JP2002329927A - 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを用いたラマン増幅器 - Google Patents

半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを用いたラマン増幅器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラマン増幅器などの励起用光源に適し、低雑
音特性と広いダイナミックレンジとを有し、安定かつ高
利得増幅を可能とすること。 【解決手段】 レーザ光の出射端面に設けた出射側反射
膜１５と該レーザ光の反射端面に設けた反射膜１４との
間に形成されたＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３の近
傍であって出射側反射膜１５側に回折格子１３を設け、
回折格子１３の結合係数κiと回折格子長Ｌgとの乗算値
を０．３以下に設定する、共振器長Ｌrと回折格子１３
の波長選択特性とを含む発振パラメータの組み合わせ設
定によって発振波長スペクトルの半値幅内に２本以上の
発振縦モードを含むレーザ光を出力する。

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、エルビウム添加
ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped FiberAmplif
ier）やラマン増幅器などの励起用光源に適した半導体
レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを用い
たラマン増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする様
々なマルチメディアの普及に伴って、光通信に対する大
容量化の要求が大きくなっている。従来、光通信では、
光ファイバによる光の吸収が少ない波長である１３１０
ｎｍもしくは１５５０ｎｍの帯域において、それぞれ単
一の波長による伝送が一般的であった。この方式では、
多くの情報を伝達するためには伝送経路に敷設する光フ
ァイバの芯数を増やす必要があり、伝送容量の増加に伴
ってコストが増加するという問題点があった。
【０００３】そこで、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：
Dense-Wavelength Division Multiplexing）通信方式が
用いられるようになった。このＤＷＤＭ通信方式は、主
にＥＤＦＡを用い、この動作帯域である１５５０ｎｍ帯
において、複数の波長を使用して伝送を行う方式であ
る。このＤＷＤＭ通信方式あるいはＷＤＭ通信方式で
は、１本の光ファイバを用いて複数の異なる波長の光信
号を同時に伝送することから、新たな線路を敷設する必
要がなく、ネットワークの伝送容量の飛躍的な増加をも
たらすことを可能としている。
【０００４】このＥＤＦＡを用いた一般的なＷＤＭ通信
方式では、利得平坦化の容易な１５５０ｎｍから実用化
され、最近では、利得係数が小さいために利用されてい
なかった１５８０ｎｍ帯にまで拡大している。しかしな
がら、ＥＤＦＡで増幅可能な帯域に比して光ファイバの
低損失帯域の方が広いことから、ＥＤＦＡの帯域外で動
作する光増幅器、すなわちラマン増幅器への関心が高ま
っている。
【０００５】ラマン増幅器は、エルビウムのような希土
類イオンを媒体とした光増幅器がイオンのエネルギー準
位によって利得波長帯が決まるのに対し、励起光の波長
によって利得波長帯が決まるという特徴を持ち、励起光
波長を選択することによって任意の波長帯を増幅するこ
とができる。
【０００６】ラマン増幅では、光ファイバに強い励起光
を入射すると、誘導ラマン散乱によって、励起光波長か
ら約１００ｎｍ程度長波長側に利得が現れ、この励起さ
れた状態の光ファイバに、この利得を有する波長帯域の
信号光を入射すると、この信号光が増幅されるというも
のである。したがって、ラマン増幅器を用いたＷＤＭ通
信方式では、ＥＤＦＡを用いた通信方式に比して、信号
光のチャネル数をさらに増加させることができる。
【０００７】図２７は、ＷＤＭ通信システムに用いられ
る従来のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
図２７において、ファブリペロー型の半導体発光素子１
８０ａ〜１８０ｄとファイバグレーティング１８１ａ〜
１８１ｄとがそれぞれ対となった半導体レーザモジュー
ル１８２ａ〜１８２ｄは、励起光のもとになるレーザ光
を偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂに出力する。各半導体
レーザモジュール１８２ａ，１８２ｂが出力するレーザ
光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ６１ａによっ
て異なる偏波面をもった光を合成している。同様にし
て、各半導体レーザモジュール１８２ｃ，１８２ｄが出
力するレーザ光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ
６１ｂによって異なる偏波面をもった光を合成してい
る。偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂは、それぞれ偏波合
成したレーザ光をＷＤＭカプラ６２に出力する。なお、
偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力されるレーザ光
の波長は異なる。
【０００８】ＷＤＭカプラ６２は、アイソレータ６０を
介して偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力されたレ
ーザ光を合波し、ＷＤＭカプラ６５を介し、励起光とし
て増幅用ファイバ６４に出力する。この励起光が入力さ
れた増幅用ファイバ６４には、増幅対象の信号光が、信
号光入力ファイバ６９からアイソレータ６３を介して入
力され、励起光と合波してラマン増幅される。
【０００９】増幅用ファイバ６４内においてラマン増幅
された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ６５およ
びアイソレータ６６を介してモニタ光分配用カプラ６７
に入力される。モニタ光分配用カプラ６７は、増幅信号
光の一部を制御回路６８に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ７０に出力す
る。
【００１０】制御回路６８は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体発光素子１８０ａ〜１８０ｄの発
光状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増幅の利得帯
域が平坦な特性となるようにフィードバック制御する。
【００１１】図２８は、ファイバグレーティングを用い
た半導体レーザモジュールの概要構成を示す図である。
図２８において、この半導体レーザモジュール２０１
は、半導体発光素子２０２と光ファイバ２０３とを有す
る。半導体発光素子２０２は、活性層２２１を有する。
活性層２２１は、一端に光反射面２２２が設けられ、他
端に光出射面２２３が設けられる。活性層２２１内で生
じた光は、光反射面２２２で反射して、光出射面２２３
から出力される。
【００１２】半導体発光素子２０２の光出射面２２３に
は、光ファイバ２０３が配置され、光出射面２２３と光
結合される。光ファイバ２０３内のコア２３２には、光
出射面２２３から所定位置にファイバグレーティング２
３３が形成され、ファイバグレーティング２３３は、特
性波長の光を選択的に反射する。すなわち、ファイバグ
レーティング２３３は、外部共振器として機能し、ファ
イバグレーティング２３３と光反射面２２２との間で共
振器を形成し、ファイバグレーティング２３３によって
選択された特定波長のレーザ光が増幅されて出力レーザ
光２４１として出力される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体レーザモジュール２０１（１８２ａ〜１８２
ｄ）は、ファイバグレーティング２３３と半導体発光素
子２０２との間隔が長いため、ファイバグレーティング
２３３と光反射面２２２との間の共振によって相対強度
雑音（ＲＩＮ：Relative Intensity Noise）が大きくな
る。ラマン増幅では、増幅の生じる過程が早く起こるた
め、励起光強度が揺らいでいると、ラマン利得も揺らぐ
ことになり、このラマン利得の揺らぎがそのまま増幅さ
れた信号強度の揺らぎとして出力されてしまい、安定し
たラマン増幅を行わせることができないという問題点が
あった。
【００１４】ここで、ラマン増幅器としては、図２７に
示したラマン増幅器のように信号光に対して後方から励
起する後方励起方式のほかに、信号光に対して前方から
励起する前方励起方式および双方向から励起する双方向
励起方式がある。現在、ラマン増幅器として多用されて
いるのは、後方励起方式である。その理由は、弱い信号
光が強い励起光とともに同方向に進行する前方励起方式
では、励起光強度が揺らぐという問題があるからであ
る。したがって、前方励起方式にも適用できる安定した
励起光源の出現が要望されている。すなわち、従来のフ
ァイバグレーティングを用いた半導体レーザモジュール
を用いると、適用できる励起方式が制限されるという問
題点があった。
【００１５】また、上述した半導体レーザモジュール２
０１は、ファイバグレーティング２３３を有した光ファ
イバ２０３と、半導体発光素子２０２とを光結合する必
要があり、組立時の光軸合わせに時間と労力とがかか
り、結果的にコストが高くなるとともに、共振器内にお
ける機械的な光結合であるために、レーザの発振特性が
機械的振動などによって変化してしまうおそれがあり、
安定した励起光を提供することができない場合が生じる
という問題点があった。
【００１６】さらに、ラマン増幅器におけるラマン増幅
では、信号光の偏波方向と励起光の偏波方向とが一致す
ることを条件としている。すなわち、ラマン増幅では、
増幅利得の偏波依存性があり、信号光の偏波方向と励起
光の偏波方向とのずれによる影響を小さくする必要があ
る。ここで、後方励起方式の場合、信号光は、伝搬中に
偏波がランダムとなるため、問題は生じないが、前方励
起方式の場合、偏波依存性が強く、励起光の直交偏波合
成、デボラライズなどによって偏波依存性を小さくする
必要がある。すなわち、偏光度（ＤＯＰ：Degree Of Po
larization）を小さくする必要がある。
【００１７】なお、ラマン増幅などでは、ＷＤＭ通信方
式に用いられるため、入力される信号光の波長数などに
応じて増幅利得特性を変化させる場合があり、このため
に広いダイナミックレンジをもった高出力動作が要求さ
れ、この場合に、駆動範囲の全域にわたり、所望の発振
スペクトルが維持されることが要求される。すなわち、
駆動電流−光出力特性（Ｉ−Ｌ）特性の線形性が要求さ
れる。
【００１８】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
ラマン増幅器などの励起用光源に適し、低雑音特性と広
いダイナミックレンジとを有し、安定かつ高利得増幅を
可能とする半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール
およびこれを用いたラマン増幅器を提供することを目的
とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる半導体レーザ装置は、レーザ光の
出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ光の反射端面に
設けた第２反射膜との間に形成された活性層の近傍であ
って前記第１反射膜側に部分的に設けられた回折格子を
有し、前記活性層を挟む前記第１反射膜と前記第２反射
膜とによって形成される光共振器の共振器長と前記回折
格子の波長選択特性とを含む発振パラメータの組み合わ
せ設定によって発振波長スペクトルの半値幅内に２本以
上の発振縦モードを含むレーザ光を出力することを特徴
とする。
【００２０】この請求項１の発明によれば、レーザ光の
出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ光の反射端面に
設けた第２反射膜との間に形成された活性層の近傍であ
って前記第１反射膜側に回折格子を部分的に設け、前記
活性層を挟む前記第１反射膜と前記第２反射膜とによっ
て形成される光共振器の共振器長と前記回折格子の波長
選択特性とを含む発振パラメータの組み合わせ設定によ
って発振波長スペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦
モードを含むレーザ光を出力するようにしている。
【００２１】また、請求項２にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子の第１反射膜側
端面は、該第１反射膜に接合されることを特徴とする。
【００２２】この請求項２の発明によれば、前記回折格
子の第１反射膜側端面は、該第１反射膜に接合するよう
にしている。
【００２３】また、請求項３にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子は、回折格子長
が３００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２４】この請求項３の発明によれば、前記回折格
子の回折格子長を３００μｍ以下としている。
【００２５】また、請求項４にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子の回折格子長
は、前記共振器長の（３００／１３００）倍の値以下で
あることを特徴とする。
【００２６】この請求項４の発明によれば、前記回折格
子の回折格子長を、前記共振器長の（３００／１３０
０）倍の値以下としている。
【００２７】また、請求項５にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子は、該回折格子
の結合係数と回折格子長との乗算値が０．３以下である
ことを特徴とする。
【００２８】この請求項５の発明によれば、前記回折格
子の結合係数と回折格子長との乗算値を０．３以下の小
さな値として駆動電流−光出力特性の線形性を良好にし
ている。
【００２９】また、請求項６にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子は、グレーティ
ング周期に所定の周期揺らぎを持たせたことを特徴とす
る。
【００３０】この請求項６の発明によれば、前記回折格
子に、グレーティング周期に所定の周期揺らぎを持たせ
たるようにし、これによって、発振波長スペクトルの半
値幅を広げるようにしている。
【００３１】また、請求項７にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子は、前記グレー
ティング周期をランダムあるいは所定周期で変化させた
グレーティングであることを特徴とする。
【００３２】この請求項７の発明によれば、前記回折格
子を、前記グレーティング周期をランダムあるいは所定
周期で変化させたグレーティングとし、これによって、
回折格子に周期的揺らぎを発生させ、発振波長スペクト
ルの半値幅を広げるようにしている。
【００３３】また、請求項８にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記共振器長は、８００μｍ
以上であることを特徴とする。
【００３４】この請求項８の発明によれば、前記共振器
長を、８００μｍ以上とし、高出力動作を可能としてい
る。
【００３５】また、請求項９にかかる半導体レーザモジ
ュールは、請求項１〜８に記載の半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前記光
ファイバと光結合を行う光結合レンズ系とを備えたこと
を特徴とする。
【００３６】この請求項９の発明によれば、ファイバグ
レーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて該半
導体レーザ装置の共振器が物理的に分離されていないた
め、光軸合わせなどを行う必要がなく、半導体レーザモ
ジュールの組立が容易になるとともに、機械的振動など
によってレーザの発振特性が変化しにくくなり、安定し
たレーザ光を信頼性高く、かつ安定して出力することが
できる。
【００３７】また、請求項１０にかかる半導体レーザモ
ジュールは、上記の発明において、前記半導体レーザ装
置の温度を制御する温度制御装置と、前記光結合レンズ
系内に配置され、光ファイバ側からの反射戻り光の入射
を抑制するアイソレータとをさらに備えたことを特徴と
する。
【００３８】この請求項１０の発明によれば、ファイバ
グレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いてい
るため、インライン式のファイバ型と異なり、偏波無依
存アイソレータを使用することができ、挿入損失の小さ
い半導体レーザモジュールを実現することができる。
【００３９】また、請求項１１にかかるラマン増幅器
は、請求項１〜８に記載の半導体レーザ装置、あるいは
請求項９または１０に記載の半導体レーザモジュールを
広帯域ラマン増幅用の励起光源として用いたことを特徴
とする。
【００４０】この請求項１１の発明によれば、請求項１
〜８に記載の半導体レーザ装置、あるいは請求項９また
は１０に記載の半導体レーザモジュールを広帯域ラマン
増幅用の励起光源として用い、上述した各半導体レーザ
装置あるいは各半導体レーザモジュールの作用効果を奏
するようにしている。
【００４１】また、請求項１２にかかるラマン増幅器
は、上記の発明において、前記半導体レーザモジュール
を用いて、増幅対象媒体の光ファイバに対して信号光の
入射側から励起する前方励起あるいは信号光の出力側か
ら励起する後方励起あるいは信号光の入射側および出力
側の双方向から励起する双方向励起のいずれかを行うこ
とを特徴とする。
【００４２】この請求項１２の発明によれば、安定した
励起光を出力する前記半導体レーザモジュールを用いて
いるので、増幅対象媒体の光ファイバに対して信号光の
入射側から励起する前方励起あるいは信号光の出力側か
ら励起する後方励起あるいは信号光の入射側および出力
側の双方向から励起する双方向励起のいずれかをも行う
ことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュー
ルおよびラマン増幅器の好適な実施の形態について説明
する。
【００４４】(実施の形態１)まず、この発明の実施の形
態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態
１である半導体レーザ装置の概要構成を示す斜めからみ
た破断図である。また、図２は、図１に示した半導体レ
ーザ装置の長手方向の縦断面図である。さらに、図３
は、図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線断面図で
ある。図１〜図３において、この半導体レーザ装置２０
は、ｎ−ＩｎＰ基板１の（１００）面上に、順次、ｎ−
ＩｎＰによるバッファ層と下部クラッド層とを兼ねたｎ
−ＩｎＰバッファ層２、圧縮歪みをもつＧＲＩＮ−ＳＣ
Ｈ−ＭＱＷ（Graded Index-Separate Confinement Hete
rostructure Multi Quantum Well）活性層３、ｐ−Ｉｎ
Ｐスペーサ層４、およびｐ−ＩｎＰクラッド層６、Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層７が積層された構造を有する。
【００４５】ｐ−ＩｎＰスペーサ層４内には、出射側反
射膜１５から１００μｍ延び、膜厚２０ｎｍを有したｐ
−ＩｎＧａＡｓＰの回折格子１３が、ピッチ約２２０ｎ
ｍで周期的に形成され、中心波長１．４８μｍのレーザ
光を選択するようにしている。この回折格子１３は、出
射側反射膜１５に接する配置にすることが望ましいが、
必ずしも接する配置にしなくても、回折格子１３の機能
を発揮する範囲内、たとえば２０μｍ〜１００μｍ程度
の範囲内で出射側反射膜１５から離隔する配置としても
よい。また、半導体レーザ装置２０の製造時における半
導体レーザ装置２０の劈開位置のばらつきなどによっ
て、回折格子１３が反射膜１４側に残っていてもよい。
【００４６】図４は、半導体レーザ装置２０の劈開位置
ばらつきによる回折格子１３の配置ばらつきを示す図で
ある。図４に示した劈開は、ウェハなどの半導体基板上
においてマトリクス状に形成された複数の半導体レーザ
装置から、一連の半導体レーザ装置が隣接したレーザバ
ーを生成する場合である。なお、レーザバーは、一連の
半導体レーザ装置の長手方向側面が隣接した半導体レー
ザ装置群である。このレーザバーの劈開に際し、それぞ
れ正確な劈開位置Ｃｔによって劈開される場合、半導体
レーザ装置２０のように、各半導体レーザ装置の回折格
子１３−１〜１３−３は、各半導体レーザ装置の出射側
反射膜１５に接することになる。しかし、レーザバーの
劈開位置が劈開位置Ｃｔ−１，Ｃｔ―２となった場合、
すなわち劈開位置が正確な劈開位置Ｃｔから出射側にシ
フトした場合、この劈開によって切り出される半導体レ
ーザ装置２１の回折格子１３−１は、その後成膜される
出射側反射膜１５との間に距離Δｄ離隔することにな
る。また、レーザバーの劈開位置が劈開位置Ｃｔ−２，
Ｃｔ−３のように正確な劈開位置Ｃｔ間の間隔を広げる
ような場合、この劈開によって切り出される半導体レー
ザ装置２２の回折格子１３−２は、その後成膜される出
射側反射膜１５との間に距離Δｄ離隔するとともに、反
射膜１４側に隣接する半導体レーザ装置の回折格子１３
−３の一部の回折格子１３−３ａが残って配置されてし
まう。このように回折格子１３−１，１３−２が出射側
反射膜１５から離隔する場合あるいは反射膜１４側に回
折格子１３−３ａとして残る場合であっても、半導体レ
ーザ装置２０とほぼ同じ機能を発揮することができる。
【００４７】この回折格子１３を含むｐ−ＩｎＰスペー
サ層４、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３、およびｎ
−ＩｎＰバッファ層２の上部は、メサストライプ状に加
工され、メサストライプの両側は、電流ブロッキング層
として形成されたｐ−ＩｎＰブロッキング層８とｎ−Ｉ
ｎＰブロッキング層９によって埋め込まれている。ま
た、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層７の上面には、ｐ側電極
１０が形成され、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面には、ｎ側電
極１１が形成される。
【００４８】半導体レーザ装置２０の長手方向の一端面
である光反射端面には、反射率８０％以上の高光反射率
をもつ反射膜１４が形成され、他端面である光出射端面
には、反射率が２％以下、好ましくは１％以下の低光反
射率をもつ出射側反射膜１５が形成される。反射膜１４
と出射側反射膜１５とによって形成された光共振器のＧ
ＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３内に発生した光は、反
射膜１４によって反射し、出射側反射膜１５を介し、レ
ーザ光として出射される。
【００４９】この実施の形態１における半導体レーザ装
置２０は、ラマン増幅器の励起用光源として用いられる
ことを前提とし、その発振波長λ0は、１１００ｎｍ〜
１５５０ｎｍであり、共振器長Ｌは、８００μｍ以上３
２００μｍ以下としている。ところで、一般に、半導体
レーザ装置の共振器によって発生する縦モードのモード
間隔Δλは、等価屈折率を「ｎ」とすると、次式で表す
ことができる。すなわち、 Δλ＝λ0 2／（２・ｎ・Ｌ） である。ここで、発振波長λ0を１４８０μｍとし、実
効屈折率を３．５とすると、共振器長Ｌが８００μｍの
とき、縦モードのモード間隔Δλは、約０．３９ｎｍと
なり、共振器長が３２００μｍのとき、縦モードのモー
ド間隔Δλは、約０．１ｎｍとなる。すなわち、共振器
長Ｌを長くすればするほど、縦モードのモード間隔Δλ
は狭くなり、単一縦モードのレーザ光を発振するための
選択条件が厳しくなる。
【００５０】一方、回折格子１３は、そのブラッグ波長
によって縦モードを選択する。この回折格子１３による
選択波長特性は、図５に示す発振波長スペクトル３０と
して表される。
【００５１】図５に示すように、この実施の形態１で
は、回折格子１３を有した半導体レーザ装置２０による
発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈで示される波長
選択特性内に、発振縦モードを複数存在させるようにし
ている。従来のＤＦＢ半導体レーザ装置では、共振器長
Ｌを８００μｍ以上とすると、単一縦モード発振が困難
であったため、かかる共振器長Ｌを有した半導体レーザ
装置は用いられなかった。しかしながら、この実施の形
態１の半導体レーザ装置２０では、共振器長Ｌを積極的
に８００μｍ以上とすることによって、発振波長スペク
トルの半値幅Δλｈ内に複数の発振縦モードを含ませて
レーザ出力するようにしている。図５では、発振波長ス
ペクトルの半値幅Δλｈ内に３つの発振縦モード３１〜
３３を有している。
【００５２】複数の発振縦モードを有するレーザ光を用
いると、単一縦モードのレーザ光を用いた場合に比し
て、レーザ出力のピーク値を抑えて、高いレーザ出力値
を得ることができる。たとえば、この実施の形態１に示
した半導体レーザ装置では、図６（ｂ）に示すプロファ
イルを有し、低いピーク値で高レーザ出力を得ることが
できる。これに対し、図６（ａ）は、同じレーザ出力を
得る場合の単一縦モード発振の半導体レーザ装置のプロ
ファイルであり、高いピーク値を有している。
【００５３】ここで、半導体レーザ装置をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合、ラマン利得を大きくす
るために励起光出力パワーを増大することが好ましい
が、そのピーク値が高いと、誘導ブリルアン散乱が発生
し、雑音が増加するという不具合が発生する。誘導ブリ
ルアン散乱の発生は、誘導ブリルアン散乱が発生する閾
値Ｐthを有し、同じレーザ出力パワーを得る場合、図６
（ｂ）に示すように、複数の発振縦モードを持たせ、そ
のピーク値を抑えることによって、誘導ブリルアン散乱
の閾値Ｐth内で、高い励起光出力パワーを得ることがで
き、その結果、高いラマン利得を得ることが可能とな
る。
【００５４】また、発振縦モード３１〜３３の波長間隔
（モード間隔）Δλは、０．１ｎｍ以上としている。こ
れは、半導体レーザ装置２０をラマン増幅器の励起用光
源として用いる場合、モード間隔Δλが０．１ｎｍ以下
であると、誘導ブリルアン散乱が発生する可能性が高く
なるからである。この結果、上述したモード間隔Δλの
式によって、上述した共振器長Ｌが３２００μｍ以下で
あることが好ましいことになる。
【００５５】一方、発振波長スペクトル３０の半値幅Δ
λｈ内に含まれる発振縦モードの本数は、３本以上であ
ることが好ましい。これは、半導体レーザ装置２０をラ
マン増幅器の励起用光源として用いる場合、ラマン増幅
が、信号光の偏波方向と励起光の偏波方向とを一致させ
た状態で生じるという偏波依存性を有しているため、半
導体レーザ装置２０から出力された励起光を偏波面保持
ファイバを用いて偏波合成し、偏光がない励起光とする
必要があるが、一般に、発振縦モードの本数が増大する
に従って、必要な偏波面保持ファイバの長さを短くする
ことができる。特に、発振縦モードが４，５本となる
と、急激に、必要な偏波面保持ファイバの長さが短くな
る。したがって、発振縦モードの本数を３本以上、特に
４本以上とすることによって、ラマン増幅器に用いる偏
波面保持ファイバの長さを短くすることができ、ラマン
増幅器を簡素化し、小型化を促進する。さらに、発振縦
モードの本数が増大すると、コヒーレント長が短くな
り、デボラライズによって偏光度（ＤＯＰ：Degree Of
Polarization）が小さくなり、偏波依存性をなくすこと
が可能となり、これによっても、ラマン増幅器の簡素化
と小型化とを促進することができる。
【００５６】ここで、発振波長スペクトル幅が広すぎる
と、波長合成カプラによる合波ロスが大きくなるととも
に、発振波長スペクトル幅内における波長の動きによっ
て、雑音や利得変動を発生させることになる。このた
め、発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈは、３ｎｍ
以下、好ましくは２ｎｍ以下とする必要がある。
【００５７】さらに、従来の半導体レーザ装置では、図
２８に示したように、ファイバグレーティングを用いた
半導体レーザモジュールとしていたため、ファイバグレ
ーティング２３３と光反射面２２２との間の共振によっ
て相対強度雑音（ＲＩＮ）が大きくなり、安定したラマ
ン増幅を行うことができないが、この実施の形態１に示
した半導体レーザ装置２０では、ファイバグレーティン
グ２３３を用いず、出射側反射膜１５から出射したレー
ザ光をそのまま、ラマン増幅器の励起用光源として用い
ているため、相対強度雑音が小さくなり、その結果、ラ
マン利得の揺らぎが小さくなり、安定したラマン増幅を
行わせることができる。
【００５８】また、図２８に示した半導体レーザモジュ
ールでは、ファイバグレーティング２３３を有する光フ
ァイバ２０３と半導体発光素子２０２とを光結合させる
必要があるため、半導体レーザ装置の組立時における光
軸合わせが必要となり、そのための時間と労力とがかか
るが、この実施の形態１の半導体レーザ装置では、共振
器ではなく、光出力のための光軸合わせであるため、そ
の組立が容易となる。また、図２８に示した半導体レー
ザモジュールでは、共振器内に機械的な結合を必要とす
るため、振動などによってレーザの発振特性が変化する
場合が発生するが、この実施の形態１の半導体レーザ装
置では、機械的な振動などによるレーザの発振特性の変
化がなく、安定した光出力を得ることができる。
【００５９】たとえば、図７は、複数の発振縦モードが
出力されたスペクトル図であり、図７では、安定した３
本の発振縦モードをもつレーザ光を出力している。な
お、図７に示したスペクトルは、回折格子長Ｌg＝１０
０μｍ、共振器長Ｌ＝１３００μｍ、回折格子の結合係
数κiと共振器長Ｌとの積κi・Ｌg＝０．１１、出射側
反射膜１５の反射率が０．１％、反射膜１４の反射率が
９７％、駆動電流Ｉoｐ＝７００ｍＡのときに、１４８
０ｎｍ近傍において３本の発振縦モード出力で２１０ｍ
Ｗの光出力を得、半値幅Δλhは、０．５〜０．６ｎｍ
となっている。この場合におけるファーフィールドパタ
ーン（ＦＦＰ：Far Field Pattern）の半値幅（ＦＷＨ
Ｍ：Full Width Half Maximum）は、水平方向の半値幅
が１６〜１８度であり、垂直方向の半値幅が２１〜２４
度となる。
【００６０】ここで、この実施の形態１における回折格
子１３の構成について詳述する。上述したように、発振
縦モード数は複数であることがラマン増幅器の励起用光
源として適切である。そこで、回折格子１３の長さが発
振縦モード数に与える影響について考察した。図８は、
共振器長Ｌが１３００μｍのときにおける回折格子長Ｌ
gに対する発振縦モード数の関係を示す図である。図８
では、回折格子長Ｌgが４００μｍのときに、１本の発
振縦モード数で発振（単一縦モード発振）を行ってお
り、回折格子長Ｌgが２００μｍのときに、１〜３本の
発振縦モード数で発振し、回折格子長Ｌgが３００μｍ
のときに、２〜４本の発振縦モード数で発振している。
したがって、回折格子長Ｌgが１００μｍのときに、確
実に２本以上の発振縦モードで発振しているが、傾向と
して回折格子長Ｌgが２００μｍ以下で２本以上の発振
縦モード数となることを示している。
【００６１】この場合、図８では、回折格子１３の結合
係数κiの値を、１１ｃｍ-1と２０ｃｍ-1とのときに求
めているが、回折格子長Ｌgに対する発振縦モード数
は、結合係数κiには無関係であり、ともに一致した特
性を示している。したがって、共振器長Ｌが１３００μ
ｍのとき、回折格子長Ｌgを３００μｍ以下、好ましく
は２００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下と
することによって、複数本の発振縦モードを得ることが
できる。
【００６２】ところで、共振器長Ｌの長短に比例して発
振縦モード間隔も変化するため、回折格子長Ｌgは、共
振器長Ｌに比例した値となる。すなわち、回折格子長Ｌ
g：共振器長Ｌ＝３００：１３００の関係を維持するた
め、回折格子長Ｌgが３００μｍ以下で複数の発振縦モ
ードが得られる関係は、 Ｌg×（１３００（μｍ）／Ｌ）≦３００（μｍ） として拡張することができる。
【００６３】さらに、この実施の形態１では、結合係数
κiと回折格子長Ｌgとの関係について考察した。まず、
図９は、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３と回折格子
１３との配置関係を示しており、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ活性層３は、ＭＱＷ層３ｂがＧＲＩＮ−ＳＣＨ層３
ａ，３ｃに挟まれた構造となっている。図８において、
回折格子１３の回折格子長は「Ｌg」（μｍ）であり、
回折格子の厚さは「ｔgr」（ｎｍ）であり、回折格子１
３とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層３ａとの間の厚さは「ｄsp」
（ｎｍ）であり、回折格子１３の結合係数は「κi」
（ｃｍ-1）であり、回折格子組成波長は「λgr」（μ
ｍ）である。なお、回折格子組成波長λgrは、ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１にほぼ格子整合するために、回折格子１３を組
成する材料のバンドギャップエネルギーに対応した波長
である。
【００６４】ここで、回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層と
の間の厚さｄsp、回折格子の厚さｔgr、回折格子組成波
長λgr、結合係数κiを変化させた組み合わせに対し
て、回折格子長Ｌgを３０μｍ、６０μｍ、１００μ
ｍ、２００μｍ、４００μｍと変化させた場合における
電流−光出力（Ｉ−Ｌ）特性を調べてみた。すなわち、
回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さｄsp＝２０
０ｎｍ、回折格子の厚さｔgr＝２０ｎｍ、回折格子組成
波長λgr＝１．１μｍ、結合係数κi＝１１ｃｍ-1のと
きに、回折格子長Ｌgrを３０μｍ、６０μｍ、１００μ
ｍ、２００μｍ、４００μｍと変化させた場合と、回折
格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さｄsp＝２００ｎ
ｍ、回折格子の厚さｔgr＝２０ｎｍ、回折格子組成波長
λgr＝１．２５μｍ、結合係数κi＝２０ｃｍ-1のとき
に、回折格子長Ｌgrを３０μｍ、６０μｍ、１００μ
ｍ、２００μｍ、４００μｍと変化させた場合と、回折
格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さｄsp＝１００ｎ
ｍ、回折格子の厚さｔgr＝２５ｎｍ、回折格子組成波長
λgr＝１．３５μｍ、結合係数κi＝４４ｃｍ-1のとき
に、回折格子長Ｌgrを１００μｍ、２００μｍ、４００
μｍと変化させた場合とについて考察した。なお、共振
器長Ｌは、１３００μｍである。
【００６５】図１０は、この場合におけるＩ−Ｌ（駆動
電流Ｉoｐに対する光出力Ｐo）特性の判定結果を示す図
である。結果として、結合係数κi＝１１ｃｍ-1のとき
において回折格子長Ｌgが６０μｍおよび１００μｍの
ときに、良好なＩ−Ｌ特性を示し、結合係数κi＝２０
ｃｍ-1のときにおいて回折格子長Ｌgが３０μｍおよび
６０μｍのときに良好なＩ−Ｌ特性を示し、その他の場
合においては、良好なＩ−Ｌ特性は得られなかった。な
お、結合係数κi＝１１ｃｍ-1のときにおいて回折格子
長Ｌgが２００μｍのときと、結合係数κi＝２０ｃｍ-1
のときにおいて回折格子長Ｌgが１００μｍのときに
は、やや良好なＩ−Ｌ特性が得られた。
【００６６】ここで、良好なＩ−Ｌ特性が得られないと
きは、キンクが多いことと高出力動作ができないことで
ある。たとえば、図１１は、結合係数κiが２０ｃｍ-1
であって回折格子長Ｌgが３０μｍのときのＩ−Ｌ特性
であり、Ｉ−Ｌ特性が良好な場合を示し、図１２は、結
合係数κiが２０ｃｍ-1であって回折格子長Ｌgが１００
μｍのときのＩ−Ｌ特性であり、Ｉ−Ｌ特性がやや良好
な場合を示し、図１３は、結合係数κiが１１ｃｍ-1で
あって回折格子長Ｌgが４００μｍのときのＩ−Ｌ特性
であり、Ｉ−Ｌ特性が不良な場合を示している。なお、
図１１〜図１３では、各Ｉ−Ｌ特性の変化をわかりやす
くするため、Ｉ−Ｌ曲線ＬＰ１〜ＬＰ３の１次微分であ
る微分曲線ＳＥ１〜ＳＥ３も併せて示している。
【００６７】図１１に示した良好はＩ−Ｌ特性は、数十
ｍＡから１５００ｍＡ程度まで、大きなキンクが発生し
ておらず、駆動電流Ｉopが１２００ｍＡ近傍で約４００
ｍＷの高出力かつ高効率動作を可能としている。これに
対し、図１２に示したやや良好でないＩ−Ｌ特性は、駆
動電流Ｉopが９００ｍＡおよび１２００ｍＡ近傍でキン
クＫ１，Ｋ２を発生し、不安定な発振動作を示してい
る。さらに、図１３に示した不良なＩ−Ｌ特性は、駆動
電流が９００ｍＡ近傍で大きなキンクＫ３を発生し、非
常に不安定な発振動作を示している。
【００６８】ここで注目すべきことは、結合係数κi
が、回折格子１３の屈折率変化と回折格子層での光閉じ
込め係数Γgとの関数で表され、さらに光閉じ込め係数
Γgは、回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さｄs
p、回折格子の厚さｔgr、回折格子組成波長λgrなどを
パラメータとする関数で表され、結果的に、結合係数κ
iは、回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さｄs
p、回折格子の厚さｔgr、回折格子組成波長λgrなどを
パラメータとする関数で表されることである。すなわ
ち、結合係数κiは、回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層と
の間の厚さｄsp、回折格子の厚さｔgr、回折格子組成波
長λgrなどによって依存する値であり、逆に、これらを
代表する値であるとも言える。
【００６９】そこで、図９に示した結果を考察すると、
結合係数κiと回折格子長Ｌgとの積である無次元の「κ
i・Ｌg」によってＩ−Ｌ特性を評価できることになる。
図１０では、積κi・Ｌgが「０．０６」と「０．１」と
「０．１２」のときにＩ−Ｌ特性が良好であり、積κi
・Ｌgが「０．２」のときに、やや良好でないＩ−Ｌ特
性が得られ、積κi・Ｌgが「０．４」以上のときに、不
良なＩ−Ｌ特性が得られている。この結果から、積κi
・Ｌgが「０．３」程度以下のときに良好なＩ−Ｌ特性
が得られ、特に積κi・Ｌgが「０．１」のときに最適な
Ｉ−Ｌ特性が得られ、低雑音特性と広いダイナミックレ
ンジが得られる。ここで、積κi・Ｌgが「０．２」のと
きに、やや良好でないＩ−Ｌ特性であり、キンクの発生
によって発振波長がシフトするなどによって波長安定性
が阻害されるが、このような波長不安定性は、たとえば
温度制御などを行って波長安定制御を行うことによって
解消される。このような波長安定制御を行うことによっ
て、Ｉ−Ｌ曲線ＬＰ２から、キンクＫ１，Ｋ２がなくな
り、良好なＩ−Ｌ特性を示すことになる。なお、積κi
・Ｌgが「０．０３」と非常に小さい場合には、波長の
引き込みが十分に行えず、波長選択性が劣化するため、
実用に耐えない。
【００７０】図１４は、良好なＩ−Ｌ特性を示した半導
体レーザ装置の積κi・Ｌgに対する光出力の関係を示
し、各プロットは、駆動電流Ｉopを６００ｍＡ与えたと
きの積κi・Ｌgに対する光出力の関係を示している。こ
こで、積κi・Ｌgが「０．１」のときに光出力が最大値
「２６０」ｍＷを示し、つぎに、大きな値を示すのは積
κi・Ｌgが「０．０６」のときであり、このときの光出
力は「２４３」ｍＷである。また、積κi・Ｌgが「０．
１」以上になると、積κi・Ｌgが大きくなるに従って、
順次光出力が低下する傾向がある。したがって、積κi
・Ｌgが「０．１」のときが最適であるといえ、安定
し、かつ高効率動作が実現される。
【００７１】逆に、このことから、積κi・Ｌgの値が一
定値を満足するのであれば、結合係数κiと回折格子長
Ｌgとを任意に設定することができる。また、上述した
ように、結合係数κiは、回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ
層との間の厚さｄsp、回折格子の厚さｔgr、回折格子組
成波長λgrなどによって依存する値であるため、これら
の値も任意に設定することができる。たとえば、図１５
に示すように、これらの各パラメータを適切に設定した
回折格子１３を構成することができる。この場合、積κ
i・Ｌgの値は、最適な「０．１」あるいは準最適な
「０．０５」となるように設定している。
【００７２】たとえば、結合係数κiを「２４．４」
（ｃｍ-1）、回折格子長Ｌgを「４０」（μｍ）とし、
積κi・Ｌgを「０．０９７６≒０．１０」に設定すると
良好なＩ−Ｌ特性が得られる。この場合、回折格子とＧ
ＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さｄspを「５０」（ｎ
ｍ）、回折格子の厚さｔgrを「３０」（ｎｍ）、回折格
子組成波長λgrを「１．１」（μｍ）としている。
【００７３】この実施の形態１によれば、回折格子１３
をＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３の近傍であって、
出射側反射膜１５側に設け、発振波長が１１００〜１５
５０μｍの場合であって、共振器長Ｌが１３００μｍの
場合、回折格子長Ｌgを３００μｍ以下とすることによ
って、発振波長スペクトル内に複数本の発振縦モードを
得ることができるので、ラマン増幅器用の励起用光源と
して用いた場合に、誘導ブリルアン散乱を発生せずに、
安定かつ高いラマン利得を得ることができる。
【００７４】特に、結合係数κiと回折格子長Ｌgとの積
κi・Ｌgの値を０．３以下、好ましくは０．２以下、さ
らに好ましくは０．１以下とすることによって、大きな
キンクが少なく、広いダイナミックレンジをもつＩ−Ｌ
特性を得ることができ、高効率かつ高出力動作の半導体
レーザ装置を実現できる。
【００７５】また、ファイバグレーティングを用いた半
導体レーザモジュールのように、ファイバグレーティン
グをもつ光ファイバと半導体発光素子との光結合を共振
器内において行わないので、組立が容易となり、機械的
振動などによる不安定出力を回避することができる。
【００７６】なお、活性層に沿って、回折格子が形成さ
れている半導体レーザ装置に限らず、活性層に隣接する
光導波路を有する半導体レーザ装置においても、同様に
適用することができるのは明らかである。
【００７７】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、回折格子１３が中心波長に対して揺らぎを持つ波長
選択性によって、複数本の発振縦モードを出力するよう
にしていたが、この実施の形態２では、回折格子１３に
対して積極的に揺らぎをもたせ、発振縦モードの数を増
やすことができる半導体レーザ装置を得るようにしてい
る。
【００７８】図１６は、この発明の実施の形態２である
半導体レーザ装置の構成を示す縦断面図である。また、
図１７は、異なる周期Λ1，Λ2の回折格子を有する半導
体レーザ装置の発振波長スペクトルを示す図である。図
１７において、回折格子１３ａは、波長λ１の発振波長
スペクトルを形成し、この発振波長スペクトル内に３本
の発振縦モードを選択する。一方、回折格子１３ｂは、
波長λ２の発振波長スペクトルを形成し、この発振波長
スペクトル内に３本の発振縦モードを選択する。したが
って、回折格子１３ａ，１３ｂによる複合発振波長スペ
クトル４０は、個々の発振波長スペクトルの半値幅Δλ
ｈよりも広がった半値幅Δλｈ’を有し、この複合発振
波長スペクトル４０内に４〜５本の発振縦モードが含ま
れることになる。この結果、単一の発振波長スペクトル
を形成するときに比べ、一層多くの発振縦モードを容易
に選択出力することができ、光出力の増大をもたらすこ
とができる。
【００７９】具体的には、図１６に示した半導体レーザ
装置によって実現される。図１６において、この半導体
レーザ装置では、実施の形態１に示した回折格子１３に
代わって、２つの回折格子１３ａ，１３ｂが設けられ
る。なお、共振器長Ｌは、１３００μｍである。その他
の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分に
は同一符号を付している。回折格子１３ａは、活性層３
に沿って長さ５０μｍであって波長λ１の波長選択性を
有し、回折格子１３ｂは、活性層３に沿って長さ５０μ
ｍであって波長λ２の波長選択性を有する。回折格子１
３ａは、出射側反射膜１５近傍に設けられ、回折格子１
３ｂは、回折格子１３ａの反射膜１４側端面と距離１μ
ｍをおいて反射膜１４側に設けられる。波長λ１を選択
する回折格子１３ａの周期Λ1と、波長λ２を選択する
回折格子１３ｂの周期Λ2との関係は、 Λ1＝Λ2＋０．２（ｎｍ） であり、周期Λ1，Λ2は、１４８０ｎｍ近傍の値であ
る。なお、回折格子１３ａの出射側反射膜１５側端面と
出射側反射膜１５との間は、接することが望ましいが、
必ずしも接する配置にしなくても、回折格子１３ａ，１
３ｂの機能を発揮する範囲内、たとえば２０μｍ〜１０
０μｍ程度の範囲内で出射側反射膜１５から離隔する配
置としてもよい。また、半導体レーザ装置２０の製造時
における半導体レーザ装置２０の劈開位置のばらつきな
どによって、回折格子１３ｂの一部が反射膜１４側に残
っていてもよい。
【００８０】また、図１８は、図１６に示した回折格子
１３ａ，１３ｂを設けた場合におけるＩ−Ｌ特性の結果
を示す図である。なお、ここでは、各回折格子１３ａ，
１３ｂの長さが５０μｍであるため、回折格子長Ｌgが
１００μｍの場合と比較している。図１８において、結
合係数κiと回折格子長Ｌgとの積κi・Ｌgが「０．２」
のとき、Ｉ−Ｌ特性はやや良好であったが、この回折格
子１３ａ，１３ｂを用いると、Ｉ−Ｌ特性が良好にな
り、キンクの発生がなく、安定した発振動作と高効率動
作とを確実にすることができる。なお、この場合におけ
る発振縦モード本数は、４本であった。
【００８１】なお、回折格子に大きな揺らぎを与える態
様には次のようなものがある。図１９は、この発明の実
施の形態２である半導体レーザ装置の応用例の構成を示
す縦断面図である。図１９において、回折格子４７は、
活性層３に沿って、出射側反射膜１５側に設けられ、そ
のグレーティング周期を周期的に変化させたチャープド
グレーティングであり、この回折格子４７の波長選択性
に揺らぎを発生させ、発振波長スペクトルの半値幅Δλ
hを広げ、半値幅Δλh内の発振縦モードの本数を増大す
るようにしている。その他の構成は、実施の形態１と同
じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００８２】図２０は、回折格子４７のグレーティング
周期の周期的変化を示す図である。図２０に示すよう
に、回折格子４７は、平均周期が２２０ｎｍであり、±
０．０２ｎｍの周期揺らぎ（偏差）を周期Ｃで繰り返す
構造を有している。この±０．０２の周期揺らぎによっ
て、発振波長スペクトルの半値幅Δλh内に３〜６本程
度の発振縦モードをもたせることができる。
【００８３】なお、回折格子４７の構成としては、一定
の周期Ｃでグレーティング周期を変化させるチャープド
グレーティングに限らず、グレーティング周期を、周期
Λ1（２２０ｎｍ＋０．０２ｎｍ）と周期Λ2（２２０ｎ
ｍ−０．０２ｎｍ）との間でランダムに変化させるよう
にしてもよい。
【００８４】さらに、図２１（ａ）に示すように、周期
Λ1と周期Λ2とを一回ずつ交互に繰り返す回折格子とし
て、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。また、図
２１（ｂ）に示すように、周期Λ1と周期Λ2とをそれぞ
れ複数回、交互に繰り返す回折格子として、周期揺らぎ
を持たせるようにしてもよい。さらに、図２１（ｃ）に
示すように、連続する複数回の周期Λ1と連続する複数
回の周期Λ2とをもつ回折格子として、周期揺らぎを持
たせるようにしてもよい。また、周期Λ1と周期Λ2との
間の離散的な異なる値をもつ周期を補完して配置するよ
うにしてもよい。
【００８５】この実施の形態２では、実施の形態１と同
様に、適切な回折格子長Ｌgと、積κi・Ｌgとを持たせ
ることによって良好なＩ−Ｌ特性をもたせるとともに、
回折格子４７に大きな揺らぎを設け、複合発振波長スペ
クトルの半値幅Δλhを広げ、さらに多くの発振縦モー
ドを持たせるようにし、高出力かつ安定した半導体レー
ザ装置を実現している。
【００８６】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。この実施の形態３では、上
述した実施の形態１，２で示した半導体レーザ装置をモ
ジュール化したものである。
【００８７】図２２は、この発明の実施の形態３である
半導体レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。
図２２において、この半導体レーザモジュール５０は、
上述した実施の形態１，２で示した半導体レーザ装置に
対応する半導体レーザ装置５１を有する。半導体レーザ
モジュール５０の筐体として、セラミックなどによって
形成されたパッケージ５９の内部底面上に、温度制御装
置としてのペルチェ素子５８が配置される。ペルチェ素
子５８上にはベース５７が配置され、このベース５７上
にはヒートシンク５７ａが配置される。ペルチェ素子５
８には、図示しない電流が与えられ、その極性によって
冷却および加熱を行うが、半導体レーザ装置５１の温度
上昇による発振波長ずれを防止するため、主として冷却
器として機能する。すなわち、ペルチェ素子５８は、レ
ーザ光が所望の波長に比して長い波長である場合には、
冷却して低い温度に制御し、レーザ光が所望の波長に比
して短い波長である場合には、加熱して高い温度に制御
する。この温度制御は、具体的に、ヒートシンク５７ａ
上であって、半導体レーザ装置５１の近傍に配置された
サーミスタ５８ａの検出値をもとに制御され、図示しな
い制御装置は、通常、ヒートシンク５７ａの温度が一定
に保たれるようにペルチェ素子５８を制御する。また、
図示しない制御装置は、半導体レーザ装置５１の駆動電
流を上昇させるに従って、ヒートシンク５７ａの温度が
下がるようにペルチェ素子５８を制御する。このような
温度制御を行うことによって、半導体レーザ装置５１の
波長安定性を向上させることができ、歩留まりの向上に
も有効となる。なお、ヒートシンク５７ａは、たとえば
ダイヤモンドなどの高熱伝導率をもつ材質によって形成
することが望ましい。これは、ヒートシンク５７ａがダ
イヤモンドで形成されると、高電流印加時の発熱が抑制
されるからである。
【００８８】ベース５７上には、半導体レーザ装置５１
およびサーミスタ５８ａを配置したヒートシンク５７
ａ、第１レンズ５２、および電流モニタ５６が配置され
る。半導体レーザ装置５１から出射されたレーザ光は、
第１レンズ５２、アイソレータ５３、および第２レンズ
５４を介し、光ファイバ５５上に導波される。第２レン
ズ５４は、レーザ光の光軸上であって、パッケージ５９
上に設けられ、外部接続される光ファイバ５５に光結合
される。なお、電流モニタ５６は、半導体レーザ装置５
１の反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。
【００８９】ここで、この半導体レーザモジュール５０
では、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に
戻らないように、半導体レーザ装置５１と光ファイバ５
５との間にアイソレータ５３を介在させている。このア
イソレータ５３には、ファイバグレーティングを用いた
従来の半導体レーザモジュールと異なり、インライン式
のファイバ型でなく、半導体レーザモジュール５０内に
内蔵できる偏波無依存型のアイソレータを用いることが
できるため、アイソレータによる挿入損失を小さく、さ
らに低い相対強度雑音（ＲＩＮ）を達成することがで
き、部品点数も減らすことができる。
【００９０】この実施の形態３では、実施の形態１，２
で示した半導体レーザ装置をモジュール化しているた
め、偏波無依存型のアイソレータを用いることができ、
挿入損失を小さくすることができ、低雑音化および部品
点数の減少を促進することができる。
【００９１】（実施の形態４）つぎに、この発明の実施
の形態４について説明する。この実施の形態４では、上
述した実施の形態３に示した半導体レーザモジュールを
ラマン増幅器に適用したものである。
【００９２】図２３は、この発明の実施の形態４である
ラマン増幅器の構成を示すブロック図である。このラマ
ン増幅器は、ＷＤＭ通信システムに用いられる。図２３
において、このラマン増幅器は、上述した実施の形態３
に示した半導体レーザモジュールと同一構成の半導体レ
ーザモジュール６０ａ〜６０ｄを用い、図２７に示した
半導体レーザモジュール１８２ａ〜１８２ｄを、上述し
た半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄに置き換えた
構成となっている。
【００９３】各半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｂ
は、偏波面保持ファイバ７１を介して、複数の発振縦モ
ードを有するレーザ光を偏波合成カプラ６１ａに出力
し、各半導体レーザモジュール６０ｃ，６０ｄは、偏波
面保持ファイバ７１を介して、複数の発振縦モードを有
するレーザ光を偏波合成カプラ６１ｂに出力する。ここ
で、半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｂが発振する
レーザ光は、同一波長である、また、半導体レーザモジ
ュール６０ｃ，６０ｄが発振するレーザ光は、同一波長
であるが半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｂが発振
するレーザ光の波長とは異なる。これは、ラマン増幅が
偏波依存性を有するためであり、偏波合成カプラ６１
ａ，６１ｂによって偏波依存性が解消されたレーザ光と
して出力するようにしている。
【００９４】各偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力
された異なる波長をもったレーザ光は、ＷＤＭカプラ６
２によって合成され、合成されたレーザ光は、ＷＤＭカ
プラ６５を介してラマン増幅用の励起光として増幅用フ
ァイバ６４に出力される。この励起光が入力された増幅
用ファイバ６４には、増幅対象の信号光が入力され、ラ
マン増幅される。
【００９５】増幅用ファイバ６４内においてラマン増幅
された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ６５およ
びアイソレータ６６を介してモニタ光分配用カプラ６７
に入力される。モニタ光分配用カプラ６７は、増幅信号
光の一部を制御回路６８に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ７０に出力す
る。
【００９６】制御回路６８は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄ
のレーザ出力状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増
幅の利得帯域が平坦な特性となるようにフィードバック
制御する。
【００９７】この実施の形態３に示したラマン増幅器で
は、たとえば図２７に示した半導体発光素子１８０ａと
ファイバグレーティング１８１ａとが偏波面保持ファイ
バ７１ａで結合された半導体レーザモジュール１８２ａ
を用いず、実施の形態１，２で示した半導体レーザ装置
が内蔵された半導体レーザモジュール６０ａを用いるよ
うにしているので、偏波面保持ファイバ７１ａの使用を
削減することができる。なお、上述したように、各半導
体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄは、複数の発振縦モ
ードを有しているため、偏波面保持ファイバ長を短くす
ることができる。この結果、ラマン増幅器の小型軽量化
とコスト低減を実現することができる。
【００９８】なお、図２３に示したラマン増幅器では、
偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂを用いているが、図２４
に示すように半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｃか
ら、それぞれ偏波面保持ファイバ７１を介して直接ＷＤ
Ｍカプラ６２に光出力するようにしてもよい。この場
合、半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｃの偏波面
は、偏波面保持ファイバ７１に対して４５度となるよう
に入射する。これによって、偏波面保持ファイバ７１か
ら出力される光出力の偏波依存性がなくすことができ、
一層、小型かつ部品点数の少ないラマン増幅器を実現す
ることができる。
【００９９】また、半導体レーザモジュール６０ａ〜６
０ｄ内に内蔵される半導体レーザ装置として実施の形態
２に示した半導体レーザ装置を用いると、発振縦モード
数が多いため、必要な偏波面保持ファイバ７１の長さを
短くすることができる。特に、発振縦モードが４，５本
になると、急激に、必要な偏波面保持ファイバ７１の長
さが短くなるため、ラマン増幅器の簡素化と小型化を促
進することができる。さらに、発振縦モードの本数が増
大すると、コヒーレント長が短くなり、デポラライズに
よって偏光度（ＤＯＰ：Degree Of Polarization）が小
さくなり、偏波依存性をなくすことが可能となり、これ
によっても、ラマン増幅器の簡素化と小型化とを一層促
進することができる。
【０１００】また、上述した実施の形態１，２が有する
作用効果をラマン増幅器に与えることができる。たとえ
ば、ファイバグレーティングを用いた半導体レーザモジ
ュールに比して相対強度雑音（ＲＩＮ）を低減すること
ができるので、ラマン利得の揺らぎを抑えることがで
き、安定したラマン増幅を行うことができる。たとえ
ば、図２５は、半導体レーザ装置に対する駆動電流Ｉop
が３００ｍＡ以上のときに、周波数０．１〜１５ＧＨｚ
の信号光を増幅した場合の相対強度雑音を示す雑音スペ
クトル図である。図２５に示すように、相対強度雑音
は、−１５０ｄＢ／Ｈｚ以下であり、低雑音化が促進さ
れたラマン増幅器を実現している。
【０１０１】さらに、このラマン増幅器では、ファイバ
グレーティングを用いた半導体レーザモジュールに比し
て光軸合わせが容易であり、組立性が向上し、共振器内
に機械的な光結合がないため、この点からも、ラマン増
幅の安定性、信頼性を高めることができる。
【０１０２】さらに、上述した実施の形態１，２の半導
体レーザ装置では、複数の発振モードを有しているた
め、誘導ブリルアン散乱を発生させずに、高出力の励起
光を発生することができるので、安定し、かつ高いラマ
ン利得を得ることができる。
【０１０３】また、図２３および図２４に示したラマン
増幅器は、後方励起方式であるが、上述したように、半
導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄが安定した励起光
を出力するため、前方励起方式であっても、双方向励起
方式であっても、安定したラマン増幅を行うことができ
る。
【０１０４】この図２３あるいは図２４に示したラマン
増幅器は、上述したようにＷＤＭ通信システムに適用す
ることができる。図２６は、図２３あるいは図２４に示
したラマン増幅器を適用したＷＤＭ通信システムの概要
構成を示すブロック図である。
【０１０５】図２６において、複数の送信機Ｔｘ１〜Ｔ
ｘｎから送出された波長λ1〜λnの光信号は、光合波器
８０によって合波され、１つの光ファイバ８５に集約さ
れる。この光ファイバ８５の伝送路上には、図２３ある
いは図２４に示したラマン増幅器に対応した複数のラマ
ン増幅器８１，８３が距離に応じて配置され、減衰した
光信号を増幅する。この光ファイバ８５上を伝送した信
号は、光分波器８４によって、複数の波長λ１〜λｎの
光信号に分波され、複数の受信機Ｒｘ１〜Ｒｘｎに受信
される。なお、光ファイバ８５上には、任意の波長の光
信号を付加し、取り出したりするＡＤＭ（Add/Drop Mul
tiplexer）が挿入される場合もある。
【０１０６】なお、上述した実施の形態４では、実施の
形態１，２に示した半導体レーザ装置あるいは実施の形
態３に示した半導体レーザモジュールを、ラマン増幅用
の励起光源に用いる場合を示したが、これに限らず、た
とえば、９８０ｎｍ，１４８０ｎｍなどのＥＤＦＡ励起
用光源として用いることができるのは明らかである。
【０１０７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レ
ーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成され
た活性層の近傍であって前記第１反射膜側に回折格子を
部分的に設け、前記活性層を挟む前記第１反射膜と前記
第２反射膜とによって形成される光共振器の共振器長と
前記回折格子の波長選択特性とを含む発振パラメータの
組み合わせ設定によって発振波長スペクトルの半値幅内
に２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力するよ
うにしているので、ファイバグレーティングを用いた半
導体レーザ装置に比して、共振器内に雑音が入り込む余
地がないため、相対強度雑音が、周波数０．１〜１０Ｇ
Ｈｚにおいて−１５０ｄＢ／Ｈｚ程度まで低減され、ラ
マン増幅器に用いた場合に安定したラマン増幅を行うこ
とができるという効果を奏する。
【０１０８】また、共振器が物理的に分離されていない
ため、光軸合わせなどを行う必要がなく、組立が容易に
なるとともに、機械的振動などによってレーザの発振特
性が変化しにくくなり、安定したレーザ光を信頼性高く
出力することができ、ラマン増幅器に用いた場合に安定
かつ信頼性の高いラマン増幅を行うことができるという
効果を奏する。
【０１０９】さらに、複数の発振縦モードの存在によっ
て光出力ピーク値を抑えて、光出力パワーを増大させる
ことができ、ラマン増幅器に用いた場合に、誘導ブリル
アン散乱を抑えつつ、高いラマン増幅を行うことができ
るという効果を奏する。
【０１１０】また、複数の発振縦モードの存在によっ
て、偏光度が小さくなり、偏波面保存ファイバ長を短く
することができ、小型軽量化を促進できるとともに、コ
ストを低減することができるという効果を奏する。
【０１１１】また、請求項２の発明によれば、前記回折
格子の第１反射膜側端面は、該第１反射膜に接合するよ
うにしているので、レーザ光出射時の波長選択を確実か
つ効率的に行うことができるという効果を奏する。
【０１１２】また、請求項３の発明によれば、前記回折
格子の回折格子長を３００μｍ以下としているので、複
数の発振縦モードを容易に生成でき、かつ光出力の効率
を向上させることができるという効果を奏する。
【０１１３】また、請求項４の発明によれば、前記回折
格子の回折格子長を、前記共振器長の（３００／１３０
０）倍の値以下としているので、任意の共振器長に対し
ても、複数の発振縦モードを容易に生成でき、かつ高出
力の光出力効率を向上させることができるという効果を
奏する。
【０１１４】また、請求項５の発明によれば、前記回折
格子の結合係数と回折格子長との乗算値を０．３以下の
小さな値として駆動電流−光出力特性の線形性を良好に
しているので、駆動電流−光出力特性上のキンクの発生
を抑えることができ、安定したレーザ光を出力すること
ができるという効果を奏する。
【０１１５】また、請求項６の発明によれば、前記回折
格子に、グレーティング周期に所定の周期揺らぎを持た
せたるようにし、これによって、発振波長スペクトルの
半値幅を広げるようにしているので、発振波長スペクト
ルの半値幅内に含まれる発振縦モード数の増大を容易に
行うことができ、安定かつ高効率の半導体レーザ装置を
実現することができるという効果を奏する。
【０１１６】また、請求項７の発明によれば、前記回折
格子を、前記グレーティング周期をランダムあるいは所
定周期で変化させたグレーティングとし、これによっ
て、回折格子に周期的揺らぎを発生させ、発振波長スペ
クトルの半値幅を広げるようにしているので、発振波長
スペクトルの半値幅内に含まれる発振縦モード数の増大
を容易に行うことができ、安定かつ高効率の半導体レー
ザ装置を実現することができるという効果を奏する。
【０１１７】また、請求項８の発明によれば、前記共振
器長を、８００μｍ以上とし、高出力動作を可能として
いるので、上述した低雑音特性および駆動電流−光出力
特性の良好な線形性を、広いダイナミックレンジで得る
ことができるという効果を奏する。
【０１１８】また、請求項９の発明によれば、ファイバ
グレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて該
半導体レーザ装置の共振器が物理的に分離されていない
ため、光軸合わせなどを行う必要がなく、半導体レーザ
モジュールの組立が容易になるとともに、機械的振動な
どによってレーザの発振特性が変化しにくくなり、安定
したレーザ光を信頼性高く、かつ安定して出力すること
ができる半導体レーザモジュールを実現することができ
るという効果を奏する。
【０１１９】また、請求項１０の発明によれば、ファイ
バグレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて
いるため、インライン式のファイバ型と異なり、偏波面
無依存型のアイソレータを、ファイバの導波口の前段に
挿入することができ、挿入損失の小さい半導体レーザモ
ジュールを実現することができるという効果を奏する。
【０１２０】また、請求項１１の発明によれば、請求項
１〜８に記載の半導体レーザ装置、あるいは請求項９ま
たは１０に記載の半導体レーザモジュールを広帯域ラマ
ン増幅用の励起光源として用い、上述した各半導体レー
ザ装置あるいは各半導体レーザモジュールの作用効果を
奏するようにし、安定かつ光利得のラマン増幅を行うこ
とができるという効果を奏する。
【０１２１】また、請求項１２の発明によれば、安定し
た励起光を出力する前記半導体レーザモジュールを用い
ているので、増幅対象媒体の光ファイバに対して信号光
の入射側から励起する前方励起あるいは信号光の出力側
から励起する後方励起あるいは信号光の入射側および出
力側の双方向から励起する双方向励起のいずれかをも行
うことができるので、ラマン増幅器を適用するシステム
に応じて、励起方式を柔軟に選択することができるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である半導体レーザ装
置を斜めからみた破断図である。
【図２】図１に示した半導体レーザ装置の概要構成を示
す長手方向の縦断面図である。
【図３】図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線断面
図である。
【図４】半導体レーザ装置の劈開位置ばらつきによる回
折格子位置の変化を示す図である。
【図５】図１に示した半導体レーザ装置の発振波長スペ
クトルと発振縦モードとの関係を示す図である。
【図６】単一発振縦モードと複数発振縦モードとのレー
ザ光出力パワーの関係および誘導ブリルアン散乱の閾値
を示す図である。
【図７】発振波長スペクトルの計測結果を示す図であ
る。
【図８】共振器長１３００μｍのときの回折格子長と発
振縦モード本数との関係を示す図である。
【図９】活性層と回折格子との配置関係を示す図であ
る。
【図１０】回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚
さ、回折格子の厚さ、回折格子組成波長、結合係数と、
回折格子長とを組み合わせた場合における駆動電流−光
出力特性の線形性結果を示す図である。
【図１１】良好なＩ−Ｌ特性を示す図である。
【図１２】やや良好なＩ−Ｌ特性を示す図である。
【図１３】不良なＩ−Ｌ特性を示す図である。
【図１４】結合係数と回折格子長との積に対する光出力
との関係を示す図である。
【図１５】良好な駆動電流−光出力特性を示す場合にお
ける回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さ、回折
格子の厚さ、回折格子組成波長、結合係数と、回折格子
長との組み合わせの一例を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態２である半導体レーザ
装置の構成を示す縦断面図である。
【図１７】図１６に示した半導体レーザ装置の発振波長
スペクトルを示す図である。
【図１８】図１６に示した半導体レーザ装置に実施の形
態１で示した条件を適用した場合のＩ−Ｌ特性の線形性
結果を示す図である。
【図１９】図１６に示した半導体レーザ装置の回折格子
にチャープドグレーティングを適用した場合の半導体レ
ーザ装置の構成を示す縦断面図である。
【図２０】図１９に示したチャープドグレーティングの
構成を示す図である。
【図２１】周期揺らぎのあるグレーティングの変形例を
示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態３である半導体レーザ
モジュールの構成を示す縦断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態４であるラマン増幅器
の構成を示すブロック図である。
【図２４】この発明の実施の形態４の応用例を示す図で
ある。
【図２５】駆動電流３００ｍＡを加えた場合における周
波数０．１〜１５ＧＨｚの相対強度雑音の雑音スペクト
ルを示す図である。
【図２６】図２３あるいは図２４に示したラマン増幅器
を用いたＷＤＭ通信システムの概要構成を示すブロック
図である。
【図２７】従来のラマン増幅器の概要構成を示すブロッ
ク図である。
【図２８】図２７に示したラマン増幅器に用いた半導体
レーザモジュールの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ３ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層 ３ａ ＳＣＨ層 ３ｂ ＧＲＩＮ−ＭＱＷ層 ３ｃ ＳＣＨ層 ４ ｐ−ＩｎＰスペーサ層 ６ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ７ ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 ８ ｐ−ＩｎＰブロッキング層 ９ ｎ−ＩｎＰブロッキング層 １０ ｐ側電極 １１ ｎ側電極 １３，１３ａ，１３ｂ，１３−１〜１３−３，４７ 回
折格子 １４ 反射膜 １５ 出射側反射膜 ２０〜２２，５１ 半導体レーザ装置 ３０ 発振波長スペクトル ３１〜３３ 発振縦モード ４０ 複合発振波長スペクトル ５０，６０ａ〜６０ｄ 半導体レーザモジュール ５２ 第１レンズ ５３，６３，６６ アイソレータ ５４ 第２レンズ ５５ 光ファイバ ５６ 電流モニタ ５７ ベース ５７ａ ヒートシンク ５８ ペルチェ素子 ５８ａ サーミスタ ５９ パッケージ ６１ａ，６１ｂ 偏波合成カプラ ６２，６５ ＷＤＭカプラ ６４ 増幅用ファイバ ６７ モニタ用光分配カプラ ６８ 制御回路 ６９ 信号光入力ファイバ ７０ 信号光出力ファイバ ７１ 偏波面保持ファイバ ８１，８３ ラマン増幅器 Ｌr 共振器長 Ｌg 回折格子長 κi 結合係数 ｄsp 回折格子とＧＲＩＮ−ＳＣＨ層との間の厚さ ｔgr 回折格子の厚さ λgr 回折格子組成波長 Γg 光閉じ込め係数 Ｋ１〜Ｋ３ キンク Ｐth 閾値 Ｃｔ，Ｃｔ−１〜Ｃｔ−３ 劈開位置
フロントページの続き (72)発明者 舟橋 政樹 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） 2K002 AA02 AB30 BA01 DA10 GA10 HA23 5F072 AB07 AK06 JJ04 JJ05 KK30 PP07 QQ07 YY17 5F073 AA22 AA46 AA65 AA67 AA74 AA83 AB21 AB27 AB28 AB30 BA09 CA12 DA35 EA01 EA24 EA27 FA02 FA06 FA15 FA25

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍であって前記第１反射膜側に部分
    的に設けられた回折格子を有し、 前記活性層を挟む前記第１反射膜と前記第２反射膜とに
    よって形成される光共振器の共振器長と前記回折格子の
    波長選択特性とを含む発振パラメータの組み合わせ設定
    によって発振波長スペクトルの半値幅内に２本以上の発
    振縦モードを含むレーザ光を出力することを特徴とする
    半導体レーザ装置。
  2. 【請求項２】 前記回折格子の第１反射膜側端面は、該
    第１反射膜に接合されることを特徴とする請求項１に記
    載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項３】 前記回折格子は、回折格子長が３００μ
    ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体
    レーザ装置。
  4. 【請求項４】 前記回折格子の回折格子長は、前記共振
    器長の（３００／１３００）倍の値以下であることを特
    徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体レ
    ーザ装置。
  5. 【請求項５】 前記回折格子は、該回折格子の結合係数
    と回折格子長との乗算値が０．３以下であることを特徴
    とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体レー
    ザ装置。
  6. 【請求項６】 前記回折格子は、グレーティング周期に
    所定の周期揺らぎを持たせたことを特徴とする請求項３
    〜５のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
  7. 【請求項７】 前記回折格子は、前記グレーティング周
    期をランダムあるいは所定周期で変化させたグレーティ
    ングであ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。
  8. 【請求項８】 前記共振器長は、８００μｍ以上である
    ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の
    半導体レーザ装置。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８に記載の半導体レーザ装置
    と、 前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
    導波する光ファイバと、 前記半導体レーザ装置と前記光ファイバと光結合を行う
    光結合レンズ系と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
  10. 【請求項１０】 前記半導体レーザ装置の温度を制御す
    る温度制御装置と、 前記光結合レンズ系内に配置され、光ファイバ側からの
    反射戻り光の入射を抑制するアイソレータと、 をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の半導
    体レーザモジュール。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜８に記載の半導体レーザ装
    置、あるいは請求項９または１０に記載の半導体レーザ
    モジュールを広帯域ラマン増幅用の励起光源として用い
    たことを特徴とするラマン増幅器。
  12. 【請求項１２】 前記半導体レーザモジュールを用い
    て、増幅対象媒体の光ファイバに対して信号光の入射側
    から励起する前方励起あるいは信号光の出力側から励起
    する後方励起あるいは信号光の入射側および出力側の双
    方向から励起する双方向励起のいずれかを行うことを特
    徴とする請求項１１に記載のラマン増幅器。
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