JP2003008137A - Semiconductor laser device, optical fiber amplifier using the same, and method of controlling and driving semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device, optical fiber amplifier using the same, and method of controlling and driving semiconductor laser device

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JP2003008137A
JP2003008137A JP2002039286A JP2002039286A JP2003008137A JP 2003008137 A JP2003008137 A JP 2003008137A JP 2002039286 A JP2002039286 A JP 2002039286A JP 2002039286 A JP2002039286 A JP 2002039286A JP 2003008137 A JP2003008137 A JP 2003008137A
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semiconductor laser
temperature
laser device
wavelength
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JP2002039286A
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Japanese (ja)
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Naoki Tsukiji
直樹 築地
Toshio Kimura
俊雄 木村
Jiyunji Yoshida
順自 吉田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device which is simple in structure, small in size, and capable of oscillating stably a laser beam having a certain wavelength independently of an increase or a reduction in a drive current. SOLUTION: A semiconductor laser device 1 is equipped with a Peltier cooler 9 which cools down or heats a semiconductor laser element 2, a current detector 11 which detects a change in a drive current Iop applied to the semiconductor laser element 2, and a temperature control unit 12 which controls the Peltier cooler 9 so as to enable a relation between the measured temperature of a temperature measuring element 5 and the detected drive current of the current detector 11, to satisfy the relation between the drive current Iop which makes the wavelength of a laser beam oscillated by the semiconductor laser element 2 nearly constant and the measured the temperature Ts of the temperature measuring element 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ラマン増幅器励
起用光源やEDFA励起用光源などの光ファイバ増幅器
励起用光源に適し、安定した波長のレーザ光を出力する
ことができる半導体レーザ装置、これを用いた光ファイ
バ増幅器および半導体レーザ装置の駆動制御方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device suitable for a Raman amplifier pumping light source, an EDFA pumping light source, or other optical fiber amplifier pumping light source and capable of outputting a laser beam having a stable wavelength. The present invention relates to an optical fiber amplifier used and a drive control method for a semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、回折格子を内蔵する分布帰還
型(DFB)レーザ素子などを用い、信号光としてのレ
ーザ光を出力する半導体レーザ装置では、信号光である
がゆえに、高い波長精度が要求され、たとえば±0.1
nm以下の高精度が要求される。このため、波長の制御
を行う、いわゆる波長ロック装置は、出力されたレーザ
光の波長をモニタし、このモニタした波長が所望の波長
となるようにフィードバック制御し、安定した波長をも
つレーザ光を出力させていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor laser device which outputs a laser beam as a signal beam by using a distributed feedback (DFB) laser element having a built-in diffraction grating has a high wavelength accuracy because it is a signal beam. Required, eg ± 0.1
High precision of nm or less is required. Therefore, a so-called wavelength lock device that controls the wavelength monitors the wavelength of the output laser light, performs feedback control so that the monitored wavelength becomes a desired wavelength, and controls the laser light having a stable wavelength. I was making it output.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、波長ロ
ック装置は、出力されたレーザ光の波長をモニタするた
め、大型、複雑しかも高価な光学系および制御ユニット
を必要とし、半導体レーザ装置の小型軽量化を阻害する
とともに、コストがかかるという問題点があった。
However, since the wavelength lock device monitors the wavelength of the output laser light, it requires a large, complicated and expensive optical system and a control unit, which makes the semiconductor laser device compact and lightweight. There is a problem in that the cost is hindered and the cost is increased.

【0004】なお、信号光としてのレーザ光を出力する
半導体レーザ装置に印加される駆動電流は、たとえば8
0mA程度の小さな値であるが、ラマン増幅器の励起用
光源として用いられる回折格子を内蔵したDFBレーザ
素子などでは、駆動電流が1000mA程度変化し、3
00mW以上の高出力レーザ光を出射する。このため、
駆動電流の増大に伴って活性層の温度が上昇し、発振波
長が長波長側にシフトする傾向があり、ラマン増幅器の
励起用光源として用いられる半導体レーザ装置は、±
0.5nm程度の精度をもった波長制御を行う必要があ
る。
The drive current applied to the semiconductor laser device that outputs laser light as signal light is, for example, 8
Although it is a small value of about 0 mA, in a DFB laser device having a built-in diffraction grating used as a pumping light source for a Raman amplifier, the driving current changes by about 1000 mA, and
A high power laser beam of 00 mW or more is emitted. For this reason,
The temperature of the active layer rises as the drive current increases, and the oscillation wavelength tends to shift to the long wavelength side.The semiconductor laser device used as the pumping light source of the Raman amplifier has ±
It is necessary to perform wavelength control with an accuracy of about 0.5 nm.

【0005】また、一般にラマン増幅器励起用光源で
は、複数の半導体レーザ装置を所定波長間隔で発振波長
を制御することによって上述した平坦な増幅特性を得る
ようにしているが、増幅対象の光入力が小さい場合と大
きい場合とによって増幅率が変化してしまうため、光入
力の大小に対応させてラマン増幅器励起用光源の光出力
を増減させるようにしていた。すなわち、ラマン増幅器
励起用光源の駆動電流を増減させるようにしていた。こ
の結果、上述したように、活性層の温度が変化し、発振
波長がシフトし、結局、平坦な増幅特性を得ることがで
きなかった。
Generally, in a Raman amplifier pumping light source, the above-mentioned flat amplification characteristic is obtained by controlling the oscillation wavelengths of a plurality of semiconductor laser devices at predetermined wavelength intervals. Since the amplification factor changes depending on whether it is small or large, the optical output of the Raman amplifier pumping light source is increased or decreased according to the magnitude of the optical input. That is, the drive current of the Raman amplifier pumping light source is increased or decreased. As a result, as described above, the temperature of the active layer changes, the oscillation wavelength shifts, and eventually, a flat amplification characteristic cannot be obtained.

【0006】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
駆動電流の大きな増減にも関わらず、波長モニタを必要
とせず、簡単な構成で、小型かつ安価に、安定した発振
波長を得ることができる半導体レーザ装置、これを用い
た光ファイバ増幅器および半導体レーザ装置の駆動制御
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above,
A semiconductor laser device capable of obtaining a stable oscillation wavelength with a simple configuration, at a small size and at a low cost, without requiring a wavelength monitor despite a large increase or decrease in drive current, an optical fiber amplifier and a semiconductor laser using the same It is an object to provide a drive control method for an apparatus.

【0007】[0007]

【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、半導体レー
ザ素子の近傍に設けられた温度測定素子が検出した温度
をもとに該半導体レーザ素子の温度制御を行って該半導
体レーザ素子が発振するレーザ光の波長制御を行う半導
体レーザ装置において、前記半導体レーザ素子の冷却お
よび加熱を行う温度調整手段と、前記半導体レーザ素子
に加えられる駆動電流の変化を検出する電流検出手段
と、前記半導体レーザ素子が発振するレーザ光の波長が
ほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測定素子が検出
する検出温度との関係をもとに、前記電流検出手段が検
出した駆動電流の値に対する前記温度測定素子の検出温
度が前記関係を満足させるように前記温度調整手段を制
御する温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor laser device based on a temperature detected by a temperature measuring device provided in the vicinity of the semiconductor laser device. In the semiconductor laser device that controls the temperature of the semiconductor laser device to control the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser device, a temperature adjusting unit that cools and heats the semiconductor laser device, and a driving current applied to the semiconductor laser device. Current detecting means for detecting a change, the current detecting means based on the relationship between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element. Temperature control means for controlling the temperature adjusting means so that the temperature detected by the temperature measuring element with respect to the value of the drive current detected by the above satisfies the relationship. Characterized by comprising.

【0008】この請求項1の発明によれば、温度制御手
段が、予め半導体レーザ素子が発振するレーザ光の波長
がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測定素子が検
出する検出温度との関係を保持しておき、電流検出手段
が検出した駆動電流の値に対する前記温度測定素子の検
出温度が前記関係を満足させるように温度調整手段を制
御し、これによって、駆動電流の増減に関わらず、レー
ザ光の波長を一定にするようにしている。
According to the first aspect of the present invention, the temperature control means has a relationship between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element. Is held, the temperature adjusting means is controlled so that the detected temperature of the temperature measuring element with respect to the value of the drive current detected by the current detecting means satisfies the above relationship, whereby the increase or decrease of the drive current, The wavelength of the laser light is kept constant.

【0009】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、前記温度制御手段は、前記電
流検出手段が検出した駆動電流の増加に伴って前記温度
測定素子の検出温度を下げるように前記温度調整手段を
制御して前記関係を維持させることを特徴とする。
Further, in the semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention, in the above invention, the temperature control means lowers the temperature detected by the temperature measuring element as the drive current detected by the current detection means increases. And controlling the temperature adjusting means to maintain the relationship.

【0010】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、前記半導体レーザ素子は、フ
ァブリペロー型の共振器を形成し、複数の縦モードを発
振することを特徴とする。
Further, a semiconductor laser device according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the semiconductor laser element forms a Fabry-Perot type resonator and oscillates a plurality of longitudinal modes.

【0011】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、前記半導体レーザ素子は、回
折格子を内蔵し、複数の縦モードを発振することを特徴
とする。
A semiconductor laser device according to a fourth aspect is characterized in that, in the above invention, the semiconductor laser element has a built-in diffraction grating and oscillates a plurality of longitudinal modes.

【0012】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、回折格子長
が300μm以下であることを特徴とする。
Further, a semiconductor laser device according to a fifth aspect is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating has a diffraction grating length of 300 μm or less.

【0013】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、前記回折格子の回折格子長
は、レーザ光の出射端面に設けられた第1反射膜とレー
ザ光の反射端面に設けられた第2反射膜との間に形成さ
れた活性層によって形成された共振器の長さの(300
/1300)倍の値以下であることを特徴とする。
In the semiconductor laser device according to a sixth aspect of the present invention, in the above invention, the diffraction grating length of the diffraction grating is provided on the first reflection film provided on the emission end face of the laser light and the reflection end face of the laser light. The length of the resonator formed by the active layer formed between the second reflection film and the (300
/ 1300) times or less.

【0014】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、レーザ光の出射端面に設けら
れた第1反射膜側または前記第1反射膜近傍に設けられ
る回折格子は、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。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the diffraction grating provided on the side of the first reflection film provided on the emission end face of the laser beam or in the vicinity of the first reflection film is the diffraction grating. The multiplication value of the coupling coefficient of the grating and the diffraction grating length is 0.3 or less.

【0015】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、前記回折格子は、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こと
を特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating changes the grating period randomly or at a predetermined period.

【0016】また、請求項9にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、レーザ光の出射端面に設けら
れた第1反射膜とレーザ光の反射端面に設けられた第2
反射膜との間に形成された活性層によって形成された共
振器の長さは、800μm以上であることを特徴とす
る。
A semiconductor laser device according to a ninth aspect is the semiconductor laser device according to the above invention, wherein the first reflecting film is provided on the emitting end face of the laser beam and the second reflecting film is provided on the reflecting end face of the laser beam.
The resonator formed by the active layer formed between the reflective film and the reflective film has a length of 800 μm or more.

【0017】また、請求項10にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記関係は、前記半導体レ
ーザ素子の活性層温度がほぼ一定となる前記駆動電流と
前記温度測定素子が検出する検出温度との関係であるこ
とを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the tenth aspect of the invention, the relationship is that the drive current at which the temperature of the active layer of the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element. It is characterized by the relationship with.

【0018】また、請求項11にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記温度制御手段は、前記
関係を保持した記憶手段を備えたことを特徴とする。
A semiconductor laser device according to an eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the temperature control means includes a storage means for holding the relationship.

【0019】この請求項11の発明によれば、前記温度
制御手段の記憶手段に、前記関係を保持させ、この関係
をもとに、各半導体レーザ装置に対する発振波長の駆動
電流依存性をなくす温度制御を行うようにしている。
According to the eleventh aspect of the present invention, the storage means of the temperature control means holds the relationship, and based on this relationship, the temperature at which the dependence of the oscillation wavelength on the driving current for each semiconductor laser device is eliminated. I'm trying to control.

【0020】また、請求項12にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、所望の波長を入力設定する
設定手段と、複数の前記関係を保持した記憶手段とを備
え、前記温度制御手段は、現在用いている1つの前記関
係から、前記設定手段によって入力設定された所望の波
長に対応する他の前記関係にシフトし、該シフトした関
係をもとに前記温度調整手段を制御して該所望の波長に
制御することを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device comprises a setting means for inputting and setting a desired wavelength and a storage means for holding a plurality of the relationships, and the temperature control means comprises: The one relationship currently used is shifted to another relationship corresponding to the desired wavelength input and set by the setting means, and the temperature adjusting means is controlled based on the shifted relationship to obtain the desired relationship. It is characterized by controlling to the wavelength of.

【0021】この請求項12の発明によれば、前記温度
制御手段が、現在用いている1つの前記関係から、設定
手段によって入力設定された所望の波長に対応する他の
前記関係にシフトし、該シフトした関係をもとに前記温
度調整手段を制御して該所望の波長に制御するようにし
ている。
According to the twelfth aspect of the present invention, the temperature control means shifts from the one relationship currently used to another relationship corresponding to the desired wavelength input and set by the setting means, Based on the shifted relationship, the temperature adjusting means is controlled to control the desired wavelength.

【0022】また、請求項13にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記関係は、同種の構造お
よび動作を有する複数の半導体レーザ装置群に共通した
制御関数であり、1以上の駆動電流に対する検出温度の
設定によって当該半導体レーザ装置に固有の制御関数と
して決定されることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the thirteenth aspect of the present invention, the relation is a control function common to a plurality of semiconductor laser device groups having the same structure and operation, and one or more drive currents. Is determined as a control function peculiar to the semiconductor laser device.

【0023】この請求項13の発明によれば、前記関係
を、同種の構造および動作を有する複数の半導体レーザ
装置群に共通した制御関数とし、1以上の駆動電流に対
する検出温度の設定によって当該半導体レーザ装置に固
有の制御関数として決定するようにしている。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the relation is set as a control function common to a plurality of semiconductor laser device groups having the same type of structure and operation, and the semiconductor temperature is set by setting the detected temperature for one or more drive currents. It is determined as a control function specific to the laser device.

【0024】また、請求項14にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記制御関数は、前記検出
温度が前記駆動電流の一次関数であることを特徴とす
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the above invention, the control function is such that the detected temperature is a linear function of the drive current.

【0025】この請求項14の発明によれば、前記制御
関数を、前記検出温度が前記駆動電流の一次関数として
簡易な温度制御を行うようにしている。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the control function is adapted to perform a simple temperature control by using the detected temperature as a linear function of the drive current.

【0026】また、請求項15にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記制御関数は、前記検出
温度が前記駆動電流の2次関数であることを特徴とす
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the control function is such that the detected temperature is a quadratic function of the drive current.

【0027】この請求項15の発明によれば、活性層に
おける電力消費に対応させて、前記制御関数を、前記検
出温度が前記駆動電流の2次関数としている。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the control function is a quadratic function of the drive current in which the detected temperature corresponds to the power consumption in the active layer.

【0028】また、請求項16にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項1〜15のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザ装置を備えた励起光源と、信号光を伝送する光ファ
イバと、該光ファイバと接続された増幅用光ファイバ
と、前記励起光源から出射される励起光を増幅用光ファ
イバに入射させるためのカプラと、前記励起光源と前記
カプラとを接続する励起光伝送用光ファイバとを備えた
ことを特徴とする。
An optical fiber amplifier according to a sixteenth aspect of the present invention is an optical fiber amplifier comprising the semiconductor laser device according to any one of the first to fifteenth aspects, an optical fiber for transmitting signal light, and the optical fiber. An amplification optical fiber connected to the excitation light source, a coupler for causing the excitation light emitted from the excitation light source to enter the amplification optical fiber, and an excitation light transmission optical fiber connecting the excitation light source and the coupler. It is characterized by having.

【0029】また、請求項17にかかる光ファイバ増幅
器は、上記の発明において、前記増幅用光ファイバは、
ラマン増幅により光を増幅することを特徴とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the amplification optical fiber is
It is characterized in that light is amplified by Raman amplification.

【0030】また、請求項18にかかる光ファイバ増幅
器は、上記の発明において、前記ラマン増幅は、少なく
とも前方励起方式によって増幅することを特徴とする。
According to the eighteenth aspect of the present invention, in the above invention, the Raman amplification is performed by at least a forward pumping method.

【0031】また、請求項19にかかる半導体レーザ装
置の駆動制御方法は、半導体レーザ素子の近傍に設けら
れた温度測定素子が検出した温度をもとに該半導体レー
ザ素子の温度制御を行って該半導体レーザ素子が発振す
るレーザ光の波長制御を行う半導体レーザ装置の駆動制
御方法において、前記半導体レーザ素子が発振するレー
ザ光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測
定素子が検出する検出温度との関係を求める関係取得工
程と、前記半導体レーザ素子に加えられる駆動電流の変
化を検出する電流検出工程と、前記電流検出工程が検出
した駆動電流の値に対する前記温度測定素子の検出温度
が前記関係を満足させるように前記半導体レーザ素子の
温度を制御する温度制御工程とを含むことを特徴とす
る。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the drive control method for a semiconductor laser device, the temperature of the semiconductor laser device is controlled based on the temperature detected by a temperature measuring device provided near the semiconductor laser device. In a drive control method for a semiconductor laser device that controls the wavelength of laser light oscillated by a semiconductor laser element, the detection detected by the drive current and the temperature measurement element at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant. A relationship acquisition step of obtaining a relationship with temperature, a current detection step of detecting a change in drive current applied to the semiconductor laser element, and a detected temperature of the temperature measurement element with respect to a value of the drive current detected by the current detection step. A temperature control step of controlling the temperature of the semiconductor laser device so as to satisfy the above relation.

【0032】この請求項19の発明によれば、まず、関
係取得工程によって、前記半導体レーザ素子が発振する
レーザ光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温
度測定素子が検出する検出温度との関係を求め、電流検
出工程によって、前記半導体レーザ素子に加えられる駆
動電流の変化を検出すると、温度制御工程が、前記電流
検出工程が検出した駆動電流の値に対する前記温度測定
素子の検出温度が前記関係を満足させるように前記半導
体レーザ素子の温度を制御する処理を繰り返すようにし
ている。
According to the nineteenth aspect of the present invention, first, in the relation obtaining step, the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element becomes substantially constant, and the detected temperature detected by the temperature measuring element. , The current detection step, by detecting the change of the drive current applied to the semiconductor laser element, the temperature control step, the temperature detected by the temperature measuring element for the value of the drive current detected by the current detection step The process of controlling the temperature of the semiconductor laser device is repeated so as to satisfy the above relationship.

【0033】また、請求項20にかかる半導体レーザ装
置の駆動制御方法は、上記の発明において、前記関係
は、前記半導体レーザ素子の活性層温度が一定となる前
記駆動電流と前記温度測定素子が検出する検出温度との
関係であることを特徴とする。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the drive control method of the semiconductor laser device, in the above invention, the relation is that the drive current at which the active layer temperature of the semiconductor laser element is constant and the temperature measuring element detect. And the detected temperature.

【0034】この請求項20の発明によれば、前記関係
を、前記半導体レーザ素子の活性層温度が一定となる前
記駆動電流と前記温度測定素子が検出する検出温度との
関係として求めている。
According to the twentieth aspect of the invention, the relationship is obtained as a relationship between the drive current at which the temperature of the active layer of the semiconductor laser device is constant and the detected temperature detected by the temperature measuring device.

【0035】また、請求項21にかかる半導体レーザ装
置の駆動制御方法は、半導体レーザ素子の近傍に設けら
れた温度測定素子が検出した温度をもとに該半導体レー
ザ素子の温度制御を行って該半導体レーザ素子が発振す
るレーザ光の波長制御を行う半導体レーザ装置の駆動制
御方法において、前記半導体レーザ素子が発振するレー
ザ光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測
定素子が検出する検出温度との関係を複数求める関係取
得工程と、所望の波長を設定入力する設定入力工程と、
現在用いている1つの前記関係から、前記設定入力工程
によって入力設定された所望の波長に対応する他の前記
関係にシフトする関係シフト工程と、前記半導体レーザ
素子に加えられる駆動電流の変化を検出する電流検出工
程と、前記関係シフト工程によってシフトした関係およ
び前記電流検出工程が検出した駆動電流の値に対する検
出温度が、前記関係シフト工程によってシフトした関係
を満足させるように前記半導体素子の温度を制御する温
度制御工程とを含むことを特徴とする。
According to a twenty-first aspect of the drive control method for a semiconductor laser device, the temperature control of the semiconductor laser device is performed based on the temperature detected by a temperature measuring device provided in the vicinity of the semiconductor laser device. In a drive control method for a semiconductor laser device that controls the wavelength of laser light oscillated by a semiconductor laser element, the detection detected by the drive current and the temperature measurement element at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant. A relationship acquisition step of obtaining a plurality of relationships with temperature, a setting input step of setting and inputting a desired wavelength,
A relationship shift step of shifting from one of the relationships currently used to another relationship corresponding to the desired wavelength input and set by the setting and input step, and a change in the drive current applied to the semiconductor laser device is detected. Current detection step, the relationship shifted by the relationship shift step and the detected temperature with respect to the value of the drive current detected by the current detection step, the temperature of the semiconductor element so as to satisfy the relationship shifted by the relationship shift step. And a temperature control step of controlling.

【0036】この請求項21の発明によれば、関係取得
工程によって、前記半導体レーザ素子が発振するレーザ
光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測定
素子が検出する検出温度との関係を複数求め、設定入力
工程によって、所望の波長を設定入力し、関係シフト工
程によって、現在用いている1つの前記関係から、前記
設定入力工程によって入力設定された所望の波長に対応
する他の前記関係にシフトし、電流検出工程によって、
前記半導体レーザ素子に加えられる駆動電流の変化を検
出し、温度制御工程によって、前記関係シフト工程によ
ってシフトした関係および前記電流検出工程が検出した
駆動電流の値に対する検出温度が、前記関係シフト工程
によってシフトした関係を満足させるように前記半導体
素子の温度を制御するようにしている。
According to the twenty-first aspect of the present invention, the relationship between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element becomes substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element in the relationship obtaining step. , A desired wavelength is set and input by the setting input step, and the other wavelength corresponding to the desired wavelength input and set by the setting input step is selected from the one relationship currently used by the relationship shift step. Shift to the relationship, by the current detection process,
The change in the drive current applied to the semiconductor laser device is detected, and the temperature controlled step causes the relationship shifted by the relationship shift step and the detected temperature with respect to the value of the drive current detected by the current detection step to be determined by the relationship shift step. The temperature of the semiconductor element is controlled so as to satisfy the shifted relationship.

【0037】[0037]

【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、これを用いた光ファイ
バ増幅器および半導体レーザ装置の駆動制御方法の好適
な実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a semiconductor laser device, an optical fiber amplifier using the same, and a drive control method for a semiconductor laser device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0038】(実施の形態1)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構成を示す図であ
る。図1において、この半導体レーザ装置1は、金属薄
膜4aを介してサブマウント4上に配置された半導体レ
ーザ素子2を有する。この半導体レーザ素子2は、駆動
電流Iopを半導体レーザ素子2に加えることによって、
活性層3から所望の波長のレーザ光が発振出力される。
なお、この半導体レーザ素子2は、活性層3の近傍に回
折格子3aが設けられ、所望の波長選択が行われる。さ
らに、駆動電流Iopは、可変電源10によって供給さ
れ、電流検出器11によって検出される。この電流検出
器11によって検出された駆動電流Iopは、温度制御部
12に出力される。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the semiconductor laser device 1 has a semiconductor laser element 2 arranged on a submount 4 via a metal thin film 4a. This semiconductor laser device 2 is provided with a drive current Iop by applying it to the semiconductor laser device 2.
A laser beam having a desired wavelength is oscillated and output from the active layer 3.
In this semiconductor laser element 2, a diffraction grating 3a is provided in the vicinity of the active layer 3 and desired wavelength selection is performed. Further, the drive current Iop is supplied by the variable power supply 10 and detected by the current detector 11. The drive current Iop detected by the current detector 11 is output to the temperature controller 12.

【0039】一方、温度測定素子5は、サーミスタなど
によって実現され、半導体レーザ素子2の近傍におい
て、金属薄膜6aを介してサブマウント6上に配置され
る。温度測定素子5は、温度制御部12に接続され、温
度制御部12は、温度測定素子5が検出した温度Tsを
取得する。
On the other hand, the temperature measuring element 5 is realized by a thermistor or the like, and is arranged on the submount 6 in the vicinity of the semiconductor laser element 2 via the metal thin film 6a. The temperature measuring element 5 is connected to the temperature control unit 12, and the temperature control unit 12 acquires the temperature Ts detected by the temperature measuring element 5.

【0040】サブマウント4,6は、良熱伝導性かつ絶
縁性の材料によって形成され、ヒートシンク7上に配置
される。ヒートシンク7は、さらにベース8上に配置さ
れ、このベース8の下部には、温度調整手段としてのペ
ルチェクーラ9が設置される。
The submounts 4 and 6 are made of a material having good thermal conductivity and insulating properties, and are arranged on the heat sink 7. The heat sink 7 is further arranged on the base 8, and a Peltier cooler 9 as a temperature adjusting means is installed below the base 8.

【0041】温度制御部12は、後述する制御関数を保
持する記憶部13を有し、この制御関数に、電流検出器
11が検出した駆動電流Iopを入力とし、出力された温
度が、温度測定素子5の温度となるようにペルチェクー
ラ9を制御する。すなわち、温度制御部12は、ペルチ
ェクーラ9への通電方向と通電量とを制御し、ペルチェ
クーラ9による冷却動作および加熱動作を行い、温度測
定素子5の検出温度が、制御関数に対応した値となるよ
うに温度制御する。
The temperature control unit 12 has a storage unit 13 for holding a control function which will be described later, and the drive current Iop detected by the current detector 11 is input to this control function, and the output temperature is the temperature measurement value. The Peltier cooler 9 is controlled so as to reach the temperature of the element 5. That is, the temperature control unit 12 controls the energization direction and the energization amount to the Peltier cooler 9, performs the cooling operation and the heating operation by the Peltier cooler 9, and the detected temperature of the temperature measuring element 5 corresponds to the control function. The temperature is controlled so that

【0042】ここで、上述した制御関数について説明す
る。図2は、温度制御部12の記憶部13に記憶される
制御関数FS1〜FS3の一例を示す図である。図2に
おいて、直線L1は、駆動電流Iopの増減に関わらず、
温度測定素子5が検出する温度Tsを一定の温度、たと
えば25℃に制御する場合を示している。これに対し、
この実施の形態では、駆動電流Iopの増減に対し、活性
層3の温度Tjが常に一定となる(直線L2参照)温度
測定素子5の温度Tsの関係である制御関数FS1〜F
S3、たとえば制御関数FS2を求め、駆動電流Iopの
値を制御関数FS2に入力した場合の温度が、温度測定
素子5の温度Tsとなるように、ペルチェクーラ9を制
御するようにしている。
Now, the control function described above will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the control functions FS1 to FS3 stored in the storage unit 13 of the temperature control unit 12. In FIG. 2, a straight line L1 indicates that the driving current Iop increases or decreases.
The case where the temperature Ts detected by the temperature measuring element 5 is controlled to a constant temperature, for example, 25 ° C. is shown. In contrast,
In this embodiment, the control functions FS1 to F which are the relationships of the temperature Ts of the temperature measuring element 5 in which the temperature Tj of the active layer 3 is always constant (see the straight line L2) as the drive current Iop increases and decreases.
S3, for example, the control function FS2 is obtained, and the Peltier cooler 9 is controlled so that the temperature when the value of the drive current Iop is input to the control function FS2 becomes the temperature Ts of the temperature measuring element 5.

【0043】温度制御部12は、たとえば制御関数FS
2の関係を維持するように、ペルチェクーラ9に対する
電流Icの電流方向および電流量を変化させ、これによ
って活性層3の温度Tjを一定にする温度制御を行う。
また、制御関数FS1,FS3が設定されている場合に
は、この制御関数FS1,FS3の関係を維持するよう
に温度制御が行われる。
The temperature control unit 12 uses, for example, the control function FS.
The current direction and the amount of the current Ic with respect to the Peltier cooler 9 are changed so that the relationship of 2 is maintained, whereby temperature control is performed to keep the temperature Tj of the active layer 3 constant.
When the control functions FS1 and FS3 are set, temperature control is performed so as to maintain the relationship between the control functions FS1 and FS3.

【0044】制御関数FS1〜FS3は、駆動電流Iop
の駆動範囲Iaで定義される。制御関数FS2は、ま
ず、駆動電流Iopが900mAのときの温度Ts1(=
25℃)の波長λ2(=1499nm)を測定し、その
後、駆動電流Iopが100mAのときに波長λ2を発振
する温度Ts2(=48℃)を測定し、駆動電流Iopが
900mAのときの温度Ts1の座標CP2と、駆動電
流Iopが100mAのときの温度Ts2の座標CP2’
とを結ぶ直線である。
The control functions FS1 to FS3 are driven by the drive current Iop.
Is defined by the driving range Ia. First, the control function FS2 determines the temperature Ts1 (= when the driving current Iop is 900 mA).
25 ° C.) wavelength λ2 (= 1499 nm) is measured, and then the temperature Ts2 (= 48 ° C.) that oscillates the wavelength λ2 when the drive current Iop is 100 mA, and the temperature Ts1 when the drive current Iop is 900 mA. Coordinates CP2 'and coordinates CP2' of the temperature Ts2 when the drive current Iop is 100 mA.
It is a straight line connecting to.

【0045】同様にして、制御関数FS1は、駆動電流
Iopが1200mAのときの温度(25℃)の波長λ1
(=1500.1nm)を測定し、その後、駆動電流I
opが100mAのときに波長λ1を発振する温度(56
℃)を測定し、駆動電流Iopが1200mAのときの温
度(25℃)の座標CP1と、駆動電流Iopが100m
Aのときの温度(56℃)の座標CP1’とを結ぶ直線
として求められる。また、制御関数FS3は、駆動電流
Iopが300mAのときの温度(25℃)の波長λ3
(=1497.7nm)を測定し、その後、駆動電流I
opが900mAおときに波長λ3を発振する温度(7
℃)を測定し、駆動電流Iopが300mAのときの温度
(25℃)の座標CP3と、駆動電流Iopが900mA
のときの温度(7℃)の座標CP3’とを結ぶ直線とし
て求められる。
Similarly, the control function FS1 has a wavelength λ1 at the temperature (25 ° C.) when the drive current Iop is 1200 mA.
(= 1500.1 nm), and then the drive current I
When op is 100mA, the temperature (56
℃) is measured, and the driving current Iop is 1200 mA, the temperature (25 ° C.) coordinate CP1 and the driving current Iop are 100 m.
It is obtained as a straight line connecting the coordinate CP1 ′ of the temperature (56 ° C.) at A. Further, the control function FS3 is the wavelength λ3 of the temperature (25 ° C.) when the drive current Iop is 300 mA.
(= 1497.7 nm), and then the drive current I
When op is 900 mA, the temperature (7
℃) is measured, when the driving current Iop is 300 mA, the coordinate CP3 of the temperature (25 ° C.) and the driving current Iop are 900 mA.
It is obtained as a straight line connecting the coordinate CP3 ′ of the temperature (7 ° C.) at the time.

【0046】これら制御関数FS1〜FS3は、活性層
3の温度Tjが一定となる特性ではないが、活性層3自
体の温度Tjは測定できないため、活性層3自体の温度
とほぼ等価な結果として現れるレーザ光の波長を測定
し、この波長が一定となる特性として求められている。
These control functions FS1 to FS3 do not have a characteristic that the temperature Tj of the active layer 3 is constant, but since the temperature Tj of the active layer 3 itself cannot be measured, the control functions FS1 to FS3 are almost equivalent to the temperature of the active layer 3 itself. The wavelength of the laser light that appears is measured, and this wavelength is required to be constant.

【0047】制御関数FS1〜FS3のいずれか一つが
記憶部13に記憶され、温度制御部12は、電流検出器
11が検出した駆動電流Iopおよび温度測定素子5が検
出した検出温度Tsをもとに、記憶部13に記憶された
制御関数、たとえば制御関数FS2を満足する検出温度
Tsとなるようにペルチェクーラ9を駆動制御する。
Any one of the control functions FS1 to FS3 is stored in the storage unit 13, and the temperature control unit 12 uses the drive current Iop detected by the current detector 11 and the detected temperature Ts detected by the temperature measuring element 5 as a basis. Then, the Peltier cooler 9 is drive-controlled so that the detected temperature Ts satisfies the control function stored in the storage unit 13, for example, the control function FS2.

【0048】この制御関数FS2による温度制御を行う
ことによって、発振波長は波長λ2に一定となることか
ら、発振波長のシフトに伴う発振波長のジャンプがなく
なり、電流−出力特性上のキンクが減少し、発振波長の
動的安定性も得ることができる。また、制御関数FS
1,FS3に基づいた温度制御を行うことによって、そ
れぞれ一定の発振波長λ1,λ3に波長制御することが
できる。
By performing the temperature control by the control function FS2, the oscillation wavelength becomes constant at the wavelength λ2, so that the oscillation wavelength jump due to the shift of the oscillation wavelength is eliminated, and the kink on the current-output characteristic is reduced. Also, the dynamic stability of the oscillation wavelength can be obtained. In addition, the control function FS
By performing temperature control based on 1 and FS3, it is possible to control wavelengths to constant oscillation wavelengths λ1 and λ3, respectively.

【0049】図3は、制御関数FS1〜FS3に基づい
た波長制御結果を示す図である。図3において、特性L
3は、直線L1に基づいて温度制御を行った場合におけ
る発振波長λの変化を示しており、駆動電流Iopが10
0mA〜1200mAに増大するに従って発振波長λが
長波長側にシフトし、約2nmシフトしている。これに
対して、制御関数FS1〜FS3に基づいて温度制御を
行った場合には、駆動電流Iopが100mA〜1200
mAに増大しても、それぞれ一定の発振波長λ1〜λ3
を維持している。たとえば、制御関数FS2に基づいた
温度制御を行った場合における波長は、λ2±0.5n
mの精度を維持し、安定した波長のレーザ光を出力する
ことができる。なお、図2および図3に示した黒い四角
印および黒いひし形印は、それぞれ実測値である。
FIG. 3 is a diagram showing a wavelength control result based on the control functions FS1 to FS3. In FIG. 3, the characteristic L
3 shows a change in the oscillation wavelength λ when the temperature control is performed based on the straight line L1, and the drive current Iop is 10
The oscillation wavelength λ shifts to the long wavelength side as it increases from 0 mA to 1200 mA, and shifts by about 2 nm. On the other hand, when the temperature control is performed based on the control functions FS1 to FS3, the drive current Iop is 100 mA to 1200.
Even when the current is increased to mA, the oscillation wavelengths λ1 to λ3 are constant.
Is maintained. For example, the wavelength when temperature control is performed based on the control function FS2 is λ2 ± 0.5n
It is possible to maintain the accuracy of m and output a laser beam having a stable wavelength. The black square marks and the black diamond marks shown in FIGS. 2 and 3 are actually measured values.

【0050】この場合、波長モニタを行っていないので
光学系を必要とせず、安価な半導体レーザ装置を実現で
きるとともに、半導体レーザ装置の構成が簡単化かつ小
型化される。
In this case, since the wavelength monitor is not performed, an optical system is not required, an inexpensive semiconductor laser device can be realized, and the structure of the semiconductor laser device can be simplified and downsized.

【0051】ところで、図2に示した制御関数FS1
は、一次関数であったが、図4に示すように、二次関数
の制御関数FS11としてもよい。一般に、駆動電流I
opの増大に伴う活性層3の温度上昇は、レーザ発振に消
費される電力と、活性層3の抵抗によって消費される電
力とに別れ、この活性層3の抵抗に消費される電力は、
この抵抗に、駆動電流Iopの二乗を乗算した値であるこ
とから、駆動電流Iopに対する活性層3の温度変化は、
二乗変化するものと考えられる。すなわち、活性層3の
ビルトイン電圧を「V0」とし、活性層3のレーザ素子
の直列抵抗を「R」として、駆動電圧Vの駆動電流Iop
を半導体レーザ装置に与えると、全電力Wは、 W=Iop・V =(V0+R・Iop)・Iop =V0R+Iop2R となる。この全電力Wの80〜90%はジュール熱に変
わるため、活性層3の温度変化は、駆動電流Iopの2次
関数となる。したがって、二次関数の制御関数FS2と
することによって、一層、発振波長の安定化を実現する
ことができる。
By the way, the control function FS1 shown in FIG.
Was a linear function, but it may be a control function FS11 of a quadratic function as shown in FIG. Generally, the drive current I
The temperature rise of the active layer 3 due to the increase of op is divided into power consumed for laser oscillation and power consumed by the resistance of the active layer 3, and the power consumed by the resistance of the active layer 3 is
Since this resistance is a value obtained by multiplying the square of the drive current Iop, the temperature change of the active layer 3 with respect to the drive current Iop is
It is thought to change squared. That is, the built-in voltage of the active layer 3 is "V0", the series resistance of the laser element of the active layer 3 is "R", and the drive current Iop of the drive voltage V is set.
Is applied to the semiconductor laser device, the total power W becomes: W = Iop.V = (V0 + R.Iop) .Iop = V0R + Iop2R Since 80 to 90% of this total electric power W is converted into Joule heat, the temperature change of the active layer 3 becomes a quadratic function of the drive current Iop. Therefore, by setting the control function FS2 of a quadratic function, the oscillation wavelength can be further stabilized.

【0052】また、図5に示すように、制御関数は、任
意の制御関数FS(Iop)としてもよい。一般に、制御
関数は、半導体レーザ装置1の構造や動作によって、レ
ーザ発振効率の特性が大きく変化するため、それぞれの
半導体レーザ装置の種別に応じた制御関数FS(Iop)
を定義して用いるようにしてもよい。この場合、さら
に、個々の半導体レーザ装置1の制御関数FS(Iop)
を、個々の半導体レーザ装置1における駆動電流Iαと
このときの温度測定素子5の検出温度Tαとの点P1を
実測し、この実測結果をもとに制御関数FS(Iop)を
最終的に決定するようにしてもよい。また、1点に限ら
ず、他の点P2をも加え、近似処理を施して、制御関数
FS(Iop)を決定するようにしてもよい。この場合、
さらに精度の高い制御関数を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the control function may be an arbitrary control function FS (Iop). In general, since the characteristics of the laser oscillation efficiency of the control function largely change depending on the structure and operation of the semiconductor laser device 1, the control function FS (Iop) corresponding to the type of each semiconductor laser device.
May be defined and used. In this case, the control function FS (Iop) of each semiconductor laser device 1 is further added.
Is measured at a point P1 between the drive current Iα in each semiconductor laser device 1 and the detected temperature Tα of the temperature measuring element 5 at this time, and the control function FS (Iop) is finally determined based on the measured result. You may do it. Further, the control function FS (Iop) may be determined by adding not only one point but also another point P2 and performing an approximation process. in this case,
A more accurate control function can be obtained.

【0053】なお、図2および図3に示した制御関数F
S2に基づいた温度制御において、図3に示した波長ず
れを補正する値を、制御関数FS2に加えた新たな制御
関数とすることによって、個々の半導体レーザ装置の波
長制御を一層精度良く行うことができる。
The control function F shown in FIGS. 2 and 3 is used.
In the temperature control based on S2, the value for correcting the wavelength shift shown in FIG. 3 is used as a new control function added to the control function FS2, so that the wavelength control of each semiconductor laser device can be performed more accurately. You can

【0054】ここで、図6に示すフローチャートを参照
して、この発明の実施の形態による半導体レーザ装置の
駆動制御方法について説明する。図6において、まず、
半導体レーザ装置1に駆動範囲Ia内において駆動電流
Iαを加え、このときに検出される温度測定素子5の検
出温度Tα(点P1)を取得し、さらに、他の駆動電流
Iβを加え、このときに検出される温度測定素子5の検
出温度Tβ(点P2)を取得し、この2点P1,P2間
を結ぶ直線を制御関数として決定する(ステップS10
1)。この点P1,P2を取得する場合、発振波長が同
じとなるように、ペルチェクーラ9を制御する。その
後、この決定した制御関数を記憶部13に記憶する(ス
テップS102)。これらステップS101,S102
の処理は、事前に行っておく。
A drive control method for the semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention will now be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 6, first,
A driving current Iα is applied to the semiconductor laser device 1 within the driving range Ia, a detection temperature Tα (point P1) of the temperature measuring element 5 detected at this time is acquired, and another driving current Iβ is further added. The detected temperature Tβ (point P2) of the temperature measuring element 5 detected at 1 is acquired, and the straight line connecting these two points P1 and P2 is determined as the control function (step S10).
1). When acquiring these points P1 and P2, the Peltier cooler 9 is controlled so that the oscillation wavelengths are the same. Then, the determined control function is stored in the storage unit 13 (step S102). These steps S101 and S102
The process of is performed in advance.

【0055】その後、実際に半導体レーザ装置1を駆動
する場合、温度制御部は、電流検出器11が検出する駆
動電流Iopを検出し(ステップS103)、この検出し
た駆動電流Iopを、記憶部13に記憶されている制御関
数に当てはめ、このときの電流値が、温度測定素子5の
検出温度Tsとなるように、ペルチェクーラ9を制御す
る(ステップS104)。その後、ステップS103に
以降し、さらに駆動電流Iopを検出し、ステップS10
3,S104の処理を繰り返す。これによって、駆動電
流Iopが変化しても、発振波長はシフトしない。
After that, when the semiconductor laser device 1 is actually driven, the temperature control section detects the drive current Iop detected by the current detector 11 (step S103), and the detected drive current Iop is stored in the storage section 13. Then, the Peltier cooler 9 is controlled so that the current value at this time becomes the detected temperature Ts of the temperature measuring element 5 (step S104). Then, after step S103, the drive current Iop is further detected, and step S10
3, the process of S104 is repeated. As a result, even if the drive current Iop changes, the oscillation wavelength does not shift.

【0056】特に、ラマン増幅器励起用光源として複数
の半導体レーザ装置1を用いる場合、駆動電流Iopの増
減にも関わらず、発振波長が変化しないため、各半導体
レーザ装置1の合成による増幅利得の波長依存性が平坦
性を維持したままとなり、良好な増幅特性を維持するこ
とができる。
Particularly, when a plurality of semiconductor laser devices 1 are used as the Raman amplifier pumping light source, the oscillation wavelength does not change despite the increase or decrease of the drive current Iop. The dependency remains flat and good amplification characteristics can be maintained.

【0057】ところで、図1に示した半導体レーザ素子
2は、回折格子3aなどに波長選択の揺らぎを持たせる
などして、複数本の縦モード発振を行うようにし、これ
によって、ラマン増幅器励起用光源として用いることを
前提としている(特願2000−323118参照)。
By the way, in the semiconductor laser device 2 shown in FIG. 1, a plurality of longitudinal mode oscillations are generated by giving fluctuations in wavelength selection to the diffraction grating 3a, etc. It is supposed to be used as a light source (see Japanese Patent Application No. 2000-323118).

【0058】ここで、半導体レーザ素子2の詳細構成に
ついて説明する。図7は、図1に示した半導体レーザ素
子2の概略斜視図を示し、図8、図1に示した半導体レ
ーザ素子2の側面断面図を示す。図8および図9におい
て、半導体レーザ素子は、n−InP基板1上に順次n
−InPバッファ層22、GRIN−SCH−MQW
(Graded Index-Separate Confinement Hetero structu
re Multi Quantum Well: 分布屈折率分離閉じこめ多
重量子井戸)活性層3、p−InPスペーサ層24が積
層されている。ここで、n−InPバッファ層22の上
部領域、GRIN−SCH−MQW活性層3およびp−
InPスペーサ層24は光出射方向に長手方向を有する
メサストライプ状の構造となっており、この構造に隣接
してp−InPブロッキング層28、n−InPブロッ
キング層29が順に積層されている。p−InPスペー
サ層24およびn−InPブロッキング層29上にはp
−InPクラッド層26、p−GaInAsPコンタク
ト層27が積層されている。また、p−GaInAsP
コンタクト層27上にはp側電極30が配置され、n−
InP基板21の裏面にはn側電極31が配置されてい
る。さらに、図8に示すように、レーザ光出射端面に出
射側反射膜35が配置され、レーザ光出射端面と対向す
る反射端面に反射側反射膜34が配置されている。そし
て、p−InPスペーサ層24内には、回折格子3aが
配置されている。
Here, the detailed structure of the semiconductor laser device 2 will be described. FIG. 7 shows a schematic perspective view of the semiconductor laser device 2 shown in FIG. 1, and FIG. 8 shows a side sectional view of the semiconductor laser device 2 shown in FIG. In FIG. 8 and FIG. 9, the semiconductor laser devices are arranged on the n-InP substrate 1 in order of n.
-InP buffer layer 22, GRIN-SCH-MQW
(Graded Index-Separate Confinement Hetero structu
re Multi Quantum Well: A distributed refractive index separation confined multiple quantum well) active layer 3 and a p-InP spacer layer 24 are laminated. Here, the upper region of the n-InP buffer layer 22, the GRIN-SCH-MQW active layer 3 and p-.
The InP spacer layer 24 has a mesa stripe structure having a longitudinal direction in the light emission direction, and a p-InP blocking layer 28 and an n-InP blocking layer 29 are sequentially stacked adjacent to this structure. A p layer is formed on the p-InP spacer layer 24 and the n-InP blocking layer 29.
A -InP clad layer 26 and a p-GaInAsP contact layer 27 are laminated. In addition, p-GaInAsP
A p-side electrode 30 is arranged on the contact layer 27, and n−
An n-side electrode 31 is arranged on the back surface of the InP substrate 21. Further, as shown in FIG. 8, the emission side reflection film 35 is arranged on the laser light emission end face, and the reflection side reflection film 34 is arranged on the reflection end face opposite to the laser light emission end face. The diffraction grating 3a is arranged in the p-InP spacer layer 24.

【0059】n−InPバッファ層22は、バッファ層
としての機能の他に、クラッド層としての機能を有す
る。具体的には、n−InPバッファ層22は、GRI
N−SCH−MQW活性層3の実効屈折率よりも低い屈
折率を有することでGRIN−SCH−MQW活性層3
から発生する光を縦方向に閉じ込める機能を有する。
The n-InP buffer layer 22 has a function as a cladding layer in addition to a function as a buffer layer. Specifically, the n-InP buffer layer 22 is a GRI.
The GRIN-SCH-MQW active layer 3 has a refractive index lower than the effective refractive index of the N-SCH-MQW active layer 3.
It has a function of vertically confining light generated from the.

【0060】GRIN−SCH−MQW活性層3は、分
布屈折率分離閉じ込め多重量子井戸構造を有し、p側電
極30およびn側電極31から注入されたキャリアを効
果的に閉じ込める機能を有する。GRIN−SCH−M
QW活性層3は複数の量子井戸層を有し、各量子井戸層
において量子閉じ込め効果を発揮する。この量子閉じ込
め効果によって、半導体レーザ素子2は高い発光効率を
有する。
The GRIN-SCH-MQW active layer 3 has a distributed index separation confinement multiple quantum well structure and has a function of effectively confining carriers injected from the p-side electrode 30 and the n-side electrode 31. GRIN-SCH-M
The QW active layer 3 has a plurality of quantum well layers and exhibits a quantum confinement effect in each quantum well layer. Due to this quantum confinement effect, the semiconductor laser device 2 has high luminous efficiency.

【0061】p−GaInAsPコンタクト層27は、
p−InPクラッド層26とp側電極30との間をオー
ミック接合させるためのものである。p−GaInAs
Pコンタクト層27にはp型不純物が大量にドープされ
ており、高不純物密度を有することでp側電極30との
間でオーミック接触を実現している。
The p-GaInAsP contact layer 27 is composed of
This is for ohmic contact between the p-InP cladding layer 26 and the p-side electrode 30. p-GaInAs
The P contact layer 27 is heavily doped with p-type impurities, and has a high impurity density to achieve ohmic contact with the p-side electrode 30.

【0062】p−InPブロッキング層28およびn−
InPブロッキング層29は、注入された電流を内部で
狭窄するためのものである。この半導体レーザ素子2に
おいては、p側電極30が陽極として機能するため、電
圧が印加された際にはn−InPブロッキング層29と
p−InPブロッキング層28との間には逆バイアスが
印加される。そのため、n−InPブロッキング層29
からp−InPブロッキング層28に対して電流が流れ
ることはなく、p側電極30から注入された電流は、狭
窄されて高い密度でGRIN−SCH−MQW活性層3
に流入する。電流が高密度で流入することで、GRIN
−SCH−MQW活性層3におけるキャリア密度が高ま
り、発光効率を向上させている。
P-InP blocking layer 28 and n-
The InP blocking layer 29 is for internally confining the injected current. In this semiconductor laser device 2, since the p-side electrode 30 functions as an anode, a reverse bias is applied between the n-InP blocking layer 29 and the p-InP blocking layer 28 when a voltage is applied. It Therefore, the n-InP blocking layer 29
Current does not flow from the p-InP blocking layer 28 to the p-InP blocking layer 28, and the current injected from the p-side electrode 30 is constricted and has a high density, and thus the GRIN-SCH-MQW active layer 3 has a high density.
Flow into. Since the current flows in at a high density, GRIN
The carrier density in the -SCH-MQW active layer 3 is increased, and the luminous efficiency is improved.

【0063】反射側反射膜34は、反射率80パーセン
ト以上、好ましくは98パーセント以上の光反射率を有
する。一方、出射側反射膜35は、出射側端面における
レーザ光の反射を防止するためのものである。したがっ
て、出射側反射膜35は反射率の低い膜構造からなり、
光反射率は5パーセント以下、望ましくは1パーセント
程度の膜構造からなる。ただし、出射側反射膜35の光
反射率は、共振器長に応じて最適化されるため、これら
以外の値となる場合もある。
The reflecting film 34 on the reflection side has a light reflectance of 80% or more, preferably 98% or more. On the other hand, the emission side reflection film 35 is for preventing reflection of the laser light on the emission side end face. Therefore, the emitting side reflection film 35 has a film structure with a low reflectance,
The light reflectance is 5% or less, preferably about 1%. However, the light reflectance of the emitting side reflection film 35 is optimized depending on the cavity length, and thus may have a value other than these.

【0064】回折格子3aは、p−GaInAsPから
なる。周囲のp−InPスペーサ層24と異なる半導体
材料から構成されるため、GRIN−SCH−MQW活
性層3から発生した光のうち、所定波長を有する成分に
ついては回折格子3aによって反射されることとなる。
The diffraction grating 3a is made of p-GaInAsP. Since the surrounding p-InP spacer layer 24 is made of a semiconductor material different from that of the surrounding p-InP spacer layer 24, a component having a predetermined wavelength in the light generated from the GRIN-SCH-MQW active layer 3 is reflected by the diffraction grating 3a. .

【0065】回折格子3aは、膜厚20nmを有し、出
射側反射膜35の反射端面から反射側反射膜34側に向
けて長さLg=50μmの回折格子3aが設けられ、こ
の回折格子3aは、ピッチ約220nmで周期的に形成
され、中心波長1.48μmのレーザ光を波長選択す
る。ここで、回折格子3aは、回折格子の結合係数κと
回折格子長Lgとの乗算値を0.3以下とすることによ
って、駆動電流−光出力特性の線形性を良好にし、光出
力の安定性を高めている(特願2001−134545
参照)。また、共振器長Lが1300μmの場合、回折
格子長Lgが約300μm以下のときに複数の発振縦モ
ード数で発振するので、回折格子長Lgは300μm以
下とすることが好ましい。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Lg):(共振器長L)=300:1
300の関係を維持するため、回折格子長Lgが300
μm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。すなわち、回折格子長L
gは、共振器長Lとの比を保つように設定され、共振器
長Lの(300/1300)倍の値以下としている(特
願2001−134545参照)。
The diffraction grating 3a has a film thickness of 20 nm, and the diffraction grating 3a having a length Lg = 50 μm is provided from the reflection end face of the emission side reflection film 35 toward the reflection side reflection film 34 side. Are periodically formed with a pitch of about 220 nm and select the wavelength of laser light having a center wavelength of 1.48 μm. Here, the diffraction grating 3a improves the linearity of the drive current-optical output characteristic and stabilizes the optical output by setting the multiplication value of the coupling coefficient κ of the diffraction grating and the diffraction grating length Lg to 0.3 or less. (Japanese Patent Application No. 2001-134545)
reference). Further, when the resonator length L is 1300 μm, oscillation occurs in a plurality of oscillation longitudinal modes when the diffraction grating length Lg is about 300 μm or less, so the diffraction grating length Lg is preferably 300 μm or less. By the way, since the oscillation longitudinal mode interval also changes in proportion to the length of the resonator length L, the diffraction grating length Lg has a value proportional to the resonator length L. That is, (diffraction grating length Lg) :( resonator length L) = 300: 1
In order to maintain the relationship of 300, the diffraction grating length Lg is 300
The relationship in which a plurality of oscillation longitudinal modes can be obtained at μm or less can be expanded as Lg × (1300 (μm) / L) ≦ 300 (μm). That is, the diffraction grating length L
g is set so as to maintain the ratio with the resonator length L, and is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length L (see Japanese Patent Application No. 2001-134545).

【0066】つぎに、回折格子3aを備えたことによ
り、この半導体レーザ素子2がレーザ発振時に複数の発
振縦モードを有する光を選択する理由について説明す
る。なお、この半導体レーザ素子2の発振波長λ0は、
1100nm〜1550nmであり、共振器長Lは、8
00μm以上3200μm以下としている。
Next, the reason why the semiconductor laser element 2 selects light having a plurality of oscillation longitudinal modes during laser oscillation by providing the diffraction grating 3a will be described. The oscillation wavelength λ 0 of the semiconductor laser device 2 is
1100 nm to 1550 nm, and the resonator length L is 8
It is set to 00 μm or more and 3200 μm or less.

【0067】一般に、半導体レーザ素子2の共振器によ
って発生する縦モードのモード間隔Δλは、実効屈折率
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n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Δ
λは狭くなり、単一発振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。
In general, the mode interval Δλ of the longitudinal mode generated by the resonator of the semiconductor laser device 2 can be expressed by the following equation when the effective refractive index is “n”. That is, Δλ = λ 0 2 / (2 · n · L). Here, when the oscillation wavelength λ 0 is 1480 μm and the effective refractive index n is 3.5, the resonator length L is 800 μm.
At this time, the mode interval Δλ of the longitudinal mode is about 0.39 nm.
Thus, when the resonator length is 3200 μm, the mode interval Δλ of the longitudinal mode is about 0.1 nm. That is, the longer the resonator length L, the longer the mode interval Δ in the longitudinal mode.
λ becomes narrower, and the selection condition for oscillating a single oscillation longitudinal mode laser beam becomes stricter.

【0068】一方、回折格子3a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3aによる
選択波長特性は、図9に示す発振波長スペクトル36と
して表される。図9に示すように、この半導体レーザ素
子2では、回折格子3aを有した半導体レーザ素子によ
る発振波長スペクトル36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DBR(Distributed Bragg Reflecto
r)半導体レーザ素子あるいはDFB(Distributed Fee
dback)半導体レーザ素子では、共振器長Lを800μ
m以上とすると、単一発振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素子は用
いられなかった。しかしながら、この半導体レーザ素子
2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36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9では、発振波長スペクトル36の半値幅
Δλh内に3つの発振縦モード37〜39を有してい
る。
On the other hand, the diffraction grating 3a selects the longitudinal mode according to its Bragg wavelength. The selected wavelength characteristic of the diffraction grating 3a is represented as an oscillation wavelength spectrum 36 shown in FIG. As shown in FIG. 9, in the semiconductor laser device 2, a plurality of oscillation longitudinal modes are allowed to exist within the wavelength selection characteristic indicated by the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36 of the semiconductor laser device having the diffraction grating 3a. ing. Conventional DBR (Distributed Bragg Reflecto)
r) Semiconductor laser device or DFB (Distributed Fee)
dback) In the semiconductor laser device, the cavity length L is 800μ.
If it is m or more, it is difficult to oscillate in a single oscillation longitudinal mode. Therefore, the semiconductor laser device having such a cavity length L is not used. However, in the semiconductor laser device 2, the cavity length L is positively set to 800 μm or more so that the laser output is performed by including a plurality of oscillation longitudinal modes in the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36. . In FIG. 9, three oscillation longitudinal modes 37 to 39 are provided within the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36.

【0069】つぎに、この半導体レーザ素子2から出射
されるレーザ光が図10(b)のような波形を有するこ
とによって、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制できるこ
とについて説明する。一般に、誘導ブリルアン散乱は、
狭い一定の周波数帯における光強度の大きさが所定値を
超えた際に発生する。たとえば、出射波長が1100〜
1550nmとなる半導体レーザ素子2の場合、周波数
帯が20MHzの範囲における光強度の合計が約4mW
を超えると、長さ約55kmのDSF(Dispersion Shi
fted Fiber)において、誘導ブリルアン散乱が発生する
といわれている。
Next, the fact that the laser light emitted from the semiconductor laser device 2 has a waveform as shown in FIG. 10B can suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering. In general, stimulated Brillouin scattering is
It occurs when the intensity of light in a narrow constant frequency band exceeds a predetermined value. For example, if the emission wavelength is 1100-
In the case of the semiconductor laser device 2 having a wavelength of 1550 nm, the total light intensity in the frequency band of 20 MHz is about 4 mW.
If it exceeds, the DSF (Dispersion Shi
It is said that stimulated Brillouin scattering occurs in the fted fiber).

【0070】ここで、単純に誘導ブリルアン散乱の発生
を抑制するためには、全体の光強度を抑制すればよい。
しかし、光ファイバ増幅器の励起光源の場合のように、
半導体レーザ素子の光出力は高い方が望ましい。したが
って、出射する光の強度を高めながらも誘導ブリルアン
散乱を回避するためには、各周波数における光強度を低
減しながらも、広い周波数帯で光発振させることで、全
体として光強度を高めることが必要となる。
Here, in order to simply suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering, the total light intensity may be suppressed.
However, as in the case of the pump light source of an optical fiber amplifier,
Higher optical output of the semiconductor laser device is desirable. Therefore, in order to avoid stimulated Brillouin scattering while increasing the intensity of emitted light, it is possible to increase the light intensity as a whole by oscillating light in a wide frequency band while reducing the light intensity at each frequency. Will be needed.

【0071】図10(a)および図10(b)でも示し
たように、この半導体レーザ素子2は、従来の半導体レ
ーザ素子と異なり、複数の発振縦モードを有する。した
がって、全体として同等の光強度を有する場合であって
も、この半導体レーザ素子2から出射されるレーザ光で
は、各発振縦モードのピーク値は従来と比して低い値と
なっている。このことは、所定周波数帯における光強度
が低下していることを意味し、誘導ブリルアン散乱は所
定周波数帯における光強度が閾値を超えることで発生す
ることから、この半導体レーザ素子2は誘導ブリルアン
散乱の発生を効果的に抑制することができることが分か
る。なお、全体として同一の光強度を有する際には、発
振縦モードの数が多いほど、個々の発振縦モードのピー
ク値をさらに低い値とすることが可能となる。この場
合、半導体レーザ素子2は、誘導ブリルアン散乱の発生
をさらに抑制することができる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the semiconductor laser device 2 has a plurality of oscillation longitudinal modes, unlike the conventional semiconductor laser device. Therefore, even if the laser light emitted from the semiconductor laser element 2 has the same light intensity as a whole, the peak value of each oscillation longitudinal mode is lower than the conventional value. This means that the light intensity in the predetermined frequency band is lowered, and the stimulated Brillouin scattering occurs when the light intensity in the predetermined frequency band exceeds the threshold value. It can be seen that the occurrence of is effectively suppressed. When the light intensity is the same as a whole, the larger the number of oscillation longitudinal modes is, the lower the peak value of each oscillation longitudinal mode can be. In this case, the semiconductor laser device 2 can further suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering.

【0072】なお、上述した半導体レーザ素子2の構造
に関して、回折格子3a以外の部分については、上記し
た以外の構造を採用することが可能である。たとえば、
活性層については必ずしもGRIN−SCH−MQW構
造とする必要はなく、単純なダブルへテロ構造としても
良いし、ホモ接合レーザとしても良い。また、多重量子
井戸構造とはせずに単一量子井戸を用いても良い。さら
に、半導体レーザ素子全体の構造としても、いわゆる埋
め込み型ヘテロ構造とはせず、リッジ型レーザやSAS
(Self Aligned Structure:自己整合構造)型レーザと
しても良い。さらに、各層の導電型について、上記した
導電型と反対の導電型としても良い。すなわち、p型の
基板上にp型のクラッド層、GRIN−SCH−MQW
活性層、n型のスペーサ層、n型のクラッド層等のよう
に積層した構造としても誘導ブリルアン散乱の発生を抑
制する半導体レーザ装置を構成することが可能である。
Regarding the structure of the semiconductor laser device 2 described above, it is possible to adopt a structure other than that described above for the portions other than the diffraction grating 3a. For example,
The active layer does not necessarily have to have the GRIN-SCH-MQW structure, and may have a simple double hetero structure or a homojunction laser. Further, a single quantum well may be used instead of the multiple quantum well structure. Furthermore, the structure of the entire semiconductor laser device is not a so-called buried heterostructure, but a ridge laser or a SAS.
(Self Aligned Structure) type laser may be used. Furthermore, the conductivity type of each layer may be opposite to the conductivity type described above. That is, a p-type clad layer, GRIN-SCH-MQW, is formed on a p-type substrate.
It is possible to configure a semiconductor laser device that suppresses the occurrence of stimulated Brillouin scattering even with a laminated structure such as an active layer, an n-type spacer layer, and an n-type clad layer.

【0073】ここで、回折格子のグレーティング長LG
あるいは結合係数を変化させることによって、発振波長
スペクトル36の半値幅Δλhを変化させ、これによっ
て半値幅Δλh内の縦モード数が相対的に複数となるよ
うにしてもよい。
Here, the grating length L G of the diffraction grating
Alternatively, the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36 may be changed by changing the coupling coefficient, so that the number of longitudinal modes in the half-width Δλh may be relatively plural.

【0074】図11は、半導体レーザ素子2の概要構成
を示す長手方向の側面断面図である。この半導体レーザ
素子は、半導体レーザ素子2の回折格子3aに対応する
回折格子43の構成が半導体レーザ素子2と異なる。
FIG. 11 is a longitudinal sectional side view showing a schematic structure of the semiconductor laser device 2. This semiconductor laser element differs from the semiconductor laser element 2 in the configuration of the diffraction grating 43 corresponding to the diffraction grating 3a of the semiconductor laser element 2.

【0075】回折格子43は、反射率0.1〜2%の低
光反射率をもつ出射側反射膜35から反射率80%以上
の高光反射率をもつ反射側反射膜34側に向けて所定長
G1分、形成され、所定長LG1以外のp−InPスペー
サ層24には、回折格子43は形成されない。
The diffraction grating 43 is provided in a predetermined direction from the emission side reflection film 35 having a low light reflectance of 0.1 to 2% to the reflection side reflection film 34 side having a high light reflectance of 80% or more. the length L G1 fraction, formed in the p-InP spacer layer 24 other than the predetermined length L G1, the diffraction grating 43 is not formed.

【0076】また、図12は、半導体レーザ素子の変形
例の概要構成を示す長手方向の側面断面図である。この
半導体レーザ素子は、図11に示した回折格子43に代
えて、反射側反射膜34側に設けた回折格子44を有す
るとともに、反射側反射膜34の反射率を低光反射率と
している。すなわち、回折格子44は、反射率0.1〜
2%の低光反射率をもつ反射側反射膜34から反射率1
〜5%の低光反射率をもつ出射側反射膜35側に向けて
所定長LG2分、形成され、所定長LG2以外のp−InP
スペーサ層24には、回折格子44が形成されない。
FIG. 12 is a side sectional view in the longitudinal direction showing a schematic structure of a modified example of the semiconductor laser device. This semiconductor laser device has a diffraction grating 44 provided on the reflection side reflection film 34 side instead of the diffraction grating 43 shown in FIG. 11, and has a low reflectance for the reflection side reflection film 34. That is, the diffraction grating 44 has a reflectance of 0.1 to 10.
The reflectance of 1 from the reflection side reflection film 34 having a low light reflectance of 2%.
A p-InP having a length of L G2 , which is formed to have a predetermined length L G2 , toward the emitting-side reflection film 35 side having a low light reflectance of ˜5%.
The diffraction grating 44 is not formed on the spacer layer 24.

【0077】さらに、図13は、半導体レーザ素子の他
の変形例の概要構成を示す長手方向の側面断面図であ
る。この半導体レーザ素子は、図11に示した回折格子
43および図12に示した回折格子44の構成を適用し
たものである。
Further, FIG. 13 is a side sectional view in the longitudinal direction showing a schematic structure of another modification of the semiconductor laser device. This semiconductor laser device employs the configurations of the diffraction grating 43 shown in FIG. 11 and the diffraction grating 44 shown in FIG.

【0078】すなわち、この半導体レーザ素子は、反射
率0.1〜2%の低光反射率をもつ出射側反射膜35か
ら反射率0.1〜2%の低光反射率をもつ反射側反射膜
34側に向けて所定長LG3分、形成された回折格子45
aと、この反射側反射膜34から出射側反射膜35側に
向けて所定長LG4分、形成された回折格子45bとを有
する。
That is, in this semiconductor laser device, the reflection side reflection film having a low light reflectance of 0.1 to 2% is reflected from the emission side reflection film 35 having a low light reflectance of 0.1 to 2%. Diffraction grating 45 formed for a predetermined length L G3 toward the film 34 side
a and a diffraction grating 45b formed by a predetermined length L G4 from the reflection side reflection film 34 toward the emission side reflection film 35 side.

【0079】図11〜図13に示した回折格子43,4
4,45a,45bの所定長LG1〜LG4を変化させるこ
とによって、発振縦モードのモード間隔Δλが固定的で
あっても、図9に示した発振波長スペクトル36の半値
幅Δλhを変化させることができる。すなわち、発振波
長スペクトル36の半値幅Δλhを広くするためには、
回折格子の長さを短くすることも有効である。
The diffraction gratings 43 and 4 shown in FIGS.
By changing the predetermined lengths L G1 to L G4 of 4 , 45a and 45b, the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36 shown in FIG. 9 is changed even if the mode interval Δλ of the oscillation longitudinal mode is fixed. be able to. That is, in order to widen the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36,
It is also effective to shorten the length of the diffraction grating.

【0080】この場合、共振器に対する回折格子の位置
によっては、位相発振条件がずれ、これによってレーザ
発振特性が悪化するおそれがあるため、図11に示した
ように、回折格子43を、光出射側である出射側反射膜
35を起点として反射側反射膜34方向に、共振器の途
中まで延ばして形成する場合、出射側反射膜35として
0.1〜2%の反射率をもつ低光反射コートを施し、反
射側反射膜34として80%以上の反射率をもつ高反射
コートを施すようにする。また、図12に示したよう
に、回折格子44を、反射側反射膜34を起点として出
射側反射膜35方向に、共振器の途中まで延ばして形成
する場合、反射側反射膜34として0.1〜2%の反射
率をもつ低光反射コートを施し、出射側反射膜35とし
て反射率1〜5%の反射率をもつ低反射コートを施す。
さらに、図13に示したように、回折格子45a、45
bをそれぞれ出射側反射膜35側および反射側反射膜3
4側に形成する場合、出射側反射膜35および反射側反
射膜34として、ともに反射率0.1〜2%の低光反射
コートを施す。
In this case, the phase oscillation condition may be shifted depending on the position of the diffraction grating with respect to the resonator, which may deteriorate the laser oscillation characteristics. Therefore, as shown in FIG. When the emission side reflection film 35, which is on the side, is formed as a starting point and extends in the direction of the reflection side reflection film 34 to the middle of the resonator, the emission side reflection film 35 has low reflectance of 0.1 to 2%. A high-reflection coat having a reflectance of 80% or more is applied as the reflection-side reflection film 34. Further, as shown in FIG. 12, when the diffraction grating 44 is formed by extending the reflection side reflection film 34 in the direction of the emission side reflection film 35 to the middle of the resonator, the diffraction grating 44 is formed as a reflection side reflection film 34. A low light reflection coating having a reflectance of 1 to 2% is applied, and a low reflection coating having a reflectance of 1 to 5% is applied as the emitting side reflection film 35.
Further, as shown in FIG. 13, the diffraction gratings 45a, 45
b is the output side reflection film 35 side and the reflection side reflection film 3 respectively.
When it is formed on the fourth side, a low light reflection coat having a reflectance of 0.1 to 2% is applied to both the emission side reflection film 35 and the reflection side reflection film 34.

【0081】また、図11に示したように、回折格子4
3を光出射側である出射側反射膜35側に形成する場
合、回折格子43自体の反射率を低めに設定し、図12
に示したように、回折格子44を光反射側である反射側
反射膜34側に形成する場合、回折格子44自体の反射
率を高めに設定することが好ましい。また、図13に示
したように、回折格子を出射側反射膜35側および反射
側反射膜34側の双方に形成する場合、回折格子45a
自体の反射率を低めに設定し、回折格子45b自体の反
射率を高めに設定する。これによって、回折格子43,
44,45a,45bによる波長選択特性を満足させつ
つ、反射側反射膜34および出射側反射膜35によるフ
ァブリ・ペロー型共振器の影響を小さくすることができ
る。
Further, as shown in FIG. 11, the diffraction grating 4
In the case where 3 is formed on the emission side reflection film 35 side which is the light emission side, the reflectance of the diffraction grating 43 itself is set to a low level, and FIG.
As shown in, when the diffraction grating 44 is formed on the reflection side reflection film 34 side which is the light reflection side, it is preferable to set a high reflectance of the diffraction grating 44 itself. Further, as shown in FIG. 13, when the diffraction grating is formed on both the emission side reflection film 35 side and the reflection side reflection film 34 side, the diffraction grating 45a is formed.
The reflectance of itself is set low, and the reflectance of the diffraction grating 45b itself is set high. Thereby, the diffraction grating 43,
It is possible to reduce the influence of the Fabry-Perot resonator by the reflection-side reflection film 34 and the emission-side reflection film 35 while satisfying the wavelength selection characteristics of 44, 45a, and 45b.

【0082】具体的に、図11に示した半導体レーザ素
子では、発振波長λ0が1480nmであり、共振器長
Lが1300μmであり、回折格子43のグレーティン
グ長LG1が220μm、結合係数κLG(cm-1)とグレ
ーティング長LG1との積κLG・LG1が0.093であ
る。また、図12に示した半導体レーザ素子では、共振
器長Lが1300μmであり、回折格子44のグレーテ
ィング長LG2が400μm、結合係数κLGとグレーティ
ング長LG2との積κLG・LG2が2.97である。このよ
うな回折格子43、44を適用した場合、発振波長スペ
クトル36の半値幅Δλhは、1〜2nmとなり、半値
幅Δλh内に3〜5本程度の発振縦モードを含ませるこ
とができる。
Specifically, in the semiconductor laser device shown in FIG. 11, the oscillation wavelength λ 0 is 1480 nm, the cavity length L is 1300 μm, the grating length L G1 of the diffraction grating 43 is 220 μm, and the coupling coefficient κ LG. (cm -1) and the product kappa LG · L G1 between grating length L G1 is 0.093. In the semiconductor laser device shown in FIG. 12, the cavity length L is 1300 [mu] m, the grating length L G2 of the diffraction grating 44 is 400 [mu] m, is the product kappa LG · L G2 of the coupling coefficient kappa LG and grating length L G2 2.97. When such diffraction gratings 43 and 44 are applied, the half-value width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 36 is 1 to 2 nm, and it is possible to include about 3 to 5 oscillation longitudinal modes within the half-value width Δλh.

【0083】なお、図11〜図13では、回折格子4
3,44,45a,45bを、出射側反射膜35側また
は反射側反射膜34側、あるいは出射側反射膜35側お
よび反射側反射膜34側に設けたが、これに限らず、G
RIN−SCH−MQW活性層3に沿い、共振器長Lに
対して部分的な長さをもつ回折格子を形成するようにし
てもよい。ただし、回折格子の反射率を考慮することが
好ましい。
In FIGS. 11 to 13, the diffraction grating 4
Although 3, 44, 45a, and 45b are provided on the emission side reflection film 35 side or the reflection side reflection film 34 side, or on the emission side reflection film 35 side and the reflection side reflection film 34 side, the invention is not limited to this.
A diffraction grating having a partial length with respect to the cavity length L may be formed along the RIN-SCH-MQW active layer 3. However, it is preferable to consider the reflectance of the diffraction grating.

【0084】このように、共振器長Lに対する回折格子
の長さを部分的なものとし、この回折格子のグレーティ
ング長LGおよび結合係数κLGを適切に変化させること
によって、所望の発振波長スペクトル36の半値幅Δλ
hを得ることができ、この半値幅Δλh内に複数の発振
縦モードをもったレーザ光を発振させることができる。
As described above, the length of the diffraction grating with respect to the resonator length L is made partial, and the grating length L G and the coupling coefficient κ LG of this diffraction grating are appropriately changed to obtain a desired oscillation wavelength spectrum. 36 half width Δλ
It is possible to obtain h, and it is possible to oscillate a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes within this half width Δλh.

【0085】なお、回折格子の位置について、上述した
半導体レーザ素子で示した場所以外に配置することも可
能である。たとえば、GRIN−SCH−MQW活性層
3の下部に回折格子を設けてもよい。より詳しくいえ
ば、半導体レーザ素子内部において、光が存在する領域
であればどのような場所に回折格子を配置しても構わな
い。
The position of the diffraction grating may be arranged at a position other than that shown in the above-mentioned semiconductor laser device. For example, a diffraction grating may be provided below the GRIN-SCH-MQW active layer 3. More specifically, the diffraction grating may be arranged in any place in the semiconductor laser element as long as it is a region where light exists.

【0086】また、図14に示すように、GRIN−S
CH−MQW活性層3に沿って全面に配置した回折格子
46を設けるようにしてもよい。この場合、回折格子の
長さLは共振器長と同じ長さとなる。回折格子の波長選
択特性は、結合係数κと回折格子の長さLとによって決
定され、回折格子Lの長さが長いため、結合係数κを小
さくすることによって、例えば回折格子43と同様な波
長選択特性を得ることができ、複数の発振縦モードを発
振させることができる。
Further, as shown in FIG. 14, GRIN-S
A diffraction grating 46 may be provided on the entire surface along the CH-MQW active layer 3. In this case, the length L of the diffraction grating is the same as the resonator length. The wavelength selection characteristic of the diffraction grating is determined by the coupling coefficient κ and the length L of the diffraction grating. Since the length of the diffraction grating L is long, the coupling coefficient κ can be reduced to obtain a wavelength similar to that of the diffraction grating 43, for example. Selective characteristics can be obtained, and a plurality of oscillation longitudinal modes can be oscillated.

【0087】つぎに、上述した半導体レーザ素子では、
回折格子3aのグレーティング周期は一定であったが、
回折格子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を用い、これによって、回折格
子の波長選択特性に揺らぎを発生させ、発振波長スペク
トルの半値幅Δλhを広げて、半値幅Δλh内の発振縦
モード数が相対的に複数となるようにしてもよい。すな
わち、図15に示すように、半値幅Δλhを半値幅wc
に広げて、半値幅wc内に含まれる発振縦モードの本数
を増大するようにしている。
Next, in the above-mentioned semiconductor laser device,
Although the grating period of the diffraction grating 3a was constant,
A chirped grating in which the grating period of the diffraction grating is changed periodically is used to generate fluctuations in the wavelength selection characteristics of the diffraction grating, widen the half-value width Δλh of the oscillation wavelength spectrum, and oscillate within the half-value width Δλh. The number of vertical modes may be relatively plural. That is, as shown in FIG. 15, the half width Δλh is set to the half width wc.
To increase the number of oscillation longitudinal modes included in the half width wc.

【0088】図16は、半導体レーザ素子の変形例の概
要構成を示す長手方向の側面断面図である。この半導体
レーザ素子では、上述した半導体レーザ素子の回折格子
3a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る回折格子47を有している。
FIG. 16 is a side sectional view in the longitudinal direction showing a schematic structure of a modified example of the semiconductor laser device. This semiconductor laser device has a diffraction grating 47 which is a chirped grating in which the grating period of the diffraction grating 3a of the semiconductor laser device described above is periodically changed.

【0089】図17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17に示すよう
に、この回折格子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±0.02nmの周期揺
らぎによって回折格子47の反射帯域は、約2nmの半
値幅を有し、これによって、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持たせるこ
とができる。
FIG. 17 is a diagram showing periodic changes in the grating period of the diffraction grating 47. As shown in FIG. 17, the diffraction grating 47 has a structure in which the average period is 220 nm and the period fluctuation (deviation) of ± 0.02 nm is repeated in the period C. Due to the periodic fluctuation of ± 0.02 nm, the reflection band of the diffraction grating 47 has a half-value width of about 2 nm, which causes about 3 to 6 oscillation longitudinal modes within the half-value width Δλh of the oscillation wavelength spectrum. be able to.

【0090】また、この半導体レーザ素子では、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
レーティングとしたが、これに限らず、グレーティング
周期を、周期Λ1(220nm+0.02nm)と周期
Λ2(220nm−0.02nm)との間で、ランダム
に変化させるようにしてもよい。
Further, in this semiconductor laser device, the chirped grating in which the grating period is changed at the constant period C is used. However, the present invention is not limited to this, and the grating period includes the period Λ 1 (220 nm + 0.02 nm) and the period Λ 2 ( 220 nm-0.02 nm) may be randomly changed.

【0091】さらに、図18(a)に示すように、周期
Λ1と周期Λ2とを1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
18(b)に示すように、周期Λ3と周期Λ4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18(c)に
示すように、連続する複数回の周期Λ5と連続する複数
回の周期Λ6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、Λ3、Λ5
周期Λ2、Λ4、Λ6との間の離散的な異なる値をもつ周
期をそれぞれ補完して配置するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 18A, a period grating may be provided as a diffraction grating in which the period Λ 1 and the period Λ 2 are alternately repeated once. Further, as shown in FIG. 18B, the period Λ 3 and the period Λ 4 may be alternately repeated a plurality of times so that the diffraction grating may have periodic fluctuations. Further, as shown in FIG. 18C, a diffraction grating having a plurality of continuous cycles Λ 5 and a plurality of continuous cycles Λ 6 may have periodic fluctuations. Further, periods having discretely different values between the periods Λ 1 , Λ 3 , Λ 5 and the periods Λ 2 , Λ 4 , Λ 6 may be complemented and arranged.

【0092】このように、半導体レーザ素子に設けられ
る回折格子をチャープドグレーティングなどによって、
平均周期に対して±0.01〜0.2nm程度の周期揺
らぎをもたせ、これによって、反射帯域の半値幅を所望
の値に設定し、最終的に発振波長スペクトルの半値幅Δ
λhを決定し、半値幅Δλh内に複数の発振縦モードが
含まれるレーザ光を出力することができる。なお、この
ような揺らぎを回折格子に持たせた場合は、活性層に沿
って回折格子を全面に配置するようにしてもよい。
As described above, the diffraction grating provided in the semiconductor laser device is formed by a chirped grating or the like.
A period fluctuation of about ± 0.01 to 0.2 nm is given to the average period, whereby the half-value width of the reflection band is set to a desired value and finally the half-value width Δ of the oscillation wavelength spectrum is set.
It is possible to determine λh and output a laser beam including a plurality of oscillation longitudinal modes within the half width Δλh. When the diffraction grating has such a fluctuation, the diffraction grating may be arranged on the entire surface along the active layer.

【0093】(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、記憶部13に1つの制御関数を記憶させておき、こ
の制御関数を満足する検出温度Tsとなるように、ペル
チェクーラ9を駆動制御していたが、この実施の形態2
では、複数の発振波長に対応した複数の制御関数を保持
し、レーザ光の微小波長制御を積極的に行うものであ
る。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, one control function is stored in the storage unit 13, and the Peltier cooler 9 is drive-controlled so that the detected temperature Ts that satisfies this control function is obtained. Form 2
In the above, a plurality of control functions corresponding to a plurality of oscillation wavelengths are held, and minute wavelength control of laser light is actively performed.

【0094】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概要構成を示す図である。図19に
おいて、温度制御部52は、温度制御部12に対応し、
記憶部53を有するとともに、波長設定部54を有す
る。記憶部53は、記憶部13に対応するが、記憶部1
3と異なり、複数の制御関数、すなわち制御関数群FS
Sを保持している。波長設定部54には、制御したい所
望の波長が設定入力される。
FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration of a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 19, the temperature control unit 52 corresponds to the temperature control unit 12,
It has a storage unit 53 and a wavelength setting unit 54. The storage unit 53 corresponds to the storage unit 13, but the storage unit 1
Different from 3, a plurality of control functions, that is, a control function group FS
Holds S. A desired wavelength to be controlled is set and input to the wavelength setting unit 54.

【0095】温度制御部52は、波長設定部54によっ
て設定された波長に対応する制御関数を取り出し、制御
対象の制御関数をこの制御関数に変更し、この変更され
た制御関数を満足する温度制御を行う。たとえば、図2
0において、現在の制御関数が制御関数FS2であっ
て、波長設定部54によって設定された波長がλ1であ
る場合、温度制御部52は、現在の制御関数FS2から
制御関数FS1に変更し、その後制御関数FS1によっ
て温度制御を行う。この結果、たとえば駆動電流Iopが
500mAでかつ波長λ2であり、駆動電流Iopが変化
しない場合、温度ΔT1分(10℃分)高い検出温度T
sになるように温度制御され、波長λ1のレーザ光が出
力される。同様にして、波長λ3が設定された場合、制
御関数FS3に変更され、現在の駆動電流Iopが100
0mAでかつ波長λ2であり、駆動電流Iopが変化しな
い場合、温度ΔT2分(18℃分)低い検出温度Tsに
なるように温度制御され、波長λ3のレーザ光が出力さ
れる。なお、駆動電流Iopが異なる場合であっても、変
更された制御関数に従って温度制御される。
The temperature control unit 52 takes out the control function corresponding to the wavelength set by the wavelength setting unit 54, changes the control function to be controlled to this control function, and controls the temperature so as to satisfy the changed control function. I do. For example, in Figure 2.
In 0, when the current control function is the control function FS2 and the wavelength set by the wavelength setting unit 54 is λ1, the temperature control unit 52 changes the current control function FS2 to the control function FS1 and then Temperature control is performed by the control function FS1. As a result, for example, when the drive current Iop is 500 mA and the wavelength λ2 and the drive current Iop does not change, the temperature ΔT1 minute (10 ° C. minute) higher detection temperature T is obtained.
The temperature is controlled to be s, and the laser light of wavelength λ1 is output. Similarly, when the wavelength λ3 is set, it is changed to the control function FS3, and the current drive current Iop is 100.
When the driving current Iop is 0 mA and the wavelength is λ2, the temperature is controlled so that the detection temperature Ts is lower by the temperature ΔT2 (18 ° C.), and the laser light of the wavelength λ3 is output. Even if the drive current Iop is different, the temperature is controlled according to the changed control function.

【0096】ここで、図21に示したフローチャートを
もとに温度制御部52による温度制御処理手順について
説明する。図21において、予め、図20に示すような
制御関数群FSSを求め、記憶部53に設定保持する
(ステップS201)。その後、発振波長λの設定入力
によって(ステップS202)、温度制御部52は、設
定入力された発振波長に対応する制御関数に基づいた温
度制御に移行し(ステップS203)、本処理を終了す
る。
Here, the temperature control processing procedure by the temperature controller 52 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 21, a control function group FSS as shown in FIG. 20 is obtained in advance and set and held in the storage unit 53 (step S201). After that, by inputting the setting of the oscillation wavelength λ (step S202), the temperature control unit 52 shifts to temperature control based on the control function corresponding to the set and input oscillation wavelength (step S203), and ends this processing.

【0097】なお、この実施の形態2による微小な波長
制御は、たとえばラマン増幅器に用いられる励起用光源
に適用することができる。この半導体レーザ装置のラマ
ン増幅では、図22(a)に示すように、各励起光源の
発振波長スペクトルLA1,LA2内にそれぞれ複数本
の発振縦モードを有している。ラマン増幅の利得特性
は、約100nm長波長側に現れ、各励起光源に対応し
た利得特性LB1,LB2として現れる。したがって、
これら利得特性LB1,LB2の合成利得特性は、特性
LCのようになる。しかし、入力される被増幅光の波長
帯域にわたって利得特性は平坦であることが要求される
ため、利得特性LCは、さらに平坦化されなければなら
ない。
The minute wavelength control according to the second embodiment can be applied to a pumping light source used in a Raman amplifier, for example. In Raman amplification of this semiconductor laser device, as shown in FIG. 22A, a plurality of oscillation longitudinal modes are included in the oscillation wavelength spectra LA1 and LA2 of each pumping light source. The gain characteristics of Raman amplification appear on the long wavelength side of about 100 nm, and appear as gain characteristics LB1 and LB2 corresponding to each pumping light source. Therefore,
The combined gain characteristic of these gain characteristics LB1 and LB2 is like a characteristic LC. However, since the gain characteristic is required to be flat over the wavelength band of the amplified light to be input, the gain characteristic LC must be further flattened.

【0098】このような場合、上述した微小波長制御を
行うことによって、利得特性を平坦化することができ
る。たとえば、発振波長スペクトルLA2を短波長側に
シフトすると、これに対応する利得特性も短波長側にシ
フトし、結果として特性LCの凹部となっていた部分を
平坦化することができる。
In such a case, the gain characteristic can be flattened by performing the minute wavelength control described above. For example, when the oscillation wavelength spectrum LA2 is shifted to the short wavelength side, the corresponding gain characteristic is also shifted to the short wavelength side, and as a result, the concave portion of the characteristic LC can be flattened.

【0099】なお、上述した実施の形態1,2では、半
導体レーザ素子2および温度測定素子5がともに、ヒー
トシンク7上に設けられたサブマウント4,6を介して
設置されているが、これに限らず、サブマウント4,6
を削除し、半導体レーザ素子2および温度測定素子5を
ともに、ヒートシンク7上に直接設置するようにしても
よい。あるいは、サブマウント4,6を一体化し、この
一体化したサブマウント上に半導体レーザ素子2および
温度測定素子5を設置するようにしてもよい。これらの
場合、温度測定素子5と半導体レーザ素子2との間の熱
伝導性が向上し、温度測定素子5が半導体レーザ素子2
の温度を迅速かつ正確に測定することができるため、さ
らに精度の高い温度制御あるいは波長制御を行うことが
できる。
In the first and second embodiments described above, both the semiconductor laser element 2 and the temperature measuring element 5 are installed via the submounts 4 and 6 provided on the heat sink 7. Not limited, submount 4,6
Alternatively, the semiconductor laser device 2 and the temperature measuring device 5 may be directly installed on the heat sink 7. Alternatively, the submounts 4 and 6 may be integrated, and the semiconductor laser element 2 and the temperature measuring element 5 may be installed on the integrated submount. In these cases, the thermal conductivity between the temperature measuring element 5 and the semiconductor laser element 2 is improved, and the temperature measuring element 5 becomes the semiconductor laser element 2
Since it is possible to quickly and accurately measure the temperature, the temperature control or the wavelength control with higher accuracy can be performed.

【0100】(実施の形態3)つぎに、この発明の実施
の形態3にかかる光ファイバ増幅器について説明する。
この実施の形態3は、上述した実施の形態1,2に示し
た半導体レーザ装置をラマン増幅器に適用したものであ
る。
(Third Embodiment) Next, an optical fiber amplifier according to a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the semiconductor laser device shown in the above-described first and second embodiments is applied to a Raman amplifier.

【0101】図23は、この発明の実施の形態3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
1,2に示した半導体レーザ装置と同一構成の半導体レ
ーザ装置60a〜60dを用いた構成となっている。
FIG. 23 is a block diagram showing the structure of the Raman amplifier according to the third embodiment of the present invention. This Raman amplifier is used in a WDM communication system. FIG. 23
In this case, this Raman amplifier has a configuration using semiconductor laser devices 60a to 60d having the same configuration as the semiconductor laser devices shown in the first and second embodiments.

【0102】各半導体レーザ装置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
導体レーザ装置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
ザ装置60a、60bが発振するレーザ光は、同一波長
である。また、半導体レーザ装置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装置6
0a、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61a、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。
The semiconductor laser devices 60a and 60b output laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes to the polarization beam combiner 61a via the polarization maintaining fiber 71, and the semiconductor laser devices 60c and 60d are polarized. Laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes is output to the polarization combining coupler 61b via the wavefront holding fiber 71. Here, the laser lights oscillated by the semiconductor laser devices 60a and 60b have the same wavelength. The laser light emitted by the semiconductor laser devices 60c and 60d has the same wavelength, but the semiconductor laser device 6
The wavelengths of the laser beams oscillated by 0a and 60b are different. This is because the Raman amplification has polarization dependence, and the polarization combining couplers 61a and 61b output laser light whose polarization dependence is eliminated.

【0103】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
62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。
The laser lights having different wavelengths output from the respective polarization combining couplers 61a and 61b are combined by the WDM coupler 62, and the combined laser lights are WDM.
The excitation light for Raman amplification is output to the amplification fiber 64 via the coupler 65. The signal light to be amplified is input to the amplification fiber 64 to which the pumping light is input,
Raman amplified.

【0104】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
出力光として信号光出力ファイバ70に出力する。
The signal light (amplified signal light) that has been Raman-amplified in the amplification fiber 64 passes through a WDM coupler 65 and an isolator 66, and a monitor light distribution coupler 67.
Entered in. The monitor light distribution coupler 67 outputs a part of the amplified signal light to the control circuit 68, and outputs the remaining amplified signal light as output light to the signal light output fiber 70.

【0105】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装置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。
The control circuit 68 controls the laser output state of each of the semiconductor laser devices 60a to 60d, for example, the light intensity on the basis of a part of the amplified signal light input, so that the gain band of Raman amplification is flat. Feedback control so that

【0106】この実施の形態3に示したラマン増幅器で
は、実施の形態1,2で示された半導体レーザ装置60
aを用いるようにしている。なお、上述したように、各
半導体レーザ装置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
コスト削減を実現することができる。
In the Raman amplifier shown in the third embodiment, the semiconductor laser device 60 shown in the first and second embodiments.
a is used. As described above, since each of the semiconductor laser devices 60a to 60d has a plurality of oscillation longitudinal modes, the polarization maintaining fiber length can be shortened. As a result, it is possible to reduce the size and weight of the Raman amplifier and reduce the cost.

【0107】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装置60a、60cから、そ
れぞれ偏波面保持ファイバ71を介して直接WDMカプ
ラ62に光出力するようにしてもよい。この場合、半導
体レーザ装置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。ここ
で、上述したように、各半導体レーザ装置60a、60
c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71を短くすることができる。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
波依存性をなくすことができ、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。
In the Raman amplifier shown in FIG. 23,
The polarization combining couplers 61a and 61b are used.
Alternatively, the semiconductor laser devices 60a and 60c may directly output light to the WDM coupler 62 via the polarization maintaining fiber 71, respectively. In this case, the polarization planes of the semiconductor laser devices 60a and 60c are incident on the polarization plane holding fiber 71 at 45 degrees. Here, as described above, each of the semiconductor laser devices 60a, 60
Since c has a plurality of oscillation longitudinal modes, the polarization maintaining fiber length 71 can be shortened. As a result, it is possible to eliminate the polarization dependence of the optical output from the polarization maintaining fiber 71, and it is possible to realize a more compact Raman amplifier with a smaller number of components.

【0108】また、半導体レーザ装置60a〜60dと
して発振縦モード数が多い半導体レーザ装置を用いる
と、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。
If a semiconductor laser device having a large number of oscillation longitudinal modes is used as the semiconductor laser devices 60a-60d, the required length of the polarization maintaining fiber 71 can be shortened. Especially when the oscillation longitudinal mode becomes 4 or 5,
Since the required length of the polarization maintaining fiber 71 is drastically shortened, simplification and downsizing of the Raman amplifier can be promoted. Furthermore, as the number of oscillation longitudinal modes increases,
The coherent length becomes shorter, and the degree of polarization (DOP: Degree Of Polarization) becomes smaller due to depolarization.
It becomes possible to eliminate the polarization dependence, which also facilitates simplification and downsizing of the Raman amplifier.

【0109】また、上述した実施の形態1,2で示した
回折格子を内蔵する半導体レーザ素子を用いた半導体レ
ーザ装置は、たとえば、ファイバグレーティングを用い
た半導体レーザ装置に比して相対強度雑音(RIN)を
低減することができるので、ラマン増幅の揺らぎを抑え
ることができ、安定したラマン増幅を行うことができ
る。
Further, the semiconductor laser device using the semiconductor laser element having the built-in diffraction grating shown in the first and second embodiments described above has a relative intensity noise (compared to the semiconductor laser device using the fiber grating, for example). Since RIN) can be reduced, fluctuations in Raman amplification can be suppressed and stable Raman amplification can be performed.

【0110】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、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。
Further, in this Raman amplifier, the optical axis alignment is easier than in a semiconductor laser module using a fiber grating, and there is no mechanical optical coupling in the resonator. The stability and reliability of can be improved.

【0111】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、複数の発振縦モードを有し、各発振
縦モードの線幅が大きいという特徴を有している。その
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。
Further, the semiconductor laser devices of the first and second embodiments described above are characterized by having a plurality of oscillation longitudinal modes and having a large line width in each oscillation longitudinal mode. Therefore, high-power pumping light can be generated without generating stimulated Brillouin scattering, so that stable and high Raman gain can be obtained.

【0112】なお、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
導体レーザ装置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。
Although the Raman amplifiers shown in FIGS. 23 and 24 are of the backward pumping type, they are of the forward pumping type because the semiconductor laser devices 60a to 60d output stable pumping light as described above. Also, stable Raman amplification can be performed even with the bidirectional pumping method.

【0113】たとえば、図25は、前方励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図2
5に示したラマン増幅器は、図23に示したラマン増幅
器にWDMカプラ65’をアイソレータ63の近傍に設
けている。このWDMカプラ65’には、半導体レーザ
装置60a〜60d、偏波合成カプラ61a、61bお
よびWDMカプラ62にそれぞれ対応した半導体レーザ
装置60a’〜60d’、偏波合成カプラ61a’、6
1b’およびWDMカプラ62’を有した回路が接続さ
れ、WDMカプラ62’から出力される励起光を信号光
と同じ方向に出力する前方励起を行う。この場合、半導
体レーザ装置60a’〜60d’は、上述した実施の形
態1,2で示した半導体レーザ素子を用いているため、
RINが小さく、前方励起を効果的に行うことができ
る。
For example, FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. Figure 2
In the Raman amplifier shown in FIG. 5, the WDM coupler 65 'is provided in the vicinity of the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser devices 60a to 60d, polarization combining couplers 61a and 61b, and semiconductor laser devices 60a' to 60d 'and polarization combining couplers 61a' and 6 corresponding to the WDM coupler 62, respectively.
A circuit including 1b ′ and a WDM coupler 62 ′ is connected to perform forward pumping in which the pumping light output from the WDM coupler 62 ′ is output in the same direction as the signal light. In this case, since the semiconductor laser devices 60a'-60d 'use the semiconductor laser elements shown in the above-described first and second embodiments,
The RIN is small and forward excitation can be effectively performed.

【0114】同様に、図26は、前方励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図26
に示したラマン増幅器は、図24に示したラマン増幅器
にWDMカプラ65’をアイソレータ63の近傍に設け
ている。このWDMカプラ65’には、半導体レーザ装
置60a、60cおよびWDMカプラ62にそれぞれ対
応した半導体レーザ装置60a’、60c’およびWD
Mカプラ62’を有した回路が接続され、WDMカプラ
62’から出力される励起光を信号光と同じ方向に出力
する前方励起を行う。この場合、半導体レーザ装置60
a’、60c’は、上述した実施の形態1,2で示され
た半導体レーザ素子を用いているため、RINが小さ
く、前方励起を効果的に行うことができる。
Similarly, FIG. 26 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. FIG. 26
In the Raman amplifier shown in FIG. 24, the WDM coupler 65 ′ is provided near the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. The WDM coupler 65 ′ includes semiconductor laser devices 60 a ′, 60 c ′ and WD corresponding to the semiconductor laser devices 60 a and 60 c and the WDM coupler 62, respectively.
A circuit having an M coupler 62 ′ is connected to perform forward pumping in which the pumping light output from the WDM coupler 62 ′ is output in the same direction as the signal light. In this case, the semiconductor laser device 60
Since a ′ and 60c ′ use the semiconductor laser device shown in the above-described first and second embodiments, RIN is small and forward pumping can be effectively performed.

【0115】また、図27は、双方向励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図27
に示したラマン増幅器は、図23に示したラマン増幅器
の構成に、図25に示したWDMカプラ65’、半導体
レーザ装置60a’〜60d’、偏波合成カプラ61
a’、61b’およびWDMカプラ62’をさらに設
け、後方励起と前方励起とを行う。この場合、半導体レ
ーザ装置60a’〜60d’は、上述した実施の形態
1,2で示した半導体レーザ素子を用いているため、R
INが小さく、前方励起を効果的に行うことができる。
FIG. 27 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. FIG. 27
The Raman amplifier shown in FIG. 23 has the configuration of the Raman amplifier shown in FIG. 23, the WDM coupler 65 ′ shown in FIG. 25, the semiconductor laser devices 60a ′ to 60d ′, and the polarization combining coupler 61.
Further, a ', 61b' and a WDM coupler 62 'are further provided to perform backward pumping and forward pumping. In this case, since the semiconductor laser devices 60a ′ to 60d ′ use the semiconductor laser elements shown in the above-described first and second embodiments, R
Since IN is small, forward excitation can be effectively performed.

【0116】同様に、図28は、双方向励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図2
8に示したラマン増幅器は、図24に示したラマン増幅
器の構成に、図26に示したWDMカプラ65’、半導
体レーザ装置60a’、60c’およびWDMカプラ6
2’をさらに設け、後方励起と前方励起とを行う。この
場合、半導体レーザ装置60a’、60c’は、上述し
た実施の形態1,2で示した半導体レーザ素子を用いて
いるため、RINが小さく、前方励起を効果的に行うこ
とができる。
Similarly, FIG. 28 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. Figure 2
The Raman amplifier shown in FIG. 8 has the same structure as the Raman amplifier shown in FIG. 24 but has the WDM coupler 65 ′, the semiconductor laser devices 60a ′ and 60c ′ and the WDM coupler 6 shown in FIG.
2'is further provided to perform backward excitation and forward excitation. In this case, since the semiconductor laser devices 60a 'and 60c' use the semiconductor laser elements described in the first and second embodiments, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【0117】なお、上述した前方励起方式あるいは双方
向励起方式における前方励起に用いられるラマン増幅用
光源は、共振器長Lが800μm未満であってもよい。
共振器長Lを800μm未満とすると、上述したように
発振縦モードのモード間隔Δλが狭くなり、ラマン増幅
用光源として用いる場合に発振縦モードの本数が少なく
なり、大きな光出力を得ることができなくなるが、前方
励起は後方励起に比較して低出力で済むため、必ずしも
共振器長Lが800μm以上である必要はない。
The Raman amplification light source used for forward pumping in the forward pumping method or the bidirectional pumping method described above may have a resonator length L of less than 800 μm.
When the resonator length L is less than 800 μm, the mode interval Δλ of the oscillation longitudinal mode becomes narrow as described above, and when used as a light source for Raman amplification, the number of oscillation longitudinal modes decreases and a large optical output can be obtained. However, since the forward pump requires a lower output than the backward pump, the resonator length L does not necessarily have to be 800 μm or more.

【0118】上述した図23〜図28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29は、図23〜図28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。
The Raman amplifiers shown in FIGS. 23 to 28 described above can be applied to the WDM communication system as described above. FIG. 29 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system to which the Raman amplifier shown in FIGS. 23 to 28 is applied.

【0119】図29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、図
24、図25〜図28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〜R
xnに受信される。なお、光ファイバ85上には、任意
の波長の光信号の付加、取り出しをおこなうADM(Ad
d/Drop Multiplexer)が挿入される場合もある。
In FIG. 29, a plurality of transmitters Tx1 to Tx are provided.
The optical signals of wavelengths λ1 to λn transmitted from xn are combined by the optical combiner 80 and integrated into one optical fiber 85. On the transmission path of the optical fiber 85, a plurality of Raman amplifiers 81 and 83 corresponding to the Raman amplifiers shown in FIGS. 23, 24, and 25 to 28 are arranged according to the distance, and the attenuated optical signal is amplified. To do. The signal transmitted on the optical fiber 85 is demultiplexed by the optical demultiplexer 84 into optical signals having a plurality of wavelengths λ1 to λn, and the plurality of receivers Rx1 to Rx are provided.
It is received by xn. On the optical fiber 85, an ADM (Ad (Ad) that adds and takes out an optical signal of an arbitrary wavelength is used.
d / Drop Multiplexer) may be inserted.

【0120】ここで、上述した実施の形態3では、実施
の形態1,2に示した半導体レーザ装置を用いているの
で、発振波長シフトのない安定した波長のレーザ光を出
力することができ、平坦な利得特性を安定して維持する
ことができるとともに、精度の高い波長制御を行うこと
によって利得特性の平坦化を容易に行うことができる。
Here, in the third embodiment described above, since the semiconductor laser device shown in the first and second embodiments is used, it is possible to output a laser beam having a stable wavelength without oscillation wavelength shift, A flat gain characteristic can be stably maintained, and the gain characteristic can be easily flattened by performing highly accurate wavelength control.

【0121】なお、上述した実施の形態3では、実施の
形態1,2に示した半導体レーザ装置を、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、0.98μm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。特に、励起光の
EDFまでの伝送距離が数km〜数十km以上となるよ
うなEDFAにおいては、実施の形態1,2にかかる半
導体レーザ装置を励起光源に用いることで、伝送中の誘
導ブリルアン散乱に起因した増幅利得の低下を効果的に
抑制することができる。
In the third embodiment described above, the semiconductor laser device shown in the first and second embodiments is used as the pumping light source for Raman amplification. However, the present invention is not limited to this and, for example, 0. Obviously, it can be used as a light source for EDFA excitation such as 98 μm. Particularly, in the EDFA in which the transmission distance of the pumping light to the EDF is several kilometers to several tens of kilometers or more, by using the semiconductor laser device according to the first and second embodiments as the pumping light source, the guided Brillouin during the transmission is transmitted. It is possible to effectively suppress a decrease in amplification gain due to scattering.

【0122】(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。上述した実施の形態1〜3
では、半導体レーザ装置に用いられる半導体レーザ素子
が、活性層の近傍に回折格子を有し、複数の発振縦モー
ドを有するものであったが、この実施の形態4では、半
導体レーザ素子をファブリペロー共振型のレーザ(FP
レーザ)素子としている。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Embodiments 1 to 3 described above
In the semiconductor laser device used in the semiconductor laser device, the semiconductor laser device has a diffraction grating near the active layer and a plurality of oscillation longitudinal modes. However, in the fourth embodiment, the semiconductor laser device is a Fabry-Perot. Resonance type laser (FP
Laser) element.

【0123】図30は、上述した発明の実施の形態1〜
3に用いられる半導体レーザ装置に内蔵される半導体レ
ーザ素子の長手方向の断面図である。また、図31は、
図30に示した半導体レーザ素子のA−A線断面図であ
る。図30および図31において、この半導体レーザ素
子100は、実施の形態1に示した半導体レーザ素子2
から、回折格子3aを除いた構成であり、いわゆるファ
ブリペロー共振器を構成するFPレーザ素子である。
FIG. 30 shows Embodiments 1 to 1 of the invention described above.
3 is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser element incorporated in the semiconductor laser device used in FIG. In addition, FIG.
It is the sectional view on the AA line of the semiconductor laser element shown in FIG. 30 and 31, the semiconductor laser device 100 is the same as the semiconductor laser device 2 shown in the first embodiment.
Is a configuration excluding the diffraction grating 3a and is an FP laser element that constitutes a so-called Fabry-Perot resonator.

【0124】この半導体レーザ素子100は、FPレー
ザ素子であることから、ファイバーグレーティングを用
いた半導体レーザ装置に比してRINが小さいため、半
導体レーザ素子2と同様に、前方励起方式のラマン増幅
器用励起光源として用いることができる。ここで、ラマ
ン増幅器用励起光源として用いる場合、発振波長の精密
な制御を行って安定発振させる必要がある。
Since this semiconductor laser device 100 is an FP laser device, it has a smaller RIN than a semiconductor laser device using a fiber grating. Therefore, like the semiconductor laser device 2, it is for a forward pumping Raman amplifier. It can be used as an excitation light source. Here, when used as a pumping light source for a Raman amplifier, it is necessary to perform precise control of the oscillation wavelength for stable oscillation.

【0125】ところが、半導体レーザ素子100が発す
る波長の駆動電流依存性は、半導体レーザ素子2に比し
てさらに大きな波長の駆動電流依存性を有し、駆動電流
の増減に伴った波長変動が非常に大きい。たとえば、図
32は、半導体レーザ素子2と半導体レーザ素子100
との波長に対する駆動電流依存性を示す図であり、駆動
電流が100mA〜1300mAの範囲内で、半導体レ
ーザ素子2が数nm程度の波長変動であるのに対し、半
導体レーザ素子100は、数十nm程度の波長変動を呈
する。
However, the dependence of the wavelength emitted by the semiconductor laser device 100 on the driving current has a larger dependence on the driving current of the wavelength than that of the semiconductor laser device 2, and the wavelength fluctuation due to the increase or decrease of the driving current is extremely large. Is very large. For example, FIG. 32 shows a semiconductor laser device 2 and a semiconductor laser device 100.
FIG. 3 is a diagram showing the dependency of the drive current on the wavelengths of and, in the range of the drive current of 100 mA to 1300 mA, the semiconductor laser element 2 has a wavelength fluctuation of about several nm, while the semiconductor laser element 100 has several tens of wavelengths. It exhibits a wavelength variation of about nm.

【0126】しかし、実施の形態1に示した温度制御を
行うことによって、図33に示すように、数nm以内の
波長変動に収めることができる。すなわち、駆動電流I
op(A)と、温度測定素子5が検出する温度Ts(℃)
との関係が、Ts=−0.03×Iop+50.5となる
ように温度制御することによって、半導体レーザ素子1
00内の活性層温度がほぼ一定に制御され、結果的に発
振波長が、駆動電流の増減に対して一定となる。これに
よって、駆動電流依存性の大きなFPレーザ素子である
半導体レーザ素子100であっても、駆動電流の増減に
かかわらず、すなわち出力の増減にかかわらず、安定し
た波長のレーザ光を出力させることができる。この関数
は、半導体レーザ素子100の活性層3と温度測定素子
5との間の熱抵抗および半導体レーザ素子100の電気
抵抗によって異なるものとなる。
However, by performing the temperature control shown in the first embodiment, the wavelength variation within several nm can be accommodated as shown in FIG. That is, the drive current I
op (A) and the temperature Ts (° C) detected by the temperature measuring element 5
By controlling the temperature so that the relation with Ts = −0.03 × Iop + 50.5.
The temperature of the active layer within 00 is controlled to be substantially constant, and as a result, the oscillation wavelength becomes constant with increase and decrease of the drive current. As a result, even the semiconductor laser device 100, which is an FP laser device having a large dependency on the drive current, can output a laser beam having a stable wavelength regardless of the increase or decrease of the drive current, that is, regardless of the increase or decrease of the output. it can. This function depends on the thermal resistance between the active layer 3 of the semiconductor laser device 100 and the temperature measuring device 5 and the electric resistance of the semiconductor laser device 100.

【0127】もちろん、実施の形態2と同様に、駆動電
流Iopと温度Tsとの関係をシフトさせることによっ
て、発振波長を可変にすることができる。
Of course, similarly to the second embodiment, the oscillation wavelength can be made variable by shifting the relationship between the drive current Iop and the temperature Ts.

【0128】なお、上述した実施の形態1〜4では、複
数の発振縦モードを発振する半導体レーザ素子2,10
0を半導体レーザ装置に組み込むことを前提として説明
したが、これに限らずDFBレーザやDBRレーザなど
のように、単一縦モードを発振する半導体レーザ素子で
あっても、同様に安定した波長制御を行うことができ
る。すなわち、光ファイバ増幅器用励起光源に限らず、
信号光源に対しても、本発明を適用することによって簡
易かつ安価に、駆動電流依存性のない安定した波長のレ
ーザ光を出力することができる。
In the first to fourth embodiments described above, the semiconductor laser elements 2 and 10 that oscillate a plurality of oscillation longitudinal modes are used.
0 has been described on the premise that it is incorporated in the semiconductor laser device. However, the present invention is not limited to this, and similarly stable wavelength control can be performed even in a semiconductor laser device that oscillates a single longitudinal mode such as a DFB laser or a DBR laser. It can be performed. That is, not only the pump light source for optical fiber amplifier,
By applying the present invention to a signal light source as well, it is possible to easily and inexpensively output laser light having a stable wavelength without dependence on a drive current.

【0129】また、上述した実施の形態1〜4では、主
としてラマン増幅器を例に挙げて説明したが、これに限
らず、他の光ファイバ増幅器励起用光源、たとえばED
FA励起用光源にも適用することができる。
In the above-described first to fourth embodiments, the Raman amplifier has been mainly described as an example, but the present invention is not limited to this, and another optical fiber amplifier pumping light source, for example, ED.
It can also be applied to a FA excitation light source.

【0130】[0130]

【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、温度制御手段が、予め半導体レーザ素子が発振
するレーザ光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前
記温度測定素子が検出する検出温度との関係を保持して
おき、電流検出手段が検出した駆動電流の値に対する前
記温度測定素子の検出温度が前記関係を満足させるよう
に温度調整手段を制御し、これによって、駆動電流の増
減に関わらず、レーザ光の波長を一定にするようにして
いるので、半導体レーザ素子から出力される発振波長の
駆動電流依存性をなくすことができ、発振波長のシフト
がない安定した波長のレーザ光を、簡単かつ小型で安価
に得ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the invention, the temperature control means is configured such that the temperature of the driving current and the temperature measuring element are such that the wavelength of the laser beam oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant in advance. The relationship with the detected temperature to be detected is held, and the temperature adjusting means is controlled so that the detected temperature of the temperature measuring element with respect to the value of the drive current detected by the current detecting means satisfies the above relationship, thereby driving Since the wavelength of the laser light is kept constant regardless of the increase / decrease in the current, it is possible to eliminate the dependence of the oscillation wavelength output from the semiconductor laser device on the drive current, and to provide a stable wavelength with no shift in the oscillation wavelength. There is an effect that the laser light of 1 can be obtained easily, in small size, and at low cost.

【0131】また、請求項2の発明によれば、前記温度
制御手段が、前記電流検出手段が検出した駆動電流の増
加に伴って前記温度測定素子の検出温度を下げるように
前記温度調整手段を制御して前記関係を維持させるよう
にしているので、波長モニタを必要とせず、安定した波
長のレーザ光を、簡単かつ小型で安価に得ることができ
るという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, the temperature control means includes the temperature adjusting means for lowering the temperature detected by the temperature measuring element as the drive current detected by the current detecting means increases. Since the relationship is controlled to maintain the above relationship, there is an effect that a laser beam having a stable wavelength can be obtained easily, in a small size, and at a low cost without requiring a wavelength monitor.

【0132】また、請求項3の発明によれば、前記半導
体レーザ素子を、回折格子を内蔵し、複数の縦モードを
発振する半導体レーザ素子としているので、精度が高
く、安定した利得特性を提供できるラマン増幅用励起光
源として用いることができるという効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 3, since the semiconductor laser device is a semiconductor laser device having a built-in diffraction grating and oscillating a plurality of longitudinal modes, a highly accurate and stable gain characteristic is provided. It has an effect that it can be used as a possible excitation light source for Raman amplification.

【0133】また、請求項3の発明によれば、前記半導
体レーザ素子を、ファブリペロー型の共振器を形成し、
複数の縦モードを発振する半導体レーザ素子とし、発振
波長の駆動電流電流依存性の高い半導体レーザ素子であ
っても、安定した波長のレーザ光を、簡単かつ小型で安
価に得ることができるという効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, the semiconductor laser device is formed into a Fabry-Perot resonator.
Even if the semiconductor laser element oscillates a plurality of longitudinal modes and the oscillation wavelength has a high dependency on the driving current and current, it is possible to obtain the laser light of the stable wavelength easily, in a small size and at a low cost. Play.

【0134】また、請求項3〜9の発明によれば、前記
半導体レーザ素子は、回折格子を内蔵し、複数の縦モー
ドを発振するようにしているので、所望本数の複数の発
振縦モードのレーザ光を発振することができ、しかも、
これらの発振波長を安定して出力することができるとい
う効果を奏する。
Further, according to the inventions of claims 3 to 9, the semiconductor laser device has a built-in diffraction grating and oscillates a plurality of longitudinal modes, so that a desired number of oscillation longitudinal modes can be obtained. It can oscillate laser light, and
It is possible to stably output these oscillation wavelengths.

【0135】また、請求項10の発明によれば、半導体
レーザ素子が発振するレーザ光の波長がほぼ一定となる
前記駆動電流と前記温度測定素子が検出する検出温度と
の関係を、前記半導体レーザ素子の活性層温度がほぼ一
定となる前記駆動電流と前記温度測定素子が検出する検
出温度との関係として求めるようにしているので、発振
波長の駆動電流依存性の原因を直接的に取り除くことが
できるという効果を奏する。
According to the tenth aspect of the present invention, the relationship between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element is expressed as follows. Since it is determined as the relationship between the drive current at which the temperature of the active layer of the element is almost constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element, the cause of the drive current dependency of the oscillation wavelength can be directly removed. It has the effect of being able to.

【0136】また、請求項11の発明によれば、前記温
度制御手段の記憶手段に、前記関係を保持させ、この関
係をもとに、各半導体レーザ装置に対する発振波長の駆
動電流依存性をなくす温度制御を行うようにしているの
で、各半導体レーザ装置に個々に対応したきめの細かい
温度制御を行うことができるという効果を奏する。
According to the eleventh aspect of the present invention, the storage means of the temperature control means is made to hold the relationship, and based on this relationship, the dependency of the oscillation wavelength on the driving current to each semiconductor laser device is eliminated. Since the temperature control is performed, it is possible to perform fine temperature control individually corresponding to each semiconductor laser device.

【0137】また、請求項12の発明によれば、前記温
度制御手段が、現在用いている1つの前記関係から、設
定手段によって入力設定された所望の波長に対応する他
の前記関係にシフトし、該シフトした関係をもとに前記
温度調整手段を制御して該所望の波長に制御するように
しているので、微小な波長制御を精度良く行うことがで
き、ラマン増幅器の励起用光源として用いた場合、利得
特性の平坦化などの利得特性の補正を波長シフトによっ
て行うことができるという効果を奏する。
According to the twelfth aspect of the invention, the temperature control means shifts from one of the relationships currently used to another relationship corresponding to the desired wavelength input and set by the setting means. Since the temperature adjusting means is controlled based on the shifted relationship to control to the desired wavelength, fine wavelength control can be performed with high accuracy, and it is used as a pumping light source for a Raman amplifier. In this case, there is an effect that the gain characteristic such as the flattening of the gain characteristic can be corrected by the wavelength shift.

【0138】また、請求項13の発明によれば、前記関
係を、同種の構造および動作を有する複数の半導体レー
ザ装置群に共通した制御関数とし、1以上の駆動電流に
対する検出温度の設定によって当該半導体レーザ装置に
固有の制御関数として決定するようにしているので、個
々の半導体レーザ装置に対応した制御関数を容易にかつ
精度高く得ることができ、これによって発振波長の駆動
電流依存性を確実になくすことができるという効果を奏
する。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the relation is set as a control function common to a plurality of semiconductor laser device groups having the same structure and operation, and the detected temperature is set for one or more drive currents. Since it is determined as a control function specific to the semiconductor laser device, a control function corresponding to each semiconductor laser device can be obtained easily and accurately, which ensures the dependence of the oscillation wavelength on the drive current. There is an effect that it can be lost.

【0139】また、請求項14の発明によれば、前記制
御関数を、前記検出温度が前記駆動電流の一次関数とし
て簡易な温度制御を行うようにしているので、簡易な制
御によって発振波長の駆動電流依存性をなくすことがで
きるという効果を奏する。
According to the fourteenth aspect of the invention, since the control function is adapted to perform a simple temperature control by using the detected temperature as a linear function of the drive current, the oscillation wavelength is driven by the simple control. The effect that the current dependency can be eliminated is obtained.

【0140】また、請求項15の発明によれば、前記制
御関数を、活性層における電力消費に対応させ、前記検
出温度が前記駆動電流の2次関数としているので、簡易
な制御によって発振波長の駆動電流依存性を効果的にな
くすことができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 15, the control function is made to correspond to the power consumption in the active layer and the detected temperature is a quadratic function of the drive current. Therefore, the oscillation wavelength of the oscillation wavelength can be controlled by simple control. The effect that the drive current dependency can be effectively eliminated is obtained.

【0141】また、請求項16〜18の発明によれば、
請求項1〜15のいずれか一つに記載の半導体レーザ装
置を備えた励起光源を有しているので、安定した発振波
長のレーザ光を出力することができ、平坦化された利得
特性の維持と、波長変更による利得特性の平坦化を確実
に行うことができる。特に、ファイバーグレーティング
を用いた励起光源に比してRINが小さいので前方励起
用のラマン増幅器を実現することができるという効果を
奏する。
According to the sixteenth to eighteenth inventions,
Since the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 15 is provided with a pumping light source, laser light having a stable oscillation wavelength can be output, and flattened gain characteristics can be maintained. Thus, it is possible to surely flatten the gain characteristic by changing the wavelength. In particular, the RIN is smaller than that of the pumping light source using the fiber grating, so that it is possible to realize the Raman amplifier for forward pumping.

【0142】また、請求項19の発明によれば、まず、
関係取得工程によって、前記半導体レーザ素子が発振す
るレーザ光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前記
温度測定素子が検出する検出温度との関係を求め、電流
検出工程によって、前記半導体レーザ素子に加えられる
駆動電流の変化を検出すると、温度制御工程が、前記電
流検出工程が検出した駆動電流の値に対する前記温度測
定素子の検出温度が前記関係を満足させるように前記半
導体レーザ素子の温度を制御する処理を繰り返すように
しているので、半導体レーザ素子から出力される発振波
長の駆動電流依存性をなくすことができ、発振波長のシ
フトがない安定した波長のレーザ光を、簡単かつ小型で
安価に得ることができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 19, first,
By the relationship acquisition step, the relationship between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measurement element is obtained, and the semiconductor laser element is detected by the current detection step. When a change in the applied drive current is detected, the temperature control step controls the temperature of the semiconductor laser element so that the detected temperature of the temperature measurement element with respect to the value of the drive current detected by the current detection step satisfies the relationship. By repeating the above process, it is possible to eliminate the dependence of the oscillation wavelength output from the semiconductor laser element on the drive current, and to obtain a laser beam with a stable wavelength that does not cause a shift in the oscillation wavelength easily, in a small size, and at low cost. There is an effect that can be obtained.

【0143】また、請求項20の発明によれば、前記関
係を、前記半導体レーザ素子の活性層温度が一定となる
前記駆動電流と前記温度測定素子が検出する検出温度と
の関係として求めているので、発振波長の駆動電流依存
性の原因を直接的に取り除くことができるという効果を
奏する。
According to the twentieth aspect of the invention, the relationship is obtained as a relationship between the drive current at which the active layer temperature of the semiconductor laser device is constant and the detected temperature detected by the temperature measuring device. Therefore, it is possible to directly remove the cause of the dependence of the oscillation wavelength on the drive current.

【0144】また、請求項21の発明によれば、関係取
得工程によって、前記半導体レーザ素子が発振するレー
ザ光の波長がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測
定素子が検出する検出温度との関係を複数求め、設定入
力工程によって、所望の波長を設定入力し、関係シフト
工程によって、現在用いている1つの前記関係から、前
記設定入力工程によって入力設定された所望の波長に対
応する他の前記関係にシフトし、電流検出工程によっ
て、前記半導体レーザ素子に加えられる駆動電流の変化
を検出し、温度制御工程によって、前記関係シフト工程
によってシフトした関係および前記電流検出工程が検出
した駆動電流の値に対する検出温度が、前記関係シフト
工程によってシフトした関係を満足させるように前記半
導体素子の温度を制御するようにしているので、微小な
波長制御を精度良く行うことができ、ラマン増幅器の励
起用光源として用いた場合、利得特性の平坦化などの利
得特性の補正を波長シフトによって行うことができると
いう効果を奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, the relationship between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element becomes substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element are obtained by the relationship obtaining step. A plurality of relations are obtained, a desired wavelength is set and inputted by the setting input step, and another relation corresponding to the desired wavelength inputted and set by the setting input step is selected from the one relation currently used by the relation shifting step. The relationship is shifted, the change of the driving current applied to the semiconductor laser element is detected by the current detection step, and the relationship of the relationship shifted by the relationship shift step and the driving current detected by the current detection step are detected by the temperature control step. The temperature of the semiconductor element is controlled so that the detected temperature with respect to the value satisfies the relationship shifted by the relationship shifting step. Therefore, it is possible to perform minute wavelength control with high precision, and when used as a pumping light source for a Raman amplifier, it is possible to correct gain characteristics such as flattening the gain characteristics by wavelength shift. Produce an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施の形態1である半導体レーザ装
置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した温度制御部の記憶部に記憶される
制御関数の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a control function stored in a storage unit of the temperature control unit shown in FIG.

【図3】図1に示した半導体レーザ装置における発振波
長の駆動電流依存性を示す図である。
3 is a diagram showing a drive current dependency of an oscillation wavelength in the semiconductor laser device shown in FIG.

【図4】図1に示した温度制御部の記憶部に記憶される
制御関数を二次関数とした場合の例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which a control function stored in a storage unit of the temperature control unit shown in FIG. 1 is a quadratic function.

【図5】図1に示した温度制御部の記憶部に記憶される
制御関数の他の例を示す図である。
5 is a diagram showing another example of the control function stored in the storage unit of the temperature control unit shown in FIG.

【図6】図1に示した半導体レーザ装置の駆動制御方法
手順を示すフローチャートである。
6 is a flowchart showing a procedure of a drive control method of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図7】半導体レーザ素子の構造を示す概略斜視図であ
る。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing the structure of a semiconductor laser device.

【図8】半導体レーザ素子の構造を示す側面断面図であ
る。
FIG. 8 is a side sectional view showing the structure of a semiconductor laser device.

【図9】回折格子を備えた半導体レーザ素子から出射さ
れるレーザ光の波形を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a waveform of laser light emitted from a semiconductor laser element having a diffraction grating.

【図10】従来の単一発振縦モードを有する半導体レー
ザ素子から出射されるレーザ光の波形と、この発明の実
施の形態1である半導体レーザ装置の半導体レーザ素子
から出射されるレーザ光の波形を示す模式図である。
FIG. 10 is a waveform of laser light emitted from a conventional semiconductor laser device having a single oscillation longitudinal mode and a waveform of laser light emitted from the semiconductor laser device of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows.

【図11】半導体レーザ素子の構造を示す側面断面図で
ある。
FIG. 11 is a side sectional view showing a structure of a semiconductor laser device.

【図12】半導体レーザ素子の構造を示す側面断面図で
ある。
FIG. 12 is a side sectional view showing the structure of a semiconductor laser device.

【図13】半導体レーザ素子の構造を示す側面断面図で
ある。
FIG. 13 is a side sectional view showing the structure of a semiconductor laser device.

【図14】半導体レーザ素子の構造を示す側面断面図で
ある。
FIG. 14 is a side sectional view showing the structure of a semiconductor laser device.

【図15】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の
波形を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a waveform of laser light emitted from a semiconductor laser device.

【図16】半導体レーザ素子の構造を示す側面断面図で
ある。
FIG. 16 is a side sectional view showing the structure of a semiconductor laser device.

【図17】半導体レーザ素子に内蔵される回折格子の構
造を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic view showing a structure of a diffraction grating incorporated in a semiconductor laser device.

【図18】回折格子の構造の変形例を示す模式図であ
る。
FIG. 18 is a schematic view showing a modified example of the structure of the diffraction grating.

【図19】この発明の実施の形態2である半導体レーザ
装置の構成を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a structure of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図20】図19に示した温度制御部の記憶部に記憶さ
れる制御関数群の一例を示す図である。
20 is a diagram showing an example of a control function group stored in a storage unit of the temperature control unit shown in FIG.

【図21】図19に示した半導体レーザ装置の駆動制御
方法手順を示すフローチャートである。
21 is a flowchart showing a drive control method procedure of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図22】図19に示した半導体レーザ装置をラマン増
幅器用の励起光源に適用した場合における波長制御によ
る利得特性の補正処理を示す図である。
22 is a diagram showing a gain characteristic correction process by wavelength control when the semiconductor laser device shown in FIG. 19 is applied to a pumping light source for a Raman amplifier.

【図23】光ファイバ増幅器の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier.

【図24】光ファイバ増幅器の応用例を示すブロック図
である。
FIG. 24 is a block diagram showing an application example of an optical fiber amplifier.

【図25】光ファイバ増幅器の変形例であって、前方励
起方式を採用した光ファイバ増幅器の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier adopting a forward pumping method, which is a modification of the optical fiber amplifier.

【図26】光ファイバ増幅器の応用例を示すブロック図
である。
FIG. 26 is a block diagram showing an application example of an optical fiber amplifier.

【図27】光ファイバ増幅器の変形例であって、双方向
励起方式を採用した光ファイバ増幅器の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier adopting a bidirectional pumping method, which is a modification of the optical fiber amplifier.

【図28】光ファイバ増幅器の応用例を示すブロック図
である。
FIG. 28 is a block diagram showing an application example of an optical fiber amplifier.

【図29】光ファイバ増幅器を用いたWDM通信システ
ムの概要構成を示すブロック図である。
FIG. 29 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system using an optical fiber amplifier.

【図30】この発明の実施の形態3である半導体レーザ
装置に搭載される半導体レーザ素子の構成を示す側面断
面図である。
FIG. 30 is a side sectional view showing a structure of a semiconductor laser element mounted on a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図31】図30に示した半導体レーザ素子のA−A線
断面図である。
31 is a cross-sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図32】半導体レーザ素子の波長の駆動電流依存性を
示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing a drive current dependency of a wavelength of a semiconductor laser device.

【図33】図30に示した半導体レーザ素子を搭載した
半導体レーザ装置の波長に対する駆動電流依存性を示す
図である。
FIG. 33 is a diagram showing the driving current dependence of the wavelength of the semiconductor laser device equipped with the semiconductor laser device shown in FIG. 30.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ装置 2,100 半導体レーザ素子 3 活性層 3a 回折格子 4,6 サブマウント 4a,6a 金属薄膜 5 温度測定素子 7 ヒートシンク 8 ベース 9 ペルチェクーラ 10 可変電源 11 電流検出器 12,52 温度制御部 13,53 記憶部 21 n−InP基板 22 n−InPバッファ層 24 p−InPスペーサ層 26 p−InPクラッド層 27 p−GaInAsPコンタクト層 28 p−InPブロッキング層 29 n−InPブロッキング層 30 p側電極 31 n側電極 34 反射側反射膜 35 出射側反射膜 54 波長設定部 Ts 温度 Iop 駆動電流 FS1〜FS3 制御関数 1 Semiconductor laser device 2,100 Semiconductor laser device 3 Active layer 3a diffraction grating 4,6 submount 4a, 6a metal thin film 5 Temperature measuring element 7 heat sink 8 base 9 Peltier cooler 10 variable power supply 11 Current detector 12,52 Temperature controller 13,53 storage 21 n-InP substrate 22 n-InP buffer layer 24 p-InP spacer layer 26 p-InP clad layer 27 p-GaInAsP contact layer 28 p-InP blocking layer 29 n-InP blocking layer 30 p side electrode 31 n-side electrode 34 Reflective film 35 Emitting side reflective film 54 Wavelength setting section Ts temperature Iop drive current FS1 to FS3 control functions

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/022 H01S 5/022 5/024 5/024 5/125 5/125 (72)発明者 吉田 順自 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 CA15 DA10 EB15 HA24 5F072 AB07 AK06 KK30 PP07 QQ07 YY17 5F073 AA22 AA45 AA65 AA74 AA83 AA89 BA09 EA03 GA15 GA18 GA21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01S 5/022 H01S 5/022 5/024 5/024 5/125 5/125 (72) Inventor Jun Yoshida Own 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term inside Furukawa Electric Co., Ltd. (reference) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EB15 HA24 5F072 AB07 AK06 KK30 PP07 QQ07 YY17 5F073 AA22 AA45 AA65 AA74 AA83 AA89 GA09EA09 BA18 GA09EA GA21

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザ素子の近傍に設けられた温
度測定素子が検出した温度をもとに該半導体レーザ素子
の温度制御を行って該半導体レーザ素子が発振するレー
ザ光の波長制御を行う半導体レーザ装置において、 前記半導体レーザ素子の冷却および加熱を行う温度調整
手段と、 前記半導体レーザ素子に加えられる駆動電流の変化を検
出する電流検出手段と、 前記半導体レーザ素子が発振するレーザ光の波長がほぼ
一定となる前記駆動電流と前記温度測定素子が検出する
検出温度との関係をもとに、前記電流検出手段が検出し
た駆動電流の値に対する前記温度測定素子の検出温度が
前記関係を満足させるように前記温度調整手段を制御す
る温度制御手段と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A semiconductor that controls the temperature of the semiconductor laser element based on the temperature detected by a temperature measuring element provided in the vicinity of the semiconductor laser element to control the wavelength of laser light oscillated by the semiconductor laser element. In the laser device, a temperature adjusting means for cooling and heating the semiconductor laser element, a current detecting means for detecting a change in a drive current applied to the semiconductor laser element, and a wavelength of laser light oscillated by the semiconductor laser element Based on the relationship between the drive current and the temperature detected by the temperature measuring element, which are substantially constant, the temperature detected by the temperature measuring element with respect to the value of the drive current detected by the current detecting means satisfies the relationship. A semiconductor laser device comprising: a temperature control unit for controlling the temperature adjusting unit as described above.
【請求項2】 前記温度制御手段は、前記電流検出手段
が検出した駆動電流の増加に伴って前記温度測定素子の
検出温度を下げるように前記温度調整手段を制御して前
記関係を維持させ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。
2. The temperature control means controls the temperature adjusting means so as to lower the temperature detected by the temperature measuring element as the drive current detected by the current detecting means increases, thereby maintaining the relationship. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記半導体レーザ素子は、ファブリペロ
ー型の共振器を形成し、複数の縦モードを発振すること
を特徴とする請求項1または2に記載の半導体レーザ装
置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser element forms a Fabry-Perot type resonator and oscillates a plurality of longitudinal modes.
【請求項4】 前記半導体レーザ素子は、回折格子を内
蔵し、複数の縦モードを発振することを特徴とする請求
項1または2に記載の半導体レーザ装置。
4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser element has a built-in diffraction grating and oscillates a plurality of longitudinal modes.
【請求項5】 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4に記載の半導体
レーザ装置。
5. The diffraction grating has a diffraction grating length of 300 μm.
The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the semiconductor laser device has a thickness of m or less.
【請求項6】 前記回折格子の回折格子長は、 レーザ光の出射端面に設けられた第1反射膜とレーザ光
の反射端面に設けられた第2反射膜との間に形成された
活性層によって形成された共振器の長さの(300/1
300)倍の値以下であることを特徴とする請求項4ま
たは5のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
6. The active layer formed between the first reflection film provided on the emission end face of the laser light and the second reflection film provided on the reflection end face of the laser light. Of the length of the resonator formed by (300/1
The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the value is not more than 300 times.
【請求項7】 レーザ光の出射端面に設けられた第1反
射膜側または前記第1反射膜近傍に設けられる回折格子
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4〜6のいず
れか一つに記載の半導体レーザ装置。
7. The diffraction grating provided on the side of the first reflection film provided on the emitting end face of the laser light or in the vicinity of the first reflection film has a multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length of 0. It is 3 or less, The semiconductor laser device as described in any one of Claims 4-6.
【請求項8】 前記回折格子は、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ことを特徴とす
る請求項4〜7のいずれか一つに記載の半導体レーザ装
置。
8. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the diffraction grating has a grating period changed randomly or in a predetermined period.
【請求項9】 レーザ光の出射端面に設けられた第1反
射膜とレーザ光の反射端面に設けられた第2反射膜との
間に形成された活性層によって形成された共振器の長さ
は、800μm以上であることを特徴とする請求項4〜
8のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
9. A length of a resonator formed by an active layer formed between a first reflection film provided on a laser light emission end face and a second reflection film provided on a laser light reflection end face. Is 800 μm or more, and
8. The semiconductor laser device according to any one of 8.
【請求項10】 前記関係は、前記半導体レーザ素子の
活性層温度がほぼ一定となる前記駆動電流と前記温度測
定素子が検出する検出温度との関係であることを特徴と
する請求項1〜9のいずれか一つに記載の半導体レーザ
装置。
10. The relationship is a relationship between the drive current at which the temperature of the active layer of the semiconductor laser device is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring device. The semiconductor laser device according to any one of 1.
【請求項11】 前記温度制御手段は、前記関係を保持
した記憶手段を備えたことを特徴とする請求項1〜10
のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
11. The temperature control unit includes a storage unit that holds the relationship.
The semiconductor laser device according to any one of 1.
【請求項12】 所望の波長を入力設定する設定手段
と、 複数の前記関係を保持した記憶手段と、 を備え、 前記温度制御手段は、現在用いている1つの前記関係か
ら、前記設定手段によって入力設定された所望の波長に
対応する他の前記関係にシフトし、該シフトした関係を
もとに前記温度調整手段を制御して該所望の波長に制御
することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに
記載の半導体レーザ装置。
12. A setting means for inputting and setting a desired wavelength, and a storage means for holding a plurality of the relations, wherein the temperature control means is set by the setting means from one of the relations currently used. The shift to another relation corresponding to a desired wavelength set by input, and the temperature adjusting means is controlled based on the shifted relation to control to the desired wavelength. 11. The semiconductor laser device according to any one of 10.
【請求項13】 前記関係は、同種の構造および動作を
有する複数の半導体レーザ装置群に共通した制御関数で
あり、1以上の駆動電流に対する検出温度の設定によっ
て当該半導体レーザ装置に固有の制御関数として決定さ
れることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに
記載の半導体レーザ装置。
13. The relationship is a control function common to a plurality of semiconductor laser device groups having the same structure and operation, and is a control function unique to the semiconductor laser device by setting a detected temperature for one or more drive currents. 13. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is determined as follows.
【請求項14】 前記制御関数は、前記検出温度が前記
駆動電流の一次関数であることを特徴とする請求項13
に記載の半導体レーザ装置。
14. The control function according to claim 13, wherein the detected temperature is a linear function of the drive current.
The semiconductor laser device according to 1.
【請求項15】 前記制御関数は、前記検出温度が前記
駆動電流の2次関数であることを特徴とする請求項13
に記載の半導体レーザ装置。
15. The control function according to claim 13, wherein the detected temperature is a quadratic function of the drive current.
The semiconductor laser device according to 1.
【請求項16】 請求項1〜15のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置を備えた励起光源と、 信号光を伝送する光ファイバと、 該光ファイバと接続された増幅用光ファイバと、 前記励起光源から出射される励起光を増幅用光ファイバ
に入射させるためのカプラと、 前記励起光源と前記カプラとを接続する励起光伝送用光
ファイバと、 を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
16. A pumping light source comprising the semiconductor laser device according to claim 1, an optical fiber for transmitting signal light, and an amplification optical fiber connected to the optical fiber. An optical fiber comprising: a coupler for making pumping light emitted from the pumping light source incident on an amplification optical fiber; and a pumping light transmitting optical fiber connecting the pumping light source and the coupler. amplifier.
【請求項17】 前記増幅用光ファイバは、ラマン増幅
により光を増幅することを特徴とする請求項16に記載
の光ファイバ増幅器。
17. The optical fiber amplifier according to claim 16, wherein the amplification optical fiber amplifies light by Raman amplification.
【請求項18】 前記ラマン増幅は、少なくとも前方励
起方式によって増幅することを特徴とする請求項17に
記載の光ファイバ増幅器。
18. The optical fiber amplifier according to claim 17, wherein the Raman amplification is performed by at least a forward pumping method.
【請求項19】 半導体レーザ素子の近傍に設けられた
温度測定素子が検出した温度をもとに該半導体レーザ素
子の温度制御を行って該半導体レーザ素子が発振するレ
ーザ光の波長制御を行う半導体レーザ装置の駆動制御方
法において、 前記半導体レーザ素子が発振するレーザ光の波長がほぼ
一定となる前記駆動電流と前記温度測定素子が検出する
検出温度との関係を求める関係取得工程と、 前記半導体レーザ素子に加えられる駆動電流の変化を検
出する電流検出工程と、 前記電流検出工程が検出した駆動電流の値に対する前記
温度測定素子の検出温度が前記関係を満足させるように
前記半導体レーザ素子の温度を制御する温度制御工程
と、 を含むことを特徴とする半導体レーザ装置の駆動制御方
法。
19. A semiconductor which controls the temperature of the semiconductor laser element based on the temperature detected by a temperature measuring element provided in the vicinity of the semiconductor laser element to control the wavelength of laser light oscillated by the semiconductor laser element. In a drive control method of a laser device, a relationship acquisition step of obtaining a relationship between the drive current at which the wavelength of laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element, and the semiconductor laser A current detection step of detecting a change in drive current applied to the element, and a temperature of the semiconductor laser element so that the detected temperature of the temperature measurement element with respect to the value of the drive current detected by the current detection step satisfies the relationship. A drive control method for a semiconductor laser device, comprising: a temperature control step of controlling.
【請求項20】 前記関係は、前記半導体レーザ素子の
活性層温度が一定となる前記駆動電流と前記温度測定素
子が検出する検出温度との関係であることを特徴とする
請求項19に記載の半導体レーザ装置の駆動制御方法。
20. The relationship according to claim 19, wherein the relationship is a relationship between the drive current at which the temperature of the active layer of the semiconductor laser element is constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element. Drive control method for semiconductor laser device.
【請求項21】 半導体レーザ素子の近傍に設けられた
温度測定素子が検出した温度をもとに該半導体レーザ素
子の温度制御を行って該半導体レーザ素子が発振するレ
ーザ光の波長制御を行う半導体レーザ装置の駆動制御方
法において、 前記半導体レーザ素子が発振するレーザ光の波長がほぼ
一定となる前記駆動電流と前記温度測定素子が検出する
検出温度との関係を複数求める関係取得工程と、 所望の波長を設定入力する設定入力工程と、 現在用いている1つの前記関係から、前記設定入力工程
によって入力設定された所望の波長に対応する他の前記
関係にシフトする関係シフト工程と、 前記半導体レーザ素子に加えられる駆動電流の変化を検
出する電流検出工程と、 前記関係シフト工程によってシフトした関係および前記
電流検出工程が検出した駆動電流の値に対する検出温度
が、前記関係シフト工程によってシフトした関係を満足
させるように前記半導体素子の温度を制御する温度制御
工程と、 を含むことを特徴とする半導体レーザ装置の駆動制御方
法。
21. A semiconductor which controls the temperature of the semiconductor laser element based on the temperature detected by a temperature measuring element provided in the vicinity of the semiconductor laser element to control the wavelength of laser light oscillated by the semiconductor laser element. In a drive control method for a laser device, a relationship acquisition step of obtaining a plurality of relationships between the drive current at which the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element is substantially constant and the detected temperature detected by the temperature measuring element, and A setting input step of setting and inputting a wavelength; a relationship shifting step of shifting from one of the relationships currently used to another relationship corresponding to a desired wavelength input and set by the setting and input step; and the semiconductor laser A current detecting step of detecting a change in a drive current applied to the element, the relationship shifted by the relationship shifting step, and the current detecting step A temperature control step of controlling the temperature of the semiconductor element so that the detected temperature with respect to the value of the detected drive current satisfies the relationship shifted by the relationship shift step, and the drive control of the semiconductor laser device. Method.
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