JP2003174223A - Semiconductor laser, semiconductor laser module and method for controlling semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser, semiconductor laser module and method for controlling semiconductor laser

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JP2003174223A
JP2003174223A JP2002287875A JP2002287875A JP2003174223A JP 2003174223 A JP2003174223 A JP 2003174223A JP 2002287875 A JP2002287875 A JP 2002287875A JP 2002287875 A JP2002287875 A JP 2002287875A JP 2003174223 A JP2003174223 A JP 2003174223A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser which has a high wavelength stability and prevents a kink from occurring. <P>SOLUTION: An optical amplifier integrated excitation light source is realized by forming a semiconductor laser element for outputting a plurality of laser beams of longitudinal oscillation modes containing diffraction gratings, and an optical amplifier for amplifying the laser beam generated from the laser element to output the beam to the exterior on an n-type InP substrate 1. Thus, the injected current of the laser element is fixed to fix the oscillation wavelength, and the injection current of the amplifier is changed to change the optical output of the laser element. Accordingly, a desired optical output operation can be realized without bringing about an unstable operation such as the kink or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明は、複数の発振縦モー
ドのレーザ光を出力する半導体レーザ素子を具備した半
導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体
レーザ制御方法に関し、特に、光増幅器または光減衰器
を同一基板に集積させた半導体レーザ装置、半導体レー
ザモジュールおよび半導体レーザ制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, a semiconductor laser module and a semiconductor laser control method having a semiconductor laser element that outputs a plurality of oscillation longitudinal mode laser lights, and more particularly to an optical amplifier or an optical attenuator. The present invention relates to a semiconductor laser device, a semiconductor laser module, and a semiconductor laser control method, which are integrated on the same substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のインターネットの急速な普及や企
業内LAN間接続の急増等により、単なる通信発呼数の
増加だけでなく、伝送されるコンテンツデータの大容量
化に伴って、データトラヒックの増加が問題となってい
る。そこで、この問題による通信パフォーマンスの低下
を防止するために、波長分割多重(WDM: Wavelengt
h Division Multiplexing)システムがめざましい発展
を遂げ普及している。
2. Description of the Related Art In recent years, due to the rapid spread of the Internet and the rapid increase in intra-company LAN connections, not only the number of communication calls has increased, but also the volume of transmitted content data has increased and data traffic Increase is a problem. Therefore, in order to prevent deterioration of communication performance due to this problem, wavelength division multiplexing (WDM: Wavelengt
h Division Multiplexing) system has made remarkable progress and is widely used.

【0003】このWDMシステムでは、複数の光信号を
それぞれ異なる波長に乗せることにより1本のファイバ
で従来の100倍にも及ぶ大容量伝送を実現している。
特に既存のWDMシステムは、エルビウム添加ファイバ
アンプ(以下、EDFA)やラマン増幅器を用いた光増
幅を行なうことで、広帯域・長距離伝送を可能としてい
る。ここで、EDFAは、エルビウムという元素を添加
した特殊な光ファイバに波長1480nm、あるいは波
長980nmの励起レーザ(例えば、特許文献1参
照。)で通光した際に、伝送信号である波長1550n
m帯の光が上記特殊ファイバの中で増幅されるという原
理を応用した集中型光ファイバ増幅器である。一方、ラ
マン増幅器とは、すでに敷設されている光ファイバを増
幅媒体とし、信号光をそのまま増幅させることが可能な
光増幅器であり、誘導ラマン散乱を利用した分布型光フ
ァイバ増幅器である。
In this WDM system, a plurality of optical signals are put on different wavelengths, respectively, so that a single fiber realizes a large capacity transmission up to 100 times that of the conventional one.
In particular, the existing WDM system enables wide-band and long-distance transmission by performing optical amplification using an erbium-doped fiber amplifier (hereinafter, EDFA) or Raman amplifier. Here, the EDFA is a transmission signal having a wavelength of 1550 n when light is transmitted through a special optical fiber doped with an element called erbium with a pumping laser having a wavelength of 1480 nm or 980 nm (for example, refer to Patent Document 1).
It is a centralized optical fiber amplifier that applies the principle that m-band light is amplified in the special fiber. On the other hand, the Raman amplifier is an optical amplifier that can amplify the signal light as it is by using an already installed optical fiber as an amplification medium, and is a distributed optical fiber amplifier using stimulated Raman scattering.

【0004】よって、WDMシステムにおいては、光信
号そのものを生成する信号用光源のみならず、上記した
光ファイバ増幅器に使用される励起用光源についても、
高精度な発振制御と高出力動作とを実現させる必要があ
る。特に、信号用光源や励起用光源は、半導体レーザ素
子によって実現されており、信号変調や増幅度を電気的
に制御することができる。
Therefore, in the WDM system, not only the signal light source for generating the optical signal itself, but also the pumping light source used in the above optical fiber amplifier,
It is necessary to realize highly accurate oscillation control and high output operation. Particularly, the signal light source and the excitation light source are realized by semiconductor laser elements, and the signal modulation and the amplification degree can be electrically controlled.

【0005】信号用光源として用いられる半導体レーザ
素子では、より高速で大容量の情報伝送を可能にするた
め、半導体レーザ素子に印加する注入電流を信号で変調
する直接変調方式がよく用いられていたが、注入電流の
変化に伴って活性層中のキャリア密度の変動→屈折率の
変動→発振波長の変動を経る、いわゆる波長チャーピン
グの問題があった。そこで、現在では、半導体レーザ素
子と半導体光変調器を同一基板上に集積させた、いわゆ
る変調器集積光源が開発されている。変調器集積光源で
は、変調を半導体光変調器部で行なうために、半導体レ
ーザ素子部での注入電流の変動が生じず、従って、上記
した波長チャーピングの問題が回避されている。
In a semiconductor laser element used as a signal light source, a direct modulation method in which an injection current applied to the semiconductor laser element is modulated with a signal is often used in order to enable high-speed and large-capacity information transmission. However, there is a problem of so-called wavelength chirping, in which the carrier density in the active layer changes as the injection current changes, the refractive index changes, and the oscillation wavelength changes. Therefore, at present, a so-called modulator integrated light source in which a semiconductor laser device and a semiconductor optical modulator are integrated on the same substrate has been developed. In the modulator integrated light source, since the modulation is performed by the semiconductor optical modulator section, the variation of the injection current in the semiconductor laser element section does not occur, so that the problem of wavelength chirping described above is avoided.

【0006】[0006]

【特許文献1】特開平5−145194号公報[Patent Document 1] JP-A-5-145194

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、励起用
光源として用いられる回折格子をレーザ共振器内に含ん
で狭スペクトルの縦多モード発振する半導体レーザ素子
では、変調による注入電流の変動がないものの、注入電
流が大きいことから、縦モードホップに起因する電流−
光出力特性において見られる特性曲線の折れ曲り、いわ
ゆるキンクが発生しやすいという問題がある。
However, in a semiconductor laser device which includes a diffraction grating used as a pumping light source in a laser resonator and oscillates in a longitudinal multimode with a narrow spectrum, the injection current does not change due to modulation, Since the injection current is large, the current due to the longitudinal mode hop −
There is a problem that bending of the characteristic curve seen in the light output characteristic, so-called kink, is likely to occur.

【0008】また、中継数が100を超えるような超長
距離のWDMシステムでは、EDFA、ラマン増幅器ま
たは双方を備えた構成であるかに問わず、それら光増幅
器での利得偏差が微小であったとしても、中継段数が増
加するにしたがって偏差が蓄積され、結果的に利得帯域
が狭まるという問題があり、それを解決するために各ア
ンプの励起用光源、すなわち半導体レーザ素子の出力パ
ワーを制御していた。例えば、ラマンアンプのように、
複数の異なる発振波長の半導体レーザ素子によって励起
用光源を構成している場合には、増幅器の利得の平坦化
のために、各波長に対応する半導体レーザ素子ごとに出
力パワーの制御を行なう必要がある。
Further, in an ultra-long-distance WDM system in which the number of relays exceeds 100, the gain deviation in these optical amplifiers is very small regardless of whether or not the structure includes the EDFA, the Raman amplifier, or both. However, there is a problem that deviation increases as the number of relay stages increases, resulting in a narrow gain band.To solve this problem, the pumping light source of each amplifier, that is, the output power of the semiconductor laser device is controlled. Was there. For example, like a Raman amplifier,
When the pumping light source is composed of a plurality of semiconductor laser elements having different oscillation wavelengths, it is necessary to control the output power for each semiconductor laser element corresponding to each wavelength in order to flatten the gain of the amplifier. is there.

【0009】ところが、出力パワーの制御、すなわち注
入電流の増減は、上記したように、発振波長の変動をも
たらすことになり、上記した利得偏差を完全に解消する
に至らないという問題が生じている。
However, the control of the output power, that is, the increase / decrease of the injection current, causes the fluctuation of the oscillation wavelength as described above, and there is a problem that the above-mentioned gain deviation cannot be completely eliminated. .

【0010】さらに、半導体レーザ装置をラマン増幅器
の励起光源として利用する場合、その高出力化の要望に
ともなって、新たな問題が生じている。上記したよう
に、励起用光源から出射された励起光は光ファイバに入
射するが、一定の閾値よりも高い強度を有する光が光フ
ァイバに入射した場合、誘導ブリルアン散乱が発生す
る。誘導ブリルアン散乱は、入射した光が音響波(フォ
ノン)と相互作用することによって散乱(反射)が生じ
る非線形光学現象である。フォノンのエネルギー相当を
失うことにより、約11GHz低い周波数の光が入射光
と逆方向に反射される現象として観測される。
Further, when a semiconductor laser device is used as a pumping light source for a Raman amplifier, a new problem has arisen with the demand for higher output. As described above, the excitation light emitted from the excitation light source enters the optical fiber, but when light having an intensity higher than a certain threshold enters the optical fiber, stimulated Brillouin scattering occurs. Stimulated Brillouin scattering is a nonlinear optical phenomenon in which incident light interacts with an acoustic wave (phonon) to cause scattering (reflection). It is observed as a phenomenon in which light having a frequency lower by about 11 GHz is reflected in the direction opposite to the incident light due to the loss of phonon energy.

【0011】ラマン増幅器において、この誘導ブリルア
ン散乱の発生すると、入射した励起光の一部は後方に反
射されてしまい、ラマン利得生成に寄与しなくなる。ま
た、この散乱光が意図しない雑音を生成する可能性があ
る。すなわち、誘導ブリルアン散乱の発生によって、安
定した信頼性の高い光増幅が妨げられるという問題が生
じている。
In the Raman amplifier, when this stimulated Brillouin scattering occurs, a part of the incident pumping light is reflected backward and does not contribute to Raman gain generation. In addition, this scattered light may generate unintended noise. In other words, the occurrence of stimulated Brillouin scattering hinders stable and reliable optical amplification.

【0012】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、光増幅器や光減衰器を半導体レーザ素子と同一の基
板に集積させることで、半導体レーザ素子の注入電流を
固定し、発振波長の変動や誘導ブリルアン散乱の発生を
抑制することができる半導体レーザ装置、半導体レーザ
モジュールおよび半導体レーザ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, and the injection current of the semiconductor laser device is fixed by integrating the optical amplifier and the optical attenuator on the same substrate as the semiconductor laser device, and the oscillation wavelength An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device, a semiconductor laser module, and a semiconductor laser control method capable of suppressing fluctuation and generation of stimulated Brillouin scattering.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1にかかる半導体レーザ装置は、レーザ光の
出射端面と反射端面との間であってかつ活性層の近傍に
形成された回折格子の波長選択特性によって、複数の発
振縦モードのレーザ光を生成する半導体レーザ素子部
と、前記半導体レーザ素子部が形成される半導体基板を
共有して集積されるとともに、前記レーザ光の出力を調
節する半導体光調節部と、を備えたことを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention is formed between an emission end face and a reflection end face of laser light and in the vicinity of an active layer. The semiconductor laser element portion that generates laser light of a plurality of oscillation longitudinal modes and the semiconductor substrate on which the semiconductor laser element portion is formed are shared and integrated by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the output of the laser light is output. And a semiconductor light adjusting unit for adjusting.

【0014】この請求項1の発明によれば、誘導ブリル
アン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の発
振縦モードのレーザ光を半導体レーザ素子部が生成する
とともに、そのレーザ光の出力パワーを、半導体レーザ
素子部と同一の半導体基板上に集積された半導体光調節
部によって調節することができる。
According to the first aspect of the present invention, the semiconductor laser element section generates a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams having a predetermined output value such as a threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs, and outputs the laser beams. The power can be adjusted by the semiconductor light adjusting unit integrated on the same semiconductor substrate as the semiconductor laser device unit.

【0015】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、前記半導体レーザ素子部に電
流を印加するための電極対の少なくとも一方の電極と、
前記半導体光調節部に電流を印加するための電極対の少
なくとも一方の電極とは、前記半導体レーザ素子部と前
記半導体光調節部との結合境界上部に形成された分離溝
によって電気的に分離されていることを特徴としてい
る。
A semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor laser device according to the above-mentioned invention, wherein at least one electrode of an electrode pair for applying a current to the semiconductor laser element portion,
At least one electrode of the electrode pair for applying a current to the semiconductor light adjusting section is electrically separated by a separation groove formed above a coupling boundary between the semiconductor laser element section and the semiconductor light adjusting section. It is characterized by

【0016】この請求項2の発明によれば、同一の半導
体基板上に集積された半導体レーザ素子部と半導体光調
節部との間で、分離溝によって電気的に分離された電極
が設けられることにより、互いに異なる印加電流または
印加電圧で制御することができる。
According to the second aspect of the present invention, an electrode electrically separated by the separation groove is provided between the semiconductor laser device section and the semiconductor light adjusting section integrated on the same semiconductor substrate. Thus, it is possible to control with different applied currents or applied voltages.

【0017】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、前記半導体光調節部が、少な
くとも前記半導体レーザ素子部の活性層とは異なる組成
の導波路で形成された積層構造であることを特徴として
いる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device according to the above-mentioned invention, which has a laminated structure in which the semiconductor light adjusting section is formed of a waveguide having a composition different from at least the active layer of the semiconductor laser element section. It is characterized by being.

【0018】この請求項3の発明によれば、半導体レー
ザ素子部と半導体光調節部とを異なる結晶成長パラメー
タで形成できるので、半導体レーザ素子部と半導体光調
節部とについてそれぞれ最適な特性を得ることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the semiconductor laser element section and the semiconductor light adjusting section can be formed with different crystal growth parameters, so that optimum characteristics are obtained for the semiconductor laser element section and the semiconductor light adjusting section, respectively. be able to.

【0019】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、半導体レーザ素子部が、前記
レーザ光の反射端面を端面とするとともに、当該端面上
に高反射膜を設け、前記半導体光調節部が、前記レーザ
光の出射端面を端面とし、当該端面上に低反射膜を設け
たことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the semiconductor laser element portion has a reflection end face of the laser light as an end face and a high reflection film is provided on the end face. The light adjusting section is characterized in that the emitting end face of the laser light is used as an end face and a low reflection film is provided on the end face.

【0020】この請求項4の発明によれば、半導体レー
ザ素子部と半導体光調節部とが接合されて形成された半
導体積層構造の両端面を、それぞれレーザ光反射面とレ
ーザ光出射面とすることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the two end faces of the semiconductor laminated structure formed by joining the semiconductor laser element portion and the semiconductor light adjusting portion are used as the laser light reflecting surface and the laser light emitting surface, respectively. be able to.

【0021】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、前記半導体光調節部が、前記
半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力を増幅
する半導体光増幅器の積層構造であることを特徴として
いる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the semiconductor light adjusting section has a laminated structure of semiconductor optical amplifiers for amplifying an output of the laser light generated in the semiconductor laser element section. It is characterized by being.

【0022】この請求項5の発明によれば、誘導ブリル
アン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の発
振縦モードのレーザ光を半導体レーザ素子部が生成する
とともに、そのレーザ光の出力パワーを、半導体レーザ
素子部と同一の半導体基板上に集積された半導体光調節
部によって増幅することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the semiconductor laser element section generates a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams having a predetermined output value such as a threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs, and the laser beam outputs. The power can be amplified by the semiconductor light adjusting unit integrated on the same semiconductor substrate as the semiconductor laser device unit.

【0023】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、前記半導体光増幅器が、少な
くとも前記半導体レーザ素子部の活性層を共有して形成
された積層構造であることを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the semiconductor optical amplifier has a laminated structure formed by sharing at least an active layer of the semiconductor laser element portion. There is.

【0024】この請求項6の発明によれば、半導体レー
ザ素子部と半導体光調節部とをそれぞれ機能させるのに
必要な活性層を共有させることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to share the active layers required for causing the semiconductor laser element section and the semiconductor light adjusting section to function respectively.

【0025】また、請求項7にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記半導体光調節部が、前記
半導体レーザ素子部で生成されたレーザ光の出力を減衰
する半導体光減衰器の積層構造であることを特徴として
いる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the semiconductor light adjusting section has a laminated structure of a semiconductor optical attenuator for attenuating an output of the laser light generated in the semiconductor laser element section. It is characterized by being.

【0026】この請求項7の発明によれば、誘導ブリル
アン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の発
振縦モードのレーザ光を半導体レーザ素子部が生成する
とともに、そのレーザ光の出力パワーを、半導体レーザ
素子部と同一の半導体基板上に集積された半導体光調節
部によって減衰することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the semiconductor laser element section generates a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams having a predetermined output value such as a threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs, and the laser beam outputs. The power can be attenuated by the semiconductor light adjusting section integrated on the same semiconductor substrate as the semiconductor laser element section.

【0027】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、前記半導体光減衰器が、前記
半導体レーザ素子部と前記半導体光調節部との結合境界
上部に形成された分離溝に高抵抗層を積層したことを特
徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the semiconductor optical attenuator is provided in a separation groove formed above a coupling boundary between the semiconductor laser element portion and the semiconductor light adjusting portion. It is characterized in that a high resistance layer is laminated.

【0028】この請求項8の発明によれば、半導体光調
節部に逆バイアスを印加する場合でも、半導体レーザ素
子部への漏洩電流を遮断することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, even when a reverse bias is applied to the semiconductor light adjusting section, the leakage current to the semiconductor laser element section can be cut off.

【0029】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、前記半導体光減衰器が、前記
半導体レーザ素子部の発振波長エネルギーよりも小さい
かまたは大きいエネルギーギャップの吸収層を有するこ
とを特徴としている。
Further, in a semiconductor laser device according to a ninth aspect of the present invention, in the above invention, the semiconductor optical attenuator has an absorption layer having an energy gap smaller or larger than the oscillation wavelength energy of the semiconductor laser element section. Is characterized by.

【0030】この請求項9の発明によれば、吸収層によ
る光減衰量を所望の値に設計することができる。
According to the invention of claim 9, the light attenuation amount by the absorption layer can be designed to a desired value.

【0031】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、前記半導体レーザ素子部
は、レーザ発振時における出射レーザ光が1200nm
以上、1600nm以下の波長を有することを特徴とし
ている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the semiconductor laser element section emits laser light of 1200 nm during laser oscillation.
As described above, it is characterized by having a wavelength of 1600 nm or less.

【0032】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、共振器長が800μm以
上、3200μm以下であることを特徴としている。
Further, a semiconductor laser device according to an eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the cavity length is 800 μm or more and 3200 μm or less.

【0033】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、前記半導体レーザ素子部の
回折格子の回折格子長が300μm以下であることを特
徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating length of the diffraction grating of the semiconductor laser element portion is 300 μm or less.

【0034】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、前記半導体レーザ素子部の
回折格子の回折格子長が、共振器長の(300/130
0)倍の値以下であることを特徴としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the thirteenth aspect, the diffraction grating length of the diffraction grating of the semiconductor laser element portion is (300/130).
It is characterized in that it is not more than 0) times the value.

【0035】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、前記半導体レーザ素子部の
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している。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating of the semiconductor laser element portion and the diffraction grating length is 0.3 or less. There is.

【0036】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、前記半導体レーザ素子部の
回折格子が、グレーティング周期に所定の周期揺らぎを
持たせたことを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a fifteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating of the semiconductor laser element portion has a predetermined period fluctuation in the grating period.

【0037】また、請求項16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部の
回折格子が、前記グレーティング周期をランダムあるい
は所定周期で変化させたことを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a sixteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating of the semiconductor laser element portion changes the grating period randomly or at a predetermined period.

【0038】また、請求項17にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項1〜16のいずれか一つに記載の半
導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射され
たレーザ光を外部に導波する光ファイバと、前記半導体
レーザ装置と前記光ファイバとの光結合を行なう光結合
レンズ系と、を備えたことを特徴としている。
A semiconductor laser module according to a seventeenth aspect is the semiconductor laser device according to any one of the first to sixteenth aspects, and a light for guiding the laser light emitted from the semiconductor laser device to the outside. A fiber, and an optical coupling lens system for optically coupling the semiconductor laser device and the optical fiber are provided.

【0039】この請求項17の発明によれば、請求項1
〜16のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置をパッ
ケージ筐体で提供することができる。
According to the invention of claim 17, claim 1
The semiconductor laser device according to any one of 1 to 16 can be provided in a package housing.

【0040】また、請求項18にかかる半導体レーザ制
御方法は、請求項1〜16のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置から出力されるレーザ光の出力を制御する
半導体レーザ制御方法において、前記半導体レーザ素子
部に印加する電流を固定するステップと、前記半導体光
調節部に印加する電流または電圧を調節するステップ
と、を含んだことを特徴としている。
A semiconductor laser control method according to an eighteenth aspect of the present invention is the semiconductor laser control method for controlling the output of laser light output from the semiconductor laser device according to any one of the first to sixteenth aspects. The method is characterized by including a step of fixing a current applied to the semiconductor laser device section and a step of adjusting a current or a voltage applied to the semiconductor light adjusting section.

【0041】この請求項18の発明によれば、半導体レ
ーザ素子部の注入電流を変動させないながらも、最終的
に出力されるレーザ光の出力パワーを、半導体光調節部
で調節して出力することができる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, the output power of the finally output laser light is adjusted and output by the semiconductor light adjusting unit while the injection current of the semiconductor laser element unit is not changed. You can

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる半導体レ
ーザ装置、半導体レーザモジュールおよび半導体レーザ
制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。なお、この実施の形態により本発明が限定されるも
のではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor laser device, a semiconductor laser module and a semiconductor laser control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

【0043】(実施の形態1)まず、実施の形態1にか
かる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法につ
いて説明する。実施の形態1にかかる半導体レーザ装置
は、同一半導体基板上に、半導体レーザ素子部と光増幅
器部とを集積することで、出力パワーを光増幅器部で制
御し、半導体レーザ素子部の注入電流を固定したことを
特徴としている。なお、ここでは、光増幅器部として、
SOA(Semiconductor Optical Amplifier)を例に挙
げる。
(First Embodiment) First, a semiconductor laser device and a semiconductor laser control method according to the first embodiment will be described. The semiconductor laser device according to the first embodiment integrates a semiconductor laser element section and an optical amplifier section on the same semiconductor substrate to control the output power by the optical amplifier section and to reduce the injection current of the semiconductor laser element section. It is characterized by being fixed. In addition, here, as the optical amplifier unit,
An SOA (Semiconductor Optical Amplifier) is taken as an example.

【0044】図1は、実施の形態1にかかる半導体レー
ザ装置の長手方向の縦断面図である。さらに、図2は、
図1に示した半導体レーザ素子のA−A線断面図であ
る。図1において、実施の形態1にかかる半導体レーザ
装置は、n−InP基板1の(100)面上に、順次、
n−InPによるバッファ層と下部クラッド層とを兼ね
たn−InPバッファ層2、圧縮歪みをもつGRIN−
SCH−MQW(GradedIndex-Separate Confinement H
eterostructure Multi Quantum Well)活性層3、p−
InPスペーサ層4、およびp−InPクラッド層6が
積層されて構成される。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the semiconductor laser device according to the first embodiment in the longitudinal direction. Furthermore, FIG.
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor laser device shown in FIG. 1 taken along the line AA. In FIG. 1, the semiconductor laser device according to the first embodiment is formed on the (100) plane of an n-InP substrate 1 sequentially.
n-InP buffer layer 2 that also serves as a buffer layer and a lower cladding layer made of n-InP, GRIN- having compressive strain
SCH-MQW (Graded Index-Separate Confinement H
eterostructure Multi Quantum Well) Active layer 3, p-
The InP spacer layer 4 and the p-InP clad layer 6 are laminated and configured.

【0045】また、p−InPクラッド層6上に、p−
InGaAsPキャップ層とp側電極が順に積層された
後、図示するように分離溝21が形成されることで、p
−InGaAsPキャップ層7とp側電極10の組と、
p−InGaAsPキャップ層17とp側電極20の組
とが電気的にほぼ絶縁された状態で配置される。また、
n−InP基板1の裏面には、n側電極11が形成され
る。
On the p-InP clad layer 6, p-
After the InGaAsP cap layer and the p-side electrode are sequentially stacked, the isolation groove 21 is formed as shown in the drawing, so that p
A pair of InGaAsP cap layer 7 and p-side electrode 10,
The p-InGaAsP cap layer 17 and the pair of p-side electrodes 20 are arranged in a state of being substantially electrically insulated. Also,
An n-side electrode 11 is formed on the back surface of the n-InP substrate 1.

【0046】また、図1に示すように、半導体レーザ装
置の長手方向の一端面である光反射端面には、反射率8
0%以上の高光反射率をもつ反射膜14が形成され、他
端面である光出射端面には、反射率が2%以下、好まし
くは1%以下の低光反射率をもつ出射側反射膜15が形
成される。反射膜14と回折格子13とによって形成さ
れた光共振器のGRIN−SCH−MQW活性層3内に
発生した光は、反射膜14によって反射し、光増幅部で
増幅され、出射側反射膜15を介し、レーザ光として出
射される。なお、図示するように、窓領域22が出射端
面に隣接するように設けられており、これにより出射側
反射膜15と合わせて、実効的な低反射率が実現され、
出射端面からの光の反射の影響を小さくしている。な
お、本実施の形態では、窓構造を用いたが、窓構造を用
いなくとも出射側反射膜15に1%以下、より好ましく
は、0.1%の反射膜を用いた構造にしても、同様の効
果が得られる。
Further, as shown in FIG. 1, a reflectance of 8 is formed on the light reflecting end face which is one end face in the longitudinal direction of the semiconductor laser device.
The reflection film 14 having a high light reflectance of 0% or more is formed, and the light emitting end surface which is the other end surface has an emission side reflection film 15 having a low light reflectance of 2% or less, preferably 1% or less. Is formed. The light generated in the GRIN-SCH-MQW active layer 3 of the optical resonator formed by the reflection film 14 and the diffraction grating 13 is reflected by the reflection film 14 and amplified by the light amplification section, and the emission side reflection film 15 is formed. Is emitted as laser light. As shown in the drawing, the window region 22 is provided so as to be adjacent to the emission end face, and thereby, an effective low reflectance is realized together with the emission side reflection film 15.
The influence of the reflection of light from the emission end face is reduced. Although the window structure is used in the present embodiment, even if the window structure is not used, a structure using a reflection film of 1% or less, more preferably 0.1% in the emitting side reflection film 15, The same effect can be obtained.

【0047】さらに、図1に示す半導体レーザ素子は、
p−InPスペーサ層4内に周期的に配置されたp−I
nGaAsPの回折格子13を有している。特に、その
回折格子13は、GRIN−SCH−MQW活性層3の
利得領域で生じたレーザ光のうち中心波長1.48μm
の光が選択されるように、上記した分離溝21をほぼ中
央で図1の紙面に垂直な方向に分断する面(以下、中央
分断面と称する。)29から100μm程度の長さに亘
って、膜厚20nmを有し、かつピッチ約220nmで
形成されているものとする。なお、回折格子13は、上
記中央分断面29に接した位置から配置されることが望
ましいが、必ずしも接する配置にしなくても、回折格子
13の機能を発揮する範囲内、たとえば20μm〜10
0μm程度の範囲内で上記中央分断面29から離間した
位置に配置することもできる。
Furthermore, the semiconductor laser device shown in FIG.
p-I periodically arranged in the p-InP spacer layer 4
It has a diffraction grating 13 of nGaAsP. In particular, the diffraction grating 13 has a center wavelength of 1.48 μm in the laser light generated in the gain region of the GRIN-SCH-MQW active layer 3.
In order to select the light of (1), a surface (hereinafter referred to as a central dividing section) 29 which divides the above-mentioned separation groove 21 in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. It has a film thickness of 20 nm and is formed with a pitch of about 220 nm. It is desirable that the diffraction grating 13 is arranged from a position in contact with the central dividing surface 29, but it is not necessary to arrange the diffraction grating 13 in such a manner that the function of the diffraction grating 13 is exerted, for example, 20 μm to 10 μm.
It may be arranged at a position separated from the central dividing surface 29 within a range of about 0 μm.

【0048】また、回折格子13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。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)=300:1300の関係を維持するため、
回折格子長Lgが300μm以下で複数の発振縦モード
が得られる関係は、 Lg×(1300(μm)/L)≦300(μm) として拡張することができる。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。さ
らに、回折格子13は、所定の周期揺らぎを持つよう
な、またはランダムや所定周期の変化を有するようなグ
レーティング周期で形成されてもよい。
In the diffraction grating 13, the multiplication value of the coupling coefficient κ of the diffraction grating and the diffraction grating length Lg is set to 0.3 or less, so that the linearity of the drive current-optical output characteristic is improved and the optical output is improved. The stability of is improved. 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, in order to maintain the relationship of (diffraction grating length Lg) :( resonator length L) = 300: 1300,
The relationship in which a plurality of oscillation longitudinal modes are obtained when the diffraction grating length Lg is 300 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 a ratio with the resonator length L, and is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length L. Further, the diffraction grating 13 may be formed with a grating period having a predetermined period fluctuation, or having a random or a predetermined period change.

【0049】図2に示すように、n−InPバッファ層
2の上部、GRIN−SCH−MQW活性層3および上
記した回折格子13を含むp−InPスペーサ層4は、
メサストライプ状に加工され、メサストライプの両側
は、電流ブロッキング層として形成されたp−InPブ
ロッキング層8とn−InPブロッキング層9によって
埋め込まれている。
As shown in FIG. 2, the p-InP spacer layer 4 including the upper part of the n-InP buffer layer 2, the GRIN-SCH-MQW active layer 3 and the diffraction grating 13 described above is formed as follows.
The mesa stripe is processed, and both sides of the mesa stripe are filled with a p-InP blocking layer 8 and an n-InP blocking layer 9 formed as current blocking layers.

【0050】特に、この半導体レーザ装置では、分離溝
21を境にして、反射膜14側が半導体レーザ素子とし
て機能し、出射側反射膜15側が光増幅器として機能す
る。換言すれば、半導体レーザ素子部において生成され
たレーザ光は、分離溝21の下部に位置するGRIN−
SCH−MQW活性層3内で連続的に、光増幅器部に入
射され、その光増幅器部で増幅される。最終的には、光
増幅器部で増幅された状態のレーザ光が出射側反射膜1
5を介して外部に出力される。
In particular, in this semiconductor laser device, the reflection film 14 side functions as a semiconductor laser element and the emission side reflection film 15 side functions as an optical amplifier with the separation groove 21 as a boundary. In other words, the laser light generated in the semiconductor laser device portion is GRIN− located below the separation groove 21.
In the SCH-MQW active layer 3, the light continuously enters the optical amplifier unit and is amplified in the optical amplifier unit. Finally, the laser beam amplified by the optical amplifier section is emitted from the emitting side reflection film 1.
It is output to the outside via 5.

【0051】以下に、半導体レーザ素子部の特性につい
て説明する。上記した半導体レーザ装置をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合には、その発振波長λ0
を、1100nm〜1550nmとし、上記した反射膜
14と出射側反射膜15との間隔で定まる共振器長L
を、800μm以上3200μm以下とする。ところ
で、一般に、半導体レーザ素子の共振器によって発生す
る縦モードのモード間隔Δλは、等価屈折率を「n」と
すると、次式で表すことができる。すなわち、 Δλ=λ0 2/(2・n・L) である。ここで、発振波長λ0を1480nmとし、実
効屈折率を3.5とすると、共振器長Lが800μmの
とき、縦モードのモード間隔Δλは、約0.39nmと
なり、共振器長が3200μmのとき、縦モードのモー
ド間隔Δλは、約0.1nmとなる。すなわち、共振器
長Lを長くすればするほど、縦モードのモード間隔Δλ
は狭くなり、単一縦モードのレーザ光を発振するための
選択条件が厳しくなる。
The characteristics of the semiconductor laser device section will be described below. When the semiconductor laser device described above is used as a pumping light source for a Raman amplifier, its oscillation wavelength λ 0
Is 1100 nm to 1550 nm, and the resonator length L is determined by the distance between the reflection film 14 and the emission-side reflection film 15 described above.
Is 800 μm or more and 3200 μm or less. By the way, in general, the mode interval Δλ of the longitudinal mode generated by the resonator of the semiconductor laser device can be expressed by the following equation, where the equivalent refractive index is “n”. That is, Δλ = λ 0 2 / (2 · n · L). Here, when the oscillation wavelength λ 0 is 1480 nm and the effective refractive index is 3.5, when the resonator length L is 800 μm, the mode interval Δλ of the longitudinal mode is about 0.39 nm, and the resonator length is 3200 μm. At this time, 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 Δλ of the longitudinal mode.
Becomes narrower, and the selection condition for oscillating a single longitudinal mode laser beam becomes stricter.

【0052】一方、回折格子13は、そのブラッグ波長
によって縦モードを選択する。図3は、回折格子13に
よる選択波長特性を説明するためのグラフであり、回折
格子13による選択波長特性は、図示するような発振波
長スペクトル30として表される。
On the other hand, the diffraction grating 13 selects the longitudinal mode according to its Bragg wavelength. FIG. 3 is a graph for explaining the selection wavelength characteristic of the diffraction grating 13, and the selection wavelength characteristic of the diffraction grating 13 is represented as an oscillation wavelength spectrum 30 as illustrated.

【0053】特に、この半導体レーザ装置は、図3に示
すように、回折格子13の存在によって、発振波長スペ
クトル30の半値幅Δλhで示される波長選択特性内
に、発振縦モードが複数存在するように設計される。従
来の半導体レーザ素子では、共振器長Lを800μm以
上とすると、単一縦モード発振が困難であったため、か
かる共振器長Lを有した半導体レーザ装置は用いられな
かったが、この半導体レーザ装置では、共振器長Lを積
極的に800μm以上とすることで、発振波長スペクト
ルの半値幅Δλh内に複数の発振縦モードを含んだレー
ザ光を出力する。図3では、発振波長スペクトルの半値
幅Δλh内に3つの発振縦モード31〜33を有してい
る。
In particular, in this semiconductor laser device, as shown in FIG. 3, due to the existence of the diffraction grating 13, a plurality of oscillation longitudinal modes are present within the wavelength selection characteristic represented by the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 30. Designed to. In the conventional semiconductor laser device, when the resonator length L is 800 μm or more, single longitudinal mode oscillation is difficult, and therefore the semiconductor laser device having such resonator length L is not used, but this semiconductor laser device is not used. Then, by positively setting the cavity length L to 800 μm or more, laser light including a plurality of oscillation longitudinal modes is output within the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum. In FIG. 3, there are three oscillation longitudinal modes 31 to 33 within the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.

【0054】複数の発振縦モードを有するレーザ光を用
いると、単一縦モードのレーザ光を用いた場合に比し
て、レーザ出力のピーク値を抑えて、高いレーザ出力値
を得ることができる。図4は、単一縦モードのレーザ光
と複数の発振縦モードのレーザ光の各プロファイルを説
明するための説明図である。たとえば、上記した半導体
レーザ素子部では、図4(b)に示すプロファイルを有
し、低いピーク値で高レーザ出力を得ることができる。
これに対し、図4(a)は、同じレーザ出力を得る場合
の単一縦モード発振の半導体レーザ素子部のプロファイ
ルであり、高いピーク値を有している。
When a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes is used, the peak value of the laser output can be suppressed and a high laser output value can be obtained, as compared with the case where a laser beam having a single longitudinal mode is used. . FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining each profile of laser light of a single longitudinal mode and laser light of a plurality of oscillation longitudinal modes. For example, the above-mentioned semiconductor laser device portion has the profile shown in FIG. 4B, and a high laser output can be obtained with a low peak value.
On the other hand, FIG. 4A shows a profile of a semiconductor laser device section of single longitudinal mode oscillation when the same laser output is obtained, and has a high peak value.

【0055】ここで、実施の形態1にかかる半導体レー
ザ装置をラマン増幅器の励起用光源として用いる場合、
ラマン利得を大きくするために励起光出力パワーを増大
することが好ましいが、そのピーク値が高いと、誘導ブ
リルアン散乱が発生し、雑音が増加するという不具合が
発生する。誘導ブリルアン散乱は、図4(a)に示すよ
うに、レーザ出力が、誘導ブリルアン散乱が発生する閾
値Pthを超えた場合に発生する。そこで、この半導体レ
ーザ装置では、図4(a)に示すプロファイルと同じレ
ーザ出力パワーを得るために、図4(b)に示すよう
に、誘導ブリルアン散乱の閾値Pth以下にピーク値を抑
えた複数の発振縦モードでレーザ光を出射する。これに
より、高い励起光出力パワーを得ることができ、その結
果、高いラマン利得を得ることが可能となる。
Here, when the semiconductor laser device according to the first embodiment is used as a pumping light source of a Raman amplifier,
It is preferable to increase the pumping light output power in order to increase the Raman gain, but if the peak value is high, stimulated Brillouin scattering occurs and noise increases. Stimulated Brillouin scattering occurs when the laser output exceeds a threshold Pth at which stimulated Brillouin scattering occurs, as shown in FIG. Therefore, in this semiconductor laser device, in order to obtain the same laser output power as the profile shown in FIG. 4A, as shown in FIG. 4B, a plurality of peak values are suppressed below the threshold value Pth of stimulated Brillouin scattering. The laser light is emitted in the oscillation longitudinal mode of. Thereby, high pumping light output power can be obtained, and as a result, high Raman gain can be obtained.

【0056】また、図3において、発振縦モード31〜
33の波長間隔(モード間隔)Δλは、0.1nm以上
としている。これは、この半導体レーザ装置をラマン増
幅器の励起用光源として用いる場合、モード間隔Δλが
0.1nm以下であると、誘導ブリルアン散乱が発生す
る可能性が高くなるからである。この結果、上述したモ
ード間隔Δλの式によって、上述した共振器長Lが32
00μm以下であることが好ましいことになる。このよ
うな観点から、発振波長スペクトル30の半値幅Δλh
内に含まれる発振縦モードの本数は、複数であることが
望ましい。
Further, in FIG. 3, oscillation longitudinal modes 31 to 31 are generated.
The wavelength interval (mode interval) Δλ of 33 is 0.1 nm or more. This is because when this semiconductor laser device is used as a pumping light source for a Raman amplifier, if the mode interval Δλ is 0.1 nm or less, stimulated Brillouin scattering is likely to occur. As a result, the above-mentioned resonator length L is 32 by the above-mentioned equation of the mode interval Δλ.
It is preferable that the thickness is 00 μm or less. From such a viewpoint, the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 30
It is desirable that the number of oscillation longitudinal modes included in the above is plural.

【0057】よって、上述したように、実施の形態1に
かかる半導体レーザ装置は、発振波長スペクトルの半値
幅内に2本以上の発振縦モードが含まれるように、回折
格子13の配置位置と共振器長Lが設定されているの
で、誘導ブリルアン散乱を生じさせることなく、安定に
高出力のレーザ出力を得ることができる。
Therefore, as described above, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, the arrangement position of the diffraction grating 13 and the resonance are arranged so that two or more oscillation longitudinal modes are included in the half width of the oscillation wavelength spectrum. Since the device length L is set, it is possible to stably obtain a high-power laser output without causing stimulated Brillouin scattering.

【0058】なお、上述した半導体レーザ装置20の説
明においては、出射側反射膜15の反射率が2%以下、
好ましくは1%以下の低光反射率としたが、逆に、例え
ば1%以上にすることもできる。これにより、仮に半導
体レーザ装置20の出射側に戻り光が到達したとして
も、高めの反射率によってその戻り光をさらに反射させ
て、戻り光が半導体レーザ装置20内に入射されてしま
うのを防ぐことができる。
In the above description of the semiconductor laser device 20, the reflectance of the emitting side reflection film 15 is 2% or less,
The low light reflectance is preferably 1% or less, but conversely, it may be 1% or more. As a result, even if the return light reaches the emitting side of the semiconductor laser device 20, the return light is further reflected by the high reflectance to prevent the return light from entering the semiconductor laser device 20. be able to.

【0059】図1において、半導体レーザ素子部で生成
されるレーザ光の出力パワーは、p側電極10とn側電
極11との間に印加される電流、すなわちGRIN−S
CH−MQW活性層3への注入電流に比例して増大す
る。ところが、注入電流の変動に伴う活性層温度の発熱
量の変動は、回折格子の屈折率変化による発振波長の変
動をもたらす。図5は、半導体レーザ素子部における注
入電流と発振波長との関係を示す図である。
In FIG. 1, the output power of the laser light generated in the semiconductor laser element portion is the current applied between the p-side electrode 10 and the n-side electrode 11, that is, GRIN-S.
It increases in proportion to the injection current into the CH-MQW active layer 3. However, the fluctuation of the heat generation amount of the active layer temperature accompanying the fluctuation of the injection current causes the fluctuation of the oscillation wavelength due to the refractive index change of the diffraction grating. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the injection current and the oscillation wavelength in the semiconductor laser device section.

【0060】図5に示すように、注入電流が増加するに
つれて、発振波長は長波長側にシフトする。換言すれ
ば、注入電流を変えて使用するラマン増幅器において
は、利得スペクトルが注入電流とともに変動を受けるこ
とになり、伝送信号の安定した増幅動作が困難になり、
正確な光伝送を実現するのが困難になる。そこで、実施
の形態1にかかる半導体レーザ装置では、図5に示すよ
うに、半導体レーザ素子部に印加する注入電流を固定す
ることで(注入電流I1)で、生成されるレーザ光の発
振波長も固定する(波長λ1)。
As shown in FIG. 5, as the injection current increases, the oscillation wavelength shifts to the long wavelength side. In other words, in a Raman amplifier that uses different injection currents, the gain spectrum will change with the injection current, making stable amplification of the transmission signal difficult.
It becomes difficult to realize accurate optical transmission. Therefore, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, as shown in FIG. 5, by fixing the injection current applied to the semiconductor laser element portion (injection current I 1 ), the oscillation wavelength of the generated laser light is Is also fixed (wavelength λ 1 ).

【0061】しかしながら、半導体レーザ素子部の注入
電流が固定されたのでは、発振波長を固定することが可
能となるが、出力パワーを変化させることができない。
そこで、あらかじめ半導体レーザ素子部の注入電流を低
めに設定してそこで生成されるレーザ光の出力パワーを
小さくしておき、その小出力のレーザ光を光増幅器部で
増幅することにより、半導体レーザ装置から出力される
最終的なレーザ光の出力パワーを制御するとともに出力
範囲に渡って波長の安定動作を実現する。
However, if the injection current of the semiconductor laser element is fixed, the oscillation wavelength can be fixed, but the output power cannot be changed.
Therefore, the injection current of the semiconductor laser device section is set to a low level in advance to reduce the output power of the laser light generated there, and the small output laser light is amplified by the optical amplifier section, whereby the semiconductor laser device It controls the output power of the final laser light output from the device and realizes stable wavelength operation over the output range.

【0062】図6は、半導体レーザ素子部の注入電流と
出力パワーとの関係を光増幅器部の駆動電流ごとに示し
た図である。図6に示すように、光増幅器部の駆動電流
sが0mAの場合は、上記したように半導体レーザ素
子部の特性に従った注入電流と出力パワーの関係を示
す。一方、光増幅器部の駆動電流Isが増大するにつれ
て、出射側反射膜15から出力される最終的なレーザ光
の出力パワーは増加する。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the injection current and the output power of the semiconductor laser device section for each drive current of the optical amplifier section. As shown in FIG. 6, when the drive current I s of the optical amplifier section is 0 mA, the relationship between the injection current and the output power according to the characteristics of the semiconductor laser element section is shown as described above. On the other hand, as the drive current I s of the optical amplifier unit increases, the output power of the final laser light output from the emitting side reflection film 15 increases.

【0063】なお、光増幅器部の駆動電流は、p側電極
20とn側電極11との間の印加電流に相当し、その印
加電流によって生じたキャリアが、GRIN−SCH−
MQW活性層3を通過するレーザ光に対して増幅作用を
及ぼす。
The drive current of the optical amplifier section corresponds to the applied current between the p-side electrode 20 and the n-side electrode 11, and the carriers generated by the applied current are GRIN-SCH-.
The amplifying action is exerted on the laser light passing through the MQW active layer 3.

【0064】よって、実施の形態1にかかる半導体レー
ザ装置では、半導体レーザ素子部の注入電流が小さく固
定されていても、光増幅器部の動作によって所望の出力
パワーのレーザ光を得ることができる。これは、波長安
定動作を実施するとともに、注入電流の増加によるキン
クの発生をも防ぐことができることを意味する。
Therefore, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, laser light having a desired output power can be obtained by the operation of the optical amplifier section even if the injection current of the semiconductor laser element section is fixed to be small. This means that it is possible to carry out the wavelength stabilizing operation and prevent the occurrence of kinks due to an increase in injection current.

【0065】特に、図1に示した半導体レーザ装置の構
成では、半導体レーザ素子部と光増幅器部とが滑らかに
連続的につながっており、過剰な接続損失の発生がない
こと、製造工程が非常に容易であることなどの多くの利
点を享受することができる。
In particular, in the configuration of the semiconductor laser device shown in FIG. 1, the semiconductor laser element section and the optical amplifier section are smoothly and continuously connected, no excessive connection loss occurs, and the manufacturing process is extremely difficult. You can enjoy many advantages such as being easy.

【0066】なお、半導体レーザ素子部と光増幅器部
は、それぞれが異なる結晶成長で形成される、いわゆる
突き合わせ(バットジョイント)結合によって構成され
ても良い。図7は、実施の形態1にかかる半導体レーザ
装置を突き合わせ結合によって形成した場合の縦断面図
である。なお、図7において、図1と共通する部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
The semiconductor laser element section and the optical amplifier section may be formed by so-called butt joint bonding, which are formed by different crystal growths. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the semiconductor laser device according to the first embodiment formed by butt coupling. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0067】図7に示す半導体レーザ装置において、図
1と異なるのは、光増幅器部が、n−InP基板1上に
順に、n−InPによるバッファ層と下部クラッド層と
を兼ねたn−InPバッファ層25と、GRIN−SC
H−MQW活性層23と、p−InPクラッド層26と
の積層によって形成され、その結晶成長が、半導体レー
ザ素子部を構成するn−InPバッファ層2、GRIN
−SCH−MQW活性層3、p−InPスペーサ層4お
よびp−InPクラッド層6とは別プロセスで行われる
点である。
The semiconductor laser device shown in FIG. 7 is different from that in FIG. 1 in that the optical amplifier section is formed on the n-InP substrate 1 in order, and the n-InP doubles as a buffer layer and a lower cladding layer made of n-InP. Buffer layer 25 and GRIN-SC
The H-MQW active layer 23 and the p-InP clad layer 26 are laminated, and the crystal growth thereof is the n-InP buffer layer 2 and GRIN constituting the semiconductor laser device portion.
This is a point different from the process of forming the -SCH-MQW active layer 3, the p-InP spacer layer 4 and the p-InP cladding layer 6.

【0068】特に、半導体レーザ素子部を構成する上記
積層構造は、半導体レーザ素子を形成するのに最適な結
晶成長パラメータで形成され、光増幅器部を構成する上
記積層構造もまた、光増幅器を形成するのに最適な結晶
成長パラメータで形成される。
In particular, the above-mentioned laminated structure constituting the semiconductor laser element portion is formed with the optimum crystal growth parameter for forming the semiconductor laser element, and the laminated structure constituting the optical amplifier portion also forms the optical amplifier. It is formed with optimum crystal growth parameters.

【0069】以上に説明したとおり、実施の形態1にか
かる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によ
れば、同一の半導体基板上に、複数の発振縦モードのレ
ーザ光を出力する半導体レーザ素子部と、その半導体レ
ーザ素子部で生成されたレーザ光を増幅して外部に出力
する光増幅器部とを形成することで光増幅器集積励起光
源を実現しているので、半導体レーザ素子部の注入電流
を固定して小さくした場合であっても、光増幅器部の駆
動電流を制御することで、出射されるレーザ光の出力パ
ワーを調節することができる。すなわち、レーザ光の出
力パワーの調節を可能にするとともに、注入電流の固定
によって波長チャーピングの問題を解決し、さらには低
い注入電流によってキンクの発生をも防止することがで
きる。
As described above, according to the semiconductor laser device and the semiconductor laser control method according to the first embodiment, a semiconductor laser element portion for outputting a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams is provided on the same semiconductor substrate. , An optical amplifier integrated pumping light source is realized by forming an optical amplifier section that amplifies the laser light generated in the semiconductor laser element section and outputs it to the outside, so that the injection current of the semiconductor laser element section is fixed. Even if it is made smaller, the output power of the emitted laser light can be adjusted by controlling the drive current of the optical amplifier section. That is, the output power of the laser light can be adjusted, the problem of wavelength chirping can be solved by fixing the injection current, and kink can be prevented from occurring due to the low injection current.

【0070】(実施の形態2)つぎに、実施の形態2に
かかる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法に
ついて説明する。実施の形態2にかかる半導体レーザ装
置は、実施の形態1にかかる半導体レーザ装置の光増幅
器部を光減衰器部に置換し、半導体レーザ素子部で生成
されたレーザ光の出力パワーを任意の大きさに減衰させ
ることで最終的な出力パワーの調節を可能としたことを
特徴としている。なお、ここでは、光減衰器部として、
半導体で形成された光アッテネータを例に挙げる。
(Second Embodiment) Next, a semiconductor laser device and a semiconductor laser control method according to a second embodiment will be described. In the semiconductor laser device according to the second embodiment, the optical amplifier unit of the semiconductor laser device according to the first embodiment is replaced with an optical attenuator unit, and the output power of the laser light generated in the semiconductor laser element unit is set to an arbitrary value. It is characterized in that it is possible to adjust the final output power by attenuating the output. Here, as the optical attenuator section,
An optical attenuator formed of a semiconductor will be taken as an example.

【0071】図8は、実施の形態2にかかる半導体レー
ザ装置の長手方向の縦断面図である。なお、図8におい
て、図1と共通する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。特に、図8に示す半導体レーザ素子部
は、回折格子を有する複数の発振縦モードのレーザ光を
出力する半導体レーザ素子を構成する部分である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the second embodiment. In addition, in FIG. 8, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In particular, the semiconductor laser element portion shown in FIG. 8 is a portion that constitutes a semiconductor laser element that outputs a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams having a diffraction grating.

【0072】図8において、光減衰器部は、半導体レー
ザ素子部と共有するn−InP基板1上に、n−InP
によるバッファ層と下部クラッド層とを兼ねたn−In
Pバッファ層45と、吸収層43と、p−InPクラッ
ド層46が形成されて構成される。
In FIG. 8, the optical attenuator section is formed on the n-InP substrate 1 shared by the semiconductor laser element section and n-InP.
N-In which also serves as a buffer layer and a lower cladding layer by
The P buffer layer 45, the absorption layer 43, and the p-InP clad layer 46 are formed and configured.

【0073】ここで、p−InPクラッド層46上に
は、実施の形態1で説明したように、InGaAsPキ
ャップ層17とp側電極20が順に積層され、n−In
P基板1の裏面には、n側電極11が形成される。但
し、光減衰器部は、p側電極20にマイナス電位を与え
る逆バイアスによって動作する。
On the p-InP cladding layer 46, the InGaAsP cap layer 17 and the p-side electrode 20 are sequentially stacked on the p-InP cladding layer 46, as described in the first embodiment.
An n-side electrode 11 is formed on the back surface of the P substrate 1. However, the optical attenuator unit operates by a reverse bias that gives a negative potential to the p-side electrode 20.

【0074】そのため、そのp側電極20と、半導体レ
ーザ素子部を構成するp側電極10との間の漏洩電流の
発生が懸念されるが、これは、半導体レーザ素子部と光
減衰器部とを上記したように突き合わせ結合によって形
成するとともに、図1に示した分離溝21に相当する遮
断領域40に、Feやプロトンがドープされた高抵抗層
を設けることで防止される。
Therefore, there is a concern that a leakage current may be generated between the p-side electrode 20 and the p-side electrode 10 which constitutes the semiconductor laser element portion. This is due to the semiconductor laser element portion and the optical attenuator portion. Is formed by butt coupling as described above, and a high resistance layer doped with Fe or protons is provided in the blocking region 40 corresponding to the separation groove 21 shown in FIG.

【0075】また、吸収層43は、半導体レーザ素子部
において生成されるレーザ光を効率よく吸収するバンド
ギャップを有するように、適切な組成比の半導体混晶に
よって形成する必要がある。
Further, the absorption layer 43 needs to be formed of a semiconductor mixed crystal having an appropriate composition ratio so as to have a band gap that efficiently absorbs the laser light generated in the semiconductor laser element section.

【0076】なお、実施の形態2にかかる半導体レーザ
装置では、出力パワーの調節を減衰によって行なう必要
があることから、半導体レーザ素子部の注入電流を高め
に固定しておく必要がある。
In the semiconductor laser device according to the second embodiment, since the output power needs to be adjusted by attenuation, it is necessary to fix the injection current of the semiconductor laser element portion to a high value.

【0077】次に、実施の形態2にかかる半導体レーザ
装置が、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制させることに
ついても有効である点について説明する。DFB(Dist
ributed Feedback:分布帰還型)レーザ等の従来の回折
格子内蔵型半導体レーザ装置は、ラマン増幅用光源とし
ても使用されるが、従来の技術の欄で説明したように、
より高いラマン利得を得ようとした場合、すなわちより
高い光出力パワーを得ようとした場合には誘導ブリルア
ン散乱の発生が問題となる。この誘導ブリルアン散乱の
発生を回避するには、単純に光出力パワーを低減すれば
よい。光出力パワーを低減させる良く知られた方法は、
半導体レーザモジュールの駆動電流を小さくすることで
ある。しかしながら、本発明者等は、誘導ブリルアン散
乱の発生を避けるのに駆動電流を小さくすることは、従
来の回折格子内蔵型励起用半導体レーザモジュールのよ
うな単一モード発振型の半導体レーザモジュールに対し
ては有効であるものの、マルチモード発振型の半導体レ
ーザモジュールに対しては必ずしも最善の策ではないこ
とを見出した。
Next, the point that the semiconductor laser device according to the second embodiment is effective in suppressing the occurrence of stimulated Brillouin scattering will be described. DFB (Dist
A conventional semiconductor laser device with a built-in diffraction grating such as a ributed feedback (distributed feedback type) laser is also used as a light source for Raman amplification, but as described in the section of the conventional technique,
When trying to obtain higher Raman gain, that is, when trying to obtain higher optical output power, the occurrence of stimulated Brillouin scattering becomes a problem. In order to avoid the occurrence of this stimulated Brillouin scattering, it is sufficient to simply reduce the optical output power. Well known methods of reducing optical output power are:
To reduce the drive current of the semiconductor laser module. However, the inventors of the present invention have made it possible to reduce the drive current in order to avoid the occurrence of stimulated Brillouin scattering in comparison with a conventional single mode oscillation type semiconductor laser module such as a semiconductor laser module for excitation with a built-in diffraction grating. However, it is not necessarily the best solution for a multi-mode oscillation type semiconductor laser module.

【0078】図9は、駆動電流と光出力パワーの関係を
誘導ブリルアン散乱の発生閾値とともに示したグラフで
ある。特に、図9(a)は、単一モード発振型の半導体
レーザモジュールについての駆動電流−光出力パワーグ
ラフ(Pw)と誘導ブリルアン散乱の発生閾値グラフ
(Pth)を示し、図9(b)は、図1〜図14に示し
たマルチモード発振型の半導体レーザモジュールについ
ての駆動電流−光出力パワーグラフ(Pw)と誘導ブリ
ルアン散乱の発生閾値グラフ(Pth)を示す。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the driving current and the optical output power together with the threshold value for the occurrence of stimulated Brillouin scattering. In particular, FIG. 9A shows a drive current-optical output power graph (Pw) and a stimulated Brillouin scattering generation threshold graph (Pth) for the single mode oscillation type semiconductor laser module, and FIG. FIG. 15 shows a drive current-optical output power graph (Pw) and a stimulated Brillouin scattering generation threshold graph (Pth) for the multimode oscillation type semiconductor laser module shown in FIGS.

【0079】図9(a)では、駆動電流がC1未満であ
る場合に限り誘導ブリルアン散乱が発生しない。一方、
図9(b)では、駆動電流が増加するにつれて、光出力
パワーとともに、誘導ブリルアン散乱の発生閾値も増加
する。
In FIG. 9A, stimulated Brillouin scattering does not occur only when the drive current is less than C1. on the other hand,
In FIG. 9B, as the drive current increases, the threshold value for the stimulated Brillouin scattering increases with the optical output power.

【0080】図9(b)において、図9(a)と異な
り、矢印に示すように比較的小さな減衰量で光出力パワ
ーを減衰させた場合でも、広い駆動電流の範囲で、誘導
ブリルアン散乱の発生を避けることができる。このこと
から、本発明者等は、図1〜図4に示したマルチモード
発振型の半導体レーザ素子部に対しては、出射されたレ
ーザ光を減衰させる手法が、誘導ブリルアン散乱の発生
を避けるのに最も有効であることを見出した。本実施の
形態において、その光減衰を実現するのが上記した光減
衰器部である。
In FIG. 9B, unlike the case of FIG. 9A, even when the optical output power is attenuated by a relatively small amount of attenuation as shown by the arrow, the stimulated Brillouin scattering occurs in a wide drive current range. Occurrence can be avoided. For this reason, the inventors of the present invention have proposed a method of attenuating the emitted laser light for the multimode oscillation type semiconductor laser element portion shown in FIGS. 1 to 4 to avoid the occurrence of stimulated Brillouin scattering. It has been found to be the most effective. In the present embodiment, the above-mentioned optical attenuator unit realizes the optical attenuation.

【0081】ここで、誘導ブリルアン散乱が生じる条件
について説明する。図10は、誘導ブリルアン散乱の発
生の程度を検出するための測定装置の構造を示す模式図
である。この測定装置では、カプラ51を介して一方に
図3および図4の特性を有するマルチモード発振型の半
導体レーザ装置50a、光減衰器50b、反射光測定手
段53が配置され、他方に伝送用光ファイバ54と入力
光測定手段55が配置されている。また、一方と他方は
カプラ51を介して互いに接続されており、伝送用光フ
ァイバ54は、出力光測定手段56に接続されている。
なお、伝送用光ファイバ54には、DSF(Dispersion
Shifted Fiber)を用いており、伝送用光ファイバ54
の長さは55km、コア径は10μmである。
The conditions under which stimulated Brillouin scattering occurs will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a measuring device for detecting the degree of occurrence of stimulated Brillouin scattering. In this measuring device, a multimode oscillation type semiconductor laser device 50a having the characteristics of FIGS. 3 and 4, an optical attenuator 50b, and a reflected light measuring means 53 are arranged on one side through a coupler 51 and the transmission light is on the other side. A fiber 54 and an input light measuring means 55 are arranged. One and the other are connected to each other via a coupler 51, and the transmission optical fiber 54 is connected to the output light measuring means 56.
The transmission optical fiber 54 has a DSF (Dispersion).
Shifted Fiber) is used to transmit optical fiber 54
Has a length of 55 km and a core diameter of 10 μm.

【0082】図10に示す測定装置において、入力光測
定手段55には光減衰器50bから出力されるレーザ光
の強度と一定の比率を有する光が入射し、反射光測定手
段53には伝送用光ファイバ54で散乱されて戻ってき
た光の強度と一定の比率を有する光が入射する。
In the measuring apparatus shown in FIG. 10, the input light measuring means 55 receives a light having a certain ratio to the intensity of the laser light output from the optical attenuator 50b, and the reflected light measuring means 53 is for transmission. Light having a certain ratio to the intensity of the light scattered and returned by the optical fiber 54 enters.

【0083】ここで、誘導ブリルアン散乱が生じている
場合、反射光測定手段53に入射する光の強度が増大す
る。そのため、半導体レーザ装置50aから伝送用光フ
ァイバ54に入射される光と、伝送用光ファイバ54で
散乱されて戻ってきた光の強度との比(以下、「散乱強
度比」と称する。)をとることで誘導ブリルアン散乱が
生じているか否かの判断ができる。一般に、光通信にお
ける励起光源として半導体レーザ装置を使用する場合に
は、散乱強度比が−28dB程度の値に抑制できれば、
レイリー散乱によるバックグラウンドレベルと考えら
れ、誘導ブリルアン散乱が発生しておらず、励起光源と
しての使用に支障がないとされている。
Here, when the stimulated Brillouin scattering occurs, the intensity of the light incident on the reflected light measuring means 53 increases. Therefore, the ratio (hereinafter, referred to as “scattering intensity ratio”) between the intensity of light incident on the transmission optical fiber 54 from the semiconductor laser device 50a and the intensity of light scattered and returned by the transmission optical fiber 54. By taking it, it can be determined whether stimulated Brillouin scattering has occurred. Generally, when a semiconductor laser device is used as an excitation light source in optical communication, if the scattering intensity ratio can be suppressed to a value of about −28 dB,
It is considered to be the background level due to Rayleigh scattering, and stimulated Brillouin scattering does not occur, and it is said that there is no problem in using it as an excitation light source.

【0084】なお、図10の測定装置による測定によっ
て散乱強度比が−28dB以上の値を有する場合であっ
ても励起光源としての使用が可能となる場合がある。図
11は、図3および図4の特性を有するマルチモード発
振型の半導体レーザ装置の6つのサンプルについての減
衰量と散乱強度比の関係を示すグラフである。図11に
示すように、各サンプルは、モード本数が互いに異なっ
ているものの、いずれも光減衰器50bによる光減衰の
量が増加するにつれて、散乱強度比が低下していること
がわかる。すなわち、図11は、図9(b)で説明した
光出力パワーと誘導ブリルアン散乱の発生閾値との関係
を裏付けるものである。特に、この結果から、実施の形
態2にかかる半導体レーザ装置の半導体レーザ素子部
を、モード本数の調整等の詳細な設計によって作成する
ことで、3dB程度の光減衰量で、誘導ブリルアン散乱
の発生を回避することができるということがわかる。
Even if the scattering intensity ratio has a value of -28 dB or more as measured by the measuring device of FIG. 10, it may be possible to use it as an excitation light source. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the attenuation amount and the scattering intensity ratio for six samples of the multimode oscillation type semiconductor laser device having the characteristics of FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 11, it can be seen that although the number of modes of each sample is different from each other, the scattering intensity ratio decreases as the amount of optical attenuation by the optical attenuator 50b increases. That is, FIG. 11 supports the relationship between the optical output power and the generation threshold of stimulated Brillouin scattering described in FIG. 9B. In particular, based on these results, the semiconductor laser element portion of the semiconductor laser device according to the second embodiment is created by a detailed design such as adjustment of the number of modes, so that stimulated Brillouin scattering occurs with an optical attenuation of about 3 dB. It turns out that can be avoided.

【0085】図12は、図3および図4の特性を有する
マルチモード発振型の半導体レーザ装置について、図1
0の測定装置を用いて伝送用光ファイバ24に入射させ
る光強度を変化させた場合の散乱強度比を測定したグラ
フである。
FIG. 12 shows a multi-mode oscillation type semiconductor laser device having the characteristics shown in FIGS.
It is the graph which measured the scattering intensity ratio when changing the light intensity which injects into the optical fiber 24 for transmission using the measuring device of 0.

【0086】図12のグラフにおいて、散乱強度が約−
13dBの場合を基準とすると、光強度を80mWから
40mWに低下させること(3dB程度以下の低下に相
当する)によって散乱強度比が約−13dBから約−2
9dBにまで低下する。すなわち、図10の測定装置に
おいて散乱強度比が−13dB程度の半導体レーザ装置
は、光出力を3dB程度低下させることで、散乱強度比
が誘導ブリルアン散乱を生じることのない−28dB程
度にまで抑制されることがわかる。
In the graph of FIG. 12, the scattering intensity is about −
Based on the case of 13 dB, by reducing the light intensity from 80 mW to 40 mW (corresponding to a reduction of about 3 dB or less), the scattering intensity ratio is about −13 dB to about −2 dB.
It drops to 9 dB. That is, in the semiconductor laser device having the scattering intensity ratio of about −13 dB in the measuring apparatus of FIG. 10, the light output is reduced by about 3 dB, and the scattering intensity ratio is suppressed to about −28 dB without causing stimulated Brillouin scattering. I understand that

【0087】本発明者等は、このような知見から、光減
衰器部の減衰量を適当に設計することによって、誘導ブ
リルアン散乱の発生を抑制することができることを見出
した。図13は、光減衰器部の印加逆電圧と光減衰量の
関係を示す図である。特に、この関係は、光減衰器部の
吸収長を300μmとした際に得られた実験結果であ
る。
The present inventors have found from such knowledge that the occurrence of stimulated Brillouin scattering can be suppressed by appropriately designing the attenuation amount of the optical attenuator section. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the reverse voltage applied to the optical attenuator unit and the amount of optical attenuation. In particular, this relationship is an experimental result obtained when the absorption length of the optical attenuator section is 300 μm.

【0088】図13において、ΔEは、光減衰器部の吸
収層43の組成波長と半導体レーザ素子部のレーザの発
振波長のエネルギー差を示しており、 ΔE=Esg(半導体レーザ素子部の発振波長エネルギ
ー)−Eag(光減衰器部の吸収層43のバンドギャッ
プ) で表される。従って、図13から、光減衰器の吸収層4
3の組成波長が半導体レーザ素子部のレーザの発振波長
よりも短波長になるに従って、換言すれば、ΔEが小さ
くなるに従って、光減衰量が小さくなることがわかる。
In FIG. 13, ΔE represents the energy difference between the composition wavelength of the absorption layer 43 of the optical attenuator section and the laser oscillation wavelength of the semiconductor laser element section, and ΔE = E sg (oscillation of the semiconductor laser element section). Wavelength energy) −E ag (bandgap of the absorption layer 43 of the optical attenuator section). Therefore, from FIG. 13, the absorption layer 4 of the optical attenuator is shown.
It can be seen that as the composition wavelength of 3 becomes shorter than the oscillation wavelength of the laser of the semiconductor laser element portion, in other words, as ΔE becomes smaller, the amount of optical attenuation becomes smaller.

【0089】また、図13をみてわかるように、光減衰
器部に印加する逆電圧を大きくすれば、光減衰量をも大
きくすることが可能となるが、ΔE=−31.8meV
の時、逆電圧を大きくしても、光減衰量は2dB程度で
ある。よって、十分に誘導ブリルアン散乱を抑制するた
めに3dB以上の光減衰量を実現するには、これよりも
長波長組成の材料を用いることが必要になる。また、吸
収層43のバンドギャップが半導体レーザ素子部の発振
波長エネルギーに近すぎても、光減衰量が低電圧印加時
に急激に増加するために、光減衰量の細かい制御が困難
となる。従って、光減衰器部において所望の光減衰を実
現するには、半導体レーザ素子部の発振波長エネルギー
に応じて、吸収層43の吸収長、厚み、組成を設計する
必要がある。
As can be seen from FIG. 13, if the reverse voltage applied to the optical attenuator section is increased, the optical attenuation amount can also be increased, but ΔE = −31.8 meV
At this time, the optical attenuation is about 2 dB even if the reverse voltage is increased. Therefore, in order to realize the optical attenuation of 3 dB or more in order to sufficiently suppress the stimulated Brillouin scattering, it is necessary to use a material having a longer wavelength composition than this. Further, even if the bandgap of the absorption layer 43 is too close to the oscillation wavelength energy of the semiconductor laser element portion, the light attenuation amount rapidly increases when a low voltage is applied, and thus it becomes difficult to finely control the light attenuation amount. Therefore, in order to achieve desired optical attenuation in the optical attenuator section, it is necessary to design the absorption length, thickness, and composition of the absorption layer 43 according to the oscillation wavelength energy of the semiconductor laser element section.

【0090】以上に説明したとおり、実施の形態2にか
かる半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によ
れば、同一の半導体基板上に、複数の発振縦モードのレ
ーザ光を出力する半導体レーザ素子部と、その半導体レ
ーザ素子部で生成されたレーザ光を減衰して外部に出力
する光減衰器部とを形成することで光減衰器集積励起光
源を実現しているので、半導体レーザ素子部の注入電流
を固定した場合であっても、光減衰器部の駆動電流を制
御することで、出射されるレーザ光の出力パワーを調節
することができる。すなわち、レーザ光の出力パワーの
調節を可能にするとともに、注入電流の固定によって波
長の安定動作を実現することができる。
As described above, according to the semiconductor laser device and the semiconductor laser control method according to the second embodiment, a semiconductor laser element portion for outputting a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams is provided on the same semiconductor substrate. , An optical attenuator integrated pumping light source is realized by forming an optical attenuator part for attenuating the laser light generated by the semiconductor laser device part and outputting it to the outside. Even when is fixed, the output power of the emitted laser light can be adjusted by controlling the drive current of the optical attenuator section. That is, the output power of the laser light can be adjusted, and the stable operation of the wavelength can be realized by fixing the injection current.

【0091】さらには、半導体レーザ素子部の発振波長
エネルギーに基づいて、光減衰器部を設計することによ
り、誘導ブリルアン散乱を抑制することのできる光減衰
を実現することもできる。
Further, by designing the optical attenuator section based on the oscillation wavelength energy of the semiconductor laser element section, it is possible to realize the optical attenuation capable of suppressing the stimulated Brillouin scattering.

【0092】(実施の形態3)つぎに、実施の形態3に
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態3にかかる半導体レーザモジュールは、実施の形
態1または2にかかる半導体レーザ装置を、種々の光学
部品とともにパッケージに封入した形態であり、半導体
レーザ装置で生成されたレーザ光を光ファイバに容易に
入射させることを目的としてモジュール化されたもので
ある。
(Third Embodiment) Next, a semiconductor laser module according to a third embodiment will be described. The semiconductor laser module according to the third embodiment is a mode in which the semiconductor laser device according to the first or second embodiment is enclosed in a package together with various optical components, and the laser light generated by the semiconductor laser device is transmitted to an optical fiber. It is modularized for the purpose of making it easily incident.

【0093】図14は、実施の形態3にかかる半導体レ
ーザモジュールの構成を示す縦断面図である。図14に
おいて、半導体レーザモジュール80は、セラミックな
どによって形成されたパッケージ81の内部底面上に、
上記したペルチェ素子120が配置される。ペルチェ素
子120上には上記したベース110が配置され、この
ベース110上に、半導体レーザ装置90が配置され
る。ここで、半導体レーザ装置90は、実施の形態1ま
たは2で示した半導体レーザ装置に相当する。
FIG. 14 is a vertical sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the third embodiment. In FIG. 14, the semiconductor laser module 80 is provided on the inner bottom surface of a package 81 formed of ceramic or the like.
The Peltier element 120 described above is arranged. The base 110 described above is arranged on the Peltier element 120, and the semiconductor laser device 90 is arranged on the base 110. Here, semiconductor laser device 90 corresponds to the semiconductor laser device shown in the first or second embodiment.

【0094】なお、ペルチェ素子120、ベース110
および半導体レーザ装置90からなる構成において、ペ
ルチェ素子120には、図示しない電流が与えられ、そ
の極性によって冷却および加熱を行なうが、半導体レー
ザ装置90の温度上昇による発振波長ずれを防止するた
め、主として冷却器として機能する。すなわち、ペルチ
ェ素子120は、レーザ光が所望の波長に比して長い波
長である場合には、冷却して低い温度に制御し、レーザ
光が所望の波長に比して短い波長である場合には、加熱
して高い温度に制御する。この温度制御は、半導体レー
ザ装置90の近傍に配置された図示しないサーミスタの
検出値をもとに制御され、図示しない制御装置は、通
常、半導体レーザ装置90の温度が一定に保たれるよう
にペルチェ素子120を制御する。また、図示しない制
御装置は、半導体レーザ装置90の駆動電流を上昇させ
るに従って、半導体レーザ装置90の温度が下がるよう
にペルチェ素子120を制御する。このような温度制御
を行なうことによって、半導体レーザ装置90の波長安
定性を向上させることができ、歩留まりの向上にも有効
となる。
The Peltier element 120 and the base 110
In the configuration including the semiconductor laser device 90, an electric current (not shown) is applied to the Peltier element 120 to perform cooling and heating depending on the polarity thereof. However, in order to prevent the oscillation wavelength shift due to the temperature rise of the semiconductor laser device 90, mainly. Functions as a cooler. That is, the Peltier device 120 cools and controls the temperature to a low temperature when the laser light has a longer wavelength than the desired wavelength, and when the laser light has a shorter wavelength than the desired wavelength. Is heated and controlled to a high temperature. This temperature control is controlled based on the detection value of a thermistor (not shown) arranged near the semiconductor laser device 90, and the control device (not shown) normally keeps the temperature of the semiconductor laser device 90 constant. The Peltier device 120 is controlled. Further, a control device (not shown) controls the Peltier element 120 so that the temperature of the semiconductor laser device 90 decreases as the drive current of the semiconductor laser device 90 increases. By performing such temperature control, the wavelength stability of the semiconductor laser device 90 can be improved, which is also effective in improving the yield.

【0095】図14において、ベース110上には、半
導体レーザ装置90以外にも、光モニタ83、第1レン
ズ84およびアイソレータ85が配置される。また、半
導体レーザモジュール80において、光ファイバ82が
装填される部分の内側に第2レンズ86が配置される。
In FIG. 14, an optical monitor 83, a first lens 84 and an isolator 85 are arranged on the base 110 in addition to the semiconductor laser device 90. Further, in the semiconductor laser module 80, the second lens 86 is arranged inside the portion where the optical fiber 82 is loaded.

【0096】半導体レーザ装置90から出射されたレー
ザ光は、第1レンズ84、アイソレータ85および第2
レンズ86を介し、光ファイバ82内に導波される。第
2レンズ86は、レーザ光の光軸上であって、パッケー
ジ81上に設けられ、外部接続される光ファイバ82に
光結合される。なお、光モニタ83は、半導体レーザ装
置90の反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。
The laser light emitted from the semiconductor laser device 90 is emitted from the first lens 84, the isolator 85 and the second lens 84.
The light is guided into the optical fiber 82 via the lens 86. The second lens 86 is provided on the package 81 on the optical axis of the laser light, and is optically coupled to the optical fiber 82 connected to the outside. The optical monitor 83 monitors and detects the light leaked from the reflective film side of the semiconductor laser device 90.

【0097】また、半導体レーザ装置90と光ファイバ
82との間のアイソレータ85によって、他の光学部品
などによる反射戻り光が共振器内に戻り、迷光となって
発振動作や検出動作に悪影響を及ぼしてしまうのを防い
でいる。
Further, due to the isolator 85 between the semiconductor laser device 90 and the optical fiber 82, the return light reflected by other optical components returns to the resonator and becomes stray light, which adversely affects the oscillation operation and the detection operation. It prevents it from being lost.

【0098】以上に説明したとおり、実施の形態3にか
かる半導体レーザモジュールによれば、実施の形態1ま
たは2で示した半導体レーザ装置をモジュール化してい
るため、偏波依存型のアイソレータを用いて戻り光を小
さくすることができ、低雑音化および部品点数の減少を
促進することができる。
As described above, according to the semiconductor laser module of the third embodiment, since the semiconductor laser device shown in the first or second embodiment is modularized, the polarization-dependent isolator is used. The returned light can be made small, and it is possible to promote low noise and a reduction in the number of parts.

【0099】なお、上述した実施の形態3では、モジュ
ール内にアイソレータ85を設けた例を示したが、アイ
ソレータは必ずしも必須の構成ではない。
In the third embodiment described above, the example in which the isolator 85 is provided in the module has been shown, but the isolator is not necessarily an essential structure.

【0100】また、上述した実施の形態1〜3におい
て、半導体レーザ装置の発振波長λ0は、1480nm
とした場合を例に挙げたが、例えば980nm等のその
他の発振波長の半導体レーザ素子部を設ける場合にも本
発明を適用することができることは言うまでもない。さ
らに、ラマン増幅器だけでなく、EDFAにも本発明を
適用できることは言うまでもない。
In the first to third embodiments described above, the oscillation wavelength λ 0 of the semiconductor laser device is 1480 nm.
However, it is needless to say that the present invention can be applied to the case where a semiconductor laser element portion having another oscillation wavelength such as 980 nm is provided. Further, it goes without saying that the present invention can be applied not only to Raman amplifiers but also to EDFAs.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
半導体レーザ装置および半導体レーザ制御方法によれ
ば、同一の半導体基板上に、誘導ブリルアン散乱が発生
する閾値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を出力す
る半導体レーザ素子部と、その半導体レーザ素子部で生
成されたレーザ光を増幅して外部に出力する光増幅器部
とを形成することで光増幅器集積励起光源を実現してい
るので、半導体レーザ素子部の注入電流を固定して小さ
くした場合であっても、光増幅器部の駆動電流を制御す
ることで、出射されるレーザ光の出力パワーを調節する
ことができ、レーザ光の出力パワーの調節を可能にする
とともに、注入電流の固定によって波長の安定動作を実
現し、さらには注入電流によるキンクの発生をも防止す
ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the semiconductor laser device and the semiconductor laser control method of the present invention, a plurality of oscillation longitudinal modes below the threshold value which causes stimulated Brillouin scattering are generated on the same semiconductor substrate. Since an optical amplifier integrated pumping light source is realized by forming a semiconductor laser element section that outputs laser light and an optical amplifier section that amplifies the laser light generated by the semiconductor laser element section and outputs it to the outside. Even if the injection current of the semiconductor laser device section is fixed and reduced, the output power of the emitted laser light can be adjusted by controlling the drive current of the optical amplifier section. The output power can be adjusted, the stable injection wavelength can be achieved by fixing the injection current, and the occurrence of kinks due to the injection current can be prevented. An effect.

【0102】また、本発明にかかる半導体レーザ装置お
よび半導体レーザ制御方法によれば、同一の半導体基板
上に、複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体
レーザ素子部と、その半導体レーザ素子部で生成された
レーザ光を減衰して外部に出力する光減衰器部とを形成
することで光減衰器集積励起光源を実現しているので、
半導体レーザ素子部の注入電流を固定した場合であって
も、光減衰器部の駆動電流を制御することで、出射され
るレーザ光の出力パワーを調節することができ、レーザ
光の出力パワーの調節を可能にするとともに、注入電流
の固定によって波長の安定動作の実現することができ、
さらには誘導ブリルアン散乱の抑制をも実現することが
できるという効果を奏する。
Further, according to the semiconductor laser device and the semiconductor laser control method of the present invention, a semiconductor laser element portion which outputs a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams on the same semiconductor substrate, and the semiconductor laser element portion. Since an optical attenuator integrated pumping light source is realized by forming an optical attenuator section that attenuates the laser light generated in (1) and outputs it to the outside,
Even when the injection current of the semiconductor laser device is fixed, the output power of the emitted laser light can be adjusted by controlling the drive current of the optical attenuator unit. In addition to enabling adjustment, stable injection wavelength can be achieved by fixing the injection current,
Furthermore, the effect of suppressing the stimulated Brillouin scattering can be realized.

【0103】また、本発明にかかる半導体レーザモジュ
ールによれば、上記した半導体レーザ装置を、パッケー
ジ筐体に封入した状態で提供することができるという効
果を奏する。
Further, according to the semiconductor laser module of the present invention, it is possible to provide the above-mentioned semiconductor laser device in the state of being enclosed in the package housing.

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

【図1】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置の長手
方向の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view in a longitudinal direction of a semiconductor laser device according to a first embodiment.

【図2】図1に示した半導体レーザ素子のA−A線断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図3】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置の回折
格子による選択波長特性を説明するためのグラフを示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a graph for explaining a selective wavelength characteristic by the diffraction grating of the semiconductor laser device according to the first exemplary embodiment.

【図4】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置におい
て、単一縦モードのレーザ光と複数の発振縦モードのレ
ーザ光の各プロファイルを説明するための説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining each profile of a laser light of a single longitudinal mode and a laser light of a plurality of oscillation longitudinal modes in the semiconductor laser device according to the first embodiment.

【図5】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置におい
て、半導体レーザ素子部における注入電流と発振波長と
の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an injection current and an oscillation wavelength in a semiconductor laser element section in the semiconductor laser device according to the first exemplary embodiment.

【図6】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置におい
て、半導体レーザ素子部の注入電流と出力パワーとの関
係を光増幅器部の駆動電流ごとに示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the injection current and the output power of the semiconductor laser device section for each drive current of the optical amplifier section in the semiconductor laser device according to the first embodiment.

【図7】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置を突き
合わせ結合によって形成した場合の縦断面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the semiconductor laser device according to the first embodiment formed by butt coupling.

【図8】実施の形態2にかかる半導体レーザ装置の長手
方向の縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal cross-sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the second embodiment.

【図9】駆動電流と光出力パワーの関係を誘導ブリルア
ン散乱の発生閾値とともに示したグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the drive current and the optical output power together with the threshold value for the occurrence of stimulated Brillouin scattering.

【図10】誘導ブリルアン散乱の発生の程度を検出する
ための測定装置の構造を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of a measuring device for detecting the degree of occurrence of stimulated Brillouin scattering.

【図11】半導体レーザ装置の6つのサンプルについて
の減衰量と散乱強度比の関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the attenuation amount and the scattering intensity ratio for six samples of the semiconductor laser device.

【図12】図10の測定装置を用いて伝送用光ファイバ
24に入射させる光強度を変化させた場合の散乱強度比
を測定したグラフである。
12 is a graph in which the scattering intensity ratio is measured when the intensity of light incident on the transmission optical fiber 24 is changed by using the measuring device of FIG.

【図13】実施の形態2にかかる半導体レーザ装置にお
いて、光減衰器部の印加逆電圧と光減衰量の関係を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the reverse voltage applied to the optical attenuator section and the amount of optical attenuation in the semiconductor laser device according to the second embodiment.

【図14】実施の形態3にかかる半導体レーザモジュー
ルの構成を示す縦断面図である。
FIG. 14 is a vertical sectional view showing a configuration of a semiconductor laser module according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−InP基板 2,25,45 n−InPバッファ層 3,23 GRIN−SCH−MQW活性層 4 p−InPスペーサ層 6,26,46 p−InPクラッド層 7,17 p−InGaAsPキャップ層 8 p−InPブロッキング層 9 n−InPブロッキング層 10,20 p側電極 11 n側電極 13 回折格子 14 反射膜 15 出射側反射膜 21 分離溝 22 窓領域 43 吸収層 40 遮断領域 43 活性層 50a,90 半導体レーザ装置 50b 光減衰器 51 カプラ 53 反射光測定手段 54 伝送用光ファイバ 55 入力光測定手段 56 出力光測定手段 80 半導体レーザモジュール 81 パッケージ 82 光ファイバ 83 光モニタ 84 第1レンズ 85 アイソレータ 86 第2レンズ 110 ベース 120 ペルチェ素子 1 n-InP substrate 2,25,45 n-InP buffer layer 3,23 GRIN-SCH-MQW active layer 4 p-InP spacer layer 6,26,46 p-InP clad layer 7,17 p-InGaAsP cap layer 8 p-InP blocking layer 9 n-InP blocking layer 10, 20 p side electrode 11 n-side electrode 13 diffraction grating 14 Reflective film 15 Emitting side reflective film 21 separation groove 22 window area 43 Absorption layer 40 Blocking area 43 Active layer 50a, 90 semiconductor laser device 50b optical attenuator 51 coupler 53 Reflected light measuring means 54 Optical fiber for transmission 55 Input light measuring means 56 Output light measuring means 80 Semiconductor laser module 81 packages 82 optical fiber 83 Optical monitor 84 first lens 85 Isolator 86 Second lens 110 base 120 Peltier element

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光の出射端面と反射端面との間で
あってかつ活性層の近傍に形成された回折格子の波長選
択特性によって、複数の発振縦モードのレーザ光を生成
する半導体レーザ素子部と、 前記半導体レーザ素子部が形成される半導体基板を共有
して集積されるとともに、前記レーザ光の出力を調節す
る半導体光調節部と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A semiconductor laser device for generating laser light of a plurality of oscillation longitudinal modes by the wavelength selection characteristics of a diffraction grating formed between the emitting end face and the reflecting end face of laser light and near the active layer. And a semiconductor light adjusting unit that adjusts the output of the laser light while being integrated by sharing a semiconductor substrate on which the semiconductor laser element unit is formed.
【請求項2】 前記半導体レーザ素子部に電流を印加す
るための電極対の少なくとも一方の電極と、前記半導体
光調節部に電流を印加するための電極対の少なくとも一
方の電極とは、前記半導体レーザ素子部と前記半導体光
調節部との結合境界上部に形成された分離溝によって電
気的に分離されてい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 semiconductor laser device section includes at least one electrode of an electrode pair for applying a current, and at least one electrode of an electrode pair for applying a current to the semiconductor light control section, 2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is electrically separated by a separation groove formed above a coupling boundary between the laser element portion and the semiconductor light adjusting portion.
【請求項3】 前記半導体光調節部は、少なくとも前記
半導体レーザ素子部の活性層とは異なる組成の導波路で
形成された積層構造であ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 light adjusting unit according to claim 1, wherein the semiconductor light adjusting unit has a laminated structure formed of a waveguide having a composition different from that of at least the active layer of the semiconductor laser device unit. Laser device.
【請求項4】 半導体レーザ素子部は、前記レーザ光の
反射端面を端面とするとともに、当該端面上に高反射膜
を設け、 前記半導体光調節部は、前記レーザ光の出射端面を端面
とし、当該端面上に低反射膜を設けたことを特徴とする
請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体レーザ装
置。
4. The semiconductor laser element part has a reflection end face of the laser light as an end face, and a high reflection film is provided on the end face, and the semiconductor light adjusting part has the emission end face of the laser light as an end face, The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a low reflection film provided on the end face.
【請求項5】 前記半導体光調節部は、前記半導体レー
ザ素子部で生成されたレーザ光の出力を増幅する半導体
光増幅器の積層構造であることを特徴とする請求項1〜
4のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
5. The semiconductor light adjusting unit is a laminated structure of semiconductor optical amplifiers for amplifying an output of laser light generated in the semiconductor laser device unit.
4. The semiconductor laser device according to any one of 4.
【請求項6】 前記半導体光増幅器は、少なくとも前記
半導体レーザ素子部の活性層を共有して形成された積層
構造であることを特徴とする請求項5に記載の半導体レ
ーザ装置。
6. The semiconductor laser device according to claim 5, wherein the semiconductor optical amplifier has a laminated structure formed by sharing at least an active layer of the semiconductor laser element portion.
【請求項7】 前記半導体光調節部は、前記半導体レー
ザ素子部で生成されたレーザ光の出力を減衰する半導体
光減衰器の積層構造であることを特徴とする請求項1〜
4のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
7. The semiconductor light adjusting unit has a laminated structure of semiconductor optical attenuators that attenuate the output of the laser light generated in the semiconductor laser device unit.
4. The semiconductor laser device according to any one of 4.
【請求項8】 前記半導体光減衰器は、前記半導体レー
ザ素子部と前記半導体光調節部との結合境界上部に形成
された分離溝に高抵抗層を積層したことを特徴とする請
求項7に記載の半導体レーザ装置。
8. The semiconductor optical attenuator is characterized in that a high resistance layer is laminated on a separation groove formed above a coupling boundary between the semiconductor laser device portion and the semiconductor light adjusting portion. The semiconductor laser device described.
【請求項9】 前記半導体光減衰器は、前記半導体レー
ザ素子部の発振波長エネルギーよりも小さいかまたは大
きいエネルギーギャップの吸収層を有することを特徴と
する請求項7または8に記載の半導体レーザ装置。
9. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein the semiconductor optical attenuator has an absorption layer having an energy gap smaller or larger than the oscillation wavelength energy of the semiconductor laser element section. .
【請求項10】 前記半導体レーザ素子部は、レーザ発
振時における出射レーザ光が1200nm以上、160
0nm以下の波長を有す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 semiconductor laser device section emits laser light at a laser oscillation time of 1200 nm or more at 160 nm.
It has a wavelength of 0 nm or less.
9. The semiconductor laser device according to any one of 9.
【請求項11】 共振器長が800μm以上、3200
μm以下であ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。
11. The resonator length is 800 μm or more and 3200.
11. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a thickness of μm or less.
【請求項12】 前記半導体レーザ素子部の回折格子
は、回折格子長が300μm以下であることを特徴とす
る請求項1〜11のいずれか一つに記載の半導体レーザ
装置。
12. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the diffraction grating of the semiconductor laser element portion has a diffraction grating length of 300 μm or less.
【請求項13】 前記半導体レーザ素子部の回折格子の
回折格子長は、共振器長の(300/1300)倍の値
以下であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか
一つに記載の半導体レーザ装置。
13. The diffraction grating length of the diffraction grating of the semiconductor laser device portion is equal to or less than a value of (300/1300) times the cavity length, according to claim 1. The semiconductor laser device described.
【請求項14】 前記半導体レーザ素子部の回折格子の
結合係数と回折格子長との乗算値が0.3以下であるこ
とを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の
半導体レーザ装置。
14. The semiconductor according to claim 1, wherein a multiplication value of a coupling coefficient of the diffraction grating of the semiconductor laser element portion and a diffraction grating length is 0.3 or less. Laser device.
【請求項15】 前記半導体レーザ素子部の回折格子
は、グレーティング周期に所定の周期揺らぎを持たせた
ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置。
15. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the diffraction grating of the semiconductor laser element portion has a grating period with a predetermined period fluctuation.
【請求項16】 前記半導体レーザ素子部の回折格子
は、前記グレーティング周期をランダムあるいは所定周
期で変化させたことを特徴とする請求項15に記載の半
導体レーザ装置。
16. The semiconductor laser device according to claim 15, wherein the diffraction grating of the semiconductor laser element portion changes the grating period randomly or at a predetermined period.
【請求項17】 請求項1〜16のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置と、 前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、 前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合を行
なう光結合レンズ系と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
17. The semiconductor laser device according to claim 1, an optical fiber that guides laser light emitted from the semiconductor laser device to the outside, the semiconductor laser device, and the light. A semiconductor laser module comprising: an optical coupling lens system for optically coupling with a fiber.
【請求項18】 請求項1〜16のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置から出力されるレーザ光の出力を制
御する半導体レーザ制御方法において、 前記半導体レーザ素子部に印加する電流を固定するステ
ップと、 前記半導体光調節部に印加する電流または電圧を調節す
るステップと、 を含んだことを特徴とする半導体レーザ制御方法。
18. A semiconductor laser control method for controlling the output of laser light output from the semiconductor laser device according to claim 1, wherein a current applied to the semiconductor laser element section is fixed. A semiconductor laser control method, comprising: a step of adjusting a current or a voltage applied to the semiconductor light adjusting section.
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