JP2003174230A - Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module - Google Patents

Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module

Info

Publication number
JP2003174230A
JP2003174230A JP2002287874A JP2002287874A JP2003174230A JP 2003174230 A JP2003174230 A JP 2003174230A JP 2002287874 A JP2002287874 A JP 2002287874A JP 2002287874 A JP2002287874 A JP 2002287874A JP 2003174230 A JP2003174230 A JP 2003174230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
laser device
active layer
diffraction grating
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002287874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiyunji Yoshida
順自 吉田
Naoki Tsukiji
直樹 築地
Satoshi Irino
聡 入野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2002287874A priority Critical patent/JP2003174230A/en
Publication of JP2003174230A publication Critical patent/JP2003174230A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device suitable for a light source for a Raman amplifier capable of obtaining a stable and high gain and to provide a semiconductor laser module. <P>SOLUTION: An n-type InP clad layer 2, a GRIN-SCH-MQW active layer 3, a p-type InP spacer layer 4, a p-type InP clad layer 6 and a p-type InGaAsP contact layer 8 are sequentially laminated on an n-type InP substrate 1, and an n-type electrode 11 is disposed on the lower part of the substrate 1. Diffraction gratings 13a, 13b are disposed on the partial region of the layer 4, an insulating film 16 is disposed on the layer 8 corresponding to the grating 13a to prevent the injection current from flowing to the grating 13a. <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、第1導電型の半導
体基板と、該半導体基板上に積層された第1導電型の半
導体バッファ層と、該半導体バッファ層上に積層された
活性層と、該活性層上に積層された第1の電極と、前記
半導体基板下面に配置された第2の電極とを有する半導
体レーザ装置、半導体レーザモジュール、およびこれら
を用いた光ファイバ増幅器に関し、特に、安定し、光利
得を得ることのできる光ファイバ増幅器の励起光源に適
した半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール、およ
びこれらを用いた光ファイバ増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a first conductivity type semiconductor substrate, a first conductivity type semiconductor buffer layer laminated on the semiconductor substrate, and an active layer laminated on the semiconductor buffer layer. A semiconductor laser device having a first electrode laminated on the active layer and a second electrode arranged on the lower surface of the semiconductor substrate, a semiconductor laser module, and an optical fiber amplifier using these, particularly, The present invention relates to a semiconductor laser device suitable for a pumping light source of an optical fiber amplifier that is stable and capable of obtaining an optical gain, a semiconductor laser module, and an optical fiber amplifier using these.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする様
々なマルチメディアの普及に伴って、光通信に対する大
容量化の要求が大きくなっている。従来、光通信では、
光ファイバによる光の吸収が少ない波長である1310
nmもしくは1550nmの帯域において、それぞれ単
一の波長による伝送が一般的であった。この方式では、
多くの情報を伝達するためには伝送経路に敷設する光フ
ァイバの芯数を増やす必要があり、伝送容量の増加に伴
ってコストが増加するという問題点があった。
2. Description of the Related Art In recent years, with the widespread use of various multimedia such as the Internet, there has been an increasing demand for a large capacity for optical communication. Conventionally, in optical communication,
1310, which has a wavelength at which light absorption by an optical fiber is small
In the band of nm or 1550 nm, transmission with a single wavelength is common. With this method,
In order to transmit a lot of information, it is necessary to increase the number of cores of the optical fiber laid in the transmission path, and there is a problem that the cost increases as the transmission capacity increases.

【0003】そこで、高密度波長分割多重(DWDM:
Dense-Wavelength Division Multiplexing)通信方式が
用いられるようになった。このDWDM通信方式は、主
にEDFAを用い、この動作帯域である1550nm帯
において、複数の波長を使用して伝送を行う方式であ
る。このDWDM通信方式あるいはWDM通信方式で
は、1本の光ファイバを用いて複数の異なる波長の光信
号を同時に伝送することから、新たな線路を敷設する必
要がなく、ネットワークの伝送容量の飛躍的な増加をも
たらすことを可能としている。
Therefore, dense wavelength division multiplexing (DWDM:
Dense-Wavelength Division Multiplexing) communication method has come to be used. This DWDM communication system is a system that mainly uses an EDFA and performs transmission using a plurality of wavelengths in the 1550 nm band, which is the operating band. In this DWDM communication system or WDM communication system, since optical signals of a plurality of different wavelengths are simultaneously transmitted using one optical fiber, it is not necessary to lay new lines, and the transmission capacity of the network is dramatically increased. It is possible to bring an increase.

【0004】このEDFAを用いた一般的なWDM通信
方式では、利得平坦化の容易な1550nm帯から実用
化され、最近では、利得係数が小さいために利用されて
いなかった1580nm帯にまで拡大している。しかし
ながら、EDFAで増幅可能な帯域に比して光ファイバ
の低損失帯域の方が広いことから、EDFAの帯域外で
動作する光ファイバ増幅器、すなわちラマン増幅器への
関心が高まっている。
In this general WDM communication system using the EDFA, it is put to practical use from the 1550 nm band where gain flattening is easy, and recently expanded to the 1580 nm band which has not been used because of its small gain coefficient. There is. However, since the low-loss band of the optical fiber is wider than the band that can be amplified by the EDFA, interest is increasing in the optical fiber amplifier that operates outside the band of the EDFA, that is, the Raman amplifier.

【0005】ラマン増幅器は、エルビウムのような希土
類イオンを媒体とした光ファイバ増幅器がイオンのエネ
ルギー準位によって利得波長帯が決まるのに対し、励起
光の波長によって利得波長帯が決まるという特徴を持
ち、励起光波長を選択することによって任意の波長帯を
増幅することができる。
The Raman amplifier has a characteristic that the gain wavelength band is determined by the wavelength of the pumping light, while the optical fiber amplifier using a rare earth ion such as erbium determines the gain wavelength band by the energy level of the ion. Any wavelength band can be amplified by selecting the excitation light wavelength.

【0006】ラマン増幅では、光ファイバに強い励起光
を入射すると、誘導ラマン散乱によって、励起光波長か
ら約100nm程度長波長側に利得が現れ、この励起さ
れた状態の光ファイバに、この利得を有する波長帯域の
信号光を入射すると、この信号光が増幅されるというも
のである。したがって、ラマン増幅器を用いたWDM通
信方式では、EDFAを用いた通信方式に比して、信号
光のチャネル数をさらに増加させることができる。
In Raman amplification, when strong pumping light is incident on the optical fiber, a gain appears on the long wavelength side of about 100 nm from the pumping light wavelength due to stimulated Raman scattering, and this gain is applied to the optical fiber in this pumped state. When the signal light in the wavelength band that it has is incident, this signal light is amplified. Therefore, in the WDM communication system using the Raman amplifier, the number of channels of signal light can be further increased as compared with the communication system using the EDFA.

【0007】図42は、WDM通信システムに用いられ
る従来のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
図42において、ファブリペロー型の半導体発光素子1
80a〜180dとファイバグレーディング181a〜
181dとがそれぞれ対となった半導体レーザモジュー
ル182a〜182dは、励起光のもとになるレーザ光
を偏波合成カプラ61a,61bに出力する。各半導体
レーザモジュール182a,182bが出力するレーザ
光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ61aによっ
て異なる偏波面をもった光を合成している。同様にし
て、各半導体レーザモジュール182c,182dが出
力するレーザ光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ
61bによって異なる偏波面をもった光を合成してい
る。偏波合成カプラ61a,61bは、それぞれ偏波合
成したレーザ光をWDMカプラ62に出力する。なお、
偏波合成カプラ61a,61bから出力されるレーザ光
の波長は異なる。
FIG. 42 is a block diagram showing the configuration of a conventional Raman amplifier used in a WDM communication system.
In FIG. 42, a Fabry-Perot type semiconductor light emitting device 1
80a to 180d and fiber grading 181a to
The semiconductor laser modules 182a to 182d, each paired with 181d, output the laser light that is the source of the pumping light to the polarization beam combiners 61a and 61b. Although the wavelengths of the laser lights output from the respective semiconductor laser modules 182a and 182b are the same, lights having different polarization planes are combined by the polarization combining coupler 61a. Similarly, the wavelengths of the laser lights output from the semiconductor laser modules 182c and 182d are the same, but lights having different polarization planes are combined by the polarization combining coupler 61b. The polarization combining couplers 61 a and 61 b output the polarization-combined laser lights to the WDM coupler 62. In addition,
The wavelengths of the laser lights output from the polarization combining couplers 61a and 61b are different.

【0008】WDMカプラ62は、アイソレータ60を
介して偏波合成カプラ61a,61bから出力されたレ
ーザ光を合波し、WDMカプラ65を介し、励起光とし
て増幅用ファイバ64に出力する。この励起光が入力さ
れた増幅用ファイバ64には、増幅対象の信号光が、信
号光入力ファイバ69からアイソレータ63を介して入
力され、励起光と合波してラマン増幅される。
The WDM coupler 62 multiplexes the laser beams output from the polarization combining couplers 61a and 61b via the isolator 60 and outputs the multiplexed laser beams to the amplification fiber 64 via the WDM coupler 65 as pumping light. The signal light to be amplified is input to the amplification fiber 64 to which the pumping light is input from the signal light input fiber 69 via the isolator 63, and is multiplexed with the pumping light and Raman-amplified.

【0009】増幅用ファイバ64内においてラマン増幅
された信号光(増幅信号光)は、WDMカプラ65およ
びアイソレータ66を介してモニタ光分配用カプラ67
に入力される。モニタ光分配用カプラ67は、増幅信号
光の一部を制御回路68に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ70に出力す
る。
The signal light Raman-amplified in the amplification fiber 64 (amplified signal light) is transmitted through a WDM coupler 65 and an isolator 66 to 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 to the signal light output fiber 70 as output laser light.

【0010】制御回路68は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体発光素子180a〜180dの発
光状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増幅の利得帯
域が平坦な特性となるようにフィードバック制御する。
The control circuit 68 controls the light emitting state of each of the semiconductor light emitting elements 180a to 180d, for example, the light intensity, based on a part of the input amplified signal light, so that the Raman amplification gain band has a flat characteristic. Feedback control.

【0011】図43は、ファイバグレーディングを用い
た半導体レーザモジュールの概要構成を示す図である。
図43において、この半導体レーザモジュールは、半導
体発光素子202と光ファイバ203とを有する。半導
体発光素子202は、活性層221を有する。活性層2
21は、一端に光反射面222が設けられ、他端に光出
射面223が設けられる。活性層221内で生じた光
は、光反射面222で反射して、光出射面223から出
力される。
FIG. 43 is a diagram showing a schematic structure of a semiconductor laser module using fiber grading.
In FIG. 43, this semiconductor laser module has a semiconductor light emitting element 202 and an optical fiber 203. The semiconductor light emitting device 202 has an active layer 221. Active layer 2
21, the light reflecting surface 222 is provided at one end and the light emitting surface 223 is provided at the other end. The light generated in the active layer 221 is reflected by the light reflecting surface 222 and output from the light emitting surface 223.

【0012】半導体発光素子202の光出射面223に
は、光ファイバ203が配置され、光出射面223と光
結合される。光ファイバ203内のコア232には、光
出射面223から所定位置にファイバグレーディング2
33が形成され、ファイバグレーディング233は、特
性波長の光を選択的に反射する。すなわち、ファイバグ
レーディング233は、外部共振器として機能し、ファ
イバグレーディング233と光反射面222との間で共
振器を形成し、ファイバグレーディング233によって
選択された特定波長のレーザ光が増幅されて出力レーザ
光241として出力される。
An optical fiber 203 is arranged on the light emitting surface 223 of the semiconductor light emitting device 202 and is optically coupled to the light emitting surface 223. The core 232 in the optical fiber 203 has a fiber grading 2 at a predetermined position from the light emitting surface 223.
33 is formed, and the fiber grading 233 selectively reflects light having a characteristic wavelength. That is, the fiber grading 233 functions as an external resonator, forms a resonator between the fiber grading 233 and the light reflecting surface 222, and a laser light of a specific wavelength selected by the fiber grading 233 is amplified to output laser. It is output as light 241.

【0013】同様にして、図44は、従来のラマン増幅
器の概略構成を示すブロック図である。図44におい
て、ラマン増幅器は、伝送路99上に設けられる光合波
器120と、光アイソレータ111〜113と、高出力
励起光源(HPU:High-powerPumping Unit)130と
を備えて構成される。
Similarly, FIG. 44 is a block diagram showing a schematic structure of a conventional Raman amplifier. In FIG. 44, the Raman amplifier includes an optical multiplexer 120 provided on the transmission path 99, optical isolators 111 to 113, and a high output pumping light source (HPU: High-power Pumping Unit) 130.

【0014】図45は、上記したHPU130の構成例
を示す図である。図45において、HPU130は、発
振中心波長が異なる6つのレーザユニットLD1〜LD
6と、マッハツェンダ型のWDMカプラ131とで構成
される。さらに、各レーザユニットLD1〜LD6は、
同一発振中心波長の2つのファブリペロー型半導体レー
ザモジュール134を備え、各半導体レーザモジュール
134のレーザ出力をファイバブラッググレーティング
133(FBG)で波長安定化するとともに、偏波合成
器(PBC)132で合波して一つの出力としている。
FIG. 45 is a diagram showing a configuration example of the above-mentioned HPU 130. In FIG. 45, the HPU 130 includes six laser units LD1 to LD having different oscillation center wavelengths.
6 and a Mach-Zehnder type WDM coupler 131. Further, the laser units LD1 to LD6 are
Two Fabry-Perot type semiconductor laser modules 134 having the same oscillation center wavelength are provided, and the laser output of each semiconductor laser module 134 is wavelength-stabilized by the fiber Bragg grating 133 (FBG) and combined by the polarization combiner (PBC) 132. Waved as one output.

【0015】なお、このPBC132による偏波合成
は、各発振中心波長の出力パワーを増加させるとともに
ラマン利得の偏波依存性を低減するための措置である。
具体的には、偏波合成を用いることにより、波長の等し
いTEモードのレーザ光とTMモードのレーザ光とを干
渉なしに合成することができ、光の損失を少なくするこ
とができる。
The polarization combination by the PBC 132 is a measure for increasing the output power of each oscillation center wavelength and reducing the polarization dependence of the Raman gain.
Specifically, by using polarization combination, TE mode laser light and TM mode laser light having the same wavelength can be combined without interference, and light loss can be reduced.

【0016】このようにHPU130は、多重化された
複数の波長(チャネル)の信号光に亘って増幅をおこな
う必要があることから、発振中心波長の異なる複数のレ
ーザユニットによって構成される。各レーザユニットL
D1〜LD6から出力されたレーザ出力は、WDMカプ
ラ131によってさらに合波され、高出力の多重化され
た励起光として出力される。HPU130から出力され
た励起光は光合波器120を介して、伝送路99である
光ファイバを通光する。なお、図44においては、後方
励起の例を示しており、光合波器120によって合波さ
れた励起光は、信号光と逆方向に向かって伝送路99内
を通光する。
As described above, since the HPU 130 needs to perform amplification over the multiplexed signal lights of a plurality of wavelengths (channels), it is composed of a plurality of laser units having different oscillation center wavelengths. Each laser unit L
The laser outputs output from D1 to LD6 are further multiplexed by the WDM coupler 131 and output as high-power multiplexed pumping light. The pumping light output from the HPU 130 passes through the optical multiplexer 120 and the optical fiber that is the transmission path 99. Note that FIG. 44 shows an example of backward pumping, and the pumping light multiplexed by the optical multiplexer 120 passes through the transmission path 99 in the opposite direction to the signal light.

【0017】伝送路99内を高出力の励起光が通光する
ことにより、伝送媒体である光ファイバの材質特性に基
づいて、励起光よりも110nm程度長波長側にシフト
した波長域にラマン散乱光が発生し、誘導ラマン散乱過
程を経て、励起光のエネルギーが信号光に遷移する。こ
れにより、信号光が増幅される。
Since high-power pumping light passes through the transmission path 99, Raman scattering is performed in a wavelength range shifted by 110 nm to the longer wavelength side than the pumping light based on the material characteristics of the optical fiber as the transmission medium. Light is generated, and the energy of the excitation light transits to the signal light through the stimulated Raman scattering process. As a result, the signal light is amplified.

【0018】このようにラマン増幅器はすでに敷設され
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アンプである。EDFAとは、増
幅媒体、使用励起光源数、励起パワーなどの点で異な
る。なお、EDFAにおいてエルビウム添加ファイバを
励起する光源も上記したHPU130と同様な構成のも
のを使用することができる。
As described above, the Raman amplifier is an amplifier capable of amplifying the signal light as it is by using the already laid optical fiber as an amplification medium. It differs from the EDFA in the amplification medium, the number of pumping light sources used, the pumping power, and the like. The light source for exciting the erbium-doped fiber in the EDFA may have the same structure as the HPU 130 described above.

【0019】[0019]

【特許文献1】特開平8−97517号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 8-97517

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体レーザモジュール(182a〜182d)は、
ファイバグレーディング233と半導体発光素子202
との間隔が長いため、ファイバグレーディング233と
光反射面222との間の共振によって相対強度雑音(R
IN:Relative Intensity Noise)が大きくなる。ラマ
ン増幅では、増幅の生じる過程が早く起こるため、励起
光強度が揺らいでいると、ラマン利得も揺らぐことにな
り、このラマン利得の揺らぎがそのまま増幅された信号
強度の揺らぎとして出力されてしまい、安定したラマン
増幅を行わせることができないという問題点があった。
However, the above-mentioned semiconductor laser modules (182a to 182d) have the following problems.
Fiber grading 233 and semiconductor light emitting device 202
Since the distance between the fiber grading 233 and the light reflecting surface 222 is long, the relative intensity noise (R
IN: Relative Intensity Noise) increases. In Raman amplification, the process of amplification occurs quickly, so if the pumping light intensity fluctuates, the Raman gain also fluctuates, and this fluctuation of Raman gain is output as it is as fluctuation of the amplified signal strength, There was a problem that stable Raman amplification could not be performed.

【0021】また、上述した半導体レーザモジュール
は、ファイバグレーディング233を有した光ファイバ
203と、半導体発光素子202とを光結合する必要が
あり、組立時の光軸合わせに時間と労力とがかかるとと
もに、共振器内における機械的な光結合であるために、
レーザの発振特性が機械的振動などによって変化してし
まうおそれがあり、安定した励起光を提供することがで
きない場合が生じるという問題点があった。
Further, in the above-mentioned semiconductor laser module, it is necessary to optically couple the optical fiber 203 having the fiber grading 233 and the semiconductor light emitting element 202, and it takes time and labor to align the optical axis at the time of assembly. , Because it is a mechanical optical coupling in the resonator,
There is a problem in that the oscillation characteristics of the laser may change due to mechanical vibration and the like, and stable excitation light may not be provided in some cases.

【0022】なお、ラマン増幅器としては、図42に示
したラマン増幅器のように信号光に対して後方から励起
する後方励起方式のほかに、信号光に対して前方から励
起する前方励起方式および双方向から励起する双方向励
起方式がある。現在、ラマン増幅器として多用されてい
るのは、後方励起方式である。その理由は、弱い信号光
が強い励起光とともに同方向に進行する前方励起方式で
は、励起光強度が揺らぐという問題があるからである。
したがって、前方励起方式にも適用できる安定した励起
光源の出現が要望されている。すなわち、従来のファイ
バグレーディングを用いた半導体レーザモジュールを用
いると、適用できる励起方式が制限されるという問題点
があった。
As the Raman amplifier, in addition to the backward pumping method for pumping the signal light from the rear as in the Raman amplifier shown in FIG. 42, the forward pumping method for pumping the signal light from the front and both There is a bidirectional excitation method that excites from the direction. At present, the backward pumping method is widely used as the Raman amplifier. The reason is that the forward pumping method in which the weak signal light travels in the same direction as the strong pumping light has a problem that the pumping light intensity fluctuates.
Therefore, the emergence of a stable pumping light source applicable to the forward pumping method is desired. That is, when the conventional semiconductor laser module using the fiber grading is used, there is a problem that applicable pumping methods are limited.

【0023】また、ラマン増幅器におけるラマン増幅で
は、信号光の偏波方向と励起光の偏波方向とが一致する
ことを条件としている。すなわち、ラマン増幅では、増
幅利得の偏波依存性があり、信号光の偏波方向と励起光
の偏波方向とのずれによる影響を小さくする必要があ
る。ここで、後方励起方式の場合、信号光は、伝搬中に
偏波がランダムとなるため、問題は生じないが、前方励
起方式の場合、偏波依存性が強く、励起光の直交偏波合
成、デボラライズなどによって偏波依存性を小さくする
必要がある。すなわち、偏光度(DOP:Degree Of Po
larization)を小さくする必要がある。
Further, Raman amplification in the Raman amplifier is conditioned on that the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pumping light match. That is, in Raman amplification, there is a polarization dependency of the amplification gain, and it is necessary to reduce the influence of the deviation between the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pump light. Here, in the case of the backward pumping method, there is no problem because the polarization of the signal light becomes random during propagation, but in the case of the forward pumping method, the polarization dependence is strong and the orthogonal polarization combining of the pumping light is performed. , It is necessary to reduce the polarization dependence by devolatization. That is, the degree of polarization (DOP: Degree Of Po)
larization) needs to be small.

【0024】さらに、ラマン増幅は、得られる増幅率が
比較的低いため、高出力のラマン増幅用励起光源の出現
が望まれていた。
Further, since Raman amplification has a relatively low amplification factor, the emergence of a high-output pumping light source for Raman amplification has been desired.

【0025】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
安定し、高利得を得ることができるラマン増幅器用光源
に適した半導体レーザ装置および半導体レーザモジュー
ルを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above,
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device and a semiconductor laser module suitable for a Raman amplifier light source that is stable and can obtain a high gain.

【0026】[0026]

【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、第1導電型
の半導体基板と、該半導体基板上に積層された第1導電
型の半導体バッファ層と、該半導体バッファ層上に積層
された活性層と、該活性層上に積層された第1の電極
と、前記半導体基板下面に配置された第2の電極とを有
する半導体レーザ装置において、前記活性層上に積層さ
れた第2導電型のスペーサ層と、該第2導電型のスペー
サ層の一部領域に配置され、特定の中心波長を有する複
数の発振縦モードを備えたレーザ光を選択する回折格子
と、前記回折格子の一部に対して注入電流が流入しない
非電流注入領域とを備えることを特徴とする。
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 of a first conductivity type, and a semiconductor buffer of a first conductivity type stacked on the semiconductor substrate. A semiconductor laser device having a layer, an active layer laminated on the semiconductor buffer layer, a first electrode laminated on the active layer, and a second electrode arranged on the lower surface of the semiconductor substrate, A second conductive type spacer layer laminated on the active layer and a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes arranged in a partial region of the second conductive type spacer layer and having a specific center wavelength. It is characterized by comprising a diffraction grating to be selected and a non-current injection region where an injection current does not flow into a part of the diffraction grating.

【0027】この請求項1の発明によれば、回折格子の
一部に対して注入電流が流入しない非電流注入領域とを
備えることで、たとえば単一周期からなる回折格子であ
っても非電流注入領域における回折格子が選択する中心
波長と、電流が注入される領域における回折格子が選択
する中心波長と異なり、複数の回折格子を設けたのと同
等の機能を果たすことができる。
According to the first aspect of the present invention, by providing the non-current injection region in which the injection current does not flow into a part of the diffraction grating, even if the diffraction grating has a single period, the non-current injection Different from the center wavelength selected by the diffraction grating in the injection region and the center wavelength selected by the diffraction grating in the region into which the current is injected, the same function as providing a plurality of diffraction gratings can be achieved.

【0028】また、請求項2にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において前記回折格子の上部の一部領域
上に配置された絶縁膜をさらに有し、該絶縁膜の存在に
より前記回折格子の一部に対して注入電流の流入を防止
することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device further comprising an insulating film arranged on a partial region of an upper portion of the diffraction grating in the above invention, and the existence of the insulating film causes the diffraction grating of the diffraction grating to exist. It is characterized by preventing the injection current from flowing into a part.

【0029】この請求項2の発明によれば、絶縁膜を配
置することで非電流注入領域に対して注入電流が流入す
ることを効果的に防止することができる。
According to the second aspect of the invention, by disposing the insulating film, it is possible to effectively prevent the injection current from flowing into the non-current injection region.

【0030】また、請求項3にかかる半導体レーザ装置
は、第1導電型の半導体基板と、該半導体基板上に積層
された第1導電型の半導体バッファ層と、該半導体バッ
ファ層上に積層された活性層と、該活性層上に積層され
た第1の電極と、前記半導体基板下面に配置された第2
の電極とを有する半導体レーザ装置において、前記活性
層上に積層された第2導電型のスペーサ層と、該第2導
電型のスペーサ層の一部領域に配置され、特定の中心波
長を有する複数の発振縦モードを備えたレーザ光を選択
する回折格子とを備え、前記第1の電極は、前記回折格
子の一部の部分に対応した領域に配置された第1の部分
と、前記回折格子の存在しない部分に対応した領域に配
置された第2の部分とを有し、前記第1の部分と前記第
2の部分とは空間的に、または、電気的に分離されてい
ることを特徴とする。
A semiconductor laser device according to a third aspect of the present invention is a semiconductor substrate of a first conductivity type, a first conductivity type semiconductor buffer layer laminated on the semiconductor substrate, and a semiconductor buffer layer laminated on the semiconductor buffer layer. An active layer, a first electrode laminated on the active layer, and a second electrode disposed on the lower surface of the semiconductor substrate.
And a second conductive type spacer layer laminated on the active layer, and a plurality of plurality of electrodes each having a specific center wavelength are arranged in a partial region of the second conductive type spacer layer. And a diffraction grating for selecting a laser beam having an oscillation longitudinal mode, the first electrode being disposed in a region corresponding to a part of the diffraction grating, and the diffraction grating. A second portion arranged in a region corresponding to a portion in which the first portion does not exist, and the first portion and the second portion are spatially or electrically separated from each other. And

【0031】この請求項3の発明によれば、第1の電極
を第1の部分と第2の部分とに空間的に分離した構造と
することにより、発振するレーザ光の光出力の制御と、
回折格子の一部に電流を流すことによる中心波長選択の
制御を独立におこなうことができる。
According to the invention of claim 3, the first electrode is spatially separated into the first portion and the second portion, whereby the optical output of the oscillated laser light is controlled. ,
The central wavelength selection can be controlled independently by passing a current through a part of the diffraction grating.

【0032】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、前記第1の電極は、前記回折
格子の他の部分に対応した領域に配置された第3の部分
をさらに有し、該第3の部分は、前記第1の部分および
前記第2の部分から空間的に分離されていることを特徴
とする。
Further, in the semiconductor laser device according to a fourth aspect of the present invention, in the above invention, the first electrode further has a third portion arranged in a region corresponding to another portion of the diffraction grating. , The third portion is spatially separated from the first portion and the second portion.

【0033】この請求項4の発明によれば、第1の電極
について、さらに第3の部分を設けたことで、回折格子
の屈折率制御をさらに効率的におこなうことができ、所
望の波長での発振動作が得られるので、半導体レーザ装
置の歩留まりも向上させることができる。
According to the invention of claim 4, by further providing the third portion for the first electrode, the refractive index of the diffraction grating can be controlled more efficiently, and the desired wavelength can be obtained. Therefore, the yield of the semiconductor laser device can be improved.

【0034】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、前記第1導電型の半導体バッ
ファ層と前記活性層との間に積層された第1導電型のク
ラッド層と、前記第2導電型のスペーサ層と前記第1の
電極との間に積層された第2導電型のクラッド層とをさ
らに有することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the first conductivity type clad layer is laminated between the first conductivity type semiconductor buffer layer and the active layer, and It further comprises a second conductivity type spacer layer and a second conductivity type clad layer laminated between the first electrode and the first electrode.

【0035】この請求項5の発明によれば、活性層を上
下からクラッド層で挟み込む構造とすることで、ダブル
へテロ構造となり活性層にキャリアが集中するため、高
い効率でレーザ発振する半導体レーザ装置を実現でき
る。
According to the fifth aspect of the present invention, the active layer is sandwiched from the upper and lower sides by the clad layer, so that a double hetero structure is formed and carriers are concentrated in the active layer, so that the semiconductor laser oscillates with high efficiency. The device can be realized.

【0036】また、請求項6にかかる半導体レーザモジ
ュールは、請求項1〜5のいずれか一つに記載の半導体
レーザ装置と、該半導体レーザ装置の温度を制御する温
調モジュールと、前記半導体レーザ装置から出射された
レーザ光を外部に導波する光ファイバと、前記半導体レ
ーザ装置と前記光ファイバと光結合をおこなう光結合レ
ンズ系とを備えたことを特徴とする。
Further, a semiconductor laser module according to claim 6 is the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5, a temperature control module for controlling the temperature of the semiconductor laser device, and the semiconductor laser device. An optical fiber for guiding the laser light emitted from the device to the outside, and an optical coupling lens system for optically coupling the semiconductor laser device and the optical fiber are provided.

【0037】この請求項6の発明によれば、上記の半導
体レーザ装置を用いることで、ファイバグレーディング
を不要とし光軸あわせなどをおこなう必要がなく、組立
容易でありかつ機械的振動などによって発振特性が変化
することのない半導体レーザモジュールを実現すること
ができる。
According to the invention of claim 6, by using the above semiconductor laser device, there is no need to perform fiber grading, there is no need to perform optical axis alignment, etc., and assembly is easy, and oscillation characteristics are generated by mechanical vibration or the like. It is possible to realize a semiconductor laser module that does not change.

【0038】また、請求項7にかかる半導体レーザモジ
ュールは、前記半導体レーザ装置の光出力を測定する光
検出器と、光ファイバ側からの反射戻り光の入射を抑制
するアイソレータとをさらに備えたことを特徴とする。
The semiconductor laser module according to claim 7 further comprises a photodetector for measuring the optical output of the semiconductor laser device, and an isolator for suppressing the incidence of reflected return light from the optical fiber side. Is characterized by.

【0039】この請求項7の発明によれば、光検出器を
設けることで光出力のモニタが可能で光り出力の安定化
を図ることができ、アイソレータを備えたことで外部か
らの反射光を防ぐことができる。
According to the invention of claim 7, the light output can be monitored by providing the photodetector, and the light output can be stabilized. The provision of the isolator prevents the reflected light from the outside. Can be prevented.

【0040】また、請求項8にかかる光ファイバ増幅器
は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の半導体レーザ
装置、あるいは請求項6または7に記載の半導体レーザ
モジュールを用いた励起光源と、信号光と励起光とを合
成するためのカプラと、増幅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 claim 8 is a semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 5, or an excitation light source using the semiconductor laser module according to claim 6 or 7. , And a coupler for combining the signal light and the pumping light, and an amplification optical fiber.

【0041】この請求項8の発明によれば、上記半導体
レーザ装置もしくは半導体レーザモジュールを含むこと
によって高い増幅率を有し、かつ安定した増幅をおこな
うことのできる光ファイバ増幅器を実現することができ
る。
According to the invention of claim 8, an optical fiber amplifier having a high amplification factor and capable of performing stable amplification can be realized by including the semiconductor laser device or the semiconductor laser module. .

【0042】また、請求項9にかかる光ファイバ増幅器
は、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。
The optical fiber amplifier according to claim 9 is characterized in that the amplification optical fiber amplifies light by Raman amplification.

【0043】この請求項9の発明によれば、ラマン増幅
によりおこなうことでより好適に光増幅をおこなうこと
ができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the Raman amplification can be used to more suitably perform the optical amplification.

【0044】また、請求項10にかかる半導体レーザ装
置は、レーザ光の出射端面に設けた第1反射膜と該レー
ザ光の反射端面に設けた第2反射膜との間に形成された
活性層の近傍に部分的に設けられた回折格子を有し、少
なくとも該回折格子による波長選択特性によって所望の
発振縦モードをもつレーザ光を出力する半導体レーザ装
置において、前記回折格子は、前記第1反射膜近傍に設
けられ、該第1反射膜から50μm以下に離隔して形成
されることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device, 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. In a semiconductor laser device having a diffraction grating partially provided in the vicinity of, and outputting laser light having a desired oscillation longitudinal mode by at least the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, the diffraction grating has the first reflection It is characterized in that it is provided in the vicinity of the film and is formed so as to be separated from the first reflective film by 50 μm or less.

【0045】この請求項10の発明によれば、前記回折
格子を、前記第1反射膜近傍に設け、該第1反射膜から
50μm以下に離隔して形成し、この離隔によって、第
1反射膜の端面温度上昇による回折格子の屈折率の変化
に伴って生じる波長の不安定性を除去し、かつ50μm
を超えて離隔しないことによって発振縦モードホップに
起因するキンクをなくし、安定した縦マルチモード発振
を実現するようにしている。
According to the tenth aspect of the present invention, the diffraction grating is provided in the vicinity of the first reflection film and is formed so as to be separated from the first reflection film by 50 μm or less, and by this separation, the first reflection film is formed. The wavelength instability caused by the change in the refractive index of the diffraction grating due to the temperature rise of the end face of the
By not separating over, the kink caused by the oscillation longitudinal mode hop is eliminated, and stable longitudinal multimode oscillation is realized.

【0046】また、請求項11にかかる半導体レーザ装
置は、前記回折格子と前記第1反射膜との離隔距離は、
10〜20μmの範囲であることを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the semiconductor laser device, the separation distance between the diffraction grating and the first reflective film is
It is characterized in that it is in the range of 10 to 20 μm.

【0047】この請求項11の発明によれば、前記回折
格子と前記第1反射膜との離隔距離は、10〜20μm
の範囲とし、高い波長安定性と安定した縦マルチモード
動作とを実現する。
According to the invention of claim 11, the separation distance between the diffraction grating and the first reflection film is 10 to 20 μm.
To achieve high wavelength stability and stable vertical multimode operation.

【0048】また、請求項12にかかる半導体レーザ装
置は、前記所望の発振縦モードの本数は、発振波長スペ
クトルの半値幅内に2本以上含まれることを特徴とす
る。
According to a twelfth aspect of the present invention, the semiconductor laser device is characterized in that the desired number of oscillation longitudinal modes is two or more within the half-width of the oscillation wavelength spectrum.

【0049】この請求項12の発明によれば、前記回折
格子の波長選択特性によって、前記所望の発振縦モード
の本数を、発振波長スペクトルの半値幅内に2本以上含
まれるようにし、高出力のレーザ光を出力するようにし
ている。
According to the twelfth aspect of the present invention, due to the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, the number of the desired oscillation longitudinal modes is set to be two or more within the half-width of the oscillation wavelength spectrum, and a high output is obtained. The laser light is output.

【0050】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。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating has a diffraction grating length of 300 μm or less.

【0051】この請求項13の発明によれば、第1反射
膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、300
μm以下としている。
According to the thirteenth aspect of the invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is 300
μm or less.

【0052】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、前記回折格子の回折格子長
は、前記共振器長の(300/1300)倍の値以下で
あることを特徴とする。
According to a fourteenth 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 is not more than (300/1300) times the resonator length. .

【0053】この請求項14の発明によれば、第1反射
膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、前記共
振器長の(300/1300)倍の値以下としている。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is set to a value that is (300/1300) times the resonator length or less.

【0054】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 fifteenth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating has a multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length of 0.3 or less. To do.

【0055】この請求項15の発明によれば、前記回折
格子は、該回折格子の結合係数と回折格子長との乗算値
が0.3以下とし、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るようにしている。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in the diffraction grating, the multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length is 0.3 or less, and the linearity of the drive current-optical output characteristic is good. To increase the stability of the light output.

【0056】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 a sixteenth 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.

【0057】この請求項16の発明によれば、前記回折
格子の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、回折格子の波長選択に揺らぎを発生させ、
発振波長スペクトルの半値幅を広げるようにしている。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the grating period of the diffraction grating is changed randomly or at a predetermined period to cause fluctuation in wavelength selection of the diffraction grating.
The half-width of the oscillation wavelength spectrum is widened.

【0058】また、請求項17にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記第1反射膜と前記第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。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the first reflection film and the second reflection film are provided.
The resonator formed by the active layer formed between the reflective film and the reflective film has a length of 800 μm or more.

【0059】この請求項17の発明によれば、前記第1
反射膜と前記第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を、800μm以上とし、
高出力動作を可能としている。
According to the invention of claim 17, the first
The resonator formed by the active layer formed between the reflective film and the second reflective film has a length of 800 μm or more,
It enables high output operation.

【0060】また、請求項18にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項1〜8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う光結合レン
ズ系とを備えたことを特徴とする。
A semiconductor laser module according to an eighteenth aspect is the semiconductor laser device according to any one of the first to eighth aspects, and a light for externally guiding the laser light emitted from the semiconductor laser device. A fiber and an optical coupling lens system for optically coupling the semiconductor laser device and the optical fiber are provided.

【0061】この請求項18の発明によれば、ファイバ
グレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて該
半導体レーザ装置の共振器が物理的に分離されていない
ため、光軸合わせなどを行う必要がなく、半導体レーザ
モジュールの組立が容易になるとともに、機械的振動な
どによってレーザの発振特性が変化しにくくなり、安定
したレーザ光を信頼性高く、かつ安定して出力し、さら
に低コスト化を実現することができる。
According to the eighteenth aspect of the invention, since the resonator of the semiconductor laser device is not physically separated by using the semiconductor laser device which does not use the fiber grating, it is not necessary to perform optical axis alignment or the like. Assembling the semiconductor laser module is easy, and the oscillation characteristics of the laser are less likely to change due to mechanical vibration, etc., and stable laser light can be output reliably and stably, and further cost reduction can be realized. be able to.

【0062】また、請求項19にかかる半導体レーザモ
ジュールは、上記の発明において、前記半導体レーザ装
置の温度を制御する温度制御装置と、前記光結合レンズ
系内に配置され、光ファイバ側からの反射戻り光の入射
を抑制するアイソレータと、をさらに備えたことを特徴
とする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser module according to the above-mentioned invention, the temperature control device for controlling the temperature of the semiconductor laser device and the optical coupling lens system are provided to reflect from the optical fiber side. An isolator that suppresses incidence of return light is further provided.

【0063】この請求項19の発明によれば、ファイバ
グレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いてい
るため、インライン式のファイバ型と異なり、偏波依存
アイソレータを使用することができ、挿入損失が小さ
く、さらにRINが小さい半導体レーザモジュールを実
現することができる。
According to the nineteenth aspect of the invention, since the semiconductor laser device which does not use the fiber grating is used, the polarization dependent isolator can be used unlike the in-line type fiber type, and the insertion loss is small. Further, it is possible to realize a semiconductor laser module having a small RIN.

【0064】また、請求項20にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項10〜17のいずれか一つに記載の半導体
レーザ装置、あるいは請求項18または19に記載の半
導体レーザモジュールを広帯域ラマン増幅用の励起光源
として用いたことを特徴とする。
An optical fiber amplifier according to claim 20 is the semiconductor laser device according to any one of claims 10 to 17 or the semiconductor laser module according to claim 18 or 19 for wideband Raman amplification. It is characterized by being used as an excitation light source.

【0065】この請求項20の発明によれば、請求項1
0〜17のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置、あ
るいは請求項18または19に記載の半導体レーザモジ
ュールを広帯域ラマン増幅用の励起光源として用い、上
述した各半導体レーザ装置あるいは各半導体レーザモジ
ュールの作用効果を奏するようにしている。
According to the invention of claim 20, claim 1
The semiconductor laser device according to any one of 0 to 17 or the semiconductor laser module according to claim 18 or 19 is used as an excitation light source for wideband Raman amplification, and the semiconductor laser device or semiconductor laser module described above is I am trying to have an effect.

【0066】また、請求項21にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項10〜17のいずれか一つに記載の半導体
レーザ装置、あるいは請求項18または19に記載の半
導体レーザモジュールは、広帯域ラマン増幅用の励起光
源であって、前方励起用光源あるいは双方向励起方式に
おける前方励起用光源として用いられることを特徴とす
る。
An optical fiber amplifier according to a twenty-first aspect is the semiconductor laser device according to any one of the tenth to seventeenth aspects, or the semiconductor laser module according to the eighteenth or nineteenth aspect is for wideband Raman amplification. And is used as a forward pumping light source or a forward pumping light source in a bidirectional pumping method.

【0067】この請求項21の発明によれば、請求項1
0〜17のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置、あ
るいは請求項18または19に記載の半導体レーザモジ
ュールを、広帯域ラマン増幅用の励起光源であって、前
方励起用光源あるいは双方向励起方式における前方励起
用光源として用い、上述した各半導体レーザ装置あるい
は各半導体レーザモジュールの作用効果を奏するように
している。
According to the invention of claim 21, claim 1
The semiconductor laser device according to any one of 0 to 17 or the semiconductor laser module according to claim 18 or 19 is used as a pumping light source for wideband Raman amplification in a forward pumping light source or a bidirectional pumping system. It is used as a forward excitation light source so as to achieve the effects of the above-mentioned semiconductor laser devices or semiconductor laser modules.

【0068】また、請求項22にかかる半導体レーザ装
置は、圧縮歪量子井戸活性層と、引っ張り歪量子井戸活
性層と、レーザ光の出射端面と反射端面との間であって
かつ前記圧縮歪量子井戸活性層および/または前記引っ
張り歪量子井戸活性層の近傍に形成された回折格子と、
を備え、前記圧縮歪量子井戸活性層で生成されたTEモ
ードのレーザ光と前記引っ張り歪量子井戸活性層で生成
されたTMモードのレーザ光とを偏波合成したレーザ光
であって、かつ前記回折格子の波長選択特性によって所
定出力値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を出力す
ることを特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device in which a compressive strain quantum well active layer, a tensile strain quantum well active layer, a laser light emitting end face and a laser light emitting end face, and the compressive strain quantum well active layer are provided. A well active layer and / or a diffraction grating formed in the vicinity of the tensile strained quantum well active layer,
A laser beam in which a TE mode laser beam generated in the compressive strained quantum well active layer and a TM mode laser beam generated in the tensile strained quantum well active layer are polarization-combined. It is characterized in that a plurality of oscillation longitudinal mode laser lights having a predetermined output value or less are output according to the wavelength selection characteristic of the diffraction grating.

【0069】この請求項22の発明によれば、圧縮歪量
子井戸活性層で生成されたTEモードのレーザ光と引っ
張り歪量子井戸活性層で生成されたTMモードのレーザ
光を出力することができる。
According to the twenty-second aspect of the invention, it is possible to output the TE mode laser light generated in the compressive strain quantum well active layer and the TM mode laser light generated in the tensile strain quantum well active layer. .

【0070】また、請求項23にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記圧縮歪量子井戸活性層
と、前記引っ張り歪量子井戸活性層とは上下方向に積層
され、前記圧縮歪量子井戸活性層を挟むクラッド層の一
方と、前記引っ張り歪量子井戸活性層を挟むクラッド層
の一方との間にトンネルジャンクション層が形成された
ことを特徴とする。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above-mentioned invention, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are vertically stacked, and the compressive strain quantum well active layer is formed. A tunnel junction layer is formed between one of the cladding layers sandwiching the layer and one of the cladding layers sandwiching the tensile strain quantum well active layer.

【0071】この請求項23の発明によれば、上下方向
に積層された圧縮歪量子井戸活性層と引っ張り歪量子井
戸活性層のいずれか一方に、トンネルジャンクション層
を介して逆バイアス電流を印加することができる。
According to the twenty-third aspect of the present invention, a reverse bias current is applied to either one of the compression strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer stacked in the vertical direction via the tunnel junction layer. be able to.

【0072】また、請求項24にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記圧縮歪量子井戸活性層
と前記引っ張り歪量子井戸活性層とは上下方向に隣接し
て積層されたことを特徴とする。
A semiconductor laser device according to a twenty-fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are stacked vertically adjacent to each other. To do.

【0073】この請求項24の発明によれば、圧縮歪量
子井戸活性層と引っ張り歪量子井戸活性層とを一つの活
性層とし、その活性層を一組のクラッド層で挟んでレー
ザ発振を実現することができる。
According to the twenty-fourth aspect of the present invention, the compressive strained quantum well active layer and the tensile strained quantum well active layer constitute one active layer, and the active layer is sandwiched by a pair of clad layers to realize laser oscillation. can do.

【0074】また、請求項25にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記圧縮歪量子井戸活性層
と、前記引っ張り歪量子井戸活性層とはレーザ光出射方
向に突き合わせ接合されたことを特徴とする。
According to a twenty-fifth aspect of the invention, in the semiconductor laser device according to the above-mentioned invention, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are butt-joined in the laser beam emitting direction. And

【0075】この請求項25の発明によれば、圧縮歪量
子井戸活性層と引っ張り歪量子井戸活性層のいずれか一
方の活性層で生成されたレーザ光を他方の活性層で生成
されたレーザ光とともにその他方の活性層を介して外部
に出射することができる。
According to the twenty-fifth aspect of the invention, the laser light generated in one of the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer is converted into the laser light generated in the other active layer. At the same time, the light can be emitted to the outside through the other active layer.

【0076】また、請求項26にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記圧縮歪量子井戸活性層
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、前記引っ張り歪量子井戸活性層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、前記圧縮歪量
子井戸活性層と前記引っ張り歪量子井戸活性層との結合
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。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, at least one electrode of an electrode pair for applying a current to the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer. At least one electrode of the electrode pair for applying a current to, is electrically separated by a separation groove formed on the coupling boundary between the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer. It is characterized by being

【0077】この請求項26の発明によれば、同一の半
導体基板上に突き合わせ結合された圧縮歪量子井戸活性
層と引っ張り歪量子井戸活性層のそれぞれに、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で、両
活性層で生成されるレーザ光を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 twenty-sixth aspect of the present invention, the electrodes electrically isolated by the isolation groove are formed in the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer which are butt-coupled on the same semiconductor substrate. With the provision of, the laser light generated in both active layers can be controlled by different applied currents or applied voltages.

【0078】また、請求項27にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項22〜26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。
A semiconductor laser module according to a twenty-seventh aspect of the present invention is a semiconductor laser device according to any one of the twenty-second to twenty-sixth 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.

【0079】この請求項27の発明によれば、請求項2
2〜26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、低DOPのモジュ
ールを実現することができる。
According to the invention of claim 27, claim 2
The semiconductor laser device described in any one of 2 to 26 can be provided in a package housing, and a low DOP module can be realized.

【0080】また、請求項28にかかる光ファイバ増幅
装置は、発振中心波長の異なる複数のレーザ光を合波し
て得られる励起光を出力する励起光源を具備し、伝送路
上を伝播する信号光に対して前記励起光によって定まる
所望の増幅帯域および所望の利得での増幅をおこなう光
ファイバ増幅装置において、前記励起光源は、請求項2
7に記載の半導体レーザモジュールを備えていることを
特徴とする。
An optical fiber amplifier according to a twenty-eighth aspect of the invention is provided with a pumping light source for outputting pumping light obtained by multiplexing a plurality of laser lights having different oscillation center wavelengths, and a signal light propagating on the transmission line. In an optical fiber amplifier that performs amplification with a desired amplification band and a desired gain determined by the pumping light, the pumping light source comprises:
7. The semiconductor laser module described in 7 is provided.

【0081】この請求項28の発明によれば、請求項2
7に記載の半導体レーザモジュールを、EDFAやラマ
ン増幅器の励起光源として用いることができる。
According to the invention of claim 28, claim 2
The semiconductor laser module described in 7 can be used as an excitation light source for an EDFA or a Raman amplifier.

【0082】[0082]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、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
び光ファイバ増幅器の好適な実施の形態について説明す
る。図面の記載において同一または類似部分には同一あ
るいは類似な符号を付している。ただし、図面は模式的
なものであり、層の厚みと幅との関係、各層の厚みの比
率などは現実のものとは異なることに留意する必要があ
る。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や
比率が異なる部分が含まれていることはもちろんであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a semiconductor laser device, a semiconductor laser module and an optical fiber amplifier according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and width of layers, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Further, it is needless to say that the drawings include parts in which dimensional relationships and ratios are different from each other.

【0083】(実施の形態1)まず、この発明の実施の
形態1にかかる半導体レーザ装置について、説明する。
図1は、実施の形態1にかかる半導体レーザ装置の側面
断面図を示し、図2は、図1に示す半導体レーザ装置の
A−A線断面図である。
(First Embodiment) First, a semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention will be described.
1 is a side sectional view of the semiconductor laser device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the semiconductor laser device shown in FIG.

【0084】本実施の形態1にかかる半導体レーザ装置
は、図1に示すように、n−InP基板1の(100)
面上に、n−InPクラッド層2、GRIN−SCH−
MQW(Graded Index-Separate Confinement Hetero s
tructure Multi Quantum Well: 分布屈折率分離閉じ
こめ単一量子井戸)活性層3、p−InPスペーサ層
4、p−InPクラッド層6、p−InGaAsPコン
タクト層8、p側電極10が順次積層されている。ま
た、n−InP基板1下には、n側電極11が配置され
ている。
In the semiconductor laser device according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, (100) of the n-InP substrate 1 is used.
N-InP clad layer 2, GRIN-SCH-
MQW (Graded Index-Separate Confinement Heteros)
tructure Multi Quantum Well: Active layer 3, p-InP spacer layer 4, p-InP clad layer 6, p-InGaAsP contact layer 8, and p-side electrode 10 are sequentially stacked. . An n-side electrode 11 is arranged below the n-InP substrate 1.

【0085】n−InPクラッド層2は、バッファ層と
しての機能およびクラッド層としての機能を果たすため
のものである。n−InPクラッド層2およびp−In
Pクラッド層6によってGRIN−SCH−MQW活性
層3を挟み込むことで本実施の形態1にかかる半導体レ
ーザ装置はダブルへテロ構造を有し、キャリアを効果的
に閉じ込めることで高い発光効率を有する。
The n-InP clad layer 2 has a function as a buffer layer and a function as a clad layer. n-InP cladding layer 2 and p-In
Since the GRIN-SCH-MQW active layer 3 is sandwiched by the P clad layer 6, the semiconductor laser device according to the first embodiment has a double hetero structure, and effectively confines the carriers to have a high luminous efficiency.

【0086】また、図2に示すように、n−InPクラ
ッド層2の上部および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の下部は、レーザ光出射方向の垂直方向につい
て、n−InP基板1よりも幅の狭い構造としている。
そして、n−InPクラッド層2の上部および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の下部に接触してp−I
nPブロッキング層9b、n−InPブロッキング層9
aが順に配置されている。これらp−InPブロッキン
グ層9b、n−InPブロッキング層9aは、注入され
る電流がリークしないよう電流をブロックするためのも
のであり、かかる構造(BH構造)とすることでGRI
N−SCH−MQW活性層3を流れる電流の密度が高め
られ、発光効率が向上する構造となっている。また、B
H構造にすることにより、水平単一横モード動作が可能
となり、レーザの安定動作が可能となる。
As shown in FIG. 2, the upper part of the n-InP clad layer 2, the GRIN-SCH-MQW active layer 3, the p-InP spacer layer 4, and the lower part of the p-InP clad layer 6 are irradiated with laser light. The structure is narrower than the n-InP substrate 1 in the direction perpendicular to the emission direction.
Then, the upper part of the n-InP clad layer 2 and GRIN
-SCH-MQW active layer 3, p-InP spacer layer 4,
And contacting the bottom of the p-InP cladding layer 6 to form p-I
nP blocking layer 9b, n-InP blocking layer 9
a is arranged in order. The p-InP blocking layer 9b and the n-InP blocking layer 9a are for blocking the current so that the injected current does not leak, and by adopting such a structure (BH structure), the GRI is formed.
The structure is such that the density of the current flowing through the N-SCH-MQW active layer 3 is increased and the luminous efficiency is improved. Also, B
The H structure enables horizontal single transverse mode operation and stable operation of the laser.

【0087】また、本実施の形態1にかかる半導体レー
ザ装置は、出射側端面(図1における右側面)において
低反射膜15が全面に渡って配置され、反射側端面(図
1における左側面)において高反射膜14が全面に渡っ
て配置されている。
Further, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, the low reflection film 15 is disposed over the entire surface of the emitting side end face (right side face in FIG. 1), and the reflecting side end face (left side face in FIG. 1). In, the high reflection film 14 is arranged over the entire surface.

【0088】高反射膜14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、低反射膜15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、低
反射膜15は反射率の低い膜構造からなり、光反射率は
2パーセント以下、望ましくは1パーセント以下の膜構
造からなる。
The high reflection film 14 has a light reflectance of 80% or more, preferably 98% or more. On the other hand, the low reflection film 15 is for preventing reflection of the laser light on the end face on the emission side. Therefore, the low reflection film 15 has a film structure having a low reflectance, and has a light reflectance of 2% or less, preferably 1% or less.

【0089】さらに、p−InPスペーサ層4内部であ
りかつ出射側端面近傍において、回折格子13a、13
bが配置されている。回折格子13a、13bは、直方
体状の格子がレーザ光出射方向に沿って直列に並んだ構
造からなる。回折格子13a、13bは、膜厚20nm
を有し、レーザ光出射方向にLg=50μmの長さを有
する。また、周期は約220nmで周期的な構造となっ
ているため、中心波長1480nmの複数の発振縦モー
ドを有するレーザ光を選択する。
Furthermore, inside the p-InP spacer layer 4 and in the vicinity of the end face on the emission side, the diffraction gratings 13a and 13a are formed.
b is arranged. The diffraction gratings 13a and 13b have a structure in which rectangular parallelepiped gratings are arranged in series along the laser light emission direction. The diffraction gratings 13a and 13b have a film thickness of 20 nm.
And has a length of Lg = 50 μm in the laser beam emitting direction. Further, since the period is about 220 nm and has a periodic structure, laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes with a center wavelength of 1480 nm is selected.

【0090】回折格子13a、13bを構成する各格子
は、p−InGaAsPで構成されており、本実施の形
態1においては回折格子13a、13b共に同一の周期
からなる各格子の配列によって形成される。なお、回折
格子13aの低反射膜15側の端部は、低反射膜15と
接する構造とすることが望ましいが、100μm以内の
距離であれば、低反射膜15から離れた構造としてもよ
い。
The gratings forming the diffraction gratings 13a and 13b are made of p-InGaAsP, and in the first embodiment, the diffraction gratings 13a and 13b are formed by arraying the gratings having the same period. . The end of the diffraction grating 13a on the low reflection film 15 side is preferably in contact with the low reflection film 15, but may be separated from the low reflection film 15 as long as the distance is within 100 μm.

【0091】回折格子13aの上部であって、p−In
GaAsPコンタクト層8とp側電極10との間には絶
縁膜16が配置されている。絶縁膜16は、p側電極1
0から注入された電流を回折格子13aを含む低反射膜
15の近傍において流さないためのものである。なお、
絶縁膜16は、AlN、Al23、MgO、TiO2
どの絶縁物を堆積することにより形成される。
Above the diffraction grating 13a, p-In
An insulating film 16 is arranged between the GaAsP contact layer 8 and the p-side electrode 10. The insulating film 16 is the p-side electrode 1
This is for preventing the current injected from 0 from flowing near the low reflection film 15 including the diffraction grating 13a. In addition,
The insulating film 16 is formed by depositing an insulating material such as AlN, Al 2 O 3 , MgO, and TiO 2 .

【0092】次に、本実施の形態にかかる半導体レーザ
装置の動作について、説明する。p側電極10から注入
された電流は、GRIN−SCH−MQW活性層3にお
いてキャリアの発光再結合を引き起こし、発光した光は
回折格子13a、13bによって特定波長成分が選択さ
れ、出射側端面から出射される。なお、回折格子13a
は絶縁膜16により電流の流入を受けることがなく、一
方、回折格子13bは、電流の流入を受ける。したがっ
て、回折格子13a、13bを構成するp−InGaA
sPの屈折率は互いに異なった値となるが、このことに
起因する本実施の形態の特徴については後述する。まず
は理解を容易にするため、単一周期の回折格子を設ける
ことによる特徴について、以下に述べる。
Next, the operation of the semiconductor laser device according to this embodiment will be described. The current injected from the p-side electrode 10 causes radiative recombination of carriers in the GRIN-SCH-MQW active layer 3, and the emitted light has a specific wavelength component selected by the diffraction gratings 13a and 13b, and is emitted from the emission-side end face. To be done. The diffraction grating 13a
Does not receive a current due to the insulating film 16, while the diffraction grating 13b receives a current. Therefore, p-InGaA forming the diffraction gratings 13a and 13b is formed.
The refractive indexes of sP have different values, and the characteristics of the present embodiment resulting from this will be described later. First, in order to facilitate understanding, features of providing a single-period diffraction grating will be described below.

【0093】この実施の形態1における半導体レーザ装
置は、ラマン増幅器の励起用光源として用いられること
を前提とし、その発振波長λ0は、1100nm〜15
50nmであり、共振器長Lは、800μm以上320
0μm以下としている。ところで、一般に、半導体レー
ザ装置の共振器によって発生する縦モードのモード間隔
Δλは、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 semiconductor laser device according to the first embodiment is premised on being used as a pumping light source for a Raman amplifier, and its oscillation wavelength λ 0 is 1100 nm to 15 nm.
50 nm and the cavity length L is 800 μm or more and 320
It is set to 0 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 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 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.

【0094】一方、本実施の形態1において、回折格子
13a、13b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13a、13bのいずれか1
つによる選択波長特性は、図3に示す発振波長スペクト
ル20として表される。
On the other hand, in the first embodiment, the diffraction gratings 13a and 13b select the longitudinal mode according to the Bragg wavelength. One of the diffraction gratings 13a and 13b
The selected wavelength characteristic according to the above is represented as an oscillation wavelength spectrum 20 shown in FIG.

【0095】図3に示すように、本実施の形態1では、
回折格子を有した半導体レーザ装置による発振波長スペ
クトル20の半値幅Δλhで示される波長選択特性内
に、発振縦モードを複数存在させるようにしている。従
来のDFB(Distributed Feedback)半導体レーザ装置
あるいはDBR(Distributed Bragg Reflrector)半導
体レーザ装置では、共振器長Lを800μm以上とする
と、単一縦モード発振が困難であったため、かかる共振
器長Lを有した半導体レーザ装置は用いられなかった。
しかしながら、この実施の形態1の半導体レーザ装置で
は、共振器長Lを積極的に800μm以上とすることに
よって、発振波長スペクトルの半値幅Δλh内に複数の
発振縦モードを含ませてレーザ出力するようにしてい
る。図3では、発振波長スペクトル20の半値幅Δλh
内に3つの発振縦モード21〜23を有している。
As shown in FIG. 3, in the first embodiment,
A plurality of oscillation longitudinal modes are allowed to exist within the wavelength selection characteristic represented by the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 20 by the semiconductor laser device having the diffraction grating. In a conventional DFB (Distributed Feedback) semiconductor laser device or a DBR (Distributed Bragg Reflector) semiconductor laser device, it is difficult to oscillate in a single longitudinal mode when the resonator length L is set to 800 μm or more. The semiconductor laser device used was not used.
However, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, the resonator 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 within the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum. I have to. In FIG. 3, the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 20
It has three oscillation longitudinal modes 21 to 23 therein.

【0096】複数の発振縦モードを有するレーザ光を用
いると、単一縦モードのレーザ光を用いた場合に比し
て、レーザ出力のピーク値を抑えて、高いレーザ出力値
を得ることができる。たとえば、この実施の形態1に示
した半導体レーザ装置では、図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装置のプロ
ファイルであり、高いピーク値を有している。
When the laser light 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 the laser light of the single longitudinal mode is used. . For example, the semiconductor laser device shown in the first embodiment has the profile shown in FIG. 4B and can obtain a high laser output with a low peak value. On the other hand, FIG. 4A shows a profile of a semiconductor laser device of single longitudinal mode oscillation when obtaining the same laser output, and has a high peak value.

【0097】ここで、半導体レーザ装置をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合、ラマン利得を大きくす
るために励起光出力パワーを増大することが好ましい
が、そのピーク値が高いと、誘導ブリルアン散乱が発生
し、雑音が増加するという不具合が発生する。誘導ブリ
ルアン散乱の発生は、誘導ブリルアン散乱が発生する閾
値Pthを有し、同じレーザ出力パワーを得る場合、図4
(b)に示すように、複数の発振縦モードを持たせ、そ
のピーク値を抑えることによって、誘導ブリルアン散乱
の閾値Pth内で、高い励起光出力パワーを得ることがで
き、その結果、高いラマン利得を得ることが可能とな
る。
Here, when the semiconductor laser device is used as a pumping light source for 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. However, there is a problem that noise is increased. The occurrence of stimulated Brillouin scattering has a threshold value Pth at which stimulated Brillouin scattering occurs, and when the same laser output power is obtained, as shown in FIG.
As shown in (b), by providing a plurality of oscillation longitudinal modes and suppressing their peak values, it is possible to obtain high pumping light output power within the threshold Pth of stimulated Brillouin scattering, and as a result, high Raman Gain can be obtained.

【0098】また、発振縦モード21〜23の波長間隔
(モード間隔)Δλは、0.1nm以上としている。こ
れは、半導体レーザ装置をラマン増幅器の励起用光源と
して用いる場合、モード間隔Δλが0.1nm以下であ
ると、誘導ブリルアン散乱が発生する可能性が高くなる
からである。この結果、上述したモード間隔Δλの式に
よって、上述した共振器長Lが3200μm以下である
ことが好ましいことになる。
The wavelength interval (mode interval) Δλ of the oscillation longitudinal modes 21 to 23 is set to 0.1 nm or more. This is because when the 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, it is preferable that the above-described resonator length L is 3200 μm or less according to the above-described equation of the mode interval Δλ.

【0099】このような観点から、発振波長スペクトル
20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。ところで、ラマン増幅
では、増幅利得に偏波依存性があるため、信号光の偏波
方向と励起光の偏波方向とのずれによる影響を小さくす
る必要がある。このための方法として、励起光を無偏光
化(デポラライズ)する方法があり、具体的には、2台
の半導体レーザ装置からの出力光を方法のほか、デポラ
ライザとして所定長の偏波面保持ファイバを用いて、1
台の半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を、この
偏波面保持ファイバに伝搬させる方法がある。無偏光化
の方法として、後者の方法を使用する場合には、発振縦
モードの本数が増大するにしたがってレーザ光のコヒー
レンシーが低くなるので、無偏光化に必要な偏波面保持
ファイバの長さを短くすることができる。特に、発振縦
モードが4,5本となると、急激に、必要な偏波面保持
ファイバの長さが短くなる。したがって、ラマン増幅器
に使用するために半導体レーザ装置から出射されるレー
ザ光を無偏光化する場合に、2台の半導体レーザ装置の
出射光を偏波合成して利用しなくても、1台の半導体レ
ーザ装置の出射レーザ光を無偏光化して利用することが
容易となるので、ラマン増幅器に使用される部品数の削
減、小型化を促進することができる。
From this point of view, it is desirable that the number of oscillation longitudinal modes included in the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 20 is plural. By the way, in Raman amplification, since the amplification gain has polarization dependence, it is necessary to reduce the influence of the deviation between the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pump light. As a method for this, there is a method of depolarizing the pumping light. Specifically, in addition to the method of using the output light from two semiconductor laser devices, a polarization maintaining fiber of a predetermined length is used as a depolarizer. Use 1
There is a method of propagating laser light emitted from the semiconductor laser device of the table to the polarization maintaining fiber. When the latter method is used as the depolarization method, the coherency of the laser light decreases as the number of oscillation longitudinal modes increases, so the length of the polarization-maintaining fiber required for depolarization should be reduced. Can be shortened. In particular, when the number of oscillation longitudinal modes is 4 or 5, the required length of the polarization maintaining fiber is drastically shortened. Therefore, when depolarizing the laser light emitted from the semiconductor laser device for use in the Raman amplifier, the emitted light from the two semiconductor laser devices need not be polarization-combined and used. Since it becomes easy to depolarize the emitted laser light of the semiconductor laser device and use it, it is possible to reduce the number of parts used in the Raman amplifier and promote miniaturization.

【0100】ここで、発振波長スペクトル幅が広すぎる
と、波長合成カプラによる合波ロスが大きくなるととも
に、発振波長スペクトル幅内における波長の動きによっ
て、雑音や利得変動を発生させることになる。このた
め、発振波長スペクトル20の半値幅Δλhは、3nm
以下、好ましくは2nm以下とする必要がある。
Here, if the oscillation wavelength spectrum width is too wide, the multiplexing loss due to the wavelength synthesizing coupler becomes large, and noise or gain fluctuation is caused by the movement of the wavelength within the oscillation wavelength spectrum width. Therefore, the full width at half maximum Δλh of the oscillation wavelength spectrum 20 is 3 nm.
Hereafter, it is necessary to set it to preferably 2 nm or less.

【0101】さらに、従来の半導体レーザ装置では、図
43に示したように、ファイバグレーディングを用いた
半導体レーザモジュールとしていたため、ファイバグレ
ーディング233と光反射面222との間の共振によっ
て相対強度雑音(RIN)が大きくなり、安定したラマ
ン増幅を行うことができないが、この実施の形態1に示
した半導体レーザ装置では、ファイバグレーディング2
33を用いず、低反射膜15から出射したレーザ光をそ
のまま、ラマン増幅器の励起用光源として用いているた
め、相対強度雑音が小さくなり、その結果、ラマン利得
の揺らぎが小さくなり、安定したラマン増幅を行わせる
ことができる。
Further, in the conventional semiconductor laser device, as shown in FIG. 43, since the semiconductor laser module uses the fiber grading, the resonance between the fiber grading 233 and the light reflecting surface 222 causes the relative intensity noise ( RIN) becomes large and stable Raman amplification cannot be performed. However, in the semiconductor laser device shown in the first embodiment, the fiber grading 2
Since the laser light emitted from the low-reflection film 15 is used as it is as a light source for pumping the Raman amplifier without using 33, the relative intensity noise is reduced, and as a result, the fluctuation of the Raman gain is reduced and a stable Raman gain is obtained. Amplification can be performed.

【0102】また、本実施の形態1にかかる半導体レー
ザ装置は、回折格子13aは絶縁膜16の存在により注
入電流の影響を受けないのに対し、回折格子13bは注
入電流の影響を直接受けるという相違がある。これによ
り本実施の形態1にかかる半導体レーザ装置が受ける影
響について、以下に説明する。
Further, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, the diffraction grating 13a is not affected by the injection current due to the existence of the insulating film 16, whereas the diffraction grating 13b is directly affected by the injection current. There is a difference. The effect of this on the semiconductor laser device according to the first embodiment will be described below.

【0103】一般に、回折格子13bを構成するp−I
nGaAsPおよびp−InPスペーサ層4のうち、回
折格子13aを構成する部分を除いた領域については、
電流が注入されることにより屈折率が変化する。そのた
め、元来回折格子13a、13bは、物理的構造は同一
であるが屈折率が相違することとなるため、互いの光路
長は異なる。したがって、選択する中心波長が異なる2
つの回折格子が存在することとなる。以下、簡単のため
回折格子13aは周期Λ1を有し、回折格子13bは周
期Λ2(≠Λ1)を有するものとする。なお、これらの周
期は屈折率を加味した実効的な値を指すものとする。
In general, p-I constituting the diffraction grating 13b
Regarding the region of the nGaAsP and p-InP spacer layer 4 excluding the portion forming the diffraction grating 13a,
The refractive index changes due to the injection of current. Therefore, since the diffraction gratings 13a and 13b originally have the same physical structure but different refractive indexes, the optical path lengths thereof are different from each other. Therefore, two different center wavelengths are selected.
There will be two diffraction gratings. Hereinafter, for simplicity, it is assumed that the diffraction grating 13a has a period Λ 1 and the diffraction grating 13b has a period Λ 2 (≠ Λ 1 ). It should be noted that these periods refer to effective values in consideration of the refractive index.

【0104】図5に、中心波長λ1および中心波長λ2
選択した場合に本実施の形態1にかかる半導体レーザ装
置から発振されるレーザ光のスペクトルについて模式的
に示す。
FIG. 5 schematically shows a spectrum of laser light emitted from the semiconductor laser device according to the first embodiment when the center wavelength λ 1 and the center wavelength λ 2 are selected.

【0105】図5において、周期Λ1の回折格子は、波
長λ1の発振波長スペクトルを形成し、この発振波長ス
ペクトル内に3本の発振縦モードを選択する。一方、周
期Λ2の回折格子は、波長λ2の発振波長スペクトルを形
成し、この発振波長スペクトル内に3本の発振縦モード
を形成する。また、図5においては、中心波長λ1の短
波長側の発振縦モードと、中心波長λ2の長波長側の発
振縦モードとが重なり合う構成となっている。
In FIG. 5, the diffraction grating with the period Λ 1 forms an oscillation wavelength spectrum of wavelength λ 1 and selects three oscillation longitudinal modes within this oscillation wavelength spectrum. On the other hand, the diffraction grating with the period Λ 2 forms an oscillation wavelength spectrum of the wavelength λ 2 , and forms three oscillation longitudinal modes in this oscillation wavelength spectrum. Further, in FIG. 5, the oscillation longitudinal mode on the short wavelength side of the central wavelength λ 1 and the oscillation longitudinal mode on the long wavelength side of the central wavelength λ 2 overlap each other.

【0106】したがって、周期Λ1,Λ2の回折格子によ
る複合発振波長スペクトル24は、この複合発振波長ス
ペクトル24内に4〜5本の発振縦モードが含まれるこ
とになる。この結果、単一の中心波長に基づく複数の発
振縦モードを形成するときに比べ、一層多くの発振縦モ
ードを容易に選択出力することができ、光出力の増大を
もたらすことができる。
Therefore, the composite oscillation wavelength spectrum 24 formed by the diffraction grating having the periods Λ 1 and Λ 2 includes 4 to 5 oscillation longitudinal modes in the composite oscillation wavelength spectrum 24. As a result, compared with the case of forming a plurality of oscillation longitudinal modes based on a single center wavelength, a larger number of oscillation longitudinal modes can be easily selected and output, and the optical output can be increased.

【0107】このように、回折格子13a、13bは単
一の周期を有する回折格子であるにもかかわらず、絶縁
膜16の存在により、異なる周期を有し、異なる中心波
長を選択する回折格子を2つ設けたのと同様の機能を発
揮する。図5のグラフにおいてはλ1とλ2の波長差は
0.2nm程度であり、このような波長差を実現するた
めには回折格子の周期差を0.028nmとする必要が
ある。
As described above, although the diffraction gratings 13a and 13b are diffraction gratings having a single period, due to the existence of the insulating film 16, diffraction gratings having different periods and selecting different center wavelengths are used. It has the same function as two. In the graph of FIG. 5, the wavelength difference between λ 1 and λ 2 is about 0.2 nm, and in order to realize such a wavelength difference, it is necessary to set the period difference of the diffraction grating to 0.028 nm.

【0108】しかし、本実施の形態1にかかる半導体レ
ーザ装置ではこのような周期差を有する複数の回折格子
を設ける必要がなく、単一周期からなる回折格子の一部
分の上部において絶縁膜16を配置する構造とすれば足
りる。このことにより、製造が容易となり、歩留まりの
高い半導体レーザ装置を提供することが可能である。
However, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, it is not necessary to provide a plurality of diffraction gratings having such a period difference, and the insulating film 16 is arranged above a part of the diffraction grating having a single period. It is sufficient if the structure is made. This facilitates manufacturing and can provide a semiconductor laser device with high yield.

【0109】また、回折格子13bおよび回折格子13
bの周囲のp−InPスペーサ層4の屈折率は、電流の
強度に比例して大きくなるため、回折格子13aによっ
て選択される中心波長λ1と、回折格子13bによって
選択される中心波長λ2との差は、注入電流の大きさに
よって制御することができる。したがって、注入電流値
を制御することで設計段階で想定した中心波長差と異な
る波長差でレーザ発振をおこなうことができる。
Further, the diffraction grating 13b and the diffraction grating 13
Since the refractive index of the p-InP spacer layer 4 around b increases in proportion to the intensity of the current, the central wavelength λ 1 selected by the diffraction grating 13a and the central wavelength λ 2 selected by the diffraction grating 13b. Can be controlled by the magnitude of the injected current. Therefore, by controlling the injection current value, laser oscillation can be performed with a wavelength difference different from the center wavelength difference assumed at the design stage.

【0110】また、GRIN−SCH−MQW活性層3
の出射側端面に配置された低反射膜15では、COD
(Catastrophic Optical Damage)が発生することが懸
念される。CODは、低反射膜15近辺において、端面
温度の上昇→活性層のバンドギャップの縮小→光吸収→
端面への電流集中→再び端面温度の上昇という帰還サイ
クルが発生し、このサイクルが正帰還となることによっ
て端面が溶融し、瞬時にして劣化してしまう現象であ
る。ところで、本実施の形態1にかかる半導体レーザ装
置では、絶縁膜16の存在により端面付近に注入電流は
流れない領域が存在するため、発熱が抑制されCODの
発生確率を低減することが期待できる。
Further, the GRIN-SCH-MQW active layer 3
In the low reflection film 15 arranged on the end face of the
(Catastrophic Optical Damage) may occur. In the vicinity of the low reflection film 15, the COD is increased in the temperature of the end face → reduced the band gap of the active layer → light absorption →
This is a phenomenon in which a feedback cycle occurs in which current is concentrated on the end face → temperature of the end face rises again, and the positive face of this cycle causes the end face to melt and instantly deteriorate. By the way, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, since the region where the injection current does not flow exists near the end face due to the existence of the insulating film 16, it is expected that heat generation is suppressed and the probability of COD occurrence is reduced.

【0111】(実施の形態2)次に、実施の形態2にか
かる半導体レーザ装置について、説明する。図6は、実
施の形態2にかかる半導体レーザ装置の構造を示す側面
断面図である。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と同様に、
n−InP基板1の(100)面上に、n−InPクラ
ッド層2、GRIN−SCH−MQW活性層3、p−I
nPスペーサ層4、p−InPクラッド層6、p−In
GaAsPコンタクト層8が順次積層されている。ま
た、n−InP基板1下には、n側電極11が配置され
ている。さらに、レーザ光出射側(図6における右側)
端面に低反射膜15が配置され、反射側(図6における
左側)端面に高反射膜14を有し、高反射膜14の光反
射率は80パーセント以上、低反射膜15の光反射率は
2パーセント以下としているのも実施の形態1と同様で
ある。さらに、p−InPスペーサ層4内部であって、
低反射膜15の近傍には周期等に関して同一の構造を有
する回折格子13a、13bが配置されている。
(Second Embodiment) Next, a semiconductor laser device according to a second embodiment will be described. FIG. 6 is a side sectional view showing the structure of the semiconductor laser device according to the second embodiment. The semiconductor laser device according to the second embodiment is similar to the semiconductor laser device according to the first embodiment in that
On the (100) plane of the n-InP substrate 1, the n-InP clad layer 2, GRIN-SCH-MQW active layer 3, p-I.
nP spacer layer 4, p-InP clad layer 6, p-In
The GaAsP contact layer 8 is sequentially stacked. An n-side electrode 11 is arranged below the n-InP substrate 1. Furthermore, the laser beam emission side (right side in FIG. 6)
The low reflection film 15 is arranged on the end face, and the high reflection film 14 is provided on the reflection side (left side in FIG. 6) end face. The high reflection film 14 has a light reflectance of 80% or more, and the low reflection film 15 has a light reflectance of It is the same as in the first embodiment that the content is set to 2% or less. Further, inside the p-InP spacer layer 4,
Diffraction gratings 13a and 13b having the same structure with respect to the period and the like are arranged near the low reflection film 15.

【0112】また、レーザ出射方向に対して垂直な断面
の構造は、実施の形態1にかかる半導体レーザ装置と同
様である。
The structure of the cross section perpendicular to the laser emission direction is similar to that of the semiconductor laser device according to the first embodiment.

【0113】そして、p−InGaAsPコンタクト層
8上であって、回折格子13aの上部に対応する領域に
は、絶縁膜31bが配置されている。また、同じくp−
InGaAsPコンタクト層8上であって、回折格子1
3bに対応する領域にはp側電極30bが配置され、p
側電極30bを通して電流Ibが流入する構造としてい
る。また、p−InGaAsPコンタクト層8の他の領
域上にはp側電極30aが配置され、p側電極30aを
通して電流Iaが流入する構造となっている。ここで、
p側電極30aとp側電極30bは絶縁膜31aによっ
て互いに絶縁されている。なお、p側電極30a、30
bはそれぞれ別個独立の電流源に接続されており、p側
電極30aから注入される電流Iaと、30bから注入
される電流Ibはそれぞれ異なるものとする。
An insulating film 31b is arranged on the p-InGaAsP contact layer 8 in a region corresponding to the upper part of the diffraction grating 13a. Also, p-
Diffraction grating 1 on the InGaAsP contact layer 8
The p-side electrode 30b is arranged in a region corresponding to 3b,
The current I b flows through the side electrode 30 b . Further, the p-side electrode 30a is arranged on the other region of the p-InGaAsP contact layer 8, and the current Ia flows in through the p-side electrode 30a. here,
The p-side electrode 30a and the p-side electrode 30b are insulated from each other by the insulating film 31a. The p-side electrodes 30a, 30
b are connected to respective independent current sources, and the current I a injected from the p-side electrode 30a and the current I b injected from 30b are different from each other.

【0114】本実施の形態2にかかる半導体レーザ装置
において、p−InGaAsPコンタクト層8上の電極
を、p側電極30aとp側電極30bに分離した構造と
することで、次の利点が生じる。
In the semiconductor laser device according to the second embodiment, the electrode on the p-InGaAsP contact layer 8 is divided into the p-side electrode 30a and the p-side electrode 30b, and the following advantages are brought about.

【0115】まず、回折格子13bの選択中心波長の制
御と、半導体レーザ装置の発振出力の制御を独立におこ
なうことができる。本実施の形態2にかかる半導体レー
ザ装置では、Ibを制御することにより回折格子13b
を構成する各格子および回折格子13b周囲のp−In
Pスペーサ層4の屈折率を変化させることができる。し
たがって、回折格子13bにより選択される中心波長は
制御される。一方、半導体レーザ装置の発振出力はIa
を制御することで変化させることができる。そして、p
側電極30a、30bは絶縁膜31aにより電気的に絶
縁されているため、IaとIbの値も相互に依存すること
なく制御することができる。したがって、本実施の形態
1にかかる半導体レーザ装置は、選択中心波長の制御
と、発振出力の制御とを独立におこなうことが可能であ
る。
First, it is possible to independently control the selective center wavelength of the diffraction grating 13b and the oscillation output of the semiconductor laser device. In the semiconductor laser device according to the second embodiment, the diffraction grating 13b is controlled by controlling Ib.
Around each diffraction grating and the diffraction grating 13b forming the
The refractive index of the P spacer layer 4 can be changed. Therefore, the central wavelength selected by the diffraction grating 13b is controlled. On the other hand, the oscillation output of the semiconductor laser device is I a
Can be changed by controlling. And p
Since the side electrodes 30a, 30b are electrically insulated by the insulating film 31a, it is possible to control without depending on each other the values of I a and I b. Therefore, the semiconductor laser device according to the first embodiment can independently control the selective center wavelength and the oscillation output.

【0116】また、回折格子13bに流入させるIb
安定化させることで、安定した発振波長を容易に得るこ
とができる。この結果、この実施の形態2にかかる半導
体レーザ装置は、ラマン増幅器の励起用光源として用い
た場合、励起光の出力制御が容易になる。特に、300
mW程度の大出力半導体レーザ装置では、特に注入電流
の値が大きくなると、モニタ電流の光出力特性に細かな
ふらつきが発生しやすくなるが、図7に示すように、3
00mWの光出力近傍であっても、モニタ電流に細かな
ふらつきが発生せず、励起光の出力制御が簡易かつ容易
になる。
Further, by stabilizing the I b flowing into the diffraction grating 13b, a stable oscillation wavelength can be easily obtained. As a result, when the semiconductor laser device according to the second embodiment is used as a pumping light source for a Raman amplifier, output control of pumping light becomes easy. Especially 300
In a high power semiconductor laser device of about mW, particularly when the value of the injection current becomes large, a slight fluctuation easily occurs in the optical output characteristic of the monitor current, but as shown in FIG.
Even in the vicinity of the optical output of 00 mW, a fine fluctuation does not occur in the monitor current, and the output control of the excitation light becomes simple and easy.

【0117】(実施の形態3)次に、実施の形態3につ
いて、図8を参照して説明する。図8は、実施の形態3
にかかる半導体レーザ装置の構造を示す側面断面図であ
る。実施の形態3にかかる半導体レーザ装置の基本構造
について、図1および図6と同一または類似の部分につ
いての説明は省略する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the third embodiment.
FIG. 3 is a side cross-sectional view showing the structure of the semiconductor laser device according to the present invention. Regarding the basic structure of the semiconductor laser device according to the third embodiment, description of the same or similar portions as those in FIGS. 1 and 6 will be omitted.

【0118】実施の形態3にかかる半導体レーザ装置
は、p−InGaAsPコンタクト層8上であって、回
折格子13aの上部に対応する領域にp側電極32cが
配置されている。同様に、p−InGaAsPコンタク
ト層8上であって回折格子13bの上部に対応する領域
にはp側電極32bが配置され、電流p側電極32b、
32cの存在しないその他の領域にはp側電極32aが
配置されている。また、p側電極32a、32bは絶縁
膜33aによって互いが電気的に絶縁され、p側電極3
2b、32cは絶縁膜33bによって絶縁されている。
さらに、p側電極32a、32b、32cはそれぞれ別
個独立の電流源に接続され、それぞれIa、Ib、Ic
電流が流入するものとする。
In the semiconductor laser device according to the third embodiment, the p-side electrode 32c is arranged on the p-InGaAsP contact layer 8 in a region corresponding to the upper part of the diffraction grating 13a. Similarly, a p-side electrode 32b is arranged in a region on the p-InGaAsP contact layer 8 and above the diffraction grating 13b, and a current p-side electrode 32b,
The p-side electrode 32a is arranged in the other region where the 32c does not exist. Further, the p-side electrodes 32a and 32b are electrically insulated from each other by the insulating film 33a, and
2b and 32c are insulated by the insulating film 33b.
Further, p-side electrodes 32a, 32b, 32c are respectively connected to a separate independent current source, respectively I a, I b, the current I c is assumed to flow.

【0119】本実施の形態3にかかる半導体レーザ装置
は、p−InGaAsPコンタクト層8上に3つの電極
を配置することで次の利点を有する。まず、回折格子1
3a、13bに対して電極を通じて独立に電流を注入す
ることができるため、回折格子13a、13bを構成す
る各格子およびその周囲の領域における屈折率を変化さ
せることができる。屈折率が変化することにより回折格
子13a、13bの光路長が変化し、実効的な周期、周
期長が変化する。したがって、回折格子13a、13b
はそれぞれ電流が注入されない場合と比較して選択する
中心波長が異なる。選択する中心波長の値は注入された
電流の密度に対応して変化するため、p側電極32c、
32bから注入する電流の大きさを制御することで、回
折格子13a、13bによって選択される中心波長を制
御することができる。
The semiconductor laser device according to the third embodiment has the following advantages by disposing three electrodes on the p-InGaAsP contact layer 8. First, the diffraction grating 1
Since currents can be independently injected into the electrodes 3a and 13b through the electrodes, it is possible to change the refractive index of each of the diffraction gratings 13a and 13b and the surrounding regions. Due to the change in the refractive index, the optical path lengths of the diffraction gratings 13a and 13b change, and the effective period and period length also change. Therefore, the diffraction gratings 13a and 13b
Are different from each other in the center wavelength to be selected as compared with the case where no current is injected. Since the value of the selected central wavelength changes according to the density of the injected current, the p-side electrode 32c,
The central wavelength selected by the diffraction gratings 13a and 13b can be controlled by controlling the magnitude of the current injected from 32b.

【0120】さらに、回折格子13a、13bに流入す
る電流Ic、Ibはそれぞれ独立に制御可能であるため、
回折格子13aで選択する中心波長と、回折格子13b
で選択する中心波長とを異なるものとすることができ
る。
Furthermore, since the currents I c and I b flowing into the diffraction gratings 13a and 13b can be controlled independently,
The center wavelength selected by the diffraction grating 13a and the diffraction grating 13b
The center wavelength selected in can be different.

【0121】また、回折格子13a、13bに流入する
電流Ic、Ibと、回折格子が存在しない部分に流入する
電流Iaとは互いに独立であるため、本実施の形態3に
かかる半導体レーザ装置の光出力の制御と、選択する中
心波長の制御とを独立におこなうことができる。これに
より、実施の形態2において図7を参照して説明したよ
うに、大電流を注入した場合であっても、出力安定性の
あるレーザ光を出力することができる。
Further, since the currents I c and I b flowing into the diffraction gratings 13a and 13b and the current I a flowing into a portion where the diffraction grating does not exist are independent of each other, the semiconductor laser according to the third embodiment The control of the optical output of the device and the control of the selected central wavelength can be performed independently. As a result, as described with reference to FIG. 7 in the second embodiment, it is possible to output laser light with stable output even when a large current is injected.

【0122】さらに、回折格子13a、13bで選択さ
れる中心波長の値を制御できることから、半導体レーザ
装置の歩留まりを向上させることができる。すなわち、
設計段階で想定した中心波長を選択できない場合であっ
ても、p側電極32b、32cを通じて電流を印加する
ことで、所望の中心波長を選択することができる。した
がって、従来ならば中心波長にずれが生じたために励起
光源として使用できなかったものについても、本実施の
形態3によれば、選択する中心波長を制御することによ
り使用することが可能である。
Furthermore, since the value of the central wavelength selected by the diffraction gratings 13a and 13b can be controlled, the yield of the semiconductor laser device can be improved. That is,
Even if the center wavelength assumed at the design stage cannot be selected, a desired center wavelength can be selected by applying a current through the p-side electrodes 32b and 32c. Therefore, according to the third embodiment, it is possible to use even a light source that could not be used as the excitation light source due to the shift of the center wavelength in the related art, by controlling the selected center wavelength.

【0123】なお、本実施の形態1〜3にかかる半導体
レーザ装置は、上述の構造に限定されるものではない。
たとえば、本実施の形態1にかかる半導体レーザ装置に
おいては、n−InPクラッド層2が、クラッド層とし
ての機能とバッファ層としての機能を併せ持つものとし
ているが、n−InPクラッド層2の下にn−InPバ
ッファ層を別に配置する構造としても良い。
The semiconductor laser device according to the first to third embodiments is not limited to the above structure.
For example, in the semiconductor laser device according to the first embodiment, the n-InP clad layer 2 has both the function as a clad layer and the function as a buffer layer. The n-InP buffer layer may be separately arranged.

【0124】また、p−InGaAsPコンタクト層8
上に配置する絶縁膜についても、AlN等の絶縁物以外
に、たとえば、絶縁膜16をn型半導体により構成して
も良い。一般にp−InGaAsPコンタクト層8はp
型半導体からなるため、絶縁膜6がn型半導体からなる
ものとした場合、pn接合により垂直下方向に電流はほ
とんど流れないためである。その他にも、n−p−n型
半導体からなる多層構造による非注入構造や、絶縁膜を
真性半導体で構成しても良い。なお、p側電極間の溝の
下部に位置するコンタクト層および、p−InPクラッ
ド層の一部を除去した構造は、作製上、複雑な工程とな
るが、電気的絶縁を実現するには、より好適な構造であ
る。
Also, the p-InGaAsP contact layer 8
As for the insulating film disposed above, for example, the insulating film 16 may be made of an n-type semiconductor other than an insulating material such as AlN. Generally, the p-InGaAsP contact layer 8 is p
This is because the insulating film 6 is made of an n-type semiconductor because it is made of a type semiconductor, so that a current hardly flows vertically downward due to the pn junction. In addition, a non-injection structure having a multi-layer structure made of an npn semiconductor or an insulating film made of an intrinsic semiconductor may be used. Although the contact layer located under the groove between the p-side electrodes and the structure in which a part of the p-InP clad layer is removed are complicated steps in manufacturing, in order to realize electrical insulation, This is a more suitable structure.

【0125】また、半導体レーザ装置は、ダブルへテロ
構造をとらなくとも回折格子による波長選択は可能であ
る。したがって、活性層とその他の層との間にバンド幅
の差異がない、いわゆるホモ接合レーザもしくはシング
ルへテロレーザの構造をとることも可能である。同様の
理由から、活性層はGRIN−SCH−MQW構造以外
でも、発光再結合が可能な構造であればよい。また同様
に、本実施の形態1においては、GRIN−SCH−M
QW活性層3に流れこむキャリアの密度を高めるために
p−InPブロッキング層9bと、n−InPブロッキ
ング層9aを配置する構造としているが、これらを省略
した構造としても、波長選択は可能である。
Further, the semiconductor laser device is capable of wavelength selection by the diffraction grating without the double hetero structure. Therefore, it is possible to have a so-called homojunction laser or single hetero laser structure in which there is no difference in bandwidth between the active layer and the other layers. For the same reason, the active layer may have any structure other than the GRIN-SCH-MQW structure as long as it is capable of radiative recombination. Similarly, in the first embodiment, GRIN-SCH-M
Although the p-InP blocking layer 9b and the n-InP blocking layer 9a are arranged to increase the density of carriers flowing into the QW active layer 3, the wavelength can be selected even if these structures are omitted. .

【0126】さらに、上述の例における導電型を逆にす
ることも可能である。すなわち、GRIN−SCH−M
QW活性層3よりも下の層をp型とし、GRIN−SC
H−MQW活性層3よりも上の層をn型としてもよい。
なお、その場合は回折格子13a、13bの導電型をn
型にする必要がある。
Furthermore, it is possible to reverse the conductivity type in the above example. That is, GRIN-SCH-M
The layer below the QW active layer 3 is a p-type, and GRIN-SC
The layer above the H-MQW active layer 3 may be n-type.
In that case, the conductivity types of the diffraction gratings 13a and 13b are set to n.
Need to be mold.

【0127】また、回折格子13a、13bについて、
上述の例では周期等が同一である構造を有するものとし
ていたが、これは、説明を容易にするために簡易な例と
して紹介したものであり、電流を流入させない状態にお
いて回折格子13a、13bの構造を互いに異なるもの
としても良いのは当然のことである。また、回折格子1
3a、13b内部においても、単一周期からなる回折格
子だけでなく、チャープドグレイン構造であるとか、異
なる周期の格子が混在した構造を取っていっても良い。
Regarding the diffraction gratings 13a and 13b,
In the above example, the structure having the same period and the like has been described, but this is introduced as a simple example for facilitating the description, and the diffraction gratings 13a and 13b are provided in a state where no current flows. Of course, the structures may be different from each other. Also, the diffraction grating 1
Also inside 3a and 13b, not only a diffraction grating having a single period but also a chirped grain structure or a structure in which gratings having different periods are mixed may be used.

【0128】(実施の形態4)つぎに、この発明の実施
の形態4について説明する。この実施の形態4では、上
述した実施の形態1〜3に示した半導体レーザ装置をモ
ジュール化したものである。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments described above is modularized.

【0129】図9は、この発明の実施の形態4である半
導体レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。本
実施の形態4にかかる半導体レーザモジュールは、上述
した実施の形態1〜3で示した半導体レーザ装置に対応
する半導体レーザ装置51を有する。なお、この半導体
レーザ装置51は、p側電極がヒートシンク57aに接
合されるジャンクションダウン構成としている。半導体
レーザモジュールの筐体として、セラミックなどによっ
て形成されたパッケージ59の内部底面上に、温度制御
装置としてのペルチェ素子58が配置される。ペルチェ
素子58上にはベース57が配置され、このベース57
上にはヒートシンク57aが配置される。ペルチェ素子
58には、図示しない電流が与えられ、その極性によっ
て冷却および加熱を行うが、半導体レーザ装置51の温
度上昇による発振波長ずれを防止するため、主として冷
却器として機能する。すなわち、ペルチェ素子58は、
レーザ光が所望の波長に比して長い波長である場合に
は、冷却して低い温度に制御し、レーザ光が所望の波長
に比して短い波長である場合には、加熱して高い温度に
制御する。この温度制御は、具体的に、ヒートシンク5
7a上であって、半導体レーザ装置51の近傍に配置さ
れたサーミスタ58aの検出値をもとに制御され、図示
しない制御装置は、通常、ヒートシンク57aの温度が
一定に保たれるようにペルチェ素子58を制御する。ま
た、図示しない制御装置は、半導体レーザ装置51の駆
動電流を上昇させるにしたがって、ヒートシンク57a
の温度が下がるようにペルチェ素子58を制御する。こ
のような温度制御を行うことによって、半導体レーザ装
置51の出力安定性を向上させることができ、歩留まり
の向上にも有効となる。なお、ヒートシンク57aは、
たとえばダイヤモンドなどの高熱伝導率をもつ材質によ
って形成することが望ましい。これは、ヒートシンク5
7aがダイヤモンドで形成されると、高電流印加時の発
熱が抑制されるからである。
FIG. 9 is a vertical sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the fourth embodiment of the present invention. The semiconductor laser module according to the fourth embodiment has a semiconductor laser device 51 corresponding to the semiconductor laser device described in the first to third embodiments. The semiconductor laser device 51 has a junction-down structure in which the p-side electrode is joined to the heat sink 57a. As a housing of the semiconductor laser module, a Peltier element 58 as a temperature control device is arranged on the inner bottom surface of a package 59 formed of ceramic or the like. A base 57 is arranged on the Peltier element 58.
A heat sink 57a is arranged above. An electric current (not shown) is applied to the Peltier element 58, and cooling and heating are performed depending on its polarity. However, the Peltier element 58 mainly functions as a cooler in order to prevent the oscillation wavelength shift due to the temperature rise of the semiconductor laser device 51. That is, the Peltier element 58 is
When the laser light has a longer wavelength than the desired wavelength, it is cooled and controlled to a low temperature, and when the laser light has a shorter wavelength than the desired wavelength, it is heated to a higher temperature. To control. This temperature control is specifically performed by the heat sink 5
7a and is controlled based on the detection value of the thermistor 58a arranged in the vicinity of the semiconductor laser device 51, and a control device (not shown) normally controls the Peltier element so that the temperature of the heat sink 57a is kept constant. Control 58. In addition, the control device (not shown) increases the drive current of the semiconductor laser device 51 as the heat sink 57a increases.
The Peltier element 58 is controlled so that the temperature of the Peltier element decreases. By performing such temperature control, the output stability of the semiconductor laser device 51 can be improved, which is also effective in improving the yield. The heat sink 57a is
For example, it is desirable to use a material having a high thermal conductivity such as diamond. This is the heat sink 5
This is because when 7a is formed of diamond, heat generation when a high current is applied is suppressed.

【0130】ベース57上には、半導体レーザ装置51
およびサーミスタ58aを配置したヒートシンク57
a、第1レンズ52、および電流モニタ56が配置され
る。半導体レーザ装置51から出射されたレーザ光は、
第1レンズ52、アイソレータ53、および第2レンズ
54を介し、光ファイバ55上に導波される。第2レン
ズ54は、レーザ光の光軸上であって、パッケージ59
上に設けられ、外部接続される光ファイバ55に光結合
される。なお、電流モニタ56は、半導体レーザ装置5
1の反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。
The semiconductor laser device 51 is provided on the base 57.
And the heat sink 57 in which the thermistor 58a is arranged.
a, the first lens 52, and the current monitor 56 are arranged. The laser light emitted from the semiconductor laser device 51 is
The light is guided onto the optical fiber 55 via the first lens 52, the isolator 53, and the second lens 54. The second lens 54 is on the optical axis of the laser light and has a package 59.
It is optically coupled to an optical fiber 55 which is provided above and is externally connected. The current monitor 56 is used for the semiconductor laser device 5.
The light leaked from the reflection film side of No. 1 is detected by the monitor.

【0131】ここで、この半導体レーザモジュールで
は、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に戻
らないように、半導体レーザ装置51と光ファイバ55
との間にアイソレータ53を介在させている。このアイ
ソレータ53には、ファイバグレーディングを用いた従
来の半導体レーザモジュールと異なり、インライン式の
ファイバ型でなく、半導体レーザモジュール内に内蔵で
きる偏波依存型のアイソレータを用いることができるた
め、アイソレータによる挿入損失を小さく、さらに低い
相対強度雑音(RIN)を達成することができ、部品点
数も減らすことができる。
Here, in this semiconductor laser module, the semiconductor laser device 51 and the optical fiber 55 are arranged so that the return light reflected by other optical parts does not return to the inside of the resonator.
An isolator 53 is interposed between the and. Unlike the conventional semiconductor laser module using fiber grading, the isolator 53 is not an in-line type fiber type, but a polarization dependent type isolator that can be built in the semiconductor laser module can be used. Losses can be reduced, lower relative intensity noise (RIN) can be achieved, and the number of parts can be reduced.

【0132】この実施の形態4では、実施の形態1〜3
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ることができ、挿
入損失を小さくすることができ、低雑音化および部品点
数の減少を促進することができる。
In the fourth embodiment, the first to third embodiments are provided.
Since the semiconductor laser device shown in 1 is modularized, a polarization-dependent isolator can be used, insertion loss can be reduced, noise reduction and reduction in the number of components can be promoted.

【0133】(実施の形態5)つぎに、この発明の実施
の形態5について説明する。この実施の形態5では、上
述した実施の形態4に示した半導体レーザモジュールを
ラマン増幅器に適用したものである。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the semiconductor laser module shown in the above-described fourth embodiment is applied to a Raman amplifier.

【0134】図10は、この発明の実施の形態5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10
において、このラマン増幅器は、上述した実施の形態4
に示した半導体レーザモジュールと同一構成の半導体レ
ーザモジュール60a〜60dを用い、図42に示した
半導体レーザモジュール182a〜182dを、上述し
た半導体レーザモジュール60a〜60dに置き換えた
構成となっている。
FIG. 10 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier according to the fifth embodiment of the present invention. This Raman amplifier is used in a WDM communication system. Figure 10
In this Raman amplifier, the Raman amplifier according to the fourth embodiment
The semiconductor laser modules 60a to 60d having the same structure as that of the semiconductor laser module shown in FIG. 42 are used, and the semiconductor laser modules 182a to 182d shown in FIG. 42 are replaced with the above-mentioned semiconductor laser modules 60a to 60d.

【0135】各半導体レーザモジュール60a,60b
は、偏波面保持ファイバ71を介して、複数の発振縦モ
ードを有するレーザ光を偏波合成カプラ61aに出力
し、各半導体レーザモジュール60c,60dは、偏波
面保持ファイバ71を介して、複数の発振縦モードを有
するレーザ光を偏波合成カプラ61bに出力する。ここ
で、半導体レーザモジュール60a,60bが発振する
レーザ光は、同一波長である。また、半導体レーザモジ
ュール60c,60dが発振するレーザ光は、同一波長
であるが半導体レーザモジュール60a,60bが発振
するレーザ光の波長とは異なる。これは、ラマン増幅が
偏波依存性を有するためであり、偏波合成カプラ61
a,61bによって偏波依存性が解消されたレーザ光と
して出力するようにしている。
Each semiconductor laser module 60a, 60b
Outputs a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes to the polarization beam combiner 61a via the polarization maintaining fiber 71, and each of the semiconductor laser modules 60c and 60d outputs a plurality of laser beams via the polarization maintaining fiber 71. The laser light having the oscillation longitudinal mode is output to the polarization beam combiner 61b. Here, the laser lights oscillated by the semiconductor laser modules 60a and 60b have the same wavelength. The laser light emitted by the semiconductor laser modules 60c and 60d has the same wavelength, but is different from the wavelength of the laser light emitted by the semiconductor laser modules 60a and 60b. This is because the Raman amplification has polarization dependence, and the polarization combining coupler 61
A laser beam whose polarization dependence is eliminated by a and 61b is output.

【0136】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.

【0137】増幅用ファイバ64内においてラマン増幅
された信号光(増幅信号光)は、WDMカプラ65およ
びアイソレータ66を介してモニタ光分配用カプラ67
に入力される。モニタ光分配用カプラ67は、増幅信号
光の一部を制御回路68に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ70に出力す
る。
The signal light Raman-amplified in the amplification fiber 64 (amplified signal light) is transmitted through the WDM coupler 65 and the isolator 66 to the 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 to the signal light output fiber 70 as output laser light.

【0138】制御回路68は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体レーザモジュール60a〜60d
のレーザ出力状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増
幅の利得帯域が平坦な特性となるようにフィードバック
制御する。
The control circuit 68 controls each of the semiconductor laser modules 60a-60d based on a part of the amplified signal light input.
Is controlled by feedback control so that the gain band of Raman amplification has a flat characteristic.

【0139】この実施の形態5に示したラマン増幅器で
は、たとえば図42に示した半導体発光素子180aと
ファイバグレーディング181aとが偏波面保持ファイ
バ71aで結合された半導体レーザモジュール182a
を用いず、実施の形態1〜3で示した半導体レーザ装置
が内蔵された半導体レーザモジュール60aを用いるよ
うにしているので、偏波面保持ファイバ71aの使用を
削減することができる。なお、上述したように、各半導
体レーザモジュール60a〜60dは、複数の発振縦モ
ードを有しているため、偏波面保持ファイバ長を短くす
ることができる。この結果、ラマン増幅器の小型軽量化
とコスト低減を実現することができる。
In the Raman amplifier shown in the fifth embodiment, for example, the semiconductor laser module 182a in which the semiconductor light emitting device 180a shown in FIG. 42 and the fiber grading 181a are coupled by the polarization maintaining fiber 71a.
However, since the semiconductor laser module 60a incorporating the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments is used instead of the above, the use of the polarization maintaining fiber 71a can be reduced. As described above, since each of the semiconductor laser modules 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.

【0140】なお、図10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11
に示すように半導体レーザモジュール60a,60cか
ら、それぞれ偏波面保持ファイバ71を介して直接WD
Mカプラ62に光出力するようにしてもよい。この場
合、半導体レーザモジュール60a,60cの偏波面
は、偏波面保持ファイバ71に対して45度となるよう
に入射する。これによって、偏波面保持ファイバ71か
ら出力される光出力の偏波依存性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. 10,
Although polarization polarization couplers 61a and 61b are used,
, The semiconductor laser modules 60a and 60c are directly connected to the WD through the polarization maintaining fiber 71, respectively.
The light may be output to the M coupler 62. In this case, the polarization planes of the semiconductor laser modules 60a and 60c are incident on the polarization-maintaining fiber 71 at 45 degrees. This makes it possible to eliminate the polarization dependence of the optical output output from the polarization maintaining fiber 71,
It is possible to realize a more compact Raman amplifier with a smaller number of components.

【0141】また、半導体レーザモジュール60a〜6
0d内に内蔵される半導体レーザ装置として発振縦モー
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:De
gree 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。
In addition, the semiconductor laser modules 60a-6
If a semiconductor laser device having a large number of oscillation longitudinal modes is used as the semiconductor laser device built in 0d, the required length of the polarization maintaining fiber 71 can be shortened. In particular, when the number of oscillation longitudinal modes becomes 4 or 5, the required length of the polarization-maintaining fiber 71 is drastically shortened, so that simplification and downsizing of the Raman amplifier can be promoted. Furthermore, as the number of oscillation longitudinal modes increases, the coherence length becomes shorter, and the degree of polarization (DOP: De
gree of polarization) can be reduced, and the polarization dependence can be eliminated, which also facilitates simplification and miniaturization of the Raman amplifier.

【0142】また、このラマン増幅器では、ファイバグ
レーデ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 fiber grading, and there is no mechanical optical coupling in the resonator. The stability and reliability of can be improved.

【0143】さらに、上述した実施の形態1〜3の半導
体レーザ装置では、複数の発振モードを有しているた
め、誘導ブリルアン散乱を発生させずに、高出力の励起
光を発生することができるので、安定し、かつ高いラマ
ン利得を得ることができる。
Furthermore, since the semiconductor laser devices of the first to third embodiments described above have a plurality of oscillation modes, it is possible to generate high-power pumping light without causing stimulated Brillouin scattering. Therefore, stable and high Raman gain can be obtained.

【0144】また、図10および図11に示したラマン
増幅器は、後方励起方式であるが、上述したように、半
導体レーザモジュール60a〜60dが安定した励起光
を出力するため、前方励起方式であっても、双方向励起
方式であっても、安定したラマン増幅を行うことができ
る。
Although the Raman amplifier shown in FIGS. 10 and 11 is of the backward pumping type, it is of the forward pumping type because the semiconductor laser modules 60a-60d output stable pumping light as described above. Also, stable Raman amplification can be performed even with the bidirectional pumping method.

【0145】この図10あるいは図11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12は、図10あるいは図11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 amplifier shown in FIG. 10 or 11 can be applied to the WDM communication system as described above. FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system to which the Raman amplifier shown in FIG. 10 or 11 is applied.

【0146】図12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10ある
いは図11に示したラマン増幅器に対応した複数のラマ
ン増幅器81,83が距離に応じて配置され、減衰した
光信号を増幅する。この光ファイバ85上を伝送した信
号は、光分波器84によって、複数の波長λ1〜λnの光
信号に分波され、複数の受信機Rx1〜Rxnに受信さ
れる。なお、光ファイバ85上には、任意の波長の光信
号を付加し、取り出したりするADM(Add/Drop Multi
plexer)が挿入される場合もある。
In FIG. 12, a plurality of transmitters Tx1 to Tx are provided.
The optical signals of wavelengths λ 1 to λ n sent 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 amplifier shown in FIG. 10 or FIG. 11 are arranged according to the distance to amplify the attenuated optical signal. The signal transmitted on the optical fiber 85 is demultiplexed by the optical demultiplexer 84 into optical signals having a plurality of wavelengths λ 1 to λ n , and received by the plurality of receivers Rx1 to Rxn. In addition, an ADM (Add / Drop Multi) that adds and takes out an optical signal of an arbitrary wavelength on the optical fiber 85.
plexer) may be inserted.

【0147】なお、上述した実施の形態5では、実施の
形態1〜3に示した半導体レーザ装置あるいは実施の形
態4に示した半導体レーザモジュールを、ラマン増幅用
の励起光源に用いる場合を示したが、これに限らず、た
とえば、980nm,1480nmなどのEDFA励起
用光源として用いることができるのは明らかである。
In the fifth embodiment described above, the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments or the semiconductor laser module shown in the fourth embodiment is used as a pumping light source for Raman amplification. However, not limited to this, it is obvious that it can be used as a light source for EDFA excitation such as 980 nm and 1480 nm.

【0148】(実施の形態6)つぎに、この発明の実施の
形態6について説明する。図13は、この発明の実施の
形態6である半導体レーザ装置を斜めからみた破断図で
ある。図14は、図13に示した半導体レーザ装置の長
手方向の縦断面図である。また、図15は、図14に示
した半導体レーザ装置のA−A線断面図である。図13
〜図15において、この半導体レーザ装置1020は、
n−InP基板1001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クラッド層1002、圧縮歪みをもつGRI
N−SCH−MQW(Graded Index-Separate Confinem
ent Heterostructure Multi Quantum Well)活性層10
03、p−InPスペーサ層1004、p−InPクラ
ッド層1006、およびp−InGaAsPコンタクト
層1007が積層された構造を有する。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a cutaway view of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention when viewed obliquely. FIG. 14 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device shown in FIG. FIG. 15 is a sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG. FIG.
In FIG. 15, this semiconductor laser device 1020 is
On the (100) plane of the n-InP substrate 1001, n
N-InP clad layer 1002 which also serves as a buffer layer and a lower clad layer made of InP, and GRI having compressive strain
N-SCH-MQW (Graded Index-Separate Confinem
ent Heterostructure Multi Quantum Well) Active layer 10
03, a p-InP spacer layer 1004, a p-InP clad layer 1006, and a p-InGaAsP contact layer 1007 are laminated.

【0149】p−InPスペーサ層1004内には、膜
厚20nmを有し、反射側端面からLs=15μm、反
射膜1014側に向けて離隔された長さLg=50μm
の回折格子1013が設けられ、この回折格子1013
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。この回折格子
1013を含むp−InPスペーサ層1004、GRI
N−SCH−MQW活性層1003、およびn−InP
バッファ層1002の上部は、メサストライプ状に加工
され、メサストライプの長手方向の両側には、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
1008とn−InPブロッキング層1009とによっ
て埋め込まれている。また、p−InGaAsPコンタ
クト層1007の上面には、p側電極1010が形成さ
れる。
The p-InP spacer layer 1004 has a film thickness of 20 nm, Ls = 15 μm from the reflection side end face, and the length Lg = 50 μm separated toward the reflection film 1014 side.
The diffraction grating 1013 of
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. P-InP spacer layer 1004 including this diffraction grating 1013, GRI
N-SCH-MQW active layer 1003, and n-InP
The upper portion of the buffer layer 1002 is processed into a mesa stripe shape, and the p-InP blocking layer 1008 and the n-InP blocking layer 1009 formed as current blocking layers are buried on both sides in the longitudinal direction of the mesa stripe. . A p-side electrode 1010 is formed on the upper surface of the p-InGaAsP contact layer 1007.

【0150】半導体レーザ装置1020の長手方向の一
端面である光反射端面には、反射率80%以上、好まし
くは98%以上の高光反射率をもつ反射膜1014が形
成され、他端面である光出射端面には、反射率が2%、
1%、0.5%以下、最も好ましくは0.1%以下の低
光反射率をもつ出射側反射膜1015が形成される。反
射膜1014と回折格子1013と出射側反射膜101
5を有する出射側端面側のスペーサ層1004とによっ
て形成された光共振器のGRIN−SCH−MQW活性
層1003内に発生した光は、反射膜1014によって
反射し、出射側反射膜1015を介し、レーザ光として
出射されるが、この際、回折格子1013によって波長
選択されて出射される。
A reflecting film 1014 having a high light reflectance of 80% or more, preferably 98% or more is formed on the light reflecting end surface which is one end surface in the longitudinal direction of the semiconductor laser device 1020, and the other end surface of the light 2% reflectance on the exit end,
An emission side reflection film 1015 having a low light reflectance of 1%, 0.5% or less, and most preferably 0.1% or less is formed. Reflection film 1014, diffraction grating 1013, emission side reflection film 101
The light generated in the GRIN-SCH-MQW active layer 1003 of the optical resonator formed by the spacer layer 1004 on the emitting side end face side having 5 is reflected by the reflecting film 1014, and passes through the emitting side reflecting film 1015. It is emitted as laser light, and at this time, the wavelength is selected by the diffraction grating 1013 and emitted.

【0151】この実施の形態6における半導体レーザ装
置1020は、ラマン増幅器の励起用光源として用いら
れることを前提とし、その発振波長λ0は、1100n
m〜1550nmであり、共振器長Lは、800μm以
上3200μm以下としている。ところで、一般に、半
導体レーザ装置の共振器によって発生する縦モードのモ
ード間隔Δλは、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 semiconductor laser device 1020 in the sixth embodiment is premised on being used as a pumping light source for a Raman amplifier, and its oscillation wavelength λ 0 is 1100n.
m to 1550 nm, and the resonator length L is set to 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 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 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.

【0152】一方、回折格子1013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101
3による選択波長特性は、図16に示す発振波長スペク
トル1030として表される。
On the other hand, the diffraction grating 1013 selects the longitudinal mode according to its Bragg wavelength. This diffraction grating 101
The selected wavelength characteristic according to No. 3 is represented as an oscillation wavelength spectrum 1030 shown in FIG.

【0153】図16に示すように、この実施の形態6で
は、回折格子1013を有した半導体レーザ装置102
0による発振波長スペクトル1030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 Brag
g Reflrector)半導体レーザ装置あるいはDFB(Dist
ributed Feedback)半導体レーザ装置では、共振器長L
を800μm以上とすると、単一縦モード発振が困難で
あったため、かかる共振器長Lを有した半導体レーザ装
置は用いられなかった。しかしながら、この実施の形態
6の半導体レーザ装置1020では、共振器長Lを積極
的に800μm以上とすることによって、発振波長スペ
クトルの半値幅Δλh内に複数の発振縦モードを含ませ
てレーザ出力するようにしている。図16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1
031〜1033を有している。
As shown in FIG. 16, in the sixth embodiment, semiconductor laser device 102 having diffraction grating 1013 is provided.
A plurality of oscillation longitudinal modes are allowed to exist in the wavelength selection characteristic indicated by the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 1030 of 0. Conventional DBR (Distributed Brag
g Reflrector) Semiconductor laser device or DFB (Dist
ributed feedback) In the semiconductor laser device, the cavity length L
Is 800 μm or more, it is difficult to oscillate in a single longitudinal mode, so that the semiconductor laser device having such a cavity length L is not used. However, in the semiconductor laser device 1020 of the sixth embodiment, by positively setting the cavity length L to 800 μm or more, a plurality of oscillation longitudinal modes are included in the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum, and laser output is performed. I am trying. In FIG. 16, three oscillation longitudinal modes 1 are set in the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.
031 to 1033 are included.

【0154】複数の発振縦モードを有するレーザ光を用
いると、単一縦モードのレーザ光を用いた場合に比し
て、レーザ出力のピーク値を抑えて、高いレーザ出力値
を得ることができる。たとえば、この実施の形態6に示
した半導体レーザ装置では、図17(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17(a)は、同じレーザ出
力を得る場合の単一縦モード発振の半導体レーザ装置の
プロファイルであり、高いピーク値を有している。
When the laser light 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 the laser light of the single longitudinal mode is used. . For example, the semiconductor laser device shown in the sixth embodiment has the profile shown in FIG. 17B and can obtain a high laser output with a low peak value. On the other hand, FIG. 17A shows a profile of a semiconductor laser device of single longitudinal mode oscillation when obtaining the same laser output, which has a high peak value.

【0155】ここで、半導体レーザ装置をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合、ラマン利得を大きくす
るために励起光出力パワーを増大することが好ましい
が、そのピーク値が高いと、誘導ブリルアン散乱が発生
し、雑音が増加するという不具合が発生する。誘導ブリ
ルアン散乱の発生は、誘導ブリルアン散乱が発生する閾
値Pthを有し、同じレーザ出力パワーを得る場合、図1
7(b)に示すように、複数の発振縦モードを持たせ、
そのピーク値を抑えることによって、誘導ブリルアン散
乱の閾値Pth内で、高い励起光出力パワーを得ることが
でき、その結果、高いラマン利得を得ることが可能とな
る。
Here, when the semiconductor laser device is used as a pumping light source for 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 will occur. However, there is a problem that noise is increased. The occurrence of stimulated Brillouin scattering has a threshold value Pth at which stimulated Brillouin scattering occurs, and if the same laser output power is obtained, then FIG.
As shown in FIG. 7 (b), a plurality of oscillation longitudinal modes are provided,
By suppressing the peak value, a high pump light output power can be obtained within the threshold value Pth of stimulated Brillouin scattering, and as a result, a high Raman gain can be obtained.

【0156】また、発振縦モード1031〜1033の
波長間隔(モード間隔)Δλは、0.1nm以上として
いる。これは、半導体レーザ装置1020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。
The wavelength interval (mode interval) Δλ of the oscillation longitudinal modes 1031 to 1033 is 0.1 nm or more. This is because when the semiconductor laser device 1020 is used as a pumping light source for a Raman amplifier, stimulated Brillouin scattering is likely to occur when the mode interval Δλ is 0.1 nm or less. 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.

【0157】このような観点から、発振波長スペクトル
1030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。ところで、ラマン増
幅では、増幅利得に偏波依存性があるため、信号光の偏
波方向と励起光の偏波方向とのずれによる影響を小さく
する必要がある。このための方法として、励起光を無偏
光化(デポラライズ)する方法があり、具体的には、2
台の半導体レーザ装置1020からの出力光を偏波合成
カプラを用いて偏波合成する方法のほか、デポラライザ
として所定長の偏波面保持ファイバを用いて、1台の半
導体レーザ装置1020から出射されたレーザ光を、こ
の偏波面保持ファイバに伝搬させる方法がある。無偏光
化の方法として、後者の方法を使用する場合には、発振
縦モードの本数が増大するに従ってレーザ光のコヒーレ
ンシーが低くなるので、無偏光化に必要な偏波面保持フ
ァイバの長さを短くすることができる。特に、発振縦モ
ードが4,5本となると、急激に、必要な偏波面保持フ
ァイバの長さが短くなる。従って、ラマン増幅器に使用
するために半導体レーザ装置1020から出射されるレ
ーザ光を無偏光化する場合に、2台の半導体レーザ装置
の出射光を偏波合成して利用しなくても、1台の半導体
レーザ装置1020の出射レーザ光を無偏光化して利用
することが容易となるので、ラマン増幅器に使用される
部品数の削減、小型化を促進することができる。
From this point of view, it is desirable that the number of oscillation longitudinal modes included in the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 1030 is plural. By the way, in Raman amplification, since the amplification gain has polarization dependence, it is necessary to reduce the influence of the deviation between the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pump light. As a method for this purpose, there is a method of depolarizing the excitation light.
In addition to a method of polarization-combining the output light from the semiconductor laser devices 1020 using a polarization combining coupler, a polarization-maintaining fiber having a predetermined length is used as a depolarizer and emitted from one semiconductor laser device 1020. There is a method of propagating laser light through this polarization maintaining fiber. When the latter method is used as the depolarizing method, the coherency of the laser light decreases as the number of oscillation longitudinal modes increases, so the length of the polarization maintaining fiber required for depolarizing is shortened. can do. In particular, when the number of oscillation longitudinal modes is 4 or 5, the required length of the polarization maintaining fiber is drastically shortened. Therefore, when the laser light emitted from the semiconductor laser device 1020 is depolarized for use in the Raman amplifier, the emitted light of the two semiconductor laser devices is not combined by polarization and used. Since it becomes easy to depolarize the laser light emitted from the semiconductor laser device 1020 and use it, it is possible to reduce the number of components used in the Raman amplifier and promote miniaturization.

【0158】ここで、発振波長スペクトル幅が広すぎる
と、波長合成カプラによる合波ロスが大きくなるととも
に、発振波長スペクトル幅内における波長の動きによっ
て、雑音や利得変動を発生させることになる。このた
め、発振波長スペクトル1030の半値幅Δλhは、3
nm以下、好ましくは2nm以下とする必要がある。
Here, if the oscillation wavelength spectrum width is too wide, the multiplexing loss due to the wavelength synthesizing coupler becomes large, and noise or gain fluctuation is caused by the movement of the wavelength within the oscillation wavelength spectrum width. Therefore, the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 1030 is 3
It is necessary to set the thickness to nm or less, preferably 2 nm or less.

【0159】さらに、従来の半導体レーザ装置では、図
43に示したように、ファイバグレーティングを用いた
半導体レーザモジュールとしていたため、ファイバグレ
ーティング233と光反射面222との間の共振によっ
て相対強度雑音(RIN)が大きくなり、安定したラマ
ン増幅を行うことができないが、この実施の形態6に示
した半導体レーザ装置1020では、ファイバグレーテ
ィング233を用いず、出射側反射膜1015から出射
したレーザ光をそのまま、ラマン増幅器の励起用光源と
して用いているため、相対強度雑音が小さくなり、その
結果、ラマン利得の揺らぎが小さくなり、安定したラマ
ン増幅を行わせることができる。
Further, in the conventional semiconductor laser device, as shown in FIG. 43, since the semiconductor laser module uses the fiber grating, the resonance between the fiber grating 233 and the light reflecting surface 222 causes the relative intensity noise ( RIN) becomes large, and stable Raman amplification cannot be performed. However, in the semiconductor laser device 1020 shown in the sixth embodiment, the laser light emitted from the emission side reflection film 1015 is directly used without using the fiber grating 233. Since it is used as a pumping light source for a Raman amplifier, relative intensity noise is reduced, and as a result, fluctuations in Raman gain are reduced, and stable Raman amplification can be performed.

【0160】また、図43に示した半導体レーザモジュ
ールでは、共振器内に機械的な結合を必要とするため、
振動などによってレーザの発振特性が変化する場合が発
生するが、この実施の形態6の半導体レーザ装置では、
機械的な振動などによるレーザの発振特性の変化がな
く、安定した光出力を得ることができる。
Further, the semiconductor laser module shown in FIG. 43 requires mechanical coupling in the resonator,
There are cases where the oscillation characteristics of the laser change due to vibrations, but in the semiconductor laser device of the sixth embodiment,
A stable optical output can be obtained without changing the oscillation characteristics of the laser due to mechanical vibration or the like.

【0161】なお、図18は、κi=20cm-1、Lg
=30μmのときの、I−L(駆動電流Iopに対する光
出力Po)特性を示す図である。このI−L特性は、数
十mAから1500mA程度まで、大きなキンクが発生
しておらず、駆動電流Iopが1200mA近傍で約40
0mWの高出力かつ高効率動作を可能としている。
In FIG. 18, κi = 20 cm −1 , Lg
It is a figure which shows IL (optical output Po with respect to drive current Iop) characteristic at the time of = 30micrometer. This IL characteristic shows that a large kink does not occur from several tens of mA to about 1500 mA, and the driving current Iop is about 40 mA at around 1200 mA.
It enables high output of 0 mW and high efficiency operation.

【0162】ここで、この実施の形態6における回折格
子13の出射側端面からの離隔距離Lsについて考察す
る。回折格子1013は、結合係数κi=26.5cm
-1、回折格子長Lg=50μm、共振器長L=1300
μmのときの出射側端面から離隔距離Lsを0μm、5
0μm、100μmとする3種類について検討した。図
19は、発振しきい値利得差の波長依存性を示す図であ
る。図19において、離隔距離Lsが出射側端面から長
くなるに従って、発振しきい値利得差の帯域幅は狭くな
る傾向がある。これは、出射側端面と回折格子1013
との間、および回折格子1013と反射側端面との間で
共振器が形成され、複合共振器となっているからと考え
られる。
Here, the separation distance Ls from the exit side end face of the diffraction grating 13 in the sixth embodiment will be considered. The diffraction grating 1013 has a coupling coefficient κi = 26.5 cm.
-1 , diffraction grating length Lg = 50 μm, resonator length L = 1300
When the distance Ls from the end face on the output side is 0 μm,
Three types, 0 μm and 100 μm, were examined. FIG. 19 is a diagram showing the wavelength dependence of the oscillation threshold gain difference. In FIG. 19, the bandwidth of the oscillation threshold gain difference tends to become narrower as the separation distance Ls becomes longer from the emitting end facet. This is because the end face on the exit side and the diffraction grating 1013
This is considered to be because the resonator is formed between and and between the diffraction grating 1013 and the reflection-side end surface to form a composite resonator.

【0163】さらに、安定した縦マルチモード発振を実
現するために、発振しきい値利得差を0.5cm-1以下
に複数の縦モードが存在すると仮定すると、回折格子1
013が出射側端面に接している(Ls=0μm)と
き、モード本数は、13本であり、Ls=50μm,1
00μmのとき、モード本数は、6本となっている。特
に、Ls=100μmのとき、1484nm近傍に、1
481nmから3nm離れた位置に2本の縦モードが現
れている。これは、上述した複合共振器によるものと考
えられる。この結果、Ls=100μmのときは、高駆
動電流時に縦モードホップに起因するキンクが生じる可
能性が高い。したがって、回折格子1013は、出射側
端面に隙間なく配置するのが望ましい。
Further, in order to realize stable longitudinal multimode oscillation, assuming that a plurality of longitudinal modes exist with an oscillation threshold gain difference of 0.5 cm -1 or less, the diffraction grating 1
When 013 is in contact with the emitting end face (Ls = 0 μm), the number of modes is 13, and Ls = 50 μm, 1
At 00 μm, the number of modes is 6. Particularly, when Ls = 100 μm, 1 near 1484 nm
Two longitudinal modes appear at a position 3 nm away from 481 nm. This is considered to be due to the above-mentioned composite resonator. As a result, when Ls = 100 μm, there is a high possibility that a kink due to the longitudinal mode hop will occur at a high driving current. Therefore, it is desirable to arrange the diffraction grating 1013 on the emitting end face without any gap.

【0164】また、図20は、回折格子1013の配置
位置をパラメータとした光出力の前後端面比の波長依存
性を示す図である。図20において、発振モードにおけ
る光出力の前後端面比は、回折格子1013の位置にか
かわらず、約350である。しかし、帯域幅は、回折格
子1013の位置が出射側端面から離隔するにしたがっ
て、狭くなり、安定した縦マルチモード発振動作が困難
になる。したがって、図19および図20に示した結果
から、回折格子1013の出射側端面からの離隔距離L
sは、50μm以下とするのが好ましく、0μmとする
ことが一層好ましい。
FIG. 20 is a diagram showing the wavelength dependence of the front-to-rear end face ratio of the optical output with the arrangement position of the diffraction grating 1013 as a parameter. In FIG. 20, the front-to-rear end face ratio of the optical output in the oscillation mode is about 350 regardless of the position of the diffraction grating 1013. However, the bandwidth becomes narrower as the position of the diffraction grating 1013 is separated from the end face on the emission side, and stable vertical multimode oscillation operation becomes difficult. Therefore, from the results shown in FIGS. 19 and 20, the separation distance L from the exit side end face of the diffraction grating 1013 is L.
s is preferably 50 μm or less, and more preferably 0 μm.

【0165】一方、出射側端面は、レーザ発振時の温度
が高く、回折格子1013を出射側端面から離隔するこ
となく配置すると、発熱によって回折格子1013の屈
折率が変化し、この結果、高い波長安定性を確保するこ
とができなくなる。したがって、図19および図20の
考察結果を加味すると、離隔距離Lsは、10〜20μ
m程度が最適であり、この結果、安定した縦マルチモー
ド動作および波長安定性を確保することができる。この
ため、図13〜図15に示した離隔距離Lsを15μm
とした。
On the other hand, the temperature on the emission side end face is high at the time of laser oscillation, and if the diffraction grating 1013 is arranged without being separated from the emission side end face, the refractive index of the diffraction grating 1013 changes due to heat generation, resulting in a high wavelength. It becomes impossible to secure stability. Therefore, considering the consideration results of FIGS. 19 and 20, the separation distance Ls is 10 to 20 μm.
The optimum value is about m, and as a result, stable longitudinal multimode operation and wavelength stability can be secured. Therefore, the separation distance Ls shown in FIGS. 13 to 15 is 15 μm.
And

【0166】ところで、各半導体レーザ装置は、半導体
ウェハ上に一括形成される。図21は、各半導体レーザ
装置が一括形成される半導体ウェハの平面図である。ま
た、図22は、半導体ウェハの一部断面図である。図2
1において、半導体レーザ装置LD1,LD2などから
なり、半導体ウェハW上に形成される半導体レーザ装置
群LDには、それぞれ回折格子1013が対向配置され
て形成される。このため、レーザバーLB1,LB2間
の劈開面C12の位置ずれが生じた場合であっても、実
際に劈開された劈開面は、マージンを±5μmとした場
合、回折格子1013は、出射側端面から離隔距離Ls
=10〜20μmの範囲内で形成されることになる。ま
た、反射側端面に位置ずれが生じても、本来的な機能は
損なわれない。
By the way, each semiconductor laser device is collectively formed on a semiconductor wafer. FIG. 21 is a plan view of a semiconductor wafer on which the semiconductor laser devices are collectively formed. 22 is a partial cross-sectional view of the semiconductor wafer. Figure 2
1, a semiconductor laser device group LD formed of semiconductor laser devices LD1 and LD2 and the like is formed on a semiconductor laser device group LD formed on a semiconductor wafer W so as to face each other. Therefore, even if the position of the cleaved surface C12 between the laser bars LB1 and LB2 is displaced, when the margin of the cleaved surface actually cleaved is ± 5 μm, the diffraction grating 1013 is separated from the emitting side end surface. Separation distance Ls
= 10 to 20 μm. Further, even if the reflection-side end surface is displaced, the original function is not lost.

【0167】なお、回折格子1013の長さLgは50
μmと短いため、回折格子の形成にかかる電子ビーム描
画時間を極端に短縮することができる。
The length Lg of the diffraction grating 1013 is 50.
Since it is as short as μm, the electron beam drawing time required for forming the diffraction grating can be extremely shortened.

【0168】この実施の形態6では、回折格子1013
の出射側端面からの離隔距離Lsを50μm以下、特に
10〜20μmとすることによって、出射側端面近傍の
端面温度上昇に伴う回折格子の屈折率変化の影響をなく
して高い波長安定性を確保することができるとともに、
複合共振器の形成およびこれに伴うキンクの発生が少な
くなるため、安定した縦マルチモード動作を行うことが
できる。
In the sixth embodiment, the diffraction grating 1013
By setting the separation distance Ls from the emission side end face to 50 μm or less, particularly 10 to 20 μm, the influence of the change in the refractive index of the diffraction grating due to the temperature rise of the end face near the emission side end face is eliminated and high wavelength stability is secured. While being able to
Since formation of the composite resonator and generation of kinks associated therewith are reduced, stable longitudinal multimode operation can be performed.

【0169】さらに、半導体レーザ装置20が回折格子
1013によって波長選択を行い、発振波長を1100
μm〜1550μm帯とし、共振器長Lを800μm〜
3200μm帯とすることによって、発振波長スペクト
ル1030の半値幅Δλh内に複数の発振縦モード、好
ましくは3本以上、さらに好ましくは4本以上の発振縦
モードをもつレーザ光を出力するようにしているので、
ラマン増幅器の励起用光源として用いた場合に、誘導ブ
リルアン散乱を発生せずに、安定し、かつ高いラマン利
得を得ることができる。
Further, the semiconductor laser device 20 selects the wavelength by the diffraction grating 1013 and sets the oscillation wavelength to 1100.
μm to 1550 μm band, and resonator length L is 800 μm to
By using the 3200 μm band, laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes, preferably three or more oscillation longitudinal modes, more preferably four or more oscillation longitudinal modes within the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 1030 is output. So
When used as a pumping light source for a Raman amplifier, stable Raman gain can be obtained without generating stimulated Brillouin scattering.

【0170】また、ファイバグレーティングを用いた半
導体レーザモジュールのように、ファイバグレーティン
グをもつ光ファイバと半導体発光素子との光結合を共振
器内において行わないので、組立が容易となり、機械的
振動などによる不安定出力を回避することができる。
Further, unlike the semiconductor laser module using the fiber grating, the optical coupling between the optical fiber having the fiber grating and the semiconductor light emitting element is not performed in the resonator, so that the assembly is easy and the mechanical vibration causes Unstable output can be avoided.

【0171】なお、上述した実施の形態6では、回折格
子1013が中心波長に対して揺らぎを持つ波長選択性
によって、複数本の発振縦モードを出力するようにして
いたが、回折格子1013に対して積極的に揺らぎをも
たせ、発振縦モードの数を増やすことができる半導体レ
ーザ装置を得るようにしてもよい。
In the sixth embodiment described above, the diffraction grating 1013 outputs a plurality of oscillation longitudinal modes by the wavelength selectivity having fluctuation with respect to the center wavelength. It is possible to obtain a semiconductor laser device capable of positively fluctuating and increasing the number of oscillation longitudinal modes.

【0172】図23は、回折格子1013のグレーティ
ング周期の周期的変化を示す図である。この回折格子1
013は、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としている。図24では、この
回折格子1013の波長選択性に揺らぎを発生させ、発
振波長スペクトルの半値幅Δλhを広げ、半値幅Δλh内
の発振縦モードの本数を増大するようにしている。
FIG. 23 is a diagram showing periodic changes in the grating period of the diffraction grating 1013. This diffraction grating 1
013 is a chirped grating in which the grating period is changed periodically. In FIG. 24, fluctuations are generated in the wavelength selectivity of the diffraction grating 1013, the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum is widened, and the number of oscillation longitudinal modes within the half width Δλh is increased.

【0173】図23に示すように、回折格子1013
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、発振波
長スペクトルの半値幅Δλh内に3〜6本程度の発振縦
モードをもたせることができる。
As shown in FIG. 23, the diffraction grating 1013
Has an average period of 220 nm, and has a structure in which a period fluctuation (deviation) of ± 0.02 nm is repeated in a period C. Due to this periodic fluctuation of ± 0.02 nm, it is possible to have about 3 to 6 oscillation longitudinal modes within the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.

【0174】たとえば、図24は、異なる周期Λ1,Λ2
の回折格子を有する半導体レーザ装置の発振波長スペク
トルを示す図である。図24において、周期Λ1の回折
格子は、波長λ1の発振波長スペクトルを形成し、この
発振波長スペクトル内に3本の発振縦モードを選択す
る。一方、周期Λ2の回折格子は、波長λ2の発振波長ス
ペクトルを形成し、この発振波長スペクトル内に3本の
発振縦モードを選択する。したがって、周期Λ1,Λ2
回折格子による複合発振波長スペクトル45は、この複
合発振波長スペクトル45内に4〜5本の発振縦モード
が含まれることになる。この結果、単一の発振波長スペ
クトルを形成するときに比べ、一層多くの発振縦モード
を容易に選択出力することができ、光出力の増大をもた
らすことができる。
For example, FIG. 24 shows that different periods Λ 1 and Λ 2
FIG. 6 is a diagram showing an oscillation wavelength spectrum of a semiconductor laser device having the diffraction grating of FIG. In FIG. 24, the diffraction grating with the period Λ 1 forms an oscillation wavelength spectrum of wavelength λ 1 and selects three oscillation longitudinal modes within this oscillation wavelength spectrum. On the other hand, the diffraction grating with the period Λ 2 forms an oscillation wavelength spectrum of wavelength λ 2 , and selects three oscillation longitudinal modes within this oscillation wavelength spectrum. Therefore, the composite oscillation wavelength spectrum 45 formed by the diffraction grating with the periods Λ 1 and Λ 2 includes 4 to 5 oscillation longitudinal modes in the composite oscillation wavelength spectrum 45. As a result, more oscillation longitudinal modes can be easily selected and output as compared with the case where a single oscillation wavelength spectrum is formed, and the optical output can be increased.

【0175】なお、回折格子1013の構成としては、
一定の周期Cでグレーティング周期を変化させるチャー
プドグレーティングに限らず、グレーティング周期を、
周期Λ1(220nm+0.02nm)と周期Λ2(22
0nm−0.02nm)との間でランダムに変化させる
ようにしてもよい。
The structure of the diffraction grating 1013 is as follows.
Not only the chirped grating that changes the grating period with a constant period C but also the grating period,
Period Λ 1 (220 nm + 0.02 nm) and period Λ 2 (22
0 nm-0.02 nm) may be randomly changed.

【0176】さらに、図25(a)に示すように、異な
る周期Λ3と周期Λ4とを一回ずつ交互に繰り返す回折格
子として、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。ま
た、図25(b)に示すように、異なる周期Λ5と周期
Λ6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25(c)に示すように、連続する複数回の周期Λ7
と、周期Λ7と異なる周期で連続する複数回の周期Λ8
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Λ3,Λ5,Λ7と周期Λ4,Λ6
Λ8との間に、それぞれ離散的な異なる値をもつ周期を
補完して、周期を段階的に変化させる配置を行ってもよ
い。
Furthermore, as shown in FIG. 25 (a), a periodic fluctuation may be provided as a diffraction grating in which different periods Λ 3 and Λ 4 are alternately repeated once. Further, as shown in FIG. 25B, a periodic fluctuation may be provided as a diffraction grating in which different periods Λ 5 and periods Λ 6 are alternately repeated a plurality of times. further,
As shown in FIG. 25C, a plurality of consecutive cycles Λ 7
And a period Λ 7 and a plurality of periods Λ 8 consecutively different from each other may be given as a diffraction grating having a period fluctuation. Also, the periods Λ 3 , Λ 5 , Λ 7 and the periods Λ 4 , Λ 6 ,
Between Λ 8 and δ 8, it is possible to complement the periods having discrete discrete values and to arrange the periods stepwise.

【0177】(実施の形態7)つぎに、この発明の実施
の形態7について説明する。この実施の形態7では、上
述した実施の形態6に示した半導体レーザ装置をモジュ
ール化したものである。
(Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the seventh embodiment, the semiconductor laser device shown in the sixth embodiment is modularized.

【0178】図26は、この発明の実施の形態7である
半導体レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。
図26において、この半導体レーザモジュール1050
は、上述した実施の形態6で示した半導体レーザ装置に
対応する半導体レーザ装置1051を有する。なお、こ
の半導体レーザ装置1051は、p側電極がヒートシン
ク1057aに接合されるジャンクションダウン構成と
している。半導体レーザモジュール1050の筐体とし
て、セラミックなどによって形成されたパッケージ10
59の内部底面上に、温度制御装置としてのペルチェ素
子1058が配置される。ペルチェ素子1058上には
ベース1057が配置され、このベース1057上には
ヒートシンク1057aが配置される。ペルチェ素子1
058には、図示しない電流が与えられ、その極性によ
って冷却および加熱を行うが、半導体レーザ装置105
1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1
058は、レーザ光が所望の波長に比して長い波長であ
る場合には、冷却して低い温度に制御し、レーザ光が所
望の波長に比して短い波長である場合には、加熱して高
い温度に制御する。この温度制御は、具体的に、ヒート
シンク1057a上であって、半導体レーザ装置51の
近傍に配置されたサーミスタ1058aの検出値をもと
に制御され、図示しない制御装置は、通常、ヒートシン
ク1057aの温度が一定に保たれるようにペルチェ素
子1058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1051の駆動電流を上昇させるに従
って、ヒートシンク1057aの温度が下がるようにペ
ルチェ素子1058を制御する。このような温度制御を
行うことによって、半導体レーザ装置1051の出力安
定性を向上させることができ、歩留まりの向上にも有効
となる。なお、ヒートシンク1057aは、たとえばダ
イヤモンドなどの高熱伝導率をもつ材質によって形成す
ることが望ましい。これは、ヒートシンク1057aが
ダイヤモンドで形成されると、高電流駆動時の発熱が抑
制されるからである。
FIG. 26 is a longitudinal sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the seventh embodiment of the present invention.
In FIG. 26, this semiconductor laser module 1050
Has a semiconductor laser device 1051 corresponding to the semiconductor laser device shown in the sixth embodiment. The semiconductor laser device 1051 has a junction-down structure in which the p-side electrode is joined to the heat sink 1057a. A package 10 formed of ceramic or the like as a housing of the semiconductor laser module 1050.
A Peltier element 1058 as a temperature control device is arranged on the inner bottom surface of 59. A base 1057 is arranged on the Peltier element 1058, and a heat sink 1057a is arranged on the base 1057. Peltier element 1
A current (not shown) is applied to 058, and cooling and heating are performed depending on its polarity.
In order to prevent the oscillation wavelength shift due to the temperature rise of 1, it mainly functions as a cooler. That is, the Peltier device 1
Reference numeral 058 indicates that when the laser light has a longer wavelength than the desired wavelength, it is cooled and controlled to a low temperature, and when the laser light has a shorter wavelength than the desired wavelength, it is heated. Control to high temperature. This temperature control is specifically controlled on the heat sink 1057a based on the detection value of the thermistor 1058a arranged in the vicinity of the semiconductor laser device 51, and a control device (not shown) normally controls the temperature of the heat sink 1057a. The Peltier element 1058 is controlled so that is maintained constant. In addition, the control device (not shown)
The Peltier element 1058 is controlled so that the temperature of the heat sink 1057a decreases as the drive current of the semiconductor laser device 1051 increases. By performing such temperature control, the output stability of the semiconductor laser device 1051 can be improved, which is also effective in improving the yield. The heat sink 1057a is preferably formed of a material having a high thermal conductivity such as diamond. This is because when the heat sink 1057a is formed of diamond, heat generation during high current driving is suppressed.

【0179】ベース1057上には、半導体レーザ装置
1051およびサーミスタ1058aを配置したヒート
シンク1057a、第1レンズ1052、および電流モ
ニタ1056が配置される。半導体レーザ装置1051
から出射されたレーザ光は、第1レンズ1052、アイ
ソレータ1053、および第2レンズ1054を介し、
光ファイバ1055上に導波される。第2レンズ105
4は、レーザ光の光軸上であって、パッケージ1059
上に設けられ、外部接続される光ファイバ1055に光
結合される。なお、電流モニタ1056は、半導体レー
ザ装置1051の反射膜側から漏れた光をモニタ検出す
る。
On the base 1057, the heat sink 1057a in which the semiconductor laser device 1051 and the thermistor 1058a are arranged, the first lens 1052, and the current monitor 1056 are arranged. Semiconductor laser device 1051
The laser light emitted from the laser beam passes through the first lens 1052, the isolator 1053, and the second lens 1054,
It is guided on the optical fiber 1055. Second lens 105
4 is on the optical axis of the laser beam, and is the package 1059.
It is optically coupled to an optical fiber 1055 which is provided above and is externally connected. The current monitor 1056 monitors and detects light leaking from the reflection film side of the semiconductor laser device 1051.

【0180】ここで、この半導体レーザモジュール10
50では、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器
内に戻らないように、半導体レーザ装置1051と光フ
ァイバ1055との間にアイソレータ1053を介在さ
せている。このアイソレータ1053には、ファイバグ
レーティングを用いた従来の半導体レーザモジュールと
異なり、インライン式のファイバ型でなく、半導体レー
ザモジュール1050内に内蔵できる偏波依存型のアイ
ソレータを用いることができるため、アイソレータによ
る挿入損失を小さく、さらに低い相対強度雑音(RI
N)を達成することができ、部品点数も減らすことがで
きる。
Here, the semiconductor laser module 10
In 50, an isolator 1053 is interposed between the semiconductor laser device 1051 and the optical fiber 1055 so that the reflected return light from other optical components does not return to the resonator. Unlike the conventional semiconductor laser module using a fiber grating, the isolator 1053 is not an in-line fiber type, but a polarization dependent type isolator that can be built in the semiconductor laser module 1050 can be used. Small insertion loss and lower relative intensity noise (RI
N) can be achieved and the number of parts can be reduced.

【0181】この実施の形態7では、実施の形態6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ることができ、挿入損失
を小さくすることができ、低雑音化および部品点数の減
少を促進することができる。
In the seventh embodiment, since the semiconductor laser device shown in the sixth embodiment is modularized, a polarization dependent isolator can be used, insertion loss can be reduced, and low noise can be achieved. And the reduction of the number of parts can be promoted.

【0182】(実施の形態8)つぎに、この発明の実施
の形態8について説明する。この実施の形態8では、上
述した実施の形態7に示した半導体レーザモジュールを
ラマン増幅器に適用したものである。
(Embodiment 8) Next, an embodiment 8 of the invention will be described. In the eighth embodiment, the semiconductor laser module shown in the seventh embodiment is applied to a Raman amplifier.

【0183】図27は、この発明の実施の形態8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27
において、このラマン増幅器は、上述した実施の形態7
に示した半導体レーザモジュールと同一構成の半導体レ
ーザモジュール1060a〜1060dを用い、図42
に示した半導体レーザモジュール182a〜182d
を、上述した半導体レーザモジュール1060a〜10
60dに置き換えた構成となっている。
FIG. 27 is a block diagram showing the structure of the Raman amplifier according to the eighth embodiment of the present invention. This Raman amplifier is used in a WDM communication system. FIG. 27
In this Raman amplifier, the Raman amplifier is
42 using semiconductor laser modules 1060a to 1060d having the same configuration as the semiconductor laser module shown in FIG.
Laser diode modules 182a to 182d shown in FIG.
The semiconductor laser modules 1060a to 1060 described above.
The configuration is replaced with 60d.

【0184】各半導体レーザモジュール1060a,1
060bは、偏波面保持ファイバ71を介して、複数の
発振縦モードを有するレーザ光を偏波合成カプラ61a
に出力し、各半導体レーザモジュール1060c,10
60dは、偏波面保持ファイバ71を介して、複数の発
振縦モードを有するレーザ光を偏波合成カプラ61bに
出力する。ここで、半導体レーザモジュール1060
a,1060bが発振するレーザ光は、同一波長であ
る、また、半導体レーザモジュール1060c,106
0dが発振するレーザ光は、同一波長であるが半導体レ
ーザモジュール1060a,1060b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。
Each semiconductor laser module 1060a, 1
Reference numeral 060b is a polarization beam combiner 61a for converting laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes via the polarization maintaining fiber 71.
To each semiconductor laser module 1060c, 10
60d outputs a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes to the polarization beam combiner 61b via the polarization maintaining fiber 71. Here, the semiconductor laser module 1060
a, 1060b oscillate the laser light having the same wavelength, and the semiconductor laser modules 1060c, 106
The laser light emitted by 0d has the same wavelength, but is different from the wavelength of the laser light emitted by the semiconductor laser modules 1060a and 1060b. This is because the Raman amplification has polarization dependence, and the polarization combining couplers 61a and 61b.
Therefore, the laser light is output as a laser beam whose polarization dependence is eliminated.

【0185】各偏波合成カプラ61a,61bから出力
された異なる波長をもったレーザ光は、WDMカプラ6
2によって合成され、合成されたレーザ光は、WDMカ
プラ65を介してラマン増幅用の励起光として増幅用フ
ァイバ64に出力される。この励起光が入力された増幅
用ファイバ64には、増幅対象の信号光が入力され、ラ
マン増幅される。
The laser beams having different wavelengths output from the respective polarization combining couplers 61a and 61b are transmitted by the WDM coupler 6
The laser light combined by 2 is output to the amplification fiber 64 as Raman amplification pumping light via the WDM coupler 65. The signal light to be amplified is input to the amplification fiber 64 to which the pumping light is input, and Raman amplification is performed.

【0186】増幅用ファイバ64内においてラマン増幅
された信号光(増幅信号光)は、WDMカプラ65およ
びアイソレータ66を介してモニタ光分配用カプラ67
に入力される。モニタ光分配用カプラ67は、増幅信号
光の一部を制御回路68に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ70に出力す
る。
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 to the signal light output fiber 70 as output laser light.

【0187】制御回路68は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体レーザモジュール1060a〜1
060d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 each of the semiconductor laser modules 1060a to 1060a-1 based on a part of the input amplified signal light.
The laser output state of 060d, for example, the light intensity is controlled,
Feedback control is performed so that the gain band of Raman amplification has a flat characteristic.

【0188】この実施の形態8に示したラマン増幅器で
は、たとえば図42に示した半導体発光素子180aと
ファイバグレーティング181aとが偏波面保持ファイ
バ71aで結合された半導体レーザモジュール182a
を用いず、実施の形態6で示した半導体レーザ装置が内
蔵された半導体レーザモジュール1060aを用いるよ
うにしているので、偏波面保持ファイバ71の使用を削
減することができるとともに、ラマン増幅器の小型軽量
化とコスト低減を実現することができる。
In the Raman amplifier shown in the eighth embodiment, for example, the semiconductor laser module 182a in which the semiconductor light emitting device 180a shown in FIG. 42 and the fiber grating 181a are coupled by the polarization maintaining fiber 71a.
Since the semiconductor laser module 1060a in which the semiconductor laser device shown in the sixth embodiment is incorporated is used instead of the above, the use of the polarization maintaining fiber 71 can be reduced, and the Raman amplifier is small and lightweight. And cost reduction can be realized.

【0189】なお、図27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28
に示すように半導体レーザモジュール1060a,10
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、半導体レーザモジュール1060a,106
0c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
半導体レーザモジュール1060a,1060c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. 27,
Although the polarization combining couplers 61a and 61b are used in FIG.
The semiconductor laser modules 1060a, 1060a, 10
Alternatively, the light may be directly output from the 60c to the WDM coupler 62 via the polarization maintaining fiber 71.
In this case, the semiconductor laser modules 1060a and 106
The polarization plane of 0c is 45 with respect to the polarization-maintaining fiber 71.
It is incident so that it becomes a degree. Here, as described above, since each of the semiconductor laser modules 1060a and 1060c has a plurality of oscillation longitudinal modes, the polarization plane 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.

【0190】また、半導体レーザモジュール1060a
〜1060d内に内蔵される半導体レーザ装置として発
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(D
OP: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。
Further, the semiconductor laser module 1060a
If a semiconductor laser device having a large number of oscillation longitudinal modes is used as the semiconductor laser device incorporated in each of ˜1060d, 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 shortened,
The Raman amplifier can be simplified and downsized. Furthermore, as the number of oscillation longitudinal modes increases, the coherence length becomes shorter, and the polarization degree (D
OP: Degree Of Polarization) becomes smaller, and it becomes possible to eliminate the polarization dependence, which also facilitates simplification and miniaturization of the Raman amplifier.

【0191】また、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.

【0192】さらに、上述した実施の形態6の半導体レ
ーザ装置では、複数の発振モードを有しているため、誘
導ブリルアン散乱を発生させずに、高出力の励起光を発
生することができるので、安定し、かつ高いラマン利得
を得ることができる。
Furthermore, since the semiconductor laser device of the sixth embodiment described above has a plurality of oscillation modes, it is possible to generate high-power pumping light without causing stimulated Brillouin scattering. Stable and high Raman gain can be obtained.

【0193】また、図27および図28に示したラマン
増幅器は、後方励起方式であるが、上述したように、半
導体レーザモジュール1060a〜1060d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。
The Raman amplifiers shown in FIGS. 27 and 28 are of the backward pumping type, but are of the forward pumping type because the semiconductor laser modules 1060a to 1060d output stable pumping light as described above. Also, stable Raman amplification can be performed even with the bidirectional pumping method.

【0194】たとえば、図29は、前方励起方式を採用
したらラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図
29に示したラマン増幅器は、図27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
ザモジュール1060a〜1060d、偏波合成カプラ
61a,61bおよびWDMカプラ62にそれぞれ対応
した半導体レーザモジュール1060a´〜1060d
´、偏波合成カプラ61a´,61b´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、半導体レーザモジュール1
060a´〜1060d´は、上述した実施の形態6で
用いられる半導体レーザ装置を用いているため、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. 29 is a block diagram showing the configuration of a Raman amplifier when the forward pumping method is adopted. The Raman amplifier shown in FIG. 29 has the WDM coupler 65 ′ provided near the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. 27. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser modules 1060a to 1060d, semiconductor laser modules 1060a' to 1060d corresponding to the polarization combining couplers 61a and 61b and the WDM coupler 62, respectively.
′, A circuit having polarization combining couplers 61 a ′, 61 b ′ and a WDM coupler 62 ′ is connected, and the WDM coupler 62
Forward pumping is performed in which the pumping light output from ′ is output in the same direction as the signal light. In this case, the semiconductor laser module 1
Since 060a 'to 060d' use the semiconductor laser device used in the sixth embodiment, the RIN
Is small, and forward excitation can be effectively performed.

【0195】同様に、図30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30
に示したラマン増幅器は、図28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、半導体レーザモ
ジュール1060a,1060cおよびWDMカプラ6
2にそれぞれ対応した半導体レーザモジュール1060
a´,1060c´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、半導体レーザモジュール1060a´,106
0c´は、上述した実施の形態6で用いられる半導体レ
ーザ装置を用いているため、RINが小さく、前方励起
を効果的に行うことができる。
Similarly, FIG. 30 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. Figure 30
In the Raman amplifier shown in FIG. 28, the WDM coupler 65 ′ is provided near the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. 28. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser modules 1060a and 1060c and a WDM coupler 6.
2 laser diode module 1060
A circuit having a ′, 1060c ′ and the 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, the semiconductor laser modules 1060a ', 106
0c 'uses the semiconductor laser device used in the sixth embodiment described above, so that RIN is small and forward pumping can be effectively performed.

【0196】また、図31は、双方向励起方式を採用し
たらラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図3
1に示したラマン増幅器は、図27に示したラマン増幅
器の構成に、図29に示したWDMカプラ65´、半導
体レーザモジュール1060a´〜1060d´、偏波
合成カプラ61a´,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、半導体レーザモジュール1060a´〜1060d
´は、上述した実施の形態6で用いられる半導体レーザ
装置を用いているため、RINが小さく、前方励起を効
果的に行うことができる。
FIG. 31 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier when the bidirectional pumping method is adopted. Figure 3
The Raman amplifier shown in FIG. 1 has the same structure as the Raman amplifier shown in FIG. 27 except that the WDM coupler 65 ′ shown in FIG. 29, the semiconductor laser modules 1060a ′ to 1060d ′, the polarization combining couplers 61a ′ and 61b ′, and the WDM coupler. 62
′ Is further provided to perform backward excitation and forward excitation. In this case, the semiconductor laser modules 1060a 'to 1060d
In ′, since the semiconductor laser device used in the above-described sixth embodiment is used, RIN is small, and forward pumping can be effectively performed.

【0197】同様に、図32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3
1に示したラマン増幅器は、図28に示したラマン増幅
器の構成に、図30に示したWDMカプラ65´、半導
体レーザモジュール1060a´,1060c´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、半導体レーザモジュール1060
a´,1060c´は、上述した実施の形態6で用いら
れる半導体レーザ装置を用いているため、RINが小さ
く、前方励起を効果的に行うことができる。
Similarly, FIG. 32 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. Figure 3
The Raman amplifier shown in FIG. 1 further includes a WDM coupler 65 ′ shown in FIG. 30, semiconductor laser modules 1060a ′ and 1060c ′, and a WDM coupler 62 ′ in the configuration of the Raman amplifier shown in FIG. Excite and perform. In this case, the semiconductor laser module 1060
Since a ′ and 1060c ′ use the semiconductor laser device used in the sixth embodiment described above, RIN is small and forward pumping can be effectively performed.

【0198】上述した図29〜図32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33は、図29〜図32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. 29 to 32 described above can be applied to the WDM communication system as described above. FIG. 33 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system to which the Raman amplifier shown in FIGS. 29 to 32 is applied.

【0199】図33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
1080によって合波され、1つの光ファイバ1085
に集約される。この光ファイバ1085の伝送路上に
は、図29〜図32に示したラマン増幅器に対応した複
数のラマン増幅器1081,1083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1
085上を伝送した信号は、光分波器1084によっ
て、複数の波長λ1〜λnの光信号に分波され、複数の受
信機Rx1〜Rxnに受信される。なお、光ファイバ1
085上には、任意の波長の光信号を付加し、取り出し
たりするADM(Add/Drop Multiplexer)が挿入される
場合もある。
In FIG. 33, a plurality of transmitters Tx1 to Tx are provided.
The optical signals of wavelengths λ 1 to λ n transmitted from xn are combined by the optical multiplexer 1080, and one optical fiber 1085
Are summarized in. On the transmission path of the optical fiber 1085, a plurality of Raman amplifiers 1081 and 1083 corresponding to the Raman amplifiers shown in FIGS. 29 to 32 are arranged according to the distance to amplify the attenuated optical signal. This optical fiber 1
The signal transmitted over 085 is demultiplexed by the optical demultiplexer 1084 into optical signals having a plurality of wavelengths λ 1 to λ n , and received by the plurality of receivers Rx1 to Rxn. The optical fiber 1
In some cases, an ADM (Add / Drop Multiplexer) for adding and extracting an optical signal of an arbitrary wavelength is inserted on the 085.

【0200】なお、上述した実施の形態8では、実施の
形態6に示した半導体レーザ装置あるいは実施の形態7
に示した半導体レーザモジュールを、ラマン増幅用の励
起光源に用いる場合を示したが、これに限らず、たとえ
ば、980nm,1480nmなどのEDFA励起用光
源として用いることができるのは明らかである。
In the eighth embodiment described above, the semiconductor laser device shown in the sixth embodiment or the seventh embodiment is used.
Although the case where the semiconductor laser module shown in (4) is used as a pumping light source for Raman amplification is shown, it is obvious that the semiconductor laser module can be used as a light source for pumping EDFA such as 980 nm and 1480 nm without being limited to this.

【0201】(実施の形態9)つぎに、実施の形態9に
かかる半導体レーザ装置について説明する。実施の形態
8にかかる半導体レーザ装置は、圧縮歪量子井戸活性層
と引っ張り歪量子井戸活性層の2種類の活性層を積層す
ることで、TEモードのレーザ光とTMモードのレーザ
光との偏波合成をパッケージ内で行ない、DOPの低
い、低コストで出力パワーの大きなレーザ光を出力する
ことを特徴としている。
(Ninth Embodiment) Next, a semiconductor laser device according to a ninth embodiment will be described. In the semiconductor laser device according to the eighth embodiment, by stacking two types of active layers, a compressive strain quantum well active layer and a tensile strain quantum well active layer, a TE mode laser beam and a TM mode laser beam are polarized. It is characterized in that wave synthesis is performed in the package, and laser light with low DOP, low cost, and high output power is output.

【0202】図34は、実施の形態9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35
は、図34に示した半導体レーザ素子のA−A線断面図
である。図34において、実施の形態9にかかる半導体
レーザ装置は、n−InP基板2001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2002a、圧縮
歪GRIN−SCH−MQW(Graded Index-Separate
Confinement Heterostructure Multi QuantumWell)活
性層2003a、p−InPスペーサ層2004a、p
−InPクラッド層2006a、トンネルジャンクショ
ン層2005、n−InPクラッド層2002b、引っ
張り歪GRIN−SCH−MQW活性層2003b、p
−InPスペーサ層2004b、p−InPクラッド層
2006bが積層されて構成される。
FIG. 34 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the ninth embodiment. Furthermore, FIG.
FIG. 35 is a cross-sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG. 34. Referring to FIG. 34, the semiconductor laser device according to the ninth embodiment includes an n-InP buffer layer 2002a, which sequentially serves as a buffer layer of n-InP and a lower cladding layer, on the (100) plane of the n-InP substrate 2001. , Compression strain GRIN-SCH-MQW (Graded Index-Separate
Confinement Heterostructure Multi QuantumWell) Active layer 2003a, p-InP spacer layer 2004a, p
-InP clad layer 2006a, tunnel junction layer 2005, n-InP clad layer 2002b, tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b, p
An -InP spacer layer 2004b and a p-InP clad layer 2006b are laminated and configured.

【0203】また、p−InPクラッド層2006b上
には、p−InGaAsPキャップ層2007とp側電
極2010が順に積層され、n−InP基板2001の
裏面には、n側電極2011が形成される。
A p-InGaAsP cap layer 2007 and a p-side electrode 2010 are sequentially stacked on the p-InP clad layer 2006b, and an n-side electrode 2011 is formed on the back surface of the n-InP substrate 2001.

【0204】また、図34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
80%以上の高光反射率をもつ反射膜2014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2
015が形成される。反射膜2014と出射側反射膜2
015とによって形成された光共振器の圧縮歪GRIN
−SCH−MQW活性層2003aおよび引っ張り歪G
RIN−SCH−MQW活性層2003b内に発生した
光は、反射膜2014によって反射し、出射側反射膜2
015を介し、レーザ光として出射される。
Further, as shown in FIG. 34, a reflection film 2014 having a high light reflectance of 80% or more is formed on the light reflection end surface which is one end surface in the longitudinal direction of the semiconductor laser device, and the other end surface is formed. A certain light emitting end face has a reflectance of 2% or less,
Emission side reflection film 2 having a low light reflectance of preferably 1% or less
015 is formed. Reflection film 2014 and emission side reflection film 2
Compressive strain GRIN of the optical resonator formed by
-SCH-MQW active layer 2003a and tensile strain G
The light generated in the RIN-SCH-MQW active layer 2003b is reflected by the reflection film 2014, and the light is emitted from the emission side reflection film 2.
It is emitted as laser light via 015.

【0205】さらに、図34に示す半導体レーザ素子
は、p−InPスペーサ層2004a,2004b内に
それぞれ周期的に配置されたp−InGaAsPの回折
格子2013a,2013bを有している。特にここで
は、それら回折格子2013a,2013bは、圧縮歪
GRIN−SCH−MQW活性層2003aおよび引っ
張り歪GRIN−SCH−MQW活性層2003bの各
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、出射端面から100μm程度
の長さに亘って、膜厚20nmを有し、かつピッチ約2
20nmで形成されているものとする。なお、回折格子
2013a,2013bは、出射端面に接した位置から
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2013a,2013bの機能を発
揮する範囲内、たとえば20μm〜100μm程度の範
囲内で上記中央の面から離間した位置に配置することも
できる。
Further, the semiconductor laser device shown in FIG. 34 has diffraction gratings 2013a and 2013b of p-InGaAsP periodically arranged in p-InP spacer layers 2004a and 2004b, respectively. In particular, here, the diffraction gratings 2013a and 2013b have a central wavelength of 1.48 μm in the laser light generated in each gain region of the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a and the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b.
Light having a thickness of 20 nm and a pitch of about 2 over the length of about 100 μm from the exit end face.
It is assumed that the thickness is 20 nm. It is desirable that the diffraction gratings 2013a and 2013b are arranged from the position in contact with the emission end face, but the diffraction gratings 2013a and 2013b do not necessarily have to be arranged in contact with each other within a range in which the functions of the diffraction gratings 2013a and 2013b are exhibited, for example, about 20 μm to 100 μm It can also be arranged at a position separated from the central surface within the range of.

【0206】また、図35に示すように、n−InPバ
ッファ層2002aの上部、圧縮歪GRIN−SCH−
MQW活性層2003a、上記した回折格子2013a
を含むp−InPスペーサ層2004a、p−InPク
ラッド層2006a、トンネルジャンクション層200
5、n−InPクラッド層2002b、引っ張り歪GR
IN−SCH−MQW活性層2003b、上記した回折
格子2013bを含むp−InPスペーサ層2004b
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2008とn−InPブロッキング層2
009によって埋め込まれている。
As shown in FIG. 35, the upper portion of the n-InP buffer layer 2002a, the compressive strain GRIN-SCH-.
MQW active layer 2003a, diffraction grating 2013a described above
Containing p-InP spacer layer 2004a, p-InP clad layer 2006a, tunnel junction layer 200
5, n-InP clad layer 2002b, tensile strain GR
IN-SCH-MQW active layer 2003b, p-InP spacer layer 2004b including the above-mentioned diffraction grating 2013b.
Are processed into a mesa stripe shape, and p-InP formed on both sides of the mesa stripe as a current blocking layer.
Blocking layer 2008 and n-InP blocking layer 2
It is embedded by 009.

【0207】ここで、歪量子井戸について簡単に説明す
る。量子井戸を含むダブルへテロ構造は通常は格子整合
のとれた半導体混晶の組み合わせで構成されるが、数1
0nm以下の薄い量子井戸は半導体基板とは僅かに格子
不整合のある結晶組成でも構成できる。井戸の格子定数
が障壁のそれより大きな場合は圧縮歪をもった歪量子井
戸、これと逆の場合は引っ張り歪をもった歪量子井戸と
なる。
Here, the strained quantum well will be briefly described. The double hetero structure including quantum wells is usually composed of a combination of lattice-matched semiconductor mixed crystals.
A thin quantum well of 0 nm or less can be formed with a crystal composition having a slight lattice mismatch with the semiconductor substrate. When the lattice constant of the well is larger than that of the barrier, the strained quantum well has a compressive strain, and when the lattice constant of the well is reversed, the strained quantum well has a tensile strain.

【0208】代表的な例は、InGaAs井戸層/Ga
As基板とInGaAs(またはInGaAsP)井戸
層/InP基板であり、前者は圧縮歪型となり、後者は
組成により両方の型を実現できる。このような歪は量子
井戸のバンド構造を変形させるので、適当な設計により
半導体レーザ装置の性能改善上有用な特性を実現するこ
とができる。
A typical example is InGaAs well layer / Ga.
It is an As substrate and an InGaAs (or InGaAsP) well layer / InP substrate. The former is a compression strain type, and the latter can realize both types depending on the composition. Since such strain deforms the band structure of the quantum well, it is possible to realize characteristics useful for improving the performance of the semiconductor laser device by appropriate design.

【0209】特に、バンド構造上、圧縮歪では重い正孔
帯上端が価電子帯上端となり、電子−重い正孔間遷移が
主要な遷移となる。この遷移は、主にTEモードのレー
ザ光の発振に寄与することが知られている。一方、バン
ド構造上、引っ張り歪では軽い正孔帯上端が価電子帯上
端となり、電子−軽い正孔間遷移が主要な遷移となる。
この遷移は、主にTMモードのレーザ光の発振に寄与す
ることが知られている。従って、図34に示した圧縮歪
GRIN−SCH−MQW活性層2003aからはTE
モードのレーザ光を選択的に出射することができ、引っ
張り歪GRIN−SCH−MQW活性層2003bから
はTMモードのレーザ光を選択的に出射することができ
る。
In particular, due to the band structure, the upper end of the heavy hole band is the upper end of the valence band in compression strain, and the transition between the electron and the heavy hole is the main transition. It is known that this transition mainly contributes to oscillation of TE mode laser light. On the other hand, due to the band structure, at the tensile strain, the upper end of the light hole band becomes the upper end of the valence band, and the transition between the electron and the light hole becomes the main transition.
It is known that this transition mainly contributes to oscillation of TM-mode laser light. Therefore, from the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a shown in FIG.
Mode laser light can be selectively emitted, and TM mode laser light can be selectively emitted from the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b.

【0210】以下に、この半導体レーザ装置の特性につ
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λ
0を、1100nm〜1550nmとし、上記した反射
膜2014と出射側反射膜2015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 this semiconductor laser device 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 set to 1100 nm to 1550 nm, and the resonator length L determined by the interval between the reflection film 2014 and the emission side reflection film 2015 is set to 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 λ0 is 1480 nm and the effective refractive index is 3.5, when the cavity length L is 800 μm, the mode interval Δλ of the longitudinal mode is about 0.39 nm, and when the cavity 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 Δλ of the longitudinal mode.
Becomes narrower, and the selection condition for oscillating a single longitudinal mode laser beam becomes stricter.

【0211】一方、回折格子2013a,2013b
は、そのブラッグ波長によって縦モードを選択する。図
36は、回折格子2013a,2013b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201
3a,2013b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2030として表される。
On the other hand, the diffraction gratings 2013a and 2013b
Selects the longitudinal mode according to its Bragg wavelength. FIG. 36 is a graph for explaining the selection wavelength characteristic of the diffraction gratings 2013a and 2013b.
The selected wavelength characteristics of 3a and 2013b are represented as an oscillation wavelength spectrum 2030 as illustrated.

【0212】特に、この半導体レーザ装置は、図36に
示すように、回折格子2013a,2013bの存在に
よって、発振波長スペクトル2030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36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2031〜2033を有している。
In particular, in this semiconductor laser device, as shown in FIG. 36, due to the existence of the diffraction gratings 2013a and 2013b, there are a plurality of oscillation longitudinal modes within the wavelength selection characteristic indicated by the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 2030. Designed to do. 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. 36,
There are three oscillation longitudinal modes 2031 to 2033 within the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.

【0213】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37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37(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37(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 the laser light 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 the laser light of the single longitudinal mode is used. . FIG. 37 is an explanatory diagram for describing each profile of laser light of a single longitudinal mode and laser light of a plurality of oscillation longitudinal modes. For example, the semiconductor laser device section described above has the profile shown in FIG. 37 (b), and a high laser output can be obtained with a low peak value. On the other hand, FIG. 37A 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.

【0214】ここで、実施の形態9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37(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37(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37(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 ninth 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. 37A, as shown in FIG. 37B, 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.

【0215】また、図36において、発振縦モード20
31〜2033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3200μm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2030
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. 36, the oscillation longitudinal mode 20
The wavelength intervals (mode intervals) Δλ of 31 to 2033 are 0.
It is set to 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,
According to the above equation of the mode interval Δλ, it is preferable that the above-mentioned resonator length L is 3200 μm or less. From such a viewpoint, the oscillation wavelength spectrum 2030
It is desirable that the number of oscillation longitudinal modes included in the half-width Δλh of is plural.

【0216】よって、上述したように、実施の形態9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2013a,2013b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 ninth embodiment, the arrangement positions of the diffraction gratings 2013a and 2013b are set so that two or more oscillation longitudinal modes are included in the half width of the oscillation wavelength spectrum. Since the resonator length L is set, the laser output of high output can be stably obtained without causing stimulated Brillouin scattering.

【0217】図34に示す構造においては、p側電極2
010とn側電極2011との間に印加される電流によ
って、p−InPクラッド層2006b、引っ張り歪G
RIN−SCH−MQW活性層2003b、n−InP
クラッド層2002bへと順方向にバイアスされ、引っ
張り歪GRIN−SCH−MQW活性層2003bから
TMモードのレーザ光が出射される。ところが、引っ張
り歪GRIN−SCH−MQW活性層2003bの下層
に位置するn−InPクラッド層2002bとp−In
Pクラッド層2006aの接合は、逆バイアスとなるた
め、そのまま両者を接合したのでは、下層の圧縮歪GR
IN−SCH−MQW活性層2003aに電流が注入さ
れない。
In the structure shown in FIG. 34, the p-side electrode 2
010 and the n-side electrode 2011, the current applied between the p-InP cladding layer 2006b and the tensile strain G
RIN-SCH-MQW active layer 2003b, n-InP
The TM-mode laser light is emitted from the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b biased in the forward direction to the cladding layer 2002b. However, the n-InP cladding layer 2002b and p-In located under the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b.
Since the P clad layer 2006a is joined with a reverse bias, if the two are joined as they are, the compressive strain GR in the lower layer is
No current is injected into the IN-SCH-MQW active layer 2003a.

【0218】そこで、図34に示すように、n−InP
クラッド層2002bとp−InPクラッド層2006
aとの間にトンネルジャンクション層2005を設け
る。これにより、n−InPクラッド層2002bから
トンネルジャンクション層2005へとトンネル電流を
効果的に流し、そのトンネルジャンクション層2005
を介して、p−InPクラッド層2006a、圧縮歪G
RIN−SCH−MQW活性層2003a、n−InP
バッファ層2002aへの順バイアス電流を流すことが
できる。なお、トンネルジャンクション層2005は、
例えば不純物が高濃度にドープされたn型およびp型の
半導体で形成することができる。
Therefore, as shown in FIG. 34, n-InP
Cladding layer 2002b and p-InP cladding layer 2006
A tunnel junction layer 2005 is provided between a and a. As a result, a tunnel current is effectively flowed from the n-InP cladding layer 2002b to the tunnel junction layer 2005, and the tunnel junction layer 2005 is formed.
Through the p-InP clad layer 2006a and compressive strain G
RIN-SCH-MQW active layer 2003a, n-InP
A forward bias current can be supplied to the buffer layer 2002a. The tunnel junction layer 2005 is
For example, it can be formed of n-type and p-type semiconductors that are heavily doped with impurities.

【0219】結果的に、出射端面となる出射側反射膜2
015からはTMモードとTEモードのレーザ光が射出
されるが、上記圧縮歪GRIN−SCH−MQW活性層
2003aと引っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性
層2003bとの出射端位置が近いため、この半導体レ
ーザ装置からは、双方が干渉なしに合成された状態の高
出力のレーザ光が得られる。
As a result, the emitting side reflection film 2 which becomes the emitting end face.
Although TM mode and TE mode laser beams are emitted from 015, since the emission end positions of the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a and the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b are close to each other, this semiconductor From the laser device, high-power laser light in a state where both are combined without interference can be obtained.

【0220】すなわち、この半導体レーザ装置は、偏波
合成器を用いることなく、偏波合成された高出力のレー
ザ光を出力することができる。換言すれば、この半導体
レーザ装置は、直交偏波合成によってDOPを低減させ
たレーザ光を出力することができる。
That is, this semiconductor laser device can output polarization-combined high-power laser light without using a polarization combiner. In other words, this semiconductor laser device can output laser light with DOP reduced by orthogonal polarization combining.

【0221】以上に説明したとおり、実施の形態9にか
かる半導体レーザ装置によれば、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装置において、圧縮歪量子井戸活性
層と引っ張り歪量子井戸活性層の2種類の活性層を積層
することで、TEモードのレーザ光とTMモードのレー
ザ光との偏波合成をおこなうので、DOPを低減させる
ことができるとともに、出力の大きなレーザ光を出射す
ることができる。
As described above, according to the semiconductor laser device of the ninth embodiment, in the semiconductor laser device which outputs a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams below the threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs, the compressive strain quantum By stacking two types of active layers, that is, a well active layer and a tensile strained quantum well active layer, polarization synthesis of TE mode laser light and TM mode laser light is performed, and thus DOP can be reduced. It is possible to emit a laser beam having a large output.

【0222】(実施の形態10)つぎに、実施の形態1
0にかかる半導体レーザ装置について説明する。実施の
形態10にかかる半導体レーザ装置は、上述した実施の
形態9が、クラッド層を挟んで独立した圧縮歪量子井戸
活性層と引っ張り歪量子井戸活性層を有していたのに対
し、圧縮歪量子井戸活性層と引っ張り歪量子井戸活性層
を連続して積層し、その積層部分に対して一組のクラッ
ド層を設けたことを特徴としている。
(Embodiment 10) Next, Embodiment 1 will be described.
A semiconductor laser device according to No. 0 will be described. The semiconductor laser device according to the tenth embodiment has a compressive strain in comparison with the ninth embodiment, which has independent compressive strain quantum well active layer and tensile strain quantum well active layer with the cladding layer interposed therebetween. It is characterized in that a quantum well active layer and a tensile strained quantum well active layer are continuously laminated, and a set of clad layers is provided for the laminated portion.

【0223】図38は、実施の形態10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38
において、図34と共通する部分には同一符号を付して
それらの説明を省略する。図38に示す半導体レーザ装
置において、図34と異なるところは、引っ張り歪GR
IN−SCH−MQW活性層2003bと圧縮歪GRI
N−SCH−MQW活性層2003aとの間のn−In
Pバッファ層2002b、トンネルジャンクション層2
005、p−InPクラッド層2006aおよびp−I
nPスペーサ層2004aを排除して、引っ張り歪GR
IN−SCH−MQW活性層2003bと圧縮歪GRI
N−SCH−MQW活性層2003aとを隣接させた点
である。
FIG. 38 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the tenth embodiment. Note that FIG.
In FIG. 34, the same parts as those in FIG. 34 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the semiconductor laser device shown in FIG. 38, the difference from FIG. 34 is tensile strain GR.
IN-SCH-MQW active layer 2003b and compressive strain GRI
N-In between N-SCH-MQW active layer 2003a
P buffer layer 2002b, tunnel junction layer 2
005, p-InP cladding layer 2006a and p-I
The nP spacer layer 2004a is eliminated, and the tensile strain GR
IN-SCH-MQW active layer 2003b and compressive strain GRI
This is a point where the N-SCH-MQW active layer 2003a is adjacent to the N-SCH-MQW active layer 2003a.

【0224】すなわち、実施の形態10にかかる半導体
レーザ装置は、n−InP基板2001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2002、圧縮歪
GRIN−SCH−MQW活性層2003a、引っ張り
歪GRIN−SCH−MQW活性層2003b、p−I
nPスペーサ層2004、p−InPクラッド層200
6が積層されることにより構成される。なお、実施の形
態10にかかる半導体レーザ装置の断面図については、
図35に示したように、両側がブロッキング層で埋め込
まれた埋込みヘテロ構造となる。
That is, in the semiconductor laser device according to the tenth embodiment, on the (100) plane of the n-InP substrate 2001, an n-InP buffer layer which serves as a buffer layer and a lower cladding layer of n-InP are sequentially formed. 2002, compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a, tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b, p-I
nP spacer layer 2004, p-InP clad layer 200
It is configured by laminating 6 layers. Regarding the cross-sectional view of the semiconductor laser device according to the tenth embodiment,
As shown in FIG. 35, a buried hetero structure is formed in which both sides are filled with a blocking layer.

【0225】よって、この半導体レーザ装置では、上下
に隣接して積層された圧縮歪GRIN−SCH−MQW
活性層2003aと引っ張り歪GRIN−SCH−MQ
W活性層2003bとを一つの活性層とみなし、その活
性層をクラッド層で挟むことで、実施の形態9と同様
に、TMモードのレーザ光とTEモードのレーザ光を偏
波合成した高出力のレーザ光を出力する。なお、図34
と同様に、引っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性層
2003bとp−InPクラッド層2006との間にp
−InPスペーサ層2004を設け、そのp−InPス
ペーサ層2004内に実施の形態9で説明した条件で回
折格子2013を形成したので、この半導体レーザ装置
から出力されるレーザ光は、複数の発振縦モードを有す
る。
Therefore, in this semiconductor laser device, compressive strain GRIN-SCH-MQW stacked vertically adjacent to each other.
Active layer 2003a and tensile strain GRIN-SCH-MQ
By considering the W active layer 2003b as one active layer and sandwiching the active layer between the clad layers, high output power obtained by polarization-combining the TM mode laser light and the TE mode laser light as in the ninth embodiment. The laser light of is output. Note that FIG.
Similarly, the tensile strain GRIN-SCH-MQW between the active layer 2003b and the p-InP cladding layer 2006 is p.
Since the -InP spacer layer 2004 is provided and the diffraction grating 2013 is formed in the p-InP spacer layer 2004 under the conditions described in the ninth embodiment, the laser light output from this semiconductor laser device has a plurality of oscillation longitudinal directions. Have a mode.

【0226】以上に説明したとおり、実施の形態10に
かかる半導体レーザ装置によれば、圧縮歪量子井戸活性
層と引っ張り歪量子井戸活性層を連続して積層し、その
積層部分に対して一組のクラッド層を設けた構成とする
ことで、実施の形態9と同様の効果を享受することがで
きる。
As described above, according to the semiconductor laser device of the tenth embodiment, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are continuously laminated, and one set is provided for the laminated portion. With the configuration having the clad layer, the effect similar to that of the ninth embodiment can be obtained.

【0227】(実施の形態11)つぎに、実施の形態1
1にかかる半導体レーザ装置について説明する。実施の
形態11にかかる半導体レーザ装置は、上述した実施の
形態9および10が圧縮歪量子井戸活性層と引っ張り歪
量子井戸活性層とを上下に積層させていたのに対し、両
者を出射方向に突き合わせたことを特徴としている。
(Embodiment 11) Next, Embodiment 1 will be described.
The semiconductor laser device according to No. 1 will be described. In the semiconductor laser device according to the eleventh embodiment, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are vertically stacked in the above-described ninth and tenth embodiments, but both are arranged in the emitting direction. It is characterized by matching.

【0228】図39は、実施の形態11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。図39に示す
半導体レーザ装置は、n−InP基板2001の(10
0)面上に、n−InPバッファ層2002aと圧縮歪
GRIN−SCH−MQW活性層2003aとp−In
Pクラッド層2006aとから構成される積層構造と、
n−InPクラッド層2002cと引っ張り歪GRIN
−SCH−MQW活性層2003bとp−InPスペー
サ層2004bとp−InPクラッド層2006bとか
ら構成される積層構造が、いわゆる突き合わせ結合され
た形態である。
FIG. 39 is a longitudinal sectional view of the semiconductor laser device according to the eleventh embodiment in the longitudinal direction. The semiconductor laser device shown in FIG. 39 has (10) of an n-InP substrate 2001.
0) plane, the n-InP buffer layer 2002a, the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a, and the p-In.
A laminated structure composed of a P clad layer 2006a,
n-InP clad layer 2002c and tensile strain GRIN
A laminated structure composed of the -SCH-MQW active layer 2003b, the p-InP spacer layer 2004b, and the p-InP clad layer 2006b is a so-called butt-bonded form.

【0229】特に、この突き合わせ結合においては、少
なくとも圧縮歪GRIN−SCH−MQW活性層200
3aと引っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性層20
03bとがひとつながりとなるように配置する。これに
より、圧縮歪GRIN−SCH−MQW活性層2003
aで生成されたTEモードのレーザ光は、引っ張り歪G
RIN−SCH−MQW活性層2003bを通光し、引
っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性層2003bで
生成されたTMモードのレーザ光と偏波合成された状態
で外部に出射される。
Particularly, in this butt coupling, at least the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 200.
3a and tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 20
Place it so that it is connected to 03b. Thereby, the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003
The TE-mode laser light generated in a has tensile strain G
The light is transmitted through the RIN-SCH-MQW active layer 2003b and is emitted to the outside in a state of being polarization-combined with the TM mode laser light generated in the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b.

【0230】また、p−InPクラッド層2006a上
には、p−InGaAsPキャップ層2007aとp側
電極2010aが順に積層され、p−InPクラッド層
2006b上には、p−InGaAsPキャップ層20
07bとp側電極2010bが順に積層される。さら
に、p−InGaAsPキャップ層2007aとp側電
極2010aの組と、p−InGaAsPキャップ層2
007bとp側電極2010bの組との境界部分に、図
示するように分離溝2022が形成される。この分離溝
2022によって、両組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2001の裏面に
は、n側電極2011が形成される。
Further, a p-InGaAsP cap layer 2007a and a p-side electrode 2010a are sequentially stacked on the p-InP clad layer 2006a, and a p-InGaAsP cap layer 20 is formed on the p-InP clad layer 2006b.
07b and p-side electrode 2010b are sequentially stacked. Furthermore, the set of the p-InGaAsP cap layer 2007a and the p-side electrode 2010a, and the p-InGaAsP cap layer 2
A separation groove 2022 is formed at the boundary between the set of 007b and the p-side electrode 2010b, as shown in the drawing. By this separation groove 2022, both sets are arranged in a state of being substantially electrically insulated. An n-side electrode 2011 is formed on the back surface of the n-InP substrate 2001.

【0231】すなわち、p側電極2010aとn側電極
2011との間に印加する電圧によって、注入電流を制
御し、圧縮歪GRIN−SCH−MQW活性層2003
aで生成されるTEモードのレーザ光の出力パワーを調
節することができるとともに、p側電極2010bとn
側電極2011との間に印加する電圧による注入電流の
制御により、引っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性
層2003bで生成されるTMモードのレーザ光の出力
パワーを調節することができる。
That is, the injection current is controlled by the voltage applied between the p-side electrode 2010a and the n-side electrode 2011, and the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003 is formed.
It is possible to adjust the output power of the TE-mode laser light generated by a.
The output power of the TM-mode laser light generated in the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b can be adjusted by controlling the injection current by the voltage applied to the side electrode 2011.

【0232】なお、分離溝2022を設けずに、上記し
たp−InGaAsPキャップ層2007a,2007
bをひとつながりのp−InGaAsPキャップ層とす
るとともに、そのp−InGaAsPキャップ層上に、
上記したp側電極2010a,2010bに替えて一つ
のp側電極を設け、圧縮歪GRIN−SCH−MQW活
性層2003aおよび引っ張り歪GRIN−SCH−M
QW活性層2003bに対し常に同じ印加電圧を与える
ようにしても良い。
[0232] The p-InGaAsP cap layers 2007a and 2007 described above were formed without providing the isolation groove 2022.
b is a continuous p-InGaAsP cap layer, and on the p-InGaAsP cap layer,
One p-side electrode is provided instead of the above-mentioned p-side electrodes 2010a and 2010b, and the compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a and the tensile strain GRIN-SCH-M are provided.
The same applied voltage may be always applied to the QW active layer 2003b.

【0233】実施の形態11にかかる半導体レーザ装置
の断面図については、図35に示したように、両側がブ
ロッキング層で埋め込まれた埋込みヘテロ構造となる。
かかる構造により、単一横モードが制御された光を出射
する。また、p−InPスペーサ層2004内に実施の
形態9で説明した条件で回折格子2013を形成したの
で、この半導体レーザ装置から出力されるレーザ光は、
複数の発振縦モードを有する。
As for the sectional view of the semiconductor laser device according to the eleventh embodiment, as shown in FIG. 35, it has a buried hetero structure in which both sides are filled with blocking layers.
With such a structure, the light whose single transverse mode is controlled is emitted. Further, since the diffraction grating 2013 is formed in the p-InP spacer layer 2004 under the conditions described in the ninth embodiment, the laser light output from this semiconductor laser device is
It has a plurality of oscillation longitudinal modes.

【0234】以上に説明したとおり、実施の形態11に
かかる半導体レーザ装置によれば、圧縮歪量子井戸活性
層と引っ張り歪量子井戸活性層とを出射方向に突き合わ
せて結合することで、実施の形態9と同様の効果を享受
することができる。
As described above, according to the semiconductor laser device of the eleventh embodiment, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are abutted in the emitting direction to be coupled to each other, so that the embodiment It is possible to enjoy the same effect as in item 9.

【0235】なお、上述した実施の形態9〜11におい
て、圧縮歪GRIN−SCH−MQW活性層2003a
のペア数と引っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性層
2003bのペア数とは、同じである必要はなく、各モ
ードのレーザ光が最適に出力されるように異なっていて
も良い。
In the ninth to eleventh embodiments described above, compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003a.
And the number of pairs of the tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b do not have to be the same, and may be different so that the laser light of each mode is optimally output.

【0236】(実施の形態12)つぎに、実施の形態1
2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12にかかる半導体レーザモジュールは、実
施の形態9〜11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。
(Embodiment 12) Next, Embodiment 1 will be described.
The semiconductor laser module according to No. 2 will be described.
The semiconductor laser module according to the twelfth embodiment is a form in which the semiconductor laser device according to the ninth to eleventh embodiments is enclosed in a package together with various optical components, and the laser light generated by the semiconductor laser device is sent to an optical fiber. It is modularized for the purpose of making it easily incident.

【0237】図40は、実施の形態12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40
において、半導体レーザモジュール2080は、セラミ
ックなどによって形成されたパッケージ2081の内部
底面上に、上記したペルチェ素子2094が配置され
る。ペルチェ素子2094上には上記したベース209
2が配置され、このベース2092上に、半導体レーザ
装置2090が配置される。ここで、半導体レーザ装置
2090は、実施の形態9〜11で示した半導体レーザ
装置に相当する。
FIG. 40 is a longitudinal sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the twelfth embodiment. Figure 40
In the semiconductor laser module 2080, the Peltier element 2094 described above is arranged on the inner bottom surface of the package 2081 formed of ceramic or the like. On the Peltier element 2094, the above-mentioned base 209 is provided.
2 is arranged, and the semiconductor laser device 2090 is arranged on the base 2092. Here, semiconductor laser device 2090 corresponds to the semiconductor laser device shown in the ninth to eleventh embodiments.

【0238】なお、ペルチェ素子2094、ベース20
92および半導体レーザ装置2090からなる構成にお
いて、ペルチェ素子2094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2090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2094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2090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2090の温
度が一定に保たれるようにペルチェ素子2094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
2090の駆動電流を上昇させるに従って、半導体レー
ザ装置2090の温度が下がるようにペルチェ素子20
94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2090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 2094 and the base 20
In the configuration including the 92 and the semiconductor laser device 2090, a current (not shown) is applied to the Peltier element 2094, and cooling and heating are performed depending on the polarity thereof.
The semiconductor laser device 2090 mainly functions as a cooler in order to prevent oscillation wavelength shift due to temperature rise. That is, the Peltier device 2094 cools the laser light to a low temperature when the wavelength of the laser light is longer than the desired wavelength, and controls the laser light to a low temperature when the wavelength of the laser light is shorter than the desired wavelength. Is heated and controlled to a high temperature. This temperature control is controlled based on a detection value of a thermistor (not shown) arranged near the semiconductor laser device 2090, and the control device (not shown) normally keeps the temperature of the semiconductor laser device 2090 constant. The Peltier device 2094 is controlled. Further, the control device (not shown) controls the Peltier element 20 so that the temperature of the semiconductor laser device 2090 decreases as the drive current of the semiconductor laser device 2090 increases.
Control 94. By performing such temperature control, the wavelength stability of the semiconductor laser device 2090 can be improved, which is also effective in improving the yield.

【0239】図40において、ベース2092上には、
半導体レーザ装置2090以外にも、光モニタ208
3、第1レンズ2084およびアイソレータ2085が
配置される。また、半導体レーザモジュール2080に
おいて、光ファイバ2082が装填される部分の内側に
第2レンズ2086が配置される。
In FIG. 40, on the base 2092,
In addition to the semiconductor laser device 2090, an optical monitor 208
3, the first lens 2084 and the isolator 2085 are arranged. Further, in the semiconductor laser module 2080, the second lens 2086 is arranged inside the portion where the optical fiber 2082 is loaded.

【0240】半導体レーザ装置2090から出射された
レーザ光は、第1レンズ2084、アイソレータ208
5および第2レンズ2086を介し、光ファイバ208
2内に導波される。第2レンズ2086は、レーザ光の
光軸上であって、パッケージ2081上に設けられ、外
部接続される光ファイバ2082に光結合される。な
お、光モニタ2083は、半導体レーザ装置2090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 2090 is the first lens 2084 and the isolator 208.
5 and the second lens 2086, the optical fiber 208
Guided in 2. The second lens 2086 is provided on the package 2081 on the optical axis of the laser light, and is optically coupled to the optical fiber 2082 connected to the outside. The optical monitor 2083 monitors and detects the light leaked from the reflective film side of the semiconductor laser device 2090.

【0241】また、半導体レーザ装置2090と光ファ
イバ2082との間のアイソレータ2085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, by the isolator 2085 between the semiconductor laser device 2090 and the optical fiber 2082,
Reflected return light from other optical components returns to the resonator,
This prevents stray light from adversely affecting the oscillation and detection operations.

【0242】図41は、この半導体レーザモジュール
を、ラマン増幅器やEDFAで用いるHPUで使用した
場合を説明するための説明図である。なお、図34にお
いて、2080a〜2080fは、図40に示した半導
体レーザモジュール2080に相当する。上述したよう
に、実施の形態9〜11にかかる半導体レーザ装置は、
偏波合成器を用いずともDOPの低減を実現するので、
図45に示した各レーザユニット内で必要としていたP
BC132を排除することができるとともに、注入電流
の増加によって出力パワーを大きくすることができるの
で、同波長のレーザ光を出力する一つのレーザユニット
内に複数の半導体レーザモジュール134とWDMカプ
ラ132をも設ける必要がない。さらに、実施の形態9
〜11にかかる半導体レーザ装置は、その内部に回折格
子を含むことによって安定した波長のレーザ光を出力す
ることができるので、FBG133も必須要素ではな
い。
FIG. 41 is an explanatory diagram for explaining a case where this semiconductor laser module is used in a Raman amplifier or an HPU used in an EDFA. Note that, in FIG. 34, 2080a to 2080f correspond to the semiconductor laser module 2080 shown in FIG. As described above, the semiconductor laser device according to the ninth to eleventh embodiments is
Since DOP can be reduced without using a polarization combiner,
P required in each laser unit shown in FIG.
Since the BC 132 can be eliminated and the output power can be increased by increasing the injection current, a plurality of semiconductor laser modules 134 and the WDM coupler 132 can be included in one laser unit that outputs laser light of the same wavelength. No need to provide. Furthermore, the ninth embodiment
Since the semiconductor laser devices according to Nos. 11 to 11 can output a laser beam having a stable wavelength by including a diffraction grating therein, the FBG 133 is not an essential element.

【0243】以上に説明したとおり、実施の形態12に
かかる半導体レーザモジュールによれば、実施の形態9
〜11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抑
制することができ、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 twelfth embodiment, the ninth embodiment is described.
Since the semiconductor laser devices shown by 11 to 11 are modularized, it is possible to suppress the returning light by using the polarization-dependent isolator, and it is possible to promote the reduction of noise and the reduction of the number of components.

【0244】なお、上述した実施の形態12では、モジ
ュール内にアイソレータ2085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。ま
た、本実施の形態は、半導体レーザ素子に回折格子を含
むものであったが、FBGを用いる場合は、回折格子を
含まない構造の半導体レーザ装置であっても良い。
In the twelfth embodiment described above, the example in which the isolator 2085 is provided in the module has been shown, but the isolator is not necessarily an essential structure. Further, in the present embodiment, the semiconductor laser element includes the diffraction grating, but when the FBG is used, the semiconductor laser device may have a structure not including the diffraction grating.

【0245】また、上述した実施の形態9〜12におい
て、半導体レーザ装置の発振波長λ 0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。
Further, in the ninth to twelfth embodiments described above.
And the oscillation wavelength λ of the semiconductor laser device 0Is 1480 nm
However, for example, 980 nm, etc.
Even if a semiconductor laser device with another oscillation wavelength is
It goes without saying that the invention can be applied. It
Moreover, the present invention is applied not only to Raman amplifiers but also to EDFAs.
It goes without saying that it can be applied.

【0246】[0246]

【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、回折格子の一部に対して注入電流が流入しない
非電流注入領域とを備えることで、たとえば単一周期か
らなる回折格子であっても非電流注入領域における回折
格子が選択する中心波長と、電流が注入される領域にお
ける回折格子が選択する中心波長と異なり、複数の回折
格子を設けたのと同等の機能を果たすことができるとい
う効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the invention, by providing the non-current injection region in which the injection current does not flow into a part of the diffraction grating, the diffraction having a single period, for example. Even if the grating is different from the center wavelength selected by the diffraction grating in the non-current injection region and the center wavelength selected by the diffraction grating in the region where current is injected, it performs the same function as having multiple diffraction gratings. There is an effect that can be.

【0247】また、請求項2の発明によれば、絶縁膜を
配置することで非電流注入領域に対して注入電流が流入
することを効果的に防止することができるという効果を
奏する。
According to the second aspect of the invention, by arranging the insulating film, it is possible to effectively prevent the injection current from flowing into the non-current injection region.

【0248】また、請求項3の発明によれば、第1の電
極を第1の部分と第2の部分とに空間的に分離した構造
とすることにより、発振するレーザ光の光出力の制御
と、回折格子の一部に電流を流すことによる中心波長選
択の制御を独立におこなうことができるという効果を奏
する。
According to the third aspect of the present invention, the optical output of the oscillating laser light is controlled by providing the first electrode with the structure in which the first portion and the second portion are spatially separated. With this, it is possible to independently control the central wavelength selection by passing a current through a part of the diffraction grating.

【0249】また、請求項4の発明によれば、第1の電
極について、さらに第3の部分を設けたことで、回折格
子の屈折率制御をさらに効率的におこなうことができ、
半導体レーザ装置の歩留まりも向上させることができる
という効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 4, the third electrode is further provided with the third portion, whereby the refractive index of the diffraction grating can be controlled more efficiently.
The yield of the semiconductor laser device can be improved.

【0250】また、請求項5の発明によれば、活性層を
上下からクラッド層で挟み込む構造とすることで、ダブ
ルへテロ構造となり活性層にキャリアが集中するため、
高い効率でレーザ発振する半導体レーザ装置を実現でき
るという効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 5, since the active layer is sandwiched from above and below by the clad layers, a double hetero structure is formed and carriers are concentrated in the active layer.
The semiconductor laser device that oscillates laser with high efficiency can be realized.

【0251】また、請求項6の発明によれば、上記の半
導体レーザ装置を用いることで、ファイバグレーディン
グを不要とし光軸あわせなどをおこなう必要がなく、組
立容易でありかつ機械的振動などによって発振特性が変
化することのない半導体レーザモジュールを実現するこ
とができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 6, by using the above semiconductor laser device, it is not necessary to perform fiber grading, there is no need to perform optical axis alignment, etc., and it is easy to assemble and oscillates due to mechanical vibration or the like. It is possible to realize a semiconductor laser module whose characteristics do not change.

【0252】また、請求項7の発明によれば、光検出器
を設けることで光出力のモニタが可能で光出力の安定化
を図ることができ、アイソレータを備えたことで外部か
らの反射光を防ぐことができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 7, the light output can be monitored by providing the photodetector, the light output can be stabilized, and the light reflected from the outside can be provided by providing the isolator. There is an effect that can be prevented.

【0253】また、請求項8の発明によれば、上記半導
体レーザ装置もしくは半導体レーザモジュールを含むこ
とによって高い増幅率を有し、かつ安定した増幅をおこ
なうことのできる光ファイバ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 invention of claim 8, an optical fiber amplifier having a high amplification factor and capable of stable amplification can be realized by including the semiconductor laser device or the semiconductor laser module. It has the effect of being able to.

【0254】また、請求項9の発明によれば、ラマン増
幅によりおこなうことでより好適に光増幅をおこなうこ
とができるという効果を奏する。
Further, according to the invention of claim 9, there is an effect that the optical amplification can be more preferably performed by performing the Raman amplification.

【0255】また、請求項10の発明によれば、前記回
折格子を、前記第1反射膜近傍に設け、該第1反射膜か
ら50μm以下に離隔して形成し、この離隔によって、
第1反射膜の端面温度上昇による回折格子の屈折率の変
化に伴って生じる波長の不安定性を除去し、かつ50μ
mを超えて離隔しないことによって発振縦モードホップ
に起因するキンクをなくし、安定した縦マルチモード発
振を実現するようにしているので、高い波長安定性と安
定した縦マルチモード動作とを実現することができると
いう効果を奏する。
According to the invention of claim 10, the diffraction grating is provided in the vicinity of the first reflection film, and is formed at a distance of 50 μm or less from the first reflection film.
The wavelength instability caused by the change in the refractive index of the diffraction grating due to the temperature rise of the end surface of the first reflective film is eliminated, and
Since the kink caused by the oscillating longitudinal mode hop is eliminated by not separating over m, stable longitudinal multimode oscillation is realized, so that high wavelength stability and stable longitudinal multimode operation are realized. There is an effect that can be.

【0256】また、請求項11の発明によれば、前記回
折格子と前記第1反射膜との離隔距離は、10〜20μ
mの範囲とし、高い波長安定性と安定した縦マルチモー
ド動作とを実現することができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 11, the separation distance between the diffraction grating and the first reflection film is 10 to 20 μm.
With the range of m, high wavelength stability and stable vertical multi-mode operation can be realized.

【0257】また、請求項12の発明によれば、前記回
折格子の波長選択特性によって、前記所望の発振縦モー
ドの本数を、発振波長スペクトルの半値幅内に2本以上
含まれるようにし、高出力のレーザ光を出力するように
しているので、高出力の半導体レーザ装置であっても、
回折格子によって選択される発振波長を安定かつ高効率
に出力することができるという効果を奏する。
According to the twelfth aspect of the present invention, the number of the desired oscillation longitudinal modes is set to be two or more within the half-width of the oscillation wavelength spectrum by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the high number of oscillation longitudinal modes is increased. Since the output laser light is output, even in a high-output semiconductor laser device,
The effect that the oscillation wavelength selected by the diffraction grating can be output stably and highly efficiently is obtained.

【0258】また、請求項13の発明によれば、第1反
射膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、30
0μm以下としているので、2本以上の発振縦モードを
容易に生成でき、かつ光出力の効率を向上させることが
できるという効果を奏する。
According to the thirteenth aspect of the invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is 30
Since the thickness is 0 μm or less, it is possible to easily generate two or more oscillation longitudinal modes and to improve the efficiency of light output.

【0259】また、請求項14の発明によれば、第1反
射膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、前記
共振器長の(300/1300)倍の値以下としている
ので、任意の共振器長に対しても、2本以上の発振縦モ
ードを容易に生成でき、かつ高出力の光出力効率を向上
させることができるという効果を奏する。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length. With respect to the resonator length of 1), it is possible to easily generate two or more oscillation longitudinal modes and to improve the optical output efficiency of high output.

【0260】また、請求項15の発明によれば、前記回
折格子は、該回折格子の結合係数と回折格子長との乗算
値が0.3以下とし、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るようにしているの
で、発振波長の駆動電流依存性を小さくすることがで
き、出力安定性の高い半導体レーザ装置を実現すること
ができるという効果を奏する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in the diffraction grating, the multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length is 0.3 or less, and the linearity of the drive current-optical output characteristic is set. Since it is improved and the stability of the optical output is improved, the dependency of the oscillation wavelength on the driving current can be reduced, and a semiconductor laser device with high output stability can be realized.

【0261】また、請求項16の発明によれば、前記回
折格子の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、回折格子の波長選択に揺らぎを発生さ
せ、発振波長スペクトルの半値幅を広げるようにしてい
るので、発振波長スペクトルの半値幅内に含まれる発振
縦モード数の増大を容易に行うことができ、安定かつ高
効率の半導体レーザ装置を実現することができるという
効果を奏する。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the grating period of the diffraction grating is changed randomly or at a predetermined period to cause fluctuations in the wavelength selection of the diffraction grating and to widen the half value width of the oscillation wavelength spectrum. Therefore, the number of oscillation longitudinal modes included in the half-width of the oscillation wavelength spectrum can be easily increased, and a stable and highly efficient semiconductor laser device can be realized.

【0262】また、請求項17の発明によれば、前記第
1反射膜と前記第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を、800μm以上と
し、高出力動作を可能としているので、高出力動作を可
能にし、回折格子によって選択される発振波長を安定か
つ高効率に出力することができるという効果を奏する。
According to the seventeenth aspect of the invention, the resonator formed by the active layer formed between the first reflective film and the second reflective film has a length of 800 μm or more, Since the output operation is possible, there is an effect that a high output operation is possible and the oscillation wavelength selected by the diffraction grating can be stably and efficiently output.

【0263】また、請求項18の発明によれば、ファイ
バグレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて
該半導体レーザ装置の共振器が物理的に分離されていな
いため、光軸合わせなどを行う必要がなく、半導体レー
ザモジュールの組立が容易になるとともに、機械的振動
などによってレーザの発振特性が変化しにくくなり、安
定したレーザ光を信頼性高く、かつ安定して出力し、さ
らに低コスト化を実現することができる半導体レーザモ
ジュールを実現することができるという効果を奏する。
Further, according to the eighteenth aspect of the invention, since the resonator of the semiconductor laser device is not physically separated by using the semiconductor laser device which does not use the fiber grating, it is necessary to perform optical axis alignment or the like. , The semiconductor laser module can be easily assembled, the oscillation characteristics of the laser are less likely to change due to mechanical vibration, etc., and stable laser light can be output reliably and stably, further reducing cost. The effect is that a semiconductor laser module that can be realized can be realized.

【0264】また、請求項19の発明によれば、ファイ
バグレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて
いるため、インライン式のファイバ型と異なり、偏波依
存アイソレータを使用することができ、挿入損失が小さ
く、さらにRINが小さい半導体レーザモジュールを実
現することができるという効果を奏する。
According to the nineteenth aspect of the invention, since the semiconductor laser device which does not use the fiber grating is used, the polarization dependent isolator can be used unlike the in-line type fiber type, and the insertion loss is reduced. The semiconductor laser module having a small size and a small RIN can be realized.

【0265】また、請求項20の発明によれば、請求項
10〜17のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置、
あるいは請求項18または19に記載の半導体レーザモ
ジュールを広帯域ラマン増幅用の励起光源として用い、
上述した各半導体レーザ装置あるいは各半導体レーザモ
ジュールの作用効果を奏するようにし、回折格子によっ
て選択される発振波長を安定かつ高効率に出力すること
ができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 20, the semiconductor laser device according to any one of claims 10 to 17,
Alternatively, the semiconductor laser module according to claim 18 or 19 is used as an excitation light source for wideband Raman amplification,
The semiconductor laser device or the semiconductor laser module described above is brought into effect, and the oscillation wavelength selected by the diffraction grating can be output stably and highly efficiently.

【0266】また、請求項21の発明によれば、請求項
10〜17のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置、
あるいは請求項18または19に記載の半導体レーザモ
ジュールを、広帯域ラマン増幅用の励起光源であって、
前方励起用光源あるいは双方向励起方式における前方励
起用光源として用い、上述した各半導体レーザ装置ある
いは各半導体レーザモジュールの作用効果を奏するよう
にし、回折格子によって選択される発振波長を安定かつ
高効率に出力することができるという効果を奏する。
According to the invention of claim 21, the semiconductor laser device according to any one of claims 10 to 17,
Alternatively, the semiconductor laser module according to claim 18 or 19 is a pumping light source for wideband Raman amplification,
It is used as a forward pumping light source or a forward pumping light source in a bidirectional pumping system, and the above-mentioned semiconductor laser device or each semiconductor laser module is made to exhibit the action and effect, and the oscillation wavelength selected by the diffraction grating is stable and highly efficient. The effect that it can output is produced.

【0267】また、本発明にかかる半導体レーザ装置に
よれば、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装置
において、圧縮歪量子井戸活性層と引っ張り歪量子井戸
活性層の2種類の活性層を積層することで、TEモード
のレーザ光とTMモードのレーザ光との偏波合成をおこ
なうので、DOPを低減させることができるとともに、
出力の大きなレーザ光を出射することができるという効
果を奏する。
Further, according to the semiconductor laser device of the present invention, in the semiconductor laser device which outputs a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams below the threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs, the compressive strain quantum well active layer and the tensile strain By stacking two types of active layers of the quantum well active layer, polarization synthesis of the TE mode laser light and the TM mode laser light is performed, so that DOP can be reduced and
It is possible to emit a laser beam having a large output.

【0268】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.

【0269】また、本発明にかかる光ファイバ増幅装置
によれば、半導体レーザモジュールをEDFAやラマン
増幅器の励起光源として用いることで、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という効果を奏
する。
Further, according to the optical fiber amplifier of the present invention, by using the semiconductor laser module as the excitation light source of the EDFA or the Raman amplifier, it is possible to reduce the noise and the number of parts. Play.

【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構造
を示す側面断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a structure of a semiconductor laser device according to a first embodiment.

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

【図3】図1に示した半導体レーザ装置において、1つ
の中心波長に関する発振波長スペクトルと発振縦モード
との関係図である。
FIG. 3 is a relationship diagram between an oscillation wavelength spectrum and an oscillation longitudinal mode for one center wavelength in the semiconductor laser device shown in FIG.

【図4】単一発振縦モードと複数発振縦モードとのレー
ザ光出力パワーの関係および誘導ブリルアン散乱のしき
い値を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between laser light output powers in a single-oscillation longitudinal mode and a plurality of oscillation longitudinal modes and thresholds of stimulated Brillouin scattering.

【図5】実施の形態1にかかる半導体レーザ装置から発
振される2つの中心波長を有するレーザ光からなる複合
発振波長スペクトルと、複数の発振縦モードを示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a composite oscillation wavelength spectrum composed of laser light having two central wavelengths emitted from the semiconductor laser device according to the first embodiment, and a plurality of oscillation longitudinal modes.

【図6】実施の形態2にかかる半導体レーザ装置の構造
を示す側面断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a structure of a semiconductor laser device according to a second embodiment.

【図7】実施の形態2にかかる半導体レーザ装置の光出
力特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a light output characteristic of the semiconductor laser device according to the second embodiment.

【図8】実施の形態3にかかる半導体レーザ装置の構造
を示す側面断面図である。
FIG. 8 is a side sectional view showing a structure of a semiconductor laser device according to a third embodiment.

【図9】実施の形態4にかかる半導体レーザモジュール
の構成を示す側面断面図である。
FIG. 9 is a side sectional view showing a configuration of a semiconductor laser module according to a fourth embodiment.

【図10】実施の形態5にかかるラマン増幅器の構成を
示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a Raman amplifier according to a fifth embodiment.

【図11】実施の形態5にかかるラマン増幅器の変形例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a modified example of the Raman amplifier according to the fifth exemplary embodiment.

【図12】実施の形態5にかかるラマン増幅器を用いた
WDM通信システムの概要構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system using a Raman amplifier according to a fifth embodiment.

【図13】この発明の実施の形態6である半導体レーザ
装置を斜めからみた破断図である。
FIG. 13 is a cutaway view of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention when viewed obliquely.

【図14】この発明の実施の形態6である半導体レーザ
装置の構成を示す長手方向の縦断面図である。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction showing the configuration of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】図14に示した半導体レーザ装置のA−A線
断面図である。
15 is a sectional view of the semiconductor laser device shown in FIG. 14 taken along the line AA.

【図16】図13に示した半導体レーザ装置の発振波長
スペクトルと発振縦モードとの関係を示す図である。
16 is a diagram showing a relationship between an oscillation wavelength spectrum and an oscillation longitudinal mode of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図17】単一発振縦モードと複数発振縦モードとのレ
ーザ光出力パワーの関係および誘導ブリルアン散乱の閾
値を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a relationship between laser light output powers in a single-oscillation longitudinal mode and a plurality of oscillation longitudinal modes and a threshold value for stimulated Brillouin scattering.

【図18】この発明の実施の形態6である半導体レーザ
装置のI−L特性を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing IL characteristics of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図19】回折格子の出射側端面からの離隔距離をパラ
メータとした発振しきい値利得差の波長依存性を示す図
である。
FIG. 19 is a diagram showing the wavelength dependence of the oscillation threshold gain difference with the separation distance from the exit side end face of the diffraction grating as a parameter.

【図20】回折格子の出射側端面からの離隔距離をパラ
メータとした光出力の前後端面比の波長依存性を示す図
である。
FIG. 20 is a diagram showing the wavelength dependence of the front-to-rear end face ratio of the light output with the distance from the end face on the exit side of the diffraction grating as a parameter.

【図21】図13に示した半導体レーザ装置が形成され
る半導体ウェハの平面図である。
21 is a plan view of a semiconductor wafer on which the semiconductor laser device shown in FIG. 13 is formed.

【図22】図21に示した半導体ウェハの断面図であ
る。
22 is a sectional view of the semiconductor wafer shown in FIG. 21. FIG.

【図23】回折格子に適用されるチャープドグレーティ
ングの構成を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a chirped grating applied to a diffraction grating.

【図24】回折格子にチャープドグレーティングを適用
した場合における発振波長スペクトルを示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing an oscillation wavelength spectrum when a chirped grating is applied to a diffraction grating.

【図25】周期揺らぎのあるグレーティングの変形例を
示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a modified example of a grating having periodic fluctuation.

【図26】この発明の実施の形態7である半導体レーザ
モジュールの構成を示す縦断面図である。
FIG. 26 is a vertical sectional view showing a structure of a semiconductor laser module according to a seventh embodiment of the present invention.

【図27】この発明の実施の形態8であるラマン増幅器
の構成を示すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of a Raman amplifier that is Embodiment 8 of the present invention.

【図28】図27に示したラマン増幅器の応用例を示す
ブロック図である。
28 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 27.

【図29】図27に示したラマン増幅器の変形例であっ
て、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。
FIG. 29 is a block diagram showing a modification of the Raman amplifier shown in FIG. 27 and showing a configuration of a Raman amplifier adopting a forward pumping method.

【図30】図29に示したラマン増幅器の応用例を示す
ブロック図である。
30 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 29. FIG.

【図31】図27に示したラマン増幅器の変形例であっ
て、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。
FIG. 31 is a block diagram showing a modification of the Raman amplifier shown in FIG. 27 and showing a configuration of a Raman amplifier adopting a bidirectional pumping method.

【図32】図31に示したラマン増幅器の応用例を示す
ブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 31.

【図33】図27〜図32に示したラマン増幅器を用い
たWDM通信システムの概要構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 33 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system using the Raman amplifier shown in FIGS. 27 to 32.

【図34】実施の形態9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. 34 is a longitudinal cross-sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the ninth embodiment.

【図35】図34に示した半導体レーザ素子のA−A線
断面図である。
35 is a sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図36】実施の形態9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. 36 is a diagram showing a graph for explaining selective wavelength characteristics by the diffraction grating of the semiconductor laser device according to the ninth embodiment.

【図37】実施の形態9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. 37 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 in the semiconductor laser device according to the ninth embodiment.

【図38】実施の形態10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. 38 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the tenth embodiment.

【図39】実施の形態11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. 39 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor laser device according to the eleventh embodiment.

【図40】実施の形態12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. 40 is a vertical sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the twelfth embodiment.

【図41】実施の形態12にかかる半導体レーザモジュ
ールを、ラマン増幅器やEDFAで用いるHPUで使用
した場合を説明するための説明図である。
FIG. 41 is an explanatory diagram for explaining a case where the semiconductor laser module according to the twelfth embodiment is used in an HPU used in a Raman amplifier or EDFA.

【図42】従来のラマン増幅器の概要構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 42 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional Raman amplifier.

【図43】従来のラマン増幅器に用いる半導体レーザモ
ジュールの構成を示す図である。
FIG. 43 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser module used in a conventional Raman amplifier.

【図44】従来のラマン増幅器の概略構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 44 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional Raman amplifier.

【図45】従来のラマン増幅器のHPUの構成例を示す
図である。
FIG. 45 is a diagram showing a configuration example of an HPU of a conventional Raman amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−InP基板 2 n−InPクラッド層 3 GRIN−SCH−MQW活性層 4 p−InPスペーサ層 6 p−InPクラッド層 8 p−InGaAsPコンタクト層 9a n−InPブロッキング層 9b p−InPブロッキング層 10 p側電極 11 n側電極 13a、13b 回折格子 14 高反射膜 15 低反射膜 16 絶縁膜 20 発振波長スペクトル 21、22、23 発振縦モード 24 複合発振波長スペクトル 1001 n−InP基板 1002 n−Inpバッファ層 1003 GRIN−SCH−MQW活性層 1004 p−InPスペーサ層 1006 p−InPクラッド層 1007 p−InGaAsPコンタクト層 1008 p−InPブロッキング層 1009 n−InPブロッキング層 1010 p側電極 1011 n側電極 1013 回折格子 1014 反射膜 1015 出射側反射膜 1020 半導体レーザ装置 1030 発振波長スペクトル 1031〜1033 発振縦モード 1045 複合発振波長スペクトル 1050,1060a〜1060d,1060a´〜1
060d´ 半導体レーザモジュール 1052 第1レンズ 1053,1063,1066 アイソレータ 1054 第2レンズ 1055 光ファイバ 1056 電流モニタ 1057 ベース 1057a ヒートシンク 1058 ペルチェ素子 1058a サーミスタ 1059 パッケージ 1061a,1061b,1061a´,1061b´
偏波合成カプラ 1062,1065,1062´,1065´ WDM
カプラ 1064 増幅用ファイバ 1067 モニタ光分配用カプラ 1068 制御回路 1069 信号光入力ファイバ 1070 信号光出力ファイバ 1071 偏波面保持ファイバ 1081,1083 ラマン増幅器 Ls 離隔距離 Lg 回折格子長 W 半導体ウェハ 2001 n−InP基板 2002,2002a,2002c n−InPバッフ
ァ層 2002b n−InPクラッド層 2003a 圧縮歪GRIN−SCH−MQW活性層 2003b 引っ張り歪GRIN−SCH−MQW活性
層 2004,2004a,2004b p−InPスペー
サ層 2005 トンネルジャンクション層 2006,2006a,2006b p−InPクラッ
ド層 2007,2007a,2007b p−InGaAs
Pキャップ層 2008 p−InPブロッキング層 2009 n−InPブロッキング層 2010,2010a,2010b p側電極 2011 n側電極 2013,2013a,2013b 回折格子 2014 反射膜 2015 出射側反射膜 2022 分離溝 2080,2080a〜2080f 半導体レーザモジ
ュール 2081 パッケージ 2082 光ファイバ 2083 光モニタ 2084 第1レンズ 2085 アイソレータ 2086 第2レンズ 2090 半導体レーザ装置 2092 ベース 2094 ペルチェ素子 2130 HPU 2131 WDMカプラ
1 n-InP substrate 2 n-InP cladding layer 3 GRIN-SCH-MQW active layer 4 p-InP spacer layer 6 p-InP cladding layer 8 p-InGaAsP contact layer 9a n-InP blocking layer 9b p-InP blocking layer 10 p-side electrode 11 n-side electrodes 13a, 13b diffraction grating 14 high reflection film 15 low reflection film 16 insulating film 20 oscillation wavelength spectra 21, 22, 23 oscillation longitudinal mode 24 composite oscillation wavelength spectrum 1001 n-InP substrate 1002 n-Inp buffer Layer 1003 GRIN-SCH-MQW active layer 1004 p-InP spacer layer 1006 p-InP clad layer 1007 p-InGaAsP contact layer 1008 p-InP blocking layer 1009 n-InP blocking layer 1010 p-side electrode 1011 n-side electrode 1013 diffraction Lattice 1014 Reflective film 1015 Emission side reflective film 1020 Semiconductor laser device 1030 Oscillation wavelength spectrum 1031 to 1033 Oscillation longitudinal mode 1045 Composite oscillation wavelength spectrum 1050, 1060a to 1060d, 1060a 'to 1
060d ′ Semiconductor laser module 1052 First lens 1053, 1063, 1066 Isolator 1054 Second lens 1055 Optical fiber 1056 Current monitor 1057 Base 1057a Heat sink 1058 Peltier element 1058a Thermistor 1059 Package 1061a, 1061b, 1061a ′, 1061b ′
Polarization combiner 1062, 1065, 1062 ', 1065' WDM
Coupler 1064 Amplifying fiber 1067 Monitor light distributing coupler 1068 Control circuit 1069 Signal light input fiber 1070 Signal light output fiber 1071 Polarization plane maintaining fibers 1081 and 1083 Raman amplifier Ls Separation distance Lg Diffraction grating length W Semiconductor wafer 2001 n-InP substrate 2002 , 2002a, 2002c n-InP buffer layer 2002b n-InP clad layer 2003a compressive strain GRIN-SCH-MQW active layer 2003b tensile strain GRIN-SCH-MQW active layer 2004, 2004a, 2004b p-InP spacer layer 2005 tunnel junction layer 2006 , 2006a, 2006b p-InP clad layer 2007, 2007a, 2007b p-InGaAs
P cap layer 2008 p-InP blocking layer 2009 n-InP blocking layers 2010, 2010a, 2010b p-side electrode 2011 n-side electrodes 2013, 2013a, 2013b Diffraction grating 2014 Reflective film 2015 Emission-side reflective film 2022 Separation grooves 2080, 2080a to 2080f Semiconductor laser module 2081 Package 2082 Optical fiber 2083 Optical monitor 2084 First lens 2085 Isolator 2086 Second lens 2090 Semiconductor laser device 2092 Base 2094 Peltier device 2130 HPU 2131 WDM coupler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入野 聡 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) 5F072 AB07 AK06 JJ05 JJ20 KK30 PP07 QQ07 RR01 YY17 5F073 AA22 AA46 AA65 AA74 AA83 AA87 AB27 AB28 AB30 BA03 CA07 CB10 CB22 EA01 EA15 EA22 FA02 FA25 GA38    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Satoshi Irino             2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Kawa Electric Industry Co., Ltd. F-term (reference) 5F072 AB07 AK06 JJ05 JJ20 KK30                       PP07 QQ07 RR01 YY17                 5F073 AA22 AA46 AA65 AA74 AA83                       AA87 AB27 AB28 AB30 BA03                       CA07 CB10 CB22 EA01 EA15                       EA22 FA02 FA25 GA38

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板と、該半導体基
板上に積層された第1導電型の半導体バッファ層と、該
半導体バッファ層上に積層された活性層と、該活性層上
に積層された第1の電極と、前記半導体基板下面に配置
された第2の電極とを有する半導体レーザ装置におい
て、 前記活性層上に積層された第2導電型のスペーサ層と、 該第2導電型のスペーサ層の一部領域に配置され、特定
の中心波長を有する複数の発振縦モードを備えたレーザ
光を選択する回折格子と、 前記回折格子の一部に対して注入電流が流入しない非電
流注入領域と、 を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a semiconductor buffer layer of a first conductivity type stacked on the semiconductor substrate, an active layer stacked on the semiconductor buffer layer, and an active layer on the active layer. A semiconductor laser device having a laminated first electrode and a second electrode disposed on the lower surface of the semiconductor substrate, comprising: a second conductive type spacer layer laminated on the active layer; A diffraction grating arranged in a partial region of a spacer layer of the mold for selecting laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes having a specific center wavelength, and a non-injection current that does not flow into a part of the diffraction grating. A semiconductor laser device comprising: a current injection region;
【請求項2】 前記回折格子の上部の一部領域上に配置
された絶縁膜をさらに有し、該絶縁膜の存在により前記
回折格子の一部に対して注入電流の流入を防止すること
を特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。
2. An insulating film disposed on a partial region above the diffraction grating, the presence of the insulating film preventing an inflow of an injection current to a part of the diffraction grating. The semiconductor laser device according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 第1導電型の半導体基板と、該半導体基
板上に積層された第1導電型の半導体バッファ層と、該
半導体バッファ層上に積層された活性層と、該活性層上
に積層された第1の電極と、前記半導体基板下面に配置
された第2の電極とを有する半導体レーザ装置におい
て、 前記活性層上に積層された第2導電型のスペーサ層と、 該第2導電型のスペーサ層の一部領域に配置され、特定
の中心波長を有する複数の発振縦モードを備えたレーザ
光を選択する回折格子と、 を備え、前記第1の電極は、前記回折格子の一部の部分
に対応した領域に配置された第1の部分と、前記回折格
子の存在しない部分に対応した領域に配置された第2の
部分とを有し、前記第1の部分と前記第2の部分とは空
間的に、または、電気的に分離されていることを特徴と
する半導体レーザ装置。
3. A first conductivity type semiconductor substrate, a first conductivity type semiconductor buffer layer stacked on the semiconductor substrate, an active layer stacked on the semiconductor buffer layer, and an active layer on the active layer. A semiconductor laser device having a laminated first electrode and a second electrode disposed on the lower surface of the semiconductor substrate, comprising: a second conductive type spacer layer laminated on the active layer; A diffraction grating which is arranged in a partial region of a spacer layer of a mold and which selects a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes having a specific center wavelength, and the first electrode is one of the diffraction gratings. A first portion arranged in a region corresponding to a portion of the portion, and a second portion arranged in a region corresponding to a portion where the diffraction grating does not exist, the first portion and the second portion Is separated spatially or electrically from And a semiconductor laser device.
【請求項4】 前記第1の電極は、前記回折格子の他の
部分に対応した領域に配置された第3の部分をさらに有
し、該第3の部分は、前記第1の部分および前記第2の
部分から空間的に分離されていることを特徴とする請求
項3に記載の半導体レーザ装置。
4. The first electrode further has a third portion arranged in a region corresponding to the other portion of the diffraction grating, the third portion including the first portion and the third portion. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the semiconductor laser device is spatially separated from the second portion.
【請求項5】 前記第1導電型の半導体バッファ層と前
記活性層との間に積層された第1導電型のクラッド層
と、 前記第2導電型のスペーサ層と前記第1の電極との間に
積層された第2導電型のクラッド層と、 をさらに有することを特徴とする請求項1〜4のいずれ
か1つに記載の半導体レーザ装置。
5. A clad layer of a first conductivity type laminated between the semiconductor buffer layer of the first conductivity type and the active layer, a spacer layer of the second conductivity type, and the first electrode. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising: a second conductive type clad layer laminated between the two.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一つに記載の半
導体レーザ装置と、 該半導体レーザ装置の温度を制御する温調モジュール
と、 前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、 前記半導体レーザ装置と前記光ファイバと光結合をおこ
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。
6. The semiconductor laser device according to claim 1, a temperature control module for controlling the temperature of the semiconductor laser device, and a laser beam emitted from the semiconductor laser device to the outside. A semiconductor laser module comprising: an optical fiber that guides light; a semiconductor laser device; and an optical coupling lens system that optically couples with the optical fiber.
【請求項7】 前記半導体レーザ装置の光出力を測定す
る光検出器と、 光ファイバ側からの反射戻り光の入射を抑制するアイソ
レータと、 をさらに備えたことを特徴とする請求項6に記載の半導
体レーザモジュール。
7. The photodetector for measuring the optical output of the semiconductor laser device, and an isolator for suppressing the incidence of reflected return light from the optical fiber side, further comprising: Semiconductor laser module.
【請求項8】 請求項1〜5のいずれか一つに記載の半
導体レーザ装置、あるいは請求項6または7に記載の半
導体レーザモジュールを用いた励起光源と、 信号光と励起光とを合成するためのカプラと、 増幅用光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
8. A pumping light source using the semiconductor laser device according to claim 1 or the semiconductor laser module according to claim 6 or 7, and combining the signal light and the pumping light. An optical fiber amplifier comprising a coupler for amplification and an amplification optical fiber.
【請求項9】 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8に記載の光
ファイバ増幅器。
9. The optical fiber amplifier according to claim 8, wherein the amplification optical fiber amplifies light by Raman amplification.
【請求項10】 レーザ光の出射端面に設けた第1反射
膜と該レーザ光の反射端面に設けた第2反射膜との間に
形成された活性層の近傍に部分的に設けられた回折格子
を有し、少なくとも該回折格子による波長選択特性によ
って所望の発振縦モードをもつレーザ光を出力する半導
体レーザ装置において、 前記回折格子は、前記第1反射膜近傍に設けられ、該第
1反射膜から50μm以下に離隔して形成されることを
特徴とする半導体レーザ装置。
10. A diffraction partly provided in the vicinity of an active layer formed between a first reflection film provided on a laser light emission end face and a second reflection film provided on the laser light reflection end face. In a semiconductor laser device having a grating and outputting a laser beam having a desired oscillation longitudinal mode by at least the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, the diffraction grating is provided in the vicinity of the first reflection film, and the first reflection film is provided. A semiconductor laser device characterized in that it is formed so as to be separated from the film by 50 μm or less.
【請求項11】 前記回折格子と前記第1反射膜との離
隔距離は、10〜20μmの範囲であることを特徴とす
る請求項10に記載の半導体レーザ装置。
11. The semiconductor laser device according to claim 10, wherein a separation distance between the diffraction grating and the first reflective film is in a range of 10 to 20 μm.
【請求項12】 前記所望の発振縦モードの本数は、発
振波長スペクトルの半値幅内に2本以上含まれることを
特徴とする請求項10または11に記載の半導体レーザ
装置。
12. The semiconductor laser device according to claim 10, wherein the desired number of oscillation longitudinal modes is two or more within a half width of an oscillation wavelength spectrum.
【請求項13】 前記回折格子は、回折格子長が300
μm以下であることを特徴とする請求項10〜12のい
ずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
13. The diffraction grating has a diffraction grating length of 300.
13. The semiconductor laser device according to claim 10, wherein the semiconductor laser device has a thickness of μm or less.
【請求項14】 前記回折格子の回折格子長は、前記共
振器長の(300/1300)倍の値以下であることを
特徴とする請求項10〜13のいずれか一つに記載の半
導体レーザ装置。
14. The semiconductor laser according to claim 10, wherein a diffraction grating length of the diffraction grating is equal to or less than a value of (300/1300) times the cavity length. apparatus.
【請求項15】 前記回折格子は、該回折格子の結合係
数と回折格子長との乗算値が0.3以下であることを特
徴とする請求項10〜14のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。
15. The semiconductor according to claim 10, wherein a multiplication value of a coupling coefficient of the diffraction grating and a diffraction grating length of the diffraction grating is 0.3 or less. Laser device.
【請求項16】 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10〜15のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザ装置。
16. The semiconductor laser device according to claim 10, wherein the diffraction grating has a grating cycle changed randomly or in a predetermined cycle.
【請求項17】 前記第1反射膜と前記第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10
〜16のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
17. The resonator formed by an active layer formed between the first reflective film and the second reflective film has a length of 800 μm or more.
16. The semiconductor laser device according to any one of 16 to 16.
【請求項18】 請求項10〜17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
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。
18. The semiconductor laser device according to claim 10, 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19】 前記半導体レーザ装置の温度を制御す
る温度制御装置と、 前記光結合レンズ系内に配置され、光ファイバ側からの
反射戻り光の入射を抑制するアイソレータと、 をさらに備えたことを特徴とする請求項18に記載の半
導体レーザモジュール。
19. A temperature control device for controlling the temperature of the semiconductor laser device, and an isolator arranged in the optical coupling lens system for suppressing incidence of reflected return light from the optical fiber side. The semiconductor laser module according to claim 18, wherein:
【請求項20】 請求項1〜8のいずれか一つに記載の
半導体レーザ装置、あるいは請求項18または19に記
載の半導体レーザモジュールを広帯域ラマン増幅用の励
起光源として用いたことを特徴とする光ファイバ増幅
器。
20. The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 8 or the semiconductor laser module according to claim 18 or 19 is used as an excitation light source for wideband Raman amplification. Optical fiber amplifier.
【請求項21】 請求項10〜17のいずれか一つに記
載の半導体レーザ装置、あるいは請求項18または19
に記載の半導体レーザモジュールは、広帯域ラマン増幅
用の励起光源であって、前方励起用光源あるいは双方向
励起方式における前方励起用光源として用いられること
を特徴とする光ファイバ増幅器。
21. The semiconductor laser device according to claim 10, or claim 18 or 19.
2. The optical fiber amplifier according to claim 1, wherein the semiconductor laser module is a pumping light source for broadband Raman amplification and is used as a forward pumping light source or a forward pumping light source in a bidirectional pumping system.
【請求項22】 圧縮歪量子井戸活性層と、 引っ張り歪量子井戸活性層と、 レーザ光の出射端面と反射端面との間であってかつ前記
圧縮歪量子井戸活性層および/または前記引っ張り歪量
子井戸活性層の近傍に形成された回折格子と、 を備え、 前記圧縮歪量子井戸活性層で生成されたTEモードのレ
ーザ光と前記引っ張り歪量子井戸活性層で生成されたT
Mモードのレーザ光とを偏波合成したレーザ光であっ
て、かつ前記回折格子の波長選択特性によって所定出力
値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を出力すること
を特徴とする半導体レーザ装置。
22. A compressive strain quantum well active layer, a tensile strain quantum well active layer, a laser light emitting end face and a reflecting end face, and the compressive strain quantum well active layer and / or the tensile strain quantum well. A diffraction grating formed in the vicinity of the well active layer, and a TE mode laser beam generated in the compressive strain quantum well active layer and a T mode generated in the tensile strain quantum well active layer.
A semiconductor laser device which is a laser beam obtained by polarization-combining an M-mode laser beam and outputs a plurality of oscillation longitudinal mode laser beams having a predetermined output value or less depending on the wavelength selection characteristics of the diffraction grating. .
【請求項23】 前記圧縮歪量子井戸活性層と、前記引
っ張り歪量子井戸活性層とは上下方向に積層され、 前記圧縮歪量子井戸活性層を挟むクラッド層の一方と、
前記引っ張り歪量子井戸活性層を挟むクラッド層の一方
との間にトンネルジャンクション層が形成されたことを
特徴とする請求項22に記載の半導体レーザ装置。
23. The compressive strain quantum well active layer and the tensile strain quantum well active layer are vertically stacked, and one of clad layers sandwiching the compressive strain quantum well active layer,
23. The semiconductor laser device according to claim 22, wherein a tunnel junction layer is formed between the tensile junction quantum well active layer and one of the cladding layers sandwiching the tensile strain quantum well active layer.
【請求項24】 前記圧縮歪量子井戸活性層と前記引っ
張り歪量子井戸活性層とは上下方向に隣接して積層され
たことを特徴とする請求項22に記載の半導体レーザ装
置。
24. The semiconductor laser device according to claim 22, wherein the compressive strained quantum well active layer and the tensile strained quantum well active layer are stacked vertically adjacent to each other.
【請求項25】 前記圧縮歪量子井戸活性層と、前記引
っ張り歪量子井戸活性層とはレーザ光出射方向に突き合
わせ接合されたことを特徴とする請求項22に記載の半
導体レーザ装置。
25. The semiconductor laser device according to claim 22, wherein the compressive strained quantum well active layer and the tensile strained quantum well active layer are butt-joined to each other in the laser beam emitting direction.
【請求項26】 前記圧縮歪量子井戸活性層に電流を印
加するための電極対の少なくとも一方の電極と、前記引
っ張り歪量子井戸活性層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、前記圧縮歪量子井戸活性
層と前記引っ張り歪量子井戸活性層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25に記載の半導体レーザ装置。
26. At least one electrode of an electrode pair for applying a current to the compressive strain quantum well active layer, and at least one electrode of an electrode pair for applying a current to the tensile strain quantum well active layer. 26. The semiconductor laser device according to claim 25, wherein is electrically isolated by an isolation groove formed above a coupling boundary between the compressive strained quantum well active layer and the tensile strained quantum well active layer. .
【請求項27】 請求項22〜26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。
27. The semiconductor laser device according to claim 22, 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28】 発振中心波長の異なる複数のレーザ光
を合波して得られる励起光を出力する励起光源を具備
し、伝送路上を伝播する信号光に対して前記励起光によ
って定まる所望の増幅帯域および所望の利得での増幅を
おこなう光ファイバ増幅器において、 前記励起光源は、請求項27に記載の半導体レーザモジ
ュールを備えていることを特徴とする光ファイバ増幅
器。
28. A pump light source for outputting pump light obtained by multiplexing a plurality of laser lights having different oscillation center wavelengths, and a desired amplification determined by the pump light for signal light propagating on a transmission line. An optical fiber amplifier that performs amplification with a band and a desired gain, wherein the pumping light source includes the semiconductor laser module according to claim 27.
JP2002287874A 2001-09-28 2002-09-30 Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module Pending JP2003174230A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002287874A JP2003174230A (en) 2001-09-28 2002-09-30 Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-300567 2001-09-28
JP2001300567 2001-09-28
JP2001301992 2001-09-28
JP2001304436 2001-09-28
JP2001-304436 2001-09-28
JP2001-301992 2001-09-28
JP2002287874A JP2003174230A (en) 2001-09-28 2002-09-30 Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003174230A true JP2003174230A (en) 2003-06-20

Family

ID=27482595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002287874A Pending JP2003174230A (en) 2001-09-28 2002-09-30 Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003174230A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007251031A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof
JP5391077B2 (en) * 2007-11-19 2014-01-15 ミヤチテクノス株式会社 Laser beam irradiation device
JP2015503857A (en) * 2012-01-13 2015-02-02 コーニング インコーポレイテッド Mid-infrared multiwavelength chained distributed feedback laser with chain-staged active core
JP2015133522A (en) * 2008-07-18 2015-07-23 アルカテル−ルーセント Method of and photonic element for eliminating or substantially reducing sensitivity to polarization of injected optical signal and method of manufacturing such photonic element
CN114153018A (en) * 2021-10-21 2022-03-08 之江实验室 Reflectivity control method and manufacturing device of weak reflection grating based on movable lens system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007251031A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof
JP5391077B2 (en) * 2007-11-19 2014-01-15 ミヤチテクノス株式会社 Laser beam irradiation device
JP2015133522A (en) * 2008-07-18 2015-07-23 アルカテル−ルーセント Method of and photonic element for eliminating or substantially reducing sensitivity to polarization of injected optical signal and method of manufacturing such photonic element
JP2015503857A (en) * 2012-01-13 2015-02-02 コーニング インコーポレイテッド Mid-infrared multiwavelength chained distributed feedback laser with chain-staged active core
CN114153018A (en) * 2021-10-21 2022-03-08 之江实验室 Reflectivity control method and manufacturing device of weak reflection grating based on movable lens system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1300703A2 (en) Semiconductor laser module and method for simultaneously reducing relative intensity noise and stimulated Brillouin scattering
US6845117B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and optical fiber amplifier using the device or module
JP2002329927A (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and raman amplifier using the same
WO2013151145A1 (en) Optical semiconductor device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier
JP2002319738A (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and raman amplifier using the same
JP2019083351A (en) Semiconductor optical amplifier, semiconductor laser module, and wavelength-variable laser assembly
US6898228B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, Raman amplifier using the device or module, and method for forming a suitable current blocking layer
US6870871B2 (en) Semiconductor laser devices, and semiconductor laser modules and optical communication systems using the same
JP4297321B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and Raman amplifier using the same
US20030068125A1 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module
EP1318583A2 (en) Semiconductor laser with two active layers and optical fiber amplifier using the same
US6876680B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and optical fiber amplifier
JP2003174230A (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the semiconductor laser module
US6925102B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and Raman amplifier using the device or module
JP3725498B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, Raman amplifier using the same, and WDM communication system
US7072372B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and optical fiber amplifier
JP2005072402A (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module using the same and optical fiber amplifying device
JP4234353B2 (en) Semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the same
JP2003179304A (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and optical fiber amplifier using semiconductor laser module
JP3752171B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and Raman amplifier using the same
JP2002374037A (en) Semiconductor laser module, fiber-optic amplifier using the same and optical communication system
JP2003174229A (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and raman amplifier using the same
JP4043929B2 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module, and Raman amplifier using the same
JP2003204115A (en) Semiconductor laser equipment semiconductor laser module, and optical fiber amplifier
JP2003234539A (en) Semiconductor laser, semiconductor laser module and optical fiber amplifier