオードの光電流出力の減少を補償することが
できる。よって半導体レーザ、レンズ、フォトダイオー
ドの実装において、ｘ軸方向に関する実装精度を緩和す
ることが可能である。例えば、フォトダイオード受光部
１８の出力電流とフォトダイオード受光部１９の出力電
流の和を取り、その和によって光強度をモニタすること
により、半導体レーザ１の光軸とフォトダイオード受光
部の光軸との軸ずれによる波長モニタ精度の劣化を緩和
することができる。同様に、フォトダイオード受光部１
６の出力電流とフォトダイオード受光部１７の出力電流
の和を取り、その和によって波長に対応したフォトダイ
オード出力電流をモニタすることにより、半導体レーザ
１の光軸とフォトダイオード受光部の光軸との軸ずれに
よる光強度モニタ精度の劣化を緩和することができる。
また、要求される実装精度が厳しい場合には、受光部の
数をｘ軸方向にさらに増やすことによってｘ軸方向に関
する実装精度をより緩和することが可能である。

【００４５】なお、上記図５に示すフォトダイオードに
おいて、フォトダイオード受光部１６，１８に波長フィ
ルタを透過した光線を受光し、フォトダイオード受光部
１７，１９に波長フィルタの通過していない光線を受光
する実施形態であれば、半導体レーザ１の後方出射光信
号がｙ軸方向にずれても、フォトダイオードの受光部が
ｙ軸方向に増えているため、このずれによるフォトダイ
オードの光電流出力の減少を補償することができる。よ
って半導体レーザ、レンズ、フォトダイオードの実装に
おいて、ｙ軸方向に関する実装精度を緩和することも可
能である。また要求される実装精度が厳しい場合には、
受光部数をｙ軸方向にさらに増やすことによってｙ軸方
向に関する実装精度を緩和することも可能である。

【００４６】実施の形態４．実施の形態４は、実施の形
態１において、第１のフォトダイオード５及び第２のフ
ォトダイオード６の受光部における受光面を、図６に示
すような横長形状（ｘ軸方向に長い形状）に変更したも
のである。図６に示すフォトダイオードは、１つのフォ
トダイオード素子２０に２つの受光部２１，２２を持つ
フォトダイオードである。受光部２１，２２はｘ軸方向
に受光部を拡大したものであり、受光部２１に波長フィ
ルタを透過した光線を受光し、受光部２２に波長フィル
タを透過していない光線を受光する実施形態であれば、
半導体レーザ１の後方出射光信号がｘ軸方向にずれて
も、フォトダイオードの受光部形状がｘ軸方向に拡大し
てあるため、このずれによるフォトダイオードの光電流
出力の減少を補償することができる。よって半導体レー
ザ、レンズ、フォトダイオードの実装において、ｘ軸方
向に関する実装精度を緩和することが可能である。ま
た、要求される実装精度が厳しい場合には、受光部形状
をｘ軸方向にさらに増やすことによってｘ軸方向に関す
る実装精度を緩和することが可能である。

【００４７】なお、上記図６に示すフォトダイオードに
おいて、ｘ軸方向のアライメント精度が問題にならない
限り、ｘ，ｙ軸方向を交換した形状（すなわち波長フィ
ルタ４をｘｙ面に平行な平面内の下側ではなく、ｘｙ面
に平行な平面内の左もしくは右側に配置し、フォトダイ
オード受光部２１を左でフォトダイオード受光部２２を
右、もしくはフォトダイオード受光部２１を右でフォト
ダイオード受光部２２を左に配置した形状）にしてもよ
い。その場合ｙ軸方向に受光部を拡大したフォトダイオ
ードとなり、半導体レーザ１の後方出射光信号がｙ軸方
向にずれても、このずれによるフォトダイオードの光電
流出力の減少を補償することができる。よって半導体レ
ーザ、レンズ、フォトダイオードの実装において、ｙ軸
方向に関する実装精度を緩和することが可能である。ま
た要求される実装精度が厳しい場合には、受光部形状を
ｙ軸方向にさらに増やすことによってｙ軸方向に関する
実装精度を緩和することが可能である。

【００４８】実施の形態５．実施の形態５は、実施の形
態１において、第１のフォトダイオード５及び第２のフ
ォトダイオード６の受光部における受光面の形状を、図
７に示す形状に変更したものである。図７に示すフォト
ダイオードは１つのフォトダイオード素子２３に２つの
フォトダイオード受光部２４，２５を持つフォトダイオ
ードである。フォトダイオード受光部２４，２５は半円
状の形状である。このフォトダイオード受光部２４，２
５の半円形状のそれぞれは光軸および前記第１，第２の
フォトダイオードの配列方向に垂直な方向に伸びる弦を
有する。半導体レーザ１からの出射光信号はほぼ円形の
ビーム形状をしており、受光部を半円状にすることによ
り、受光部分をほぼ半導体レーザ１のビーム形状に合わ
せることができ、ビームの面積とフォトダイオード受光
部の面積を概ね一致させることができる。したがって、
半導体レーザ１から出射されるビームを無駄なくフォト
ダイオードにて受光できるため、フォトダイオードで受
光する光線の結合効率を上げることが可能である。ま
た、アライメントの精度を考慮して受光部形状をｘ軸方
向に拡大した半楕円形状でも構わない。この場合、上記
図６に示したフォトダイオードと同様に、半導体レー
ザ、レンズ、フォトダイオードの実装においてｘ軸方向
の実装精度を緩和することが可能である。

【００４９】なお、上記図７に示すフォトダイオードに
おいて、ｘ軸方向のアライメント精度が問題にならない
限り、ｘ，ｙ軸方向を交換した形状（すなわち波長フィ
ルタ４をｘｙ面内の下側ではなく、ｘｙ面内の左もしく
は右側に配置し、フォトダイオード受光部２４を左でフ
ォトダイオード受光部２５を右、もしくはフォトダイオ
ード受光部２４を右でフォトダイオード受光部２５を左
に配置した形状）にしてもよい。その場合受光部をｙ軸
方向に拡大し、半楕円形状とすることで、半導体レー
ザ、レンズ、フォトダイオードの実装において、ｙ軸方
向の実装精度を緩和することが可能である。

【００５０】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６による波長モニタ装置を斜め側方から見た構成図で
ある。なお、この実施の形態６の構成要素のうち図１ま
たは図３に示した実施の形態１の波長モニタ装置の構成
要素と共通するものについては同一符号を付し、その部
分の説明を省略する（以下、各実施の形態において同
じ）。

【００５１】図において、３０は半導体レーザ１（レー
ザダイオードＬＤ）である。たとえば、半導体レーザ３
０は活性層中に回折格子を有する分布帰還型（ＤＦＢ）
レーザ、加える電流または温度によって波長を変えるこ
とができる波長可変レーザダイオード、または電界吸収
素子とレーザダイオードとを並列に配置した複合型（Ｅ
Ａ／ＬＤ）からなる。３１は半導体レーザ３０から出射
される後方出射光（以下、光信号と称する。）を集光す
る円筒形状（シリンドリカル）のドラムレンズ（シリン
ドリカルレンズ）であり、その長手方向（円筒の軸線方
向）がｙ軸方向に一致するように半導体レーザ３０の後
方に配置される。ドラムレンズ３１は入射光を１軸方向
（つまりｘ軸方向）に集光するものの、他の軸（つまり
ｙ軸方向）に対し集光作用を有しない１軸集光機能を有
するレンズである。それで、ドラムレンズ３１で集光さ
れた透過光は上下方向（ｙ軸方向）に長く、水平方向
（ｘ軸方向）に短い縦長の楕円形状のビームとなる。

【００５２】３２は透過率に波長依存性がある波長フィ
ルタであり、ドラムレンズ３１で１軸集光された光信号
の一部（本実施の形態では概ね下半分）を受光し、受光
した光の波長にしたがって透過させる光の強度を変化さ
せる性質を持つため、半導体レーザ３０の発振波長の変
動に伴って透過光の強度が変動する。波長フィルタ３２
の例として、実施の形態１の波長フィルタ４と同じくフ
ァブリペロ共振器があげられる。しかしながら、入射光
の波長に依存する一定の割合（透過率）で入射光の強度
を減ずる機能を有するという条件を満たせばいずれの波
長フィルタであってもよい。たとえば、干渉型であるエ
タロンフィルタ、複屈折フィルタ（例えば、ＹＶＯ４結
晶、ＬｉＮｂＯ３結晶、偏光子（ＰＢＳ）の３つの光学
部品から成るフィルタ）またはガラス板上にコーティン
グ層を複数積層してなる薄膜フィルタであってもよい。

【００５３】３３は横長の第１のフォトダイオード（第
１の光検出器）であり、ドラムレンズ３１で１軸集光さ
れた光信号であって波長フィルタ３２を通過しない光信
号を受光し、その光信号強度（光電流値）をモニタ（検
出）する。３４は横長の第２のフォトダイオード（第２
の光検出器）であり、ドラムレンズ３１で１軸集光され
た光信号であって波長フィルタ３２を通過した光信号を
受光し、その光信号強度（光電流値）をモニタ（検出）
する。ドラムレンズ３１を透過した光信号の縦長の楕円
状ビームをフォトダイオード３３，３４において最大限
に多く受光すべく、第１のフォトダイオード３３は第２
のフォトダイオード３４の上方に配置されるとともに、
フォトダイオード３３，３４のｙ軸方向の長さの合計は
光信号のｙ軸方向のビーム径よりも十分に小さく、かつ
フォトダイオード３３，３４のそれぞれのｘ軸方向の幅
は光信号のｘ軸方向のビーム径よりも十分に大きい
（図１１（Ａ）参照）。

【００５４】また、フォトダイオード３３，３４はビー
ム中心と一致する光軸に対して概ね対称に配置される。
また、ドラムレンズ３１、波長フィルタ３２およびフォ
トダイオード３３，３４はベースキャリア（図示省略）
上に固定して配置される。特に、ドラムレンズ３１は金
―錫の合金または低融点のガラスを用いてベースキャリ
アに固定されている。

【００５５】ここで、第１のフォトダイオード３３でモ
ニタされる光信号強度は半導体レーザ３０から出射され
る光信号そのものの強度を示すので、第１のフォトダイ
オード３３はパワーモニタフォトダイオードとして機能
する。また、波長フィルタ３２を通過した光信号の強度
はその入射光の波長に依存するので、第２のフォトダイ
オード３４でモニタされる光信号強度は半導体レーザ３
０から出射される光信号の波長に依存して変動する。そ
れで、第２のフォトダイオード３４は波長モニタフォト
ダイオードとして機能する。

【００５６】図９は図８に示される波長モニタ装置が用
いられる波長モニタ装置の波長制御系を示す波長モニタ
装置のブロック図である。図１０は実施の形態１にした
がって半導体レーザ１から出射される光信号の円形ビー
ムが両フォトダイオード上で受光される状態を説明する
図であり、（Ａ）は光学部品の位置ずれがない場合に光
信号の円形ビームが両フォトダイオード上で受光される
状態を説明する図であり、（Ｂ）は光信号の円形ビーム
が両フォトダイオードの右側（ｘ軸方向）にずれて受光
される状態を説明する図であり、（Ｃ）は光信号の円形
ビームが両フォトダイオードの上方（ｙ軸方向）へずれ
て受光される状態を説明する図である。図１１は実施の
形態６にしたがって半導体レーザ１から出射される光信
号の縦長楕円ビームが両フォトダイオード上で受光され
る状態を説明する図であり、（Ａ）は光学部品の位置ず
れがない場合に光信号の縦長楕円ビームが両フォトダイ
オード上で受光される状態を説明する図であり、（Ｂ）
は光信号の縦長楕円ビームが両フォトダイオードの上方
へずれて受光される状態を説明する図であり、（Ｃ）は
光信号の縦長楕円ビームが両フォトダイオードの右側に
ずれて受光される状態を説明する図である。図１２はド
ラムレンズの支持構造を説明する図である。

【００５７】図において、３５はベースキャリア１１
（図示省略）を介して半導体レーザ３０と接触する恒温
化素子（たとえばペルチェ素子）であり、恒温化素子３
５で発生する熱は、間接的に取り付けられた部材を通じ
た熱伝導により半導体レーザ３０に与えられる。３６は
波長制御回路である。波長制御回路３６は第１のフォト
ダイオード３３でモニタされる光信号強度Ｓ１と第２の
フォトダイオード３４でモニタされる光信号強度Ｓ２と
の比（Ｓ２／Ｓ１）を計算し、この比および予め設定さ
れた比に基づいて半導体レーザ３０から出射される光信
号の波長が設定された波長と比べて短波長側にずれてい
るかまたは長波長側にずれているかを判断し、半導体レ
ーザ３０から出射される光信号の波長を設定波長に制御
すべく恒温化素子３５で発生する熱量を調節して半導体
レーザ３０の温度を調節する。この場合、信号強度比Ｓ
２／Ｓ１は半導体レーザ３０の光出力に対し規格化した
値に相当するので、ＡＰＣ回路２６において光信号強度
Ｓ１にもとづき半導体レーザ３０から出射される光信号
の強度が設定された値に制御されているか否かにかかわ
らず、光信号の波長と設定波長とのずれを示す。つま
り、図２に示す波長帯Ｂ内に設定波長が位置付けられて
いる場合、実施の形態１と同様に、信号強度比Ｓ２／Ｓ
１が設定比よりも大きい場合には光信号の波長は短波長
側にずれていると判断し、逆に信号強度比Ｓ２／Ｓ１が
設定比よりも小さい場合には光信号の波長は長波長側に
ずれていると判断する。ここで、半導体レーザ３０の後
方出射光が入射するドラムレンズ３１、第１のフォトダ
イオード３３、および第２のフォトダイオード３４にて
波長モニタ装置が構成され、この波長モニタ装置と半導
体レーザ３０と恒温化素子３５をパッケージ内に収容し
て半導体レーザ装置が構成され、更にこの半導体レーザ
装置、ＡＰＣ回路２６および波長制御回路３６を基板上
に搭載して所謂光送信器が構成されるが、ここでは光送
信器も含めて半導体レーザ装置と呼ぶことにする。な
お、波長モニタ装置の他の例として、半導体レーザ装置
３０からの前方出力光を光導波路に接続させ、その光導
波路の出力がドラムレンズ３１を経て、第１のフォトダ
イオード３３、第２のフォトダイオード３４に入射する
ように構成したもの、あるいは半導体レーザ装置３０か
らの前方出力光を分光器で分光させた光をドラムレンズ
３１を経て、第１のフォトダイオード３３、第２のフォ
トダイオード３４に入射するように構成したものであっ
ても、この実施の形態に係る発明の主旨とするところは
同じである。

【００５８】次に動作について説明する。半導体レーザ
３０から出射された光信号はドラムレンズ３１において
１軸集光される。つまり、光信号はｘ軸方向に集光され
るものの、ｙ軸方向に対し集光されない。この１軸集光
された光信号の上方部分は直接に第１のフォトダイオー
ド３３において受光される。第１のフォトダイオード３
３は受光した光信号の光信号強度Ｓ１を検出しモニタ
し、この光信号強度Ｓ１と予め設定された光信号強度と
の差が実施の形態１と同様にＡＰＣ回路２６において算
出される。光信号強度Ｓ１は半導体レーザ３０の光出力
を示しているので、その差に応じて半導体レーザ３０へ
の入力ドライブ電流がＡＰＣ回路２６によって調整さ
れ、半導体レーザ３０の光出力は一定に制御される。ま
た、この１軸集光された光信号の下方部分は波長フィル
タ３２を透過する。波長フィルタ３２は入射光の波長に
依存する一定の割合で入射光の強度を減ずる。つまり、
波長フィルタ３２は波長弁別特性を示す。その後、波長
フィルタ３２を透過した光信号は第２のフォトダイオー
ド３４において受光される。第２のフォトダイオード３
４は波長フィルタ３２を透過した光信号の光信号強度Ｓ
２を検出しモニタし、波長制御回路３６は信号強度比Ｓ
２／Ｓ１を算出する。信号強度比Ｓ２／Ｓ１は、光信号
強度Ｓ１の値に関係なく、光信号の波長と設定波長との
ずれを示す。それで、波長制御回路３６は信号強度比Ｓ
２／Ｓ１および予め設定された信号強度比にもとづき恒
温化素子３５を制御して光信号の波長が設定波長になる
ように半導体レーザ３０の温度を調整し、半導体レーザ
３０から出射される光信号の波長を所望の波長に制御す
る。なお、実施の形態１と同様にサーミスタとＡＴＣ回
路を設けて恒温化素子３５を制御しても良く、この場合
は、サーミスタの検出温度に基づいてＡＴＣ回路によっ
て半導体レーザ３０の設定温度を一定に保つように制御
し、また波長検出回路の出力に応じて当該設定温度を波
長が一定になるように調整を行う（これにより、ＡＴＣ
回路を設けない場合と比べて波長制御回路３６の時定数
が大きくなりノイズに強くなる。）。また、上述の例で
は恒温化素子３５の温度制御によって半導体レーザ３０
の波長を安定化させる例について述べたが、ＡＣＣ（Au
to Current Control）回路を設けることにより、半導体
レーザ３０に印加して半導体レーザ３０を駆動するため
の入力ドライブ電流を、波長制御回路３６の出力に応じ
て調整し、光信号の波長が一定になるように制御する構
成を用いても良い。

【００５９】次に、ドラムレンズ３１において１軸集光
する理由を述べる。たとえば実施の形態１においては、
ｙ軸方向に並列に並べた２つのフォトダイオード３３，
３４の全開口面積に比べてサイズが同程度もしくはそれ
以下の円形ビームの光信号が半導体レーザ１から両軸集
光のレンズ３を介してフォトダイオード５，６で受光さ
れる（図１０（Ａ）参照）。レンズ３等の光学部品に位
置ずれが生じてフォトダイオード５，６で受光される光
信号がｘ軸方向へ少しだけずれた場合、それぞれのフォ
トダイオード５，６で受光される光信号のビーム面積は
依然としてほぼ同じであり（図１０（Ｂ）参照）、フォ
トダイオード５，６でモニタされる光信号強度Ｓ１，Ｓ
２はほぼ同じ割合で増減する。それで、信号強度比Ｓ２
／Ｓ１はｘ軸方向への位置ずれにもかかわらずほとんど
変化しない。しかしながら、ある程度の位置ずれがｘ軸
方向へ生じた場合、光信号はフォトダイオード５，６で
十分に受光されなくなり、波長制御はできなくなる。ま
た、フォトダイオード５，６で受光される光信号が位置
ずれによりｙ軸方向へずれた場合、それぞれのフォトダ
イオード５，６で受光される光信号のビーム面積は大幅
に異なることになり（図１０（Ｃ）参照）、信号強度比
Ｓ２／Ｓ１はかなり変動し、波長制御において誤作動を
引き起こす原因となる。このような不具合を解消するた
めに、本実施例では、入射光をｘ軸方向に集光するもの
のｙ軸方向に対し集光作用を有しないドラムレンズ３１
を使用する。この場合、フォトダイオード３３，３４で
受光される光信号のビーム径はｘ軸方向で短くｙ軸方向
で長くなる（図１１（Ａ）参照）。それで、光信号のｙ
軸方向のビーム径よりも十分に小さい受光部を有するフ
ォトダイオード３３，３４を用いることにより、ドラム
レンズ３１等の光学部品にｙ軸方向への位置ずれが生じ
ても光信号のｙ軸方向におけるビームが常にフォトダイ
オード３３，３４に入射することになる（図１１（Ｂ）
参照）。光信号のビームのｙ軸方向での中心部分ではｘ
軸方向のビーム径はほぼ一定であるため、信号強度比Ｓ
２／Ｓ１はｙ軸方向の位置ずれにもかかわらずほとんど
変化しない。また、光信号のｘ軸方向のビーム径よりも
十分に大きい受光部を有するフォトダイオード３３，３
４を用いることにより、ｘ軸方向への位置ずれが生じて
も光信号のビームがｘ軸方向においてフォトダイオード
３３，３４の受光部からはずれることはない（図１１
（Ｃ）参照）。それで、信号強度比Ｓ２／Ｓ１はｘ軸方
向の位置ずれにもかかわらず変化しない。また、ｚ軸方
向への位置ずれが生じてもフォトダイオード３３，３４
上での光信号のビームの大きさが多少変動するだけであ
り、信号強度比Ｓ２／Ｓ１はｚ軸方向の位置ずれにもか
かわらず変化しない。

【００６０】その結果、半導体レーザ３０、ドラムレン
ズ３１またはフォトダイオード３３，３４にいかなる方
向に位置ずれが生じて信号強度比Ｓ２／Ｓ１は実質的に
変化せず、したがって位置ずれが生じても常に正確に波
長制御がなされる。

【００６１】以上で明らかなように、この実施の形態６
によれば、半導体レーザ３０から出射される光信号を集
光するドラムレンズ３１をその長手方向がｙ軸方向に一
致するように配置し、かつｘ軸方向に横長のフォトダイ
オード３３，３４をｙ軸方向に並列に配置するように構
成したので、ドラムレンズ３１で得られるｘ軸方向に集
光されるもののｙ軸方向に対し集光されない光信号は、
そのｙ軸方向のビーム径がフォトダイオード３３，３４
のｙ軸方向の合計長さよりも十分に大きくかつｘ軸方向
のビーム径がｘ軸方向長さよりも十分に小さい状態で、
フォトダイオード３３，３４で受光される。それで、半
導体レーザ３０、ドラムレンズ３１またはフォトダイオ
ード３３，３４にいかなる方向に位置ずれが生じても常
に正確に波長モニタすることができる効果を奏する。ま
た、モニタされた波長に基づき半導体レーザ３０から出
射される光信号の制御を行うことができる効果を奏す
る。

【００６２】この実施の形態６では、半導体レーザ３０
から出射される光信号がｘ軸方向に集光されるようにド
ラムレンズ３１が用いられたが、ドラムレンズ３１を透
過した光信号のビームがｘｚ面に平行な平面においてｚ
軸方向に沿って平行化 （コリメート）されるように半
導体レーザ３０とドラムレンズ３１との距離を設定して
もよい。この場合、フォトダイオード３３，３４での反
射光角度は狭い範囲に限定されるので、フォトダイオー
ド３３，３４で反射した光が戻り光として半導体レーザ
３０に戻る現象を防ぐ対策を容易に行うことができる効
果を奏する。

【００６３】また、この実施の形態６では、横長のフォ
トダイオード３３，３４が用いられた。しかしながら、
縦長のフォトダイオードをｙ軸方向に並べてもよい。こ
の場合、ドラムレンズ３１で入射光をｘ軸方向に集光す
る度合いを上げる必要があるものの、フォトダイオード
で受光する光の量が増えるので、波長制御をさらに精度
よく行うことができるようになる効果を奏する。

【００６４】また、ドラムレンズ３１は鉛―錫の合金に
比べて融点の高い金―錫または合金に比べて融点の高い
ガラスを用いてベースキャリアに固定されているので、
波長フィルタ装置の製造における後工程でドラムレンズ
３１またはベースキャリアの温度が上昇してもドラムレ
ンズ３１に位置ずれが生じる可能性は大幅に減少する効
果を奏する。また、金―錫の合金の引張強度（２９ｋｇ
ｆ/ｍｍ^２程度）は鉛―錫の合金の引張強度（５．６ｋ
ｇｆ/ｍｍ^２程度）よりも大きいので、外部から与えら
れる波長フィルタ装置への機械的衝撃によりドラムレン
ズ３１に位置ずれが生じる可能性は大幅に減少する効果
を奏する。

【００６５】また、この実施の形態６では、ベースキャ
リア（図示省略）上に縦置きで配置されるドラムレンズ
３１の位置決めが難しくなる可能性がある。このような
場合、図１２に示すように、ドラムレンズ３１の下端面
近くをエッジ形状に切り欠き部３１ａを形成し、この切
り欠き部３１ａに位置決め部材３７を当てることによっ
てドラムレンズ３１の位置決めを行うようにしてもよ
い。また、ドラムレンズ３１の他の位置決め方法とし
て、位置決め部材３７に、ｙ軸方向を溝方向としたＶ字
形状の切り欠き溝を設けて、溝面にドラムレンズ３１の
円筒面を当接させても良い。もしくは、位置決め部材３
７をＬ字状に切り欠き、ドラムレンズ３１の円筒面をこ
のＬ字状の２面に当接させても良い。

【００６６】また、この実施の形態６では、ドラムレン
ズ３１は半導体レーザ３０と波長フィルタ３２との間に
配置されたが、波長の検出精度に問題のない限りで波長
フィルタ３２とフォトダイオード３３，３４との間に配
置してもよい。

【００６７】また、この実施の形態６では、第１のフォ
トダイオード３３は第２のフォトダイオード３４の上方
に配置されたが、第１のフォトダイオード３３を第２の
フォトダイオード３４の下方に配置してもよい。この場
合、波長フィルタ３２は、ドラムレンズ３１で１軸集光
された光信号の上方部分の光を透過させて光強度を減ず
るように配置される。さらに、第１、第２のフォトダイ
オード３３，３４の各取付面は、互いに平行であって半
導体レーザに対向する位置にあれば、両取付面間に段差
が有っても良い。

【００６８】また、この実施の形態６では、信号強度比
Ｓ２／Ｓ１に基づいて波長制御が行われるので、半導体
レーザ３０から出射される光信号の強度の変動の有無に
かかわらず波長制御を精度よく行うことができる。それ
で、波長制御のみの観点から言えば、ＡＰＣ回路２６は
必ずしも必要とはしない。

【００６９】実施の形態７．図１３はこの発明の実施の
形態７による波長モニタ装置を斜め側方から見た構成図
である。実施の形態６ではドラムレンズ３１はその長手
方向がｙ軸方向に一致するように配置されかつフォトダ
イオード３３，３４はｙ軸方向に並列に配置されたが、
実施の形態７ではドラムレンズ３１はその長手方向がｘ
軸方向に一致するように配置されかつｙ軸方向に縦長の
フォトダイオード３３，３４がｘ軸方向に並列に配置さ
れる。それで、ドラムレンズ３１で集光された透過光は
水平方向（ｘ軸方向）に長く上下方向（ｙ軸方向）に短
い横長の楕円形状となり、そのｘ軸方向のビーム径はフ
ォトダイオード３３，３４のｘ軸方向の合計長さよりも
十分に大きくかつｙ軸方向のビーム径はフォトダイオー
ド３３，３４のそれぞれのｙ軸方向長さよりも十分に小
さい。フォトダイオード３３，３４はｘ軸方向に並列に
配置されているので、実施の形態６と同様に、半導体レ
ーザ３０またはドラムレンズ３１にいかなる方向に位置
ずれが生じて信号強度比Ｓ２／Ｓ１は実質的に変化せ
ず、したがって位置ずれが生じても常に正確に波長制御
がなされる。

【００７０】以上で明らかなように、この実施の形態７
によれば、半導体レーザ３０から出射される光信号を集
光するドラムレンズ３１をその長手方向がｘ軸方向に一
致するように配置し、かつｙ軸方向に縦長のフォトダイ
オード３３，３４をｘ軸方向に並列に配置するように構
成したので、ドラムレンズ３１で得られるｙ軸方向に集
光されるもののｘ軸方向に対し集光されない光信号は、
そのｘ軸方向のビーム径がフォトダイオード３３，３４
のｘ軸方向の長さ合計よりも十分に大きくかつｙ軸方向
のビーム径がフォトダイオード３３，３４のｙ軸方向長
さよりも十分に小さい状態で、フォトダイオード３３，
３４で受光される。それで、半導体レーザ３０またはド
ラムレンズ３１にいかなる方向に位置ずれが生じても常
に正確に波長モニタすることができる効果を奏する。ま
た、モニタされた波長に基づき半導体レーザ３０から出
射される光信号の制御を行うことができる効果を奏す
る。

【００７１】この実施の形態７では、ベースキャリア１
１（図示省略）上にドラムレンズ３１は横置きで配置さ
れので、ドラムレンズ３１がベースキャリア１１上で転
がり易く位置決めが難しくなる。それで、図１４に示す
ように、ドラムレンズ３１表面に互いに対向する２つの
平面部（切り込み部）３８を設け、片方の平面部３８が
ベースキャリア１１に接するようにドラムレンズ３１を
ベースキャリア１１上に配置してもよい。この場合、光
信号が通過するドラムレンズ３１表面上に光反射防止剤
（ＡＲコート）をコーティングするのが一般的であるの
で、ベースキャリア１１上にドラムレンズ３１を配置す
る作業において光反射防止剤がコーティングされていな
い２つの平面部３８を把持することによって配置作業の
能率化を図ることができるとともに、配置作業において
ドラムレンズ３１表面上にコーティングされた光反射防
止剤を傷つける恐れが無いという効果を奏する。

【００７２】また、この実施の形態７では、半導体レー
ザ３０から出射される光信号ｙ軸方向に集光するような
ドラムレンズ３１を用いたが、ドラムレンズ３１を透過
した光信号のビームがｙｚ面に平行な平面においてｚ軸
方向に沿って平行化 （コリメート）されるように半導
体レーザ３０とドラムレンズ３１との距離を設定しても
よい。この場合、フォトダイオード３３，３４での反射
光角度は狭い範囲に限定されるので、フォトダイオード
３３，３４で反射した光が戻り光として半導体レーザ３
０に戻る現象を防ぐ対策を容易に行うことができる効果
を奏する。また、この実施の形態７では、縦長のフォト
ダイオード３３，３４が用いられた。しかしながら、ｘ
軸方向に横長のフォトダイオードをｘ軸方向に並べても
よい。この場合、ドラムレンズ３１で入射光をｙ軸方向
に集光する度合いを上げる必要があるものの、フォトダ
イオードで受光する光の量が増えるので、波長制御をさ
らに精度よく行うことができるようになる効果を奏す
る。

【００７３】実施の形態８．図１５はこの発明の実施の
形態８による波長モニタ装置をｘｚ面に平行な平面（ま
たは真上）から見た構成図であり、図１６はフォトダイ
オードに入射する光信号の入射角および反射光の反射角
を説明する図である。実施の形態６においてフォトダイ
オード３３，３４上で光信号の一部は反射し、その反射
光の一部が半導体レーザ３０の出射面に戻り光として戻
り半導体レーザ３０の特性を劣化させる可能性がある。
また、半導体レーザ３０の出射面の反射率は高く設定さ
れているので、半導体レーザ３０の出射面といずれかの
フォトダイオード３３，３４との間で光信号が共振さ
れ、この共振された光信号がフォトダイオード３３，３
４においてノイズとして検出され、波長制御が正確に行
うことができなくなる可能性がある。半導体レーザ３０
への戻り光の発生は、フォトダイオード３３，３４に入
射する光信号の一部が正反射（反射光がドラムレンズ３
１へ戻るような反射）して半導体レーザ３０の出射面に
戻ることに起因する。そこで実施の形態８での波長モニ
タ装置は、フォトダイオード３３，３４に入射する光信
号の全てが正反射にならないようにフォトダイオード３
３，３４をｙ軸回りに回転させることによって傾けてい
る。

【００７４】図１５において、半導体レーザ３０、ドラ
ムレンズ３１、波長フィルタ３２およびフォトダイオー
ド３３，３４からなる光学系の光軸（光ビームの中心軸
に一致する）に対するドラムレンズ３１を透過した光信
号のビームの最大角度をαで表した場合、この最大角度
αでフォトダイオード３３，３４へ入射した光信号の反
射光がドラムレンズ３１への方向へ戻らないように、フ
ォトダイオード３３，３４をｙ軸回りに回転させること
によって傾けて配置される。言い換えれば、フォトダイ
オード３３，３４をｙ軸回りに回転させることによって
角度αより大きい角度βで傾けて配置すると光信号の全
てが正反射にならない。図１６に示すように、フォトダ
イオード３３，３４をｙ軸左回りで傾けた場合、ｘ軸の
正の方向へ光軸に対し最大角度αで進む光信号のビーム
は、傾けられたフォトダイオード３３，３４へその受光
面の法線に対しｘ軸の負の方向側の入射角β―αで入射
し、ｘ軸の負の方向へ光軸に対して角度αより大きい角
度２β―αで光信号は反射される。ｘ軸の負の方向へ光
軸に対し最大角度αで進む光信号のビームは、ｘ軸の負
の方向へ光軸に対して角度αより大きい角度２β＋αで
反射される。同様に、フォトダイオード３３，３４をｙ
軸右回りで傾けた場合、ｘ軸の負の方向へ光軸に対し最
大角度αで進む光信号のビームは、傾けられたフォトダ
イオード３３，３４へその受光面の法線に対しｘ軸の負
の方向側の入射角β―αで入射し、ｘ軸の正の方向へ光
軸に対して角度αより大きい角度２β―αで光信号は反
射される。ｘ軸の正の方向へ光軸に対し最大角度αで進
む光信号のビームは、ｘ軸の正の方向へ光軸に対して角
度αより大きい角度２β＋αで反射される。

【００７５】具体例として、ドラムレンズ３１の直径が
２ｍｍであって、半導体レーザ３０とドラムレンズ３１
との距離が０．９ｍｍである場合、フォトダイオード３
３，３４をｙ軸右回りまたは左回りで角度２０度より大
きい角度で傾けることにより、フォトダイオード３３，
３４に入射する光信号の全てが正反射にならない。

【００７６】以上で明らかなように、この実施の形態８
によれば、光信号のビームの光軸に対する最大角度αよ
り大きい角度βでフォトダイオード３３，３４をｙ軸回
りに回転させることによって傾けるように構成したの
で、フォトダイオード３３，３４に入射する光信号の全
てが正反射にならない。したがって、反射光が半導体レ
ーザ３０の出射面に戻り光として達することはないの
で、戻り光に起因する半導体レーザ３０の光出射特性の
劣化を防ぐ効果を奏する。また、反射率が高く設定され
た半導体レーザ３０の出射面といずれかのフォトダイオ
ード３３，３４との間で光信号が共振され、この共振さ
れた光信号がフォトダイオード３３，３４においてノイ
ズとして検出されるようなことを防ぐことができる効果
を奏する。

【００７７】この実施の形態８では、実施の形態６にお
けるドラムレンズ３１の配置に基づき、フォトダイオー
ド３３，３４が傾けられ、光信号がフォトダイオード３
３，３４で側方（ｘ軸方向）へ反射された。しかしなが
ら、実施の形態７におけるドラムレンズ３１の配置に基
づき、フォトダイオード３３，３４を傾けるようにして
もよい。この場合、光信号がフォトダイオード３３，３
４で上方（ｙ軸正の方向）へ反射されるように、フォト
ダイオード３３，３４をｘ軸回りに回転させることによ
って光信号のビームの光軸に対する最大角度αより大き
い角度βで傾けるように構成すればよい。

【００７８】実施の形態９．図１７はこの発明の実施の
形態９による波長モニタ装置をｙｚ面に平行な平面（ま
たは真横）から見た構成図であり、図１８はフォトダイ
オードに入射する光信号および反射する光信号の光軸に
対する角度を説明する図である。実施の形態６において
光信号のうち下方へ進行するビーム部分がフォトダイオ
ード３３，３４上で反射すると、その反射光は下方へ向
くので、その反射光がベースキャリア１１等の部品にお
いてさらに反射を繰り返し、最終的にフォトダイオード
３３，３４においてノイズとして検出され、波長制御を
正確に行うことができなくなる可能性がある。実施の形
態９では、フォトダイオード３３，３４において反射す
る光が全て上方へ向くように、フォトダイオード３３，
３４をｘ軸回りに回転させることによって、フォトダイ
オード３３，３４を上向き（ｙ軸正の方向）に傾けるこ
とに特徴がある。なお、ドラムレンズ３１はｙ軸方向へ
の集光作用はなく、かつ第１のフォトダイオード３３は
第２のフォトダイオード３４の真上に配置されているの
で、第１のフォトダイオード３３からの反射光は第２の
フォトダイオード３４の反射光よりもさらに上方向へ向
く。それで、第２のフォトダイオード３４の下端で反射
する光信号のビームが上方向へ向くようにフォトダイオ
ード３３，３４を傾ければよい。

【００７９】図において、半導体レーザ３０、ドラムレ
ンズ３１、波長フィルタ３２およびフォトダイオード３
３，３４からなる光学系において、フォトダイオード３
３，３４の光軸と交差する点と半導体レーザ３０との間
の光学長（両者間の光伝搬路に有する各光学部品の屈折
率と長さの積と、空間の長さとの和）をＬで表し，光軸
と第２のフォトダイオード３４の下端との光学長をＤで
表すと、フォトダイオード３３，３４はｘ軸回りの回転
により上向きに角度θ_０＝ｔａｎ^−１（Ｄ／Ｌ）よりも
大きい角度θで傾けて配置される。この場合、光軸に対
し角度θ_０で第２のフォトダイオード３４の下端へ入射
する光信号は、傾けられた第２のフォトダイオード３４
の受光面の下端へｙ軸の負の方向側の入射角θ―θ_０で
入射し、光軸に対して角度θ_０以上である角度２θ―θ
_０で光信号はｙ軸の正の方向へ反射される（図１８参
照）。

【００８０】以上で明らかなように、この実施の形態９
によれば、フォトダイオード３３，３４をｘ軸回りに回
転させることによって上向き（ｙ軸正の方向）に角度θ
_０＝ｔａｎ^−１（Ｄ／Ｌ）よりも大きい角度θで傾ける
ように構成したので、フォトダイオード３３，３４にお
いて反射する光信号のビームが全て上方へ向くようにな
る。したがって、この反射した光信号がフォトダイオー
ド３３，３４においてノイズとして検出されるようなこ
とを防ぐことができる効果を奏する。

【００８１】この実施の形態９では、実施の形態６にお
けるドラムレンズ３１の配置に基づき、フォトダイオー
ド３３，３４が傾けられた。しかしながら、実施の形態
７におけるドラムレンズ３１の配置に基づき、フォトダ
イオード３３，３４を傾けるようにしてもよい。この場
合、光信号がフォトダイオード３３，３４で側方へ反射
されるように、フォトダイオード３３，３４をｙ軸回り
（ｙ軸右回りおよびｙ軸左回りのいずれでもよい）に回
転させて角度θ_０＝ｔａｎ^−１（Ｄ／Ｌ）よりも大きい
角度θで傾けるように構成すればよい。

【００８２】実施の形態１０．図１９はこの発明の実施
の形態１０による波長モニタ装置をｘｚ面に平行な平面
（または真上）から見た構成図である。実施の形態８で
は光学系の光軸に対してドラムレンズ３１は対称に配置
されていたが、実施の形態１０ではドラムレンズ３１を
ｘ軸の正の方向（または負の方向）へずらして配置す
る。

【００８３】図において、フォトダイオード３３，３４
をｙ軸右回り（またはｙ軸左回り）で傾けるとともに、
ドラムレンズ３１の中心軸（軸線）を、光軸の中心と交
差する位置からｘ軸の正の方向（または負の方向）へず
らして配置する。この場合、半導体レーザ３０からドラ
ムレンズ３１へ入射する光信号はドラムレンズ３１の中
心軸がｘ軸の正の方向（または負の方向）へずれるの
で、実施の形態８と比べて、ドラムレンズ３１を通過し
た光信号の向きは、実施の形態８と比べてｘ軸の負の方
向（または正の方向）へ傾いて、第１、第２のフォトダ
イオード３３，３４へ入射することになる。それで、第
１、第２のフォトダイオード３３，３４で反射した光信
号は、実施の形態８と比べて、さらに半導体レーザ３０
と離れる方向へ進む。

【００８４】以上で明らかなように、この実施の形態１
０によれば、フォトダイオード３３，３４をｙ軸右回り
（またはｙ軸左回り）で傾けるとともに、ドラムレンズ
３１を光軸からｘ軸の正の方向（または負の方向）へず
らして配置するように構成したので、反射光が半導体レ
ーザ３０の出射面に戻り光として達することはさらに防
がれ、戻り光に起因する半導体レーザ３０の光出射特性
の劣化をさらに防ぐことができる効果を奏する。

【００８５】この実施の形態１０では、実施の形態６に
おけるドラムレンズ３１の配置に基づき、ドラムレンズ
３１の位置がずらされた。しかしながら、実施の形態７
におけるドラムレンズ３１の配置に基づきドラムレンズ
３１の位置をずらしてもよい。この場合、光信号がフォ
トダイオード３３，３４でさらに上方へ反射されるよう
に、ドラムレンズ３１を光軸からｙ軸の正の方向へずら
して配置するように構成すればよい。

【００８６】実施の形態１１．図２０はこの発明の実施
の形態１１による波長モニタ装置を斜め上方から見た構
成図である。実施の形態６では、半導体レーザ３０から
出射される光信号の一部はフォトダイオード３３，３４
で受光されることなく余分な光（迷光）として波長モニ
タ装置を囲むパッケージの壁（図示省略）、ベースキャ
リア１１（図示省略）および他の部材などで多重反射を
繰り返し、これらの部材および壁において徐々に吸収さ
れていく。しかしながら、十分に迷光が減衰する前にフ
ォトダイオード３３，３４で検出された場合、波長制御
においてノイズとなる。本実施の形態では迷光がノイズ
となることを防ぐ波長モニタ装置について述べる。

【００８７】図において、４１はドラムレンズ３１と波
長フィルタ３２との間に配置され、ドラムレンズ３１側
の面が吸光するように黒色塗装されたアパーチャであ
る。アパーチャ４１はドラムレンズ３１を透過した光信
号のうち第１、第２のフォトダイオード３３，３４の受
光部の方向へ向かう光信号のみを通すように開口部を有
し、フォトダイオード３３，３４の受光部の方向へ向か
わない光信号は、アパーチャ４１にて大部分が吸収さ
れ、また残りの部分が第１、第２のフォトダイオード３
３、３４に受光されないようにアパーチャ４１より外側
方向に反射される。また、ドラムレンズ３１を透過した
光信号のうちベースキャリア１１（図示省略）で反射し
た後、波長フィルタ３２を透過し、次いで第１のフォト
ダイオード３３に達しようとする光信号はベースキャリ
ア１１で反射する前にアパーチャ４１にて吸収される。

【００８８】以上で明らかなように、この実施の形態１
１によれば、アパーチャ４１をドラムレンズ３１と波長
フィルタ３２との間に配置するように構成したので、フ
ォトダイオード３３，３４の受光部の方向へ向かわない
光信号はアパーチャ４１にて吸収され、迷光が発生する
可能性は大幅に小さくなり、波長モニタをさらに精度良
く行うことができる効果を奏する。また、モニタされた
波長に基づき半導体レーザ３０から出射される光信号の
制御をさらに精度良く行うことができる効果を奏する。

【００８９】また、波長フィルタ３２を透過した後、第
１のフォトダイオード３３に達する光信号の発生がアパ
ーチャ４１によって防がれるので、波長モニタをさらに
精度良く行うことができる効果を奏する。

【００９０】この実施の形態１１では、アパーチャ４１
はドラムレンズ３１と波長フィルタ３２との間に配置さ
れた。しかしながら、半導体レーザ３０とフォトダイオ
ード３３，３４との間に配置されるのであれば配置位置
は制限されない。たとえば、半導体レーザ３０とドラム
レンズ３１との間に配置してもよく、また波長フィルタ
３２とフォトダイオード３３，３４との間に配置しても
よい。また、アパーチャ４１は一枚のみ配置されたが複
数枚でもよい。この場合、迷光を吸収する機能が増す効
果を奏する。また、アパーチャ４１の開口部は円形形状
であるがその形は制限されない。

【００９１】実施の形態１２．図２１はこの発明の実施
の形態１２による半導体レーザ装置を真横から見た構成
図である。実施の形態６乃至１１では半導体レーザ３０
から出射される後方出射光に関して述べたが、本実施の
形態では半導体レーザ３０から前方へ出射される出力光
信号が反射してフォトダイオード３３，３４でノイズと
して検出されることを防ぐ半導体レーザ装置について述
べる。

【００９２】図において、５１は半導体レーザ３０から
前方へ出射される出力光信号を集光する第１レンズ（出
力光レンズ）、５２は下側の幅が細く上側の幅が広い楔
形形状に形成されるウインドウ（楔形ウインドウ）であ
る。第１レンズ５１で集光された出力光信号の主要部分
はウインドウ５２を透過するものの、一部はウインドウ
５２の表面で斜め方向へ反射する。この反射した出力光
信号が第１レンズ５１に入射しないようにウインドウ５
２と第１レンズ５１との間隔は十分にとられている。５
３は第１のレンズ５１で集光されウインドウ５２を透過
した出力光信号を外部の光ファイバー５５へほとんど減
衰なく導くとともに光ファイバー５５からの戻り光を遮
断する光アイソレータであり、５４は光学部品３０，３
１，３２，３３，３４、ベースキャリア１１および恒温
化素子３５をパッケージングする金属のパッケージであ
る。

【００９３】次に動作について説明する。半導体レーザ
３０から前方（図において左方向）へ出射される出力光
信号は第１レンズ５１で集光され、集光された出力光信
号の主要部分はウインドウ５２を透過し、光アイソレー
タ５３をほとんど減衰することなく透過し、前方の光学
系（図示省略）を介して外部の光ファイバー５５（図示
省略）に結合する。また、第１レンズ５１で集光された
出力光信号の一部はウインドウ５２の表面で反射して後
方（図において右方向）へ進行する。また、前方の光学
系からの戻り光が光アイソレータ５３を透過してウイン
ドウ５２の表面へ入射する。この場合、ウインドウ５２
は下側の幅が細く上側の幅が広い楔形形状に形成されて
いるので、第１レンズ５１で集光された出力光信号がウ
インドウ５２の表面で反射されると、後方の斜め下方向
へ進むことになる。ウインドウ５２と第１レンズ５１と
の間隔は十分にとられているので、反射した出力光信号
は、第１レンズ５１での集光を受けることなく半導体レ
ーザ３０の下方へ進む。半導体レーザ３０の下方にはベ
ースキャリア１１および恒温化素子３５が配置されてい
るので反射した出力光信号は進行を阻まれ半導体レーザ
３０より後方へ進行することはない。それで、反射した
出力光信号がフォトダイオード３３，３４でノイズとし
て検出されることはない。また、楔形形状に形成される
ウインドウ５２はその厚みが上下方向において徐々に変
化する形状であるので、出力光信号がウインドウ５２内
部で共振を起こすようなことはない。

【００９４】以上で明らかなように、この実施の形態１
２によれば、下側の幅が細く上側の幅が広い楔形形状に
形成されるウインドウ５２を半導体レーザ３０から前方
へ出射される出力光信号に対して設け、ウインドウ５２
と第１レンズ５１との間隔を十分にあけるように構成し
たので、ウインドウ５２で反射した出力光信号およびウ
インドウ５２を透過する戻り光がフォトダイオード３
３，３４でノイズとして検出されることはない。

【００９５】この実施の形態１２では、楔形形状に形成
されるウインドウ５２を配置したが、平板のウインドウ
を、前方へ出射される出力光信号が後方斜め下方向に反
射されるように、傾けて配置してもよい。この場合、半
導体レーザ装置の構造は簡略されるものの、平板のウイ
ンドウ内で出力光信号がエタロン効果で共振を起こす可
能性がある。

【００９６】実施の形態１３．図２２はこの発明の実施
の形態１３による波長モニタ装置を斜め上方から見た構
成図である。実施の形態１で述べたように、温度変化お
よび経年変化などによる光学部品のｘ軸方向におけるア
ライメント精度の劣化はｙ軸方向におけるそれよりも激
しい。それで、フォトダイオード３３，３４に要求され
るｘ軸方向における光強度検出の精度はｙ軸方向におけ
るそれよりも高い。本実施の形態ではフォトダイオード
３３，３４のセット（ツインフォトダイオード）をｘｙ
面に平行な平面内においてｘ軸方向に複数個並べて配置
し、ｘ軸方向における光強度検出の精度を向上させた波
長モニタ装置について述べる。

【００９７】図において、６１は波長フィルタ３２と同
じ機能を有する横長な波長フィルタであって、ドラムレ
ンズ３１を透過した光信号がｘ軸方向に並列に配置され
る第２のフォトダイオード３４群に達する前に入射光の
波長に依存する一定の割合で入射光の強度を減ずる。フ
ォトダイオード３３，３４のセット群は、１つのフォト
ダイオード素子に複数の受光部を形成することによって
得られ、受光部間の間隔は可能な限り狭く設定される。
それで実施の形態６と比べて、ｘ軸方向に比較的幅広な
縦長の楕円形状を有する光信号のビームをフォトダイオ
ード３３，３４のセット群において受光することができ
る。つまり、ｘ軸方向における受光面積が増えるのでｘ
軸方向における光強度検出の精度（トレランス）が向上
する。

【００９８】以上で明らかなように、この実施の形態１
３によれば、フォトダイオード３３，３４のセットをｘ
ｙ面に平行な平面内においてｘ軸方向に複数個並べて配
置するように構成したので、ｘ軸方向における光強度検
出の精度（トレランス）を向上させることができる効果
を奏する。

【００９９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、偏光
ビームスプリッタを用いずに波長と光強度の両方をモニ
タでき、部品点数を抑えることができるため、製品コス
トの低減が可能である。また、フォトダイオードに入射
する光線の伝播方向が１方向であるため、アライメント
を容易に調整することが可能であるという効果がある。

【０１００】また、この発明によれば、波長をモニタす
るフォトダイオードと光強度をモニタするフォトダイオ
ードが同一平面上にあるため、経年変化や温度変化がフ
ォトダイオードの光電流出力に与える影響を小さくする
ことができる効果がある。

【０１０１】また、この発明によれば、半導体レーザと
フォトダイオードとの光軸精度を向上させることが可能
である効果がある。

【０１０２】また、この発明によれば、前記半導体レー
ザと前記第１および第２の光検出器との間にシリンドリ
カルレンズを配置することにより、半導体レーザ、シリ
ンドリカルレンズまたは両光検出器に水平方向および上
下方向により形成される面に平行な面内においていかな
る方向に位置ずれが生じても、常に正確に波長モニタす
ることができる効果がある。

【０１０３】また、この発明によれば、レンズの位置決
め用に支持部材を設けたので、レンズの配置が容易に行
うことができる効果がある。

【０１０４】また、この発明によれば、第１の光検出器
および第２の光検出器の受光面を傾けるように構成した
ので、戻り光に起因する半導体レーザの光出射特性の劣
化を確実に防ぐことができる効果がある。

【０１０５】また、この発明によれば、レンズの中心を
光軸から第１の軸方向へずらすように構成したので、戻
り光に起因する半導体レーザの光出射特性の劣化を防ぐ
ことができる効果がある。

【０１０６】また、この発明によれば、半導体レーザと
第１および第２の光検出器との間にアパーチャを設けた
ので、迷光が発生する可能性は大幅に小さくなり、波長
モニタをさらに精度良く行うことができる効果がある。

【０１０７】また、この発明によれば、半導体レーザか
ら出射される出力光信号をパッケージの外へ通す楔形形
状のウインドウを備えたので、ウインドウからの戻り光
が第１の光検出器または第２の光検出器でノイズとして
検出されることを防止することができる効果がある。

【０１０８】また、この発明によれば、半導体レーザと
楔形ウィンドウとの間に、ウインドウからの戻り光が入
射しない位置にレンズを設けので、楔形ウインドウで反
射した戻り光が第１の光検出器または第２の光検出器で
ノイズとして検出されることをさらに防止することがで
きる効果がある。

【０１０９】また、この発明によれば、前記第１および
第２の光検出器の少なくとも一方が複数のフォトダイオ
ードより成るので、水平方向における光強度検出の精度
（トレランス）を向上させることができる効果がある。

【０１１０】また、この発明によれば、前記半導体レー
ザが直接もしくは間接的に取り付けられた恒温化素子
と、前記第１の光検出器の出力に基づいて前記恒温化素
子を制御する制御回路とを備えたので、モニタされた光
信号の波長に基づき光信号の波長を正確に制御すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す波長モニタ装
置の光学系図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における第１のフォ
トダイオード及び第２のフォトダイオードの光電流出力
特性を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１における半導体レー
ザ装置に適用される波長モニタ装置での波長安定化制御
の方法を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に使用するフォトダ
イオード形状である。

【図５】 この発明の実施の形態３に使用してアライメ
ント精度をさらに緩和することのできるフォトダイオー
ド形状を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態４に使用してアライメ
ント精度をさらに緩和することのできるフォトダイオー
ド形状を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態５に使用してアライメ
ント精度をさらに緩和することのできるフォトダイオー
ド形状を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態６による波長モニタ装
置を斜め側方から見た構成図である。

【図９】 図８に示される波長モニタ装置が用いられる
半導体レーザ装置の波長制御系を示す波長モニタ装置の
ブロック図である。

【図１０】 実施の形態１にしたがって半導体レーザか
ら出射される光信号の円形ビームが両フォトダイオード
上で受光される状態を説明する図であり、（Ａ）は光学
部品の位置ずれがない場合に光信号の円形ビームが両フ
ォトダイオード上で受光される状態を説明する図であ
り、（Ｂ）は光信号の円形ビームが両フォトダイオード
の左側にずれて受光される状態を説明する図であり、
（Ｃ）は光信号の円形ビームが両フォトダイオードの上
方へずれて受光される状態を説明する図である。

【図１１】 実施の形態６にしたがって半導体レーザか
ら出射される光信号の縦長楕円ビームが両フォトダイオ
ード上で受光される状態を説明する図であり、（Ａ）は
光学部品の位置ずれがない場合に光信号の縦長楕円ビー
ムが両フォトダイオード上で受光される状態を説明する
図であり、（Ｂ）は光信号の縦長楕円ビームが両フォト
ダイオードの上方へずれて受光される状態を説明する図
であり、（Ｃ）は光信号の縦長楕円ビームが両フォトダ
イオードの左側にずれて受光される状態を説明する図で
ある。

【図１２】 ドラムレンズの下端面近くにエッジ形状に
切り込み部を形成した状態を説明する図である。

【図１３】 この発明の実施の形態７による波長モニタ
装置を斜め側方から見た構成図である。

【図１４】 ドラムレンズ表面に設けられた互いに対向
する２つの平面を説明する図である。

【図１５】 この発明の実施の形態８による波長モニタ
装置をｘｚ面に平行な平面から見た構成図である。

【図１６】 フォトダイオードに入射する光信号の入射
角および反射光の反射角を説明する図である。

【図１７】 この発明の実施の形態９による波長モニタ
装置をｙｚ面に平行な平面（または真横）から見た構成
図である。

【図１８】 フォトダイオードに入射する光信号および
反射する光信号の光軸に対する角度を説明する図であ
る。

【図１９】 この発明の実施の形態１０による波長モニ
タ装置をｘｚ面に平行な平面から見た構成図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１１による波長モニ
タ装置を斜め上方から見た構成図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１２による半導体レ
ーザ装置を真横から見た構成図である。

【図２２】 この発明の実施の形態１３による波長モニ
タ装置を斜め上方から見た構成図である。

【図２３】 従来の波長モニタと光強度モニタを備えた
波長モニタ装置の光学系図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ、２ 後方出射光信号、３ レンズ、
４ 波長フィルタ、５第１のフォトダイオード、６ 第
２のフォトダイオード、７ 第１のフォトダイオードか
らの光電流出力、８ 第２のフォトダイオードからの光
電流出力、９サーミスタ、１０ ペルチェ素子、１１
ベースキャリア、１２ フォトダイオード素子、１３
フォトダイオード受光部、１４ フォトダイオード受光
部、１５ フォトダイオード素子、１６ フォトダイオ
ード受光部、１７ フォトダイオード受光部、１８ フ
ォトダイオード受光部、１９ フォトダイオード受光
部、２０ フォトダイオード素子、２１ フォトダイオ
ード受光部、２２ フォトダイオード受光部、２３ フ
ォトダイオード素子、２４ フォトダイオード受光部、
２５ フォトダイオード受光部、２６ ＡＰＣ回路、２
７ ＡＴＣ回路、３０ 半導体レーザ、３１ ドラムレ
ンズ（シリンドリカルレンズ）、３１ａ切り欠き部、３
２，６１ 波長フィルタ、３３ 第１のフォトダイオー
ド（第１の光検出器）、３４ 第２のフォトダイオード
（第２の光検出器）、３５ 恒温化素子、３６ 波長制
御回路、３７ 位置決め部材、３８ 平面部（切り込み
部）、４１ アパーチャ、５０ 台座、５１ 第１レン
ズ（出力光レンズ）、５２ウインドウ（楔形ウインド
ウ）、５３ 光アイソレータ、５４ パッケージ、５５
光ファイバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 睦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 増田 健之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 足立 明宏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西村 靖典 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 ▲たか▼木 晋一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AB27 BA01 EA03 FA02 FA11 FA25 GA12 GA13 GA22 GA23

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザからの出力光が通過するシ
   リンドリカルレンズと、 前記シリンドリカルレンズを通過した光を受光する第１
   および第２の光検出器と、 前記シリンドリカルレンズと前記第１の光検出器との間
   に設けられた波長フィルタと、 を備えた波長モニタ装置。
2. 【請求項２】 レーザ光を出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザから出射されたレーザ光を受光する第
   １および第２の光検出器と、 前記半導体レーザと前記第１の光検出器の間に設けられ
   た波長フィルタと、 前記半導体レーザと前記第１および第２の光検出器との
   間に配置されたシリンドリカルレンズと、 を備えた半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 前記シリンドリカルレンズが、前記半導
   体レーザと前記波長フィルタとの間に配置されたことを
   特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の光検出器が、前記
   シリンドリカルレンズの軸線に平行な方向に並置された
   ことを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載の半
   導体レーザ装置。
5. 【請求項５】 前記シリンドリカルレンズを透過したレ
   ーザ光のビーム径は、前記並置された第１および第２の
   光検出器の受光面を含む平面上で前記シリンドリカルレ
   ンズの軸線に平行な第１の方向において前記第１および
   第２の光検出器の受光面の合計長さより長く、前記平面
   上で前記第１の方向に直角な第２の方向において前記第
   １および第２の光検出器のそれぞれの受光面長さより短
   いことを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ装
   置。
6. 【請求項６】 前記第１および第２の光検出器の受光面
   は、前記半導体レーザの光軸に対して傾いていることを
   特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載の半導体レ
   ーザ装置。
7. 【請求項７】 前記シリンドリカルレンズを透過したレ
   ーザ光のビーム径は、前記並置された第１および第２の
   光検出器の受光面を含む平面上で前記シリンドリカルレ
   ンズの配列方向において前記第１および第２の光検出器
   の受光面の合計長さより長く、前記平面上で前記配列方
   向に直角な方向において前記第１および第２の光検出器
   のそれぞれの受光面長さより短いことを特徴とする請求
   項６に記載の半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 前記第１および第２の光検出器の受光面
   を、前記シリンドリカルレンズを透過して集光された前
   記後方出射レーザ光の光軸に対するビームの最大角度よ
   り大きな角度で、前記第１および第２の光検出器の受光
   面を含む平面上で前記シリンドリカルレンズの軸線に平
   行な軸回りに傾けたことを特徴とする請求項６に記載の
   半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】 前記第１および第２の光検出器の受光面
   を含む平面と前記半導体レーザの光軸との交点と前記半
   導体レーザとの間の光学長をＬとし、前記第１および第
   ２の光検出器の受光面の前記半導体レーザの光軸からの
   最遠点までの光学長をＤとした時、前記第１および第２
   の光検出器の受光面を、角度ｔａｎ^{− １}（Ｄ／Ｌ）より
   大きな角度で、前記第１および第２の光検出器の受光面
   を含む平面上で前記シリンドリカルレンズの軸線に垂直
   な軸回りに傾けたことを特徴とする請求項６に記載の半
   導体レーザ装置。
10. 【請求項１０】 前記シリンドリカルレンズの軸が、前
    記半導体レーザの光軸からずれていることを特徴とする
    請求項６に記載の半導体レーザ装置。
11. 【請求項１１】 前記半導体レーザと前記第１および第
    ２の光検出器との間にアパーチャを設けたことを特徴と
    する請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の半
    導体レーザ装置。
12. 【請求項１２】 前記シリンドリカルレンズを支持する
    支持部材を設け、前記シリンドリカルレンズは、前記支
    持部材に当接する切り欠き部を有することを特徴とする
    請求項２から請求項１１のいずれか１項に記載の半導体
    レーザ装置。
13. 【請求項１３】 前記シリンドリカルレンズを支持する
    支持部材を設け、前記支持部材は、前記シリンドリカル
    レンズに２面が当接する切り欠き部を有することを特徴
    とする請求項２から請求項１１のいずれか１項に記載の
    半導体レーザ装置。
14. 【請求項１４】 前記レンズを支持する支持部材を設
    け、前記レンズは前記支持部材に対し金−錫合金または
    低融点ガラスを用いて固定されることを特徴とする請求
    項２から請求項１１のいずれか１項に記載の半導体レー
    ザ装置。
15. 【請求項１５】 前記第１および第２の光検出器の少な
    くとも一方は、複数のフォトダイオードより成ることを
    特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。
16. 【請求項１６】 前方出射レーザ光および後方出射レー
    ザ光を出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザから出射された後方出射レーザ光を受
    光する第１および第２の光検出器と、 前記半導体レーザと前記第１の光検出器の間に設けられ
    た波長フィルタと、これらを内部に収容するパッケージ
    と、 前記パッケージに取り付けられ前記半導体レーザの前方
    出射光をパッケージ外部に通す楔形のウィンドウと、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
17. 【請求項１７】 前記パッケージは、前記半導体レーザ
    を支持する底部を有し、 前記ウィンドウは前記パッケージの底部側に対面するよ
    うに傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項１
    ６記載の半導体レーザ装置。
18. 【請求項１８】 前記半導体レーザと前記楔形ウィンド
    ウとの間にレンズを設け、 前記楔形ウィンドウとレンズは、楔形ウィンドウからパ
    ッケージ内部への戻り光が前記レンズに入射しない位置
    に離間されて配置されたことを特徴とする請求項１６記
    載の半導体レーザ装置。
19. 【請求項１９】 レーザ光を出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザの搭載方向に配列され、前記半導体レ
    ーザから当該搭載方向に垂直な方向に出射されたレーザ
    光を受光する第１および第２の光検出器と、 前記半導体レーザと前記第１の光検出器の間に設けられ
    た波長フィルタとを備え、 前記第１および第２の光検出器は、前記搭載方向に直交
    する方向を長手方向とする受光面を有したことを特徴と
    する半導体レーザ装置。
20. 【請求項２０】 前記第１および第２の光検出器は、半
    円形状の受光面を有したことを特徴とする請求項１９記
    載の半導体レーザ装置。
21. 【請求項２１】 レーザ光を出射する半導体レーザと、 一体のダイオード基板上に並列され、前記半導体レーザ
    から出射されたレーザ光を受光する第１および第２の光
    検出器と、 前記半導体レーザと前記第１および第２の光検出器との
    間に配置され、入射光を平行光に集光するレンズと、 前記レンズと前記第１の光検出器との間に設けられた波
    長フィルタと、 を備えた半導体レーザ装置。
22. 【請求項２２】 前記半導体レーザが直接もしくは間接
    的に取り付けられた恒温化素子と、 前記第１および第２の光検出器の出力の比に基づいて前
    記恒温化素子を制御する制御回路と、 を備えることを特徴とする請求項２から請求項２１のい
    ずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
23. 【請求項２３】 前記半導体レーザの温度を測定する温
    度検出器と、 前記半導体レーザが直接もしくは間接的に取り付けられ
    た恒温化素子と、 前記温度検出器の出力および前記第１および第２の光検
    出器の出力の比に基づいて前記恒温化素子を制御する制
    御回路と、 を備えることを特徴とする請求項２から請求項２１のい
    ずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
24. 【請求項２４】 前記半導体レーザの温度を測定する温
    度検出器と、 前記半導体レーザが直接もしくは間接的に取り付けられ
    た恒温化素子と、 前記温度検出器の出力および前記第１の光検出器の出力
    に基づいて前記恒温化素子を制御する制御回路と、 を備えることを特徴とする請求項２から請求項２１のい
    ずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
25. 【請求項２５】 前記第２の光検出器の出力に基づいて
    前記半導体レーザを制御する制御回路を備えることを特
    徴とする請求項２から請求項２１のいずれか１項に記載
    の半導体レーザ装置。