JP2003204106A - 半導体レーザモジュール及びその製造方法並びに光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体レーザ素子の位置決め時間及びレンズの
調芯時間を短くするとともに、半導体レーザモジュール
から出力されるレーザ光の光強度及び偏光度の安定化を
図ることができる半導体レーザモジュール半導体レーザ
モジュールを提供する。 【解決手段】間隔を隔てて形成された第１のストライプ
９及び第２のストライプ１０を有し、第１のストライプ
９及び第２のストライプ１０の端面からそれぞれ第１の
レーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を出射する半導体
レーザ素子２と、半導体レーザ素子２から出射された第
１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが入射され、
第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とを別焦点に
集光させる第１レンズ４と、第１のレーザ光Ｋ１の偏波
面を９０度回転させる半波長板６と、入射された第１の
レーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出射
される偏波合成部材７と、偏波合成部材７から出射され
るレーザ光を受光し外部に送出する光ファイバ８と、を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュール及びその製造方法並びにその半導体レーザモジュ
ールを用いた光増幅器に関し、特に、２つのレーザ光を
出射させる２つのストライプを備えた半導体レーザ素子
を用いた半導体レーザモジュール及びその製造方法並び
に光増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における高密度波長分割多重伝送方
式による光通信の進展に伴い、光増幅器に使用される励
起光源に対する高出力化の要求がますます高まってい
る。

【０００３】また、最近では、光増幅器として従来より
使用されてきたエルビウムドープ光増幅器よりも更に広
帯域の光を増幅する手段としてラマン増幅器に対する期
待が高まっている。ラマン増幅は、光ファイバに励起光
を入射したときに発生する誘導ラマン散乱により、励起
光波長から約１３ＴＨｚ低周波側に利得が現れ、このよ
うに励起された状態の光ファイバに、上記利得を有する
波長帯域の信号光を入力すると、その信号光が増幅され
るという現象を利用した光信号の増幅方法である。

【０００４】ラマン増幅においては、信号光と励起光
（ポンプ光）の偏波方向が一致している状態で信号光が
増幅されるので、信号光と励起光との偏光面のずれの影
響を極力小さくする必要がある。そのため、励起光の偏
波を解消（無偏光化：デポラライズ）して、偏光度（DO
P：Degree Of Polarization）を低減させることが行わ
れている。

【０００５】光増幅器の励起光源等に用いられる従来の
半導体レーザモジュールからのレーザ光を無偏光化する
方法として、たとえば、２つのレーザ光を偏波合成して
光ファイバから出力するものが知られている。

【０００６】図３５は、米国特許第５５８９６８４号公
報に開示された従来の半導体レーザ装置を説明するため
の説明図である。

【０００７】図３５に示すように、従来の半導体レーザ
装置は、同一波長で互いに直交する方向にレーザ光を出
射する第１の半導体レーザ素子１００及び第２の半導体
レーザ素子１０１と、第１の半導体レーザ素子１００か
ら出射されたレーザ光を平行にする第１の平行レンズ１
０２と、第２の半導体レーザ素子１０１から出射された
レーザ光を平行にする第２の平行レンズ１０３と、第１
の平行レンズ１０２及び第２の平行レンズ１０３によっ
て平行になったレーザ光を直交偏波合成する偏波合成カ
プラ１０４と、偏波合成カプラ１０４によって偏波合成
されたレーザ光を集光する集光レンズ１０５と、集光レ
ンズ１０５によって集光されたレーザ光が入射され外部
に送出するファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）
１０６付き光ファイバ１０７とを有する。

【０００８】従来の半導体レーザ装置によれば、第１の
半導体レーザ素子１００及び第２の半導体レーザ素子１
０１から互いに直交する方向に出射されたレーザ光が偏
波合成カプラ１０４によって偏波合成されるので、光フ
ァイバ１０７からは偏光度の小さいレーザ光を出射する
ことができる。また、光ファイバ１０７にファイバブラ
ッググレーティング１０６が形成されているので、半導
体レーザ素子１００、１０１の発振波長が同一波長に固
定され、光ファイバ１０７から波長が固定されたレーザ
光を出射することができる。

【０００９】従って、上記の従来の半導体レーザ装置
は、高い光出力が要求される光増幅器の励起光源、とり
わけ低偏波依存性及び波長安定性が要求されるラマン増
幅器の励起光源として適用することが可能である。

【００１０】また、特開昭６０−７６７０７号公報に
は、ヒートシンク上に配置され、光軸及び偏光面が互い
に平行で且つ出射端面が略一致し、第１及び第２のレー
ザ光をそれぞれ出射する第１及び第２の半導体レーザ素
子と、第１の半導体レーザ素子から出射された第１のレ
ーザ光の光路上に配置され、第１のレーザ光の偏光面を
９０°回転させて、第２のレーザ光の偏光面に対し直角
にする偏光回転子と、偏光面が互いに直角になった第１
及び第２のレーザ光の光路を複屈折効果で合流させる偏
光素子（方解石板）と、偏光素子側からのレーザ光を受
光し外部に送出する光ファイバと、偏光素子で合流した
レーザ光を光ファイバに結合するレンズとを有する半導
体レーザモジュールが開示されている。この半導体レー
ザモジュールでは、第１及び第２の半導体レーザ素子が
パッケージ内に収納されユニット化されている（以下、
この技術を従来例１という）。

【００１１】また、特開２０００−３１５７５号公報に
は、電子冷却素子と、電子冷却素子上に実装された第１
及び第２の半導体レーザ素子と、電子冷却素子上に実装
され、第１及び第２の半導体レーザ素子から出射された
第１及び第２のレーザ光をそれぞれ集光する第１及び第
２の集光レンズと、第１及び第２のレーザ光を偏波合成
する偏波合成素子と、偏波合成素子から出力されたレー
ザ光を受光し外部に送出する光ファイバとを有する半導
体レーザモジュールが開示されている。また、第１及び
第２の半導体レーザ素子は、発光中心間ピッチ５００μ
ｍで形成されたＬＤアレイとして構成されている。ま
た、第１及び第２の集光レンズは、球レンズアレイやフ
レネルレンズアレイ等の集光用レンズアレイとして構成
されている（以下、この技術を従来例２という）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来例１では、半導体
レーザ素子からのレーザ光を偏光回転素子又は偏光素子
で直接受光する構成になっている。そのため、従来例１
の構成で高い光結合効率を得るためには半導体レーザ素
子ーレンズ間の間隔を３００〜５００μｍ程度に設計す
る必要があり、実際上、半導体レーザ素子ーレンズ間に
偏光回転素子及び偏光素子を配置することは非常に困難
である。レンズを大きくすることにより、スペースを作
ることができるが、パッケージが現在用いられているも
のよりも数倍大型化してしまい、半導体レーザモジュー
ルの大型化につながってしまうという課題がある。

【００１３】一方、従来例２では、２つの半導体レーザ
素子に対応した集光レンズを配置し、その後偏波合成し
ているので、従来例１のスペースの課題は解消してい
る。

【００１４】しかし、広い間隔（発光中心間ピッチ５０
０μｍ）で出射された２つのビームをそれぞれ異なるレ
ンズで受けることにより、互いに平行な２つのレーザ光
を得る構成であるため、半導体レーザ素子が大型化して
しまい、１枚のウェハから得られる半導体チップの量が
減るので、大量生産に不向きである。これを解消するた
めに、半導体レーザ素子のストライプの間隔を狭くする
と、レンズの小型化が必要となり、それぞれのストライ
プから出た光同士の分離も困難になるので、その後の偏
波合成や光合成を行うことが困難になる。

【００１５】また、半導体レーザ素子から出力されたレ
ーザ光に対してレンズをそれぞれ位置決めする必要があ
るので、製造工程が複雑になり、製造時間がかかるとい
う課題がある。従来例２では、このような位置決めの困
難さを解消するために、レンズとして球レンズアレイや
フレネルレンズアレイ等、通常使用されないようなレン
ズアレイを使用しているため、製造コストがかかると共
に、このようなレンズアレイの製造にも時間がかかると
いう課題がある。

【００１６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、高い光結合効率を得ることができ、小型
化、大量生産化、製造時間の短縮化、製造コストの低減
を図ることができる半導体レーザモジュール及びその製
造方法並びに光増幅器を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の半導体レ
ーザモジュールは、間隔を隔てて形成された第１のスト
ライプ及び第２のストライプを有し、前記第１のストラ
イプ及び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第
１のレーザ光及び第２のレーザ光を出射する単一の半導
体レーザ素子と、その半導体レーザ素子から出射された
前記第１のレーザ光と第２のレーザ光とが入射され、前
記第１のレーザ光と第２のレーザ光とを前記第１，第２
のストライプの並び方向に分離又は収束させる第１レン
ズと、前記第１、第２のレーザ光の少なくとも一方の偏
光面を回転させる偏光回転手段と、前記第１のレーザ光
が入射される第１の入力部と、前記第２のレーザ光が入
射される第２の入力部と、前記第１の入力部から入射さ
れる第１のレーザ光と前記第２の入力部から入射される
第２のレーザ光とが合波されて出射される出力部とを有
する光合成手段と、その光合成手段の前記出力部から出
射されるレーザ光を受光し外部に送出する光ファイバと
を有することを特徴とするものである。

【００１８】前記半導体レーザ素子の各ストライプから
出射された光を受光してモニタする受光素子を有しても
よい。

【００１９】前記受光素子は、前記半導体レーザ素子の
各ストライプの他方側端面から出射された光を受光する
導波路型受光素子であってもよい。

【００２０】前記受光素子は、半導体レーザ素子の各ス
トライプの他方側端面から出射された各光を受光してモ
ニタするように複数設けられていてもよい。

【００２１】前記半導体レーザ素子と受光素子との間
に、前記半導体レーザ素子から出射された各光の間隔を
広げるように分離させるレンズを配置してもよい。

【００２２】前記光合成手段によって反射された光を受
光してモニタする受光素子を有してもよい。

【００２３】前記半導体レーザ素子の第１のストライプ
と第２のストライプは、互いに平行に延びて形成されて
いてもよい。

【００２４】前記第１のストライプと第２のストライプ
との間隔が１００μｍ以下であってもよい。

【００２５】前記半導体レーザ素子の第１のストライプ
と第２のストライプとを少なくとも正極側もしくは負極
側の片方を電気的に絶縁し、それぞれ独立に駆動させて
もよい。

【００２６】前記第１レンズは、前記第１のストライプ
から出射された第１のレーザ光の光軸と前記第２のスト
ライプから出射された第２のレーザ光の光軸とが、前記
第１レンズの中心軸を挟んで略対称になるように位置決
めされてもよい。

【００２７】前記光合成手段は、前記第１の入力部から
入射した第１のレーザ光と前記第２の入力部から入射し
た第２のレーザ光の何れか一方を常光線として前記出力
部に伝搬させるとともに、他方を異常光線として前記出
力部に伝搬させる複屈折素子であってもよい。

【００２８】前記常光線が光ファイバの軸線方向に伝搬
するように、前記光合成手段の第１の入力部と第２の入
力部が形成されている各々の面が傾斜して形成されてい
てもよい。

【００２９】前記常光線が光ファイバの軸線方向に伝搬
するように、前記半導体レーザ素子及び第１レンズは、
前記軸線方向に対して所定角度傾斜して配置されていて
もよい。

【００３０】前記第１レンズと前記光合成手段との間に
は、第１のレーザ光及び第２のレーザ光を入射し、互い
の光軸を略平行にして出射するプリズムが配設されてい
てもよい。

【００３１】本発明の第２の半導体レーザモジュール
は、間隔を隔てて形成された第１のストライプ及び第２
のストライプを有し、前記第１のストライプ及び第２の
ストライプの一方側端面からそれぞれ第１のレーザ光及
び第２のレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、その
半導体レーザ素子から出射された前記第１のレーザ光と
第２のレーザ光とが入射され、前記第１のレーザ光と第
２のレーザ光とを重ね合わせる第１レンズと、その第１
レンズを通過した第１のレーザ光と第２のレーザ光とが
略重なる位置に配置され、第１のレーザ光と第２のレー
ザ光を略平行に合波するプリズムと、そのプリズムから
出射されるレーザ光を受光し外部に送出する光ファイバ
とを有することを特徴とするものである。

【００３２】前記光合成手段により合成された第１、第
２のレーザ光を前記光ファイバに光結合させる第２レン
ズを有してもよい。

【００３３】前記第１のレーザ光及び第２のレーザ光
が、前記第１レンズと前記第２レンズとの間で焦点を結
ぶように前記第１レンズが位置決めされていてもよい。

【００３４】所定の波長の光を半導体レーザ素子に帰還
させる光反射部が設けられていてもよい。

【００３５】前記光反射部は、前記光ファイバに形成さ
れたファイバブラッググレーティングであってもよい。

【００３６】前記半導体レーザ素子を冷却する冷却装置
と、その冷却装置上に固定され、前記半導体レーザ素子
を載置する基台とを有し、前記第１レンズ、前記偏光回
転手段及び光合成手段は、前記基台上に固定されていて
もよい。

【００３７】前記半導体レーザ素子は、ヒートシンクを
介して前記基台に載置されていてもよい。

【００３８】前記基台は、前記半導体レーザ素子を固定
する第１の基台と、その第１の基台上に固定され、前記
第１レンズ、前記偏光回転手段及び光合成手段を固定す
る第２の基台とからなるものでもよい。

【００３９】本発明の半導体レーザモジュールの製造方
法は、前記半導体レーザ素子を基台上に固定する第１の
工程と、前記半導体レーザ素子からレーザ光を出射した
状態で、前記第１レンズを調芯して前記基台上に固定す
る第２の工程と、前記半導体レーザ素子からレーザ光を
出射した状態で、前記光合成手段を調芯して前記基台上
に固定する第４の工程と、前記半導体レーザ素子からレ
ーザ光を出射した状態で、前記光ファイバを調芯して固
定する第５の工程とを有することを特徴とするものであ
る。

【００４０】前記第２の工程の次に、前記半導体レーザ
素子からレーザ光を出射した状態で、前記偏光回転手段
を調芯して前記基台上に固定する第３の工程を有しても
よい。

【００４１】本発明の光増幅器は、前記半導体レーザモ
ジュールを光増幅用の励起光源として用いていることを
特徴とするものである。

【００４２】前記励起光源は、ラマン増幅に用いられて
もよい。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 （第１の実施形態例）図１（Ａ）は、本発明の第１の実
施形態例に係る半導体レーザモジュールの構成を示す側
面断面図、図２は本発明の第１の実施形態例に係る半導
体レーザモジュールの構成を模式化して示す説明図であ
る。

【００４４】図１（Ａ）に示すように、本発明の第１の
実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１は、内部
を気密封止したパッケージ１と、そのパッケージ１内に
設けられ、レーザ光を出射する半導体レーザ素子２と、
フォトダイオード（受光素子）３と、第１レンズ４と、
プリズム５と、半波長板（偏光回転手段）６と、光合成
手段となるＰＢＣ（Ｐolarizatioｎ Beam Combiｎer）
７と、光ファイバ８とを有する。

【００４５】半導体レーザ素子２は、図２に示すよう
に、間隔を隔てて長手方向に互いに同一平面上に平行に
形成された第１のストライプ９（ストライプ状発光部）
及び第２のストライプ１０を有し、第１のストライプ９
及び第２のストライプ１０の端面からそれぞれ第１のレ
ーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を出射する。図２中
に示すＫ１及びＫ２は、それぞれ第１のストライプ９及
び第２のストライプ１０から出射されるビームの中心の
軌跡を示す。ビームは、図２に破線で示すように、この
中心のまわりにある広がりをもって伝搬する。第１のス
トライプ９と第２のストライプ１０との間隔は、それぞ
れから出射された光Ｋ１、Ｋ２を１つの第１レンズ４に
入射させるために、１００μｍ以下、例えば約４０〜６
０μｍ程度に設定される。また、ストライプ同士の間隔
が狭いことにより、ストライプ同士の光出力特性の差が
小さくなる。

【００４６】図１（Ａ）に示すように、半導体レーザ素
子２はチップキャリア１１上に固定して取り付けられ
る。なお、半導体レーザ素子２は、２つのレーザ光Ｋ
１，Ｋ２を出射するため、１つのレーザ光を出射する半
導体レーザ素子に比べて発熱しやすい。そこで、半導体
レーザ素子２の放熱性を高めるため、図１（Ｂ）に示す
ように、半導体レーザ素子２は、ダイヤモンド等の熱伝
導率の良好な材質で作られたヒートシンク５８上に固定
して取り付けられ、そのヒートシンク５８がチップキャ
リア１１上に固定して取り付けられていることが好まし
い。

【００４７】フォトダイオード３は、半導体レーザ素子
２の後側（図１（Ａ）では左側）端面２ｂ（図２参照）
から出射されたモニタ用のレーザ光を受光する。フォト
ダイオード３は、フォトダイオードキャリア１２に固定
して取り付けられている。

【００４８】第１レンズ４は、半導体レーザ素子２の前
側（図１（Ａ）では右側）端面２ａ（図２参照）から出
射された第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが
入射され、レーザ光Ｋ１、Ｋ２を交差させ、第１のレー
ザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２との間隔をストライプ
９，１０の並び方向に広げ、分離するように、それぞれ
の光を異なる焦点位置（Ｆ１，Ｆ２）に集光させる作用
をもつ（図２参照）。

【００４９】通常、大きなスポットサイズに変換された
平行ビーム同士では、角度のトレランスが０．１°以下
と厳しいが、焦点位置（Ｆ１，Ｆ２）に集光させる集光
系では角度のトレランスはゆるくなる。第１レンズ４を
集光光学系とすることにより、光部品の部品形状や位置
決め、光の角度調整トレランスがゆるくなり、好まし
い。

【００５０】図１（Ａ）に示すように、第１レンズ４
は、第１のレンズ保持部材１３によって保持されてい
る。第１レンズ４は、第１のストライプ９から出射され
た第１のレーザ光Ｋ１の光軸と第２のストライプ１０か
ら出射された第２のレーザ光Ｋ２の光軸とが、第１レン
ズ４の中心軸を挟んで略対称になるように位置決めされ
るのが好ましい。これによって、第１のレーザ光Ｋ１及
び第２のレーザ光Ｋ２が、ともに収差の小さい領域であ
る第１レンズ４の中心軸近傍を通過するため、レーザ光
の波面の乱れが少なくなり、光ファイバ８との光結合効
率が高くなる。その結果、より高光出力の半導体レーザ
モジュールＭ１が得られる。なお、球面収差の影響を抑
え、高い結合効率を得るためには、第１のレンズ４は、
非球面レンズを用いるのが望ましい。

【００５１】プリズム５は、第１レンズ４とＰＢＣ７と
の間に配設され、入射された第１のレーザ光Ｋ１及び第
２のレーザ光Ｋ２の光路を補正し、互いの光軸を略平行
にして出射する。プリズム５は、ＢＫ７（ホウケイ酸ク
ラウンガラス）等の光学ガラスで作られている。第１レ
ンズ４から非平行に伝搬する第１及び第２のレーザ光Ｋ
１，Ｋ２の光軸が、プリズム５の屈折により平行とされ
るため、そのプリズム５の後方に配置されるＰＢＣ７の
作製が容易になるとともに、ＰＢＣ７を小型化し半導体
レーザモジュールＭ１を小型にすることが可能となる。

【００５２】図３（Ａ）はプリズム５の構成を示す側面
図、（Ｂ）はその平面図である。図３に示すように、プ
リズム５は、平坦状に形成された入射面５ａと、所定角
度αに傾斜した出射面５ｂを有する。たとえば、プリズ
ム５がＢＫ７から作製され、半導体レーザ素子の各スト
ライプ間の間隔が４０μｍで、焦点距離０．７ｍｍの第
１レンズを使用する場合には、プリズム５の全長Ｌ１は
約１．０ｍｍ、角度αは３．２°±０．１°とする。

【００５３】図２に示すように、半波長板６は、プリズ
ム５を通過した第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ
２のうち、第１のレーザ光Ｋ１のみが入射され、入射さ
れた第１のレーザ光Ｋ１の偏光面を９０度回転させる偏
光回転手段である。第１レンズ４によって、第１、第２
のレーザ光Ｋ１、Ｋ２が十分分離されることにより、半
波長板６が配置しやすくなっている。

【００５４】ＰＢＣ７は、第１のレーザ光Ｋ１が入射さ
れる第１の入力部７ａと、第２のレーザ光Ｋ２が入射さ
れる第２の入力部７ｂと、第１の入力部７ａから入射さ
れる第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射さ
れる第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出射される出力
部７ｃとを有する。ＰＢＣ７は、例えば、第１のレーザ
光Ｋ１を常光線として出力部７ｃに伝搬させるととも
に、第２のレーザ光Ｋ２を異常光線として出力部７ｃに
伝搬させる複屈折素子である。ＰＢＣ７は、複屈折素子
の場合、複屈折率性が高くレーザ光間の分離幅を大きく
とれるように、例えばＴｉＯ２（ルチル）で作られる。

【００５５】本実施形態例においてはプリズム５、半波
長板６及びＰＢＣ７を同一のホルダ部材１４に固定した
偏波合成モジュール５９を用いている。図４（Ａ）は偏
波合成モジュール５９を示す平面図、（Ｂ）はその側面
断面図、（Ｃ）はその正面図である。図４に示すよう
に、偏波合成モジュール５９のホルダ部材１４は、ＹＡ
Ｇレーザ溶接に好適な材料（例えばＳＵＳ４０３、３０
４等）で作られ、その全長Ｌ２は約７．０ｍｍであり、
全体が略円柱状に形成されている。ホルダ部材１４の内
部には収容部１４ａが形成され、その収容部１４ａにプ
リズム５、半波長板６及びＰＢＣ７がそれぞれ固定され
る。ホルダ部材１４の上部は開口され、その下部は平坦
状に形成されている。

【００５６】これによって、ＰＢＣ７の第１の入力部７
ａから入射する第１のレーザ光Ｋ１及び第２の入力部７
ｂから入射する第２のレーザ光Ｋ２をともに出力部７ｃ
から出射するように、プリズム５、ＰＢＣ７の中心軸Ｃ
１周りの位置を調整することが非常に容易になる。

【００５７】このように、ホルダ部材１４によって、こ
れらの光部品を一体化しておくと、ホルダ部材１４を移
動させるだけで、レーザ光Ｋ１、Ｋ２同士のＸＹ平面上
における重なり合い具合を調節できる。

【００５８】図２に示すように、光ファイバ８は、ＰＢ
Ｃ７の出力部７ｃから出射されるレーザ光を受光し、パ
ッケージ１の外部に送出する。光ファイバ８には、図２
に示すように、所定の波長帯の光を反射するＦＢＧ（Fi
ber Bragg Grating：ファイバブラッググレーティン
グ）からなる光反射部１５が設けられている。この光反
射部１５によって、所定波長の光が半導体レーザ素子２
に帰還され、半導体レーザ素子２の発振波長が固定され
るとともに、発振スペクトル幅を狭くすることができ
る。従って、この半導体レーザモジュールＭ１からの出
射光を、波長合成カプラ（ＷＤＭ）により合波して、エ
ルビウムドープ光増幅器やラマン増幅器の励起光源とし
て用いた場合には、波長合成カプラの損失を低く抑えて
高出力の合波光を得ることができるとともに、ラマン増
幅器に使用した場合には、ラマン増幅の利得変動を抑え
ることができる。光反射部１５は、例えばフェーズマス
クを介して干渉縞となった紫外光を光ファイバ８のコア
部に照射することによって周期的に屈折率の変化を生じ
させて形成される。

【００５９】ＰＢＣ７と光ファイバ８との間には、ＰＢ
Ｃ７の出力部７ｃから出射されるレーザ光を光ファイバ
８に光結合させる第２レンズ１６が配設されている。好
ましくは、第１レンズ４は、第１のレーザ光Ｋ１及び第
２のレーザ光Ｋ２が、第１レンズ４と第２レンズ１６と
の間で焦点（Ｆ１、Ｆ２）を結ぶように位置合わせされ
ている。これによって、第１レンズ４と焦点（Ｆ１、Ｆ
２）間におけるレーザ光のスポットサイズが小さくなっ
て両レーザ光の重なりが防止されるので、第１のレーザ
光Ｋ１の光路上にのみ半波長板６を挿入できるために十
分な第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２の分離幅
Ｄ’を得るために必要な伝搬距離Ｌが短くなる。このた
め、半導体レーザモジュールＭ１の光軸方向の長さを短
くすることができる。その結果、例えば高温環境下にお
ける半導体レーザ素子２と光ファイバ８との光結合の経
時安定性が優れた、信頼性の高い半導体レーザモジュー
ルＭ１を提供できる。

【００６０】図１に示すように、半導体レーザ素子２を
固定したチップキャリア１１と、フォトダイオード３を
固定したフォトダイオードキャリア１２とは、断面略Ｌ
字形状の第１の基台１７上に半田付けして固定される。
第１の基台１７は、半導体レーザ素子２の発熱に対する
放熱性を高めるためにＣｕＷ系合金等で作られているの
が好ましい。

【００６１】第１レンズ４を固定した第１のレンズ保持
部材１３と、プリズム５、半波長板６及びＰＢＣ７をホ
ルダ部材１４に固定した偏波合成モジュール５９とは、
第２の基台１８上にそれぞれ第１の支持部材１９ａ及び
第２の支持部材１９ｂを介してＹＡＧレーザ溶接により
固定される。このため第２の基台１８は、溶接性の良好
なステンレス鋼等で作られているのが好ましい。また、
第２の基台１８は、第１の基台１７の平坦部１７ａ上に
銀ろう付けして固定される。

【００６２】第１の基台１７の下部にはペルチェ素子か
らなる冷却装置２０が設けられている。半導体レーザ素
子２からの発熱による温度上昇はチップキャリア１１上
に設けられたサーミスタ２０ａによって検出され、サー
ミスタ２０ａより検出された温度が一定温度になるよう
に、冷却装置２０が制御される。これによって、半導体
レーザ素子２のレーザ出射を高出力化かつ安定化させる
ことができる。

【００６３】パッケージ１の側部に形成されたフランジ
部１ａの内部には、ＰＢＣ７を通過した光が入射する窓
部１ｂが設けられ、また、フランジ部１ｂの端部には、
レーザ光を集光する第２レンズ１６が固定されている。
第２レンズ１６は、フランジ部１ａの端部にＹＡＧレー
ザ溶接により固定された第２のレンズ保持部材２１によ
って保持され、第２のレンズ保持部材２１の端部には金
属製のスライドリング２２がＹＡＧレーザ溶接により固
定される。

【００６４】光ファイバ８はフェルール２３によって保
持され、そのフェルール２３は、スライドリング２２の
内部にＹＡＧレーザ溶接により固定されている。

【００６５】次に、本発明の第１の実施形態例に係る半
導体レーザモジュールＭ１の動作について説明する。

【００６６】図２に示すように、半導体レーザ素子２の
第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の前側端
面２ａからそれぞれ出射された第１のレーザ光Ｋ１及び
第２のレーザ光Ｋ２は、第１レンズ４を通過し、交差し
た後、間隔が広がり十分分離された後、プリズム５に入
射される。プリズム５に入射した時の第１のレーザ光Ｋ
１と第２のレーザ光Ｋ２との間隔（Ｄ）は約４６０μｍ
である。プリズム５によって第１のレーザ光Ｋ１と第２
のレーザ光Ｋ２は平行となって出射し（両者の間隔は約
５００μｍになる）、第１のレーザ光Ｋ１は半波長板６
に入射され、偏光面を９０度回転させた後、ＰＢＣ７の
第１の入力部７ａに入射され、第２のレーザ光Ｋ２はＰ
ＢＣ７の第２の入力部７ｂに入射される。

【００６７】ＰＢＣ７では、第１の入力部７ａから入射
される第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射
される第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出力部７ｃか
ら出射される。

【００６８】ＰＢＣ７から出射されたレーザ光は、第２
レンズ１６によって集光され、フェルール２３によって
保持された光ファイバ８の端面に入射され外部に送出さ
れる。また、光ファイバ８の光反射部１５によってレー
ザ光の一部が反射され、反射された光は、半導体レーザ
素子２に帰還され、半導体レーザ素子２の後側端面２ｂ
と光反射部１５との間で外部共振器が構成されるので、
光反射部１５によって決定される波長でのレーザ発振が
可能となる。

【００６９】一方、半導体レーザ素子２の後側端面２ｂ
から出射されたモニタ用のレーザ光は、フォトダイオー
ド３によって受光され、フォトダイオード３の受光量に
基づいて半導体レーザ素子２の駆動電流を変化させるこ
とにより、半導体レーザ素子２の光出力等を調整する。

【００７０】本発明の第１の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールＭ１によれば、１つの半導体レーザ素子
２に１００μｍ以下という狭い間隔で形成された第１、
第２のストライプ９，１０から偏光面のそろった第１の
レーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が出射され、第１
レンズ４で十分分離された後、半波長板６によって第１
のレーザ光Ｋ１の偏光面が正確に９０度回転される。す
なわち、このときレーザ光Ｋ１、Ｋ２の偏光面は互いに
略完全に９０°となる。この状態で、ＰＢＣ７によって
第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２が偏波合成さ
れるので、光ファイバ８からは高出力で、かつ偏光度の
小さいレーザ光を出射することができる。また、光ファ
イバ８にＦＢＧからなる光反射部１５が形成されている
ので、光ファイバ８から波長が固定されたレーザ光を出
射することができる。従って、上記の半導体レーザモジ
ュールＭ１を、高出力が要求されるエルビウムドープ光
増幅器や、さらに増幅利得に低偏波依存性及び安定性が
要求されるラマン増幅器の励起光源として適用すること
ができる。

【００７１】また、２つのレーザ光を出射させる２つの
ストライプを備えた１個の半導体レーザ素子２と、レー
ザ光Ｋ１、Ｋ２両方を分離する単一の第１レンズ４を用
いているので、半導体レーザ素子２や第１レンズ４の位
置決め時間が短くなる。その結果、半導体レーザモジュ
ールＭ１の製造時間を短縮化できる。

【００７２】また、従来は、たとえば米国特許第５５８
９６８４号公報に開示されるように、２つの半導体レー
ザ素子からそれぞれ互いに直交する軸方向に光が出射さ
れる半導体レーザモジュール（図３５参照）もあった
が、この半導体レーザモジュールでは、それぞれの軸方
向（図３５ではＸ方向及びＺ方向）でのパッケージの反
り等を考慮してモジュールを設計しなければ、環境温度
の変化等によって生じたパッケージの反りによる光出力
変動を抑制できなかった。これに対し、本実施形態例の
構成によれば、１個の半導体レーザ素子２から出射され
る２つの光は略同じ方向に伝搬されるため、パッケージ
の反りの影響を１方向（図２中、Ｚ方向）においてのみ
抑制することにより、光ファイバ８から出射される光出
力の安定化を図ることができる。

【００７３】また、１個の半導体レーザ素子２から２つ
の光を出射することにより、これら２つの光はパッケー
ジの反り等に対して、光ファイバ８との結合効率が同じ
傾向で変動する。従って、温度変動等があった場合でも
光ファイバ８から出射される光の偏光度が安定化する。

【００７４】また、１つの半導体レーザ素子２を用いる
ので、半導体レーザ素子２から発生した熱を冷却するた
めのペルチェモジュール等の冷却装置２０を小型化で
き、低消費電力化を図ることができる。

【００７５】なお、パッケージ１内を真空にするか、封
入ガスをＸｅとすることにより、２つのストライプ９，
１０から発生する莫大な熱を冷却装置２０で放熱する際
に必要な消費電力を大幅に抑制することができ、好まし
い。

【００７６】また、本実施形態例のように２つのレーザ
光を出射するダブルストライプ型半導体レーザモジュー
ルにファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を形成
した偏波保存ファイバを取り付けた場合、同じＦＢＧ半
値幅を有し、１つのレーザ光を出射するシングルストラ
イプ型半導体レーザモジュールに比べ、多くの縦モード
をスペクトル幅内に含ませることができる。

【００７７】例えば図５は、ダブルストライプ型半導体
レーザモジュールＭ１において駆動電流２Ａ（つまりス
トライプ１本あたり１Ａ）を印加した時のスペクトルを
示すグラフである。図５からわかるように、ダブルスト
ライプ型半導体レーザモジュールＭ１では、５本の縦モ
ードがスペクトル半値幅内に含まれる。一方、シングル
ストライプ型半導体レーザモジュールの場合、駆動電流
１Ａでスペクトル半値幅内に含まれる縦モードは３〜４
本である。

【００７８】すなわち、偏波保存ファイバの場合、slow
軸とfast軸で異なる屈折率を持つため、ＦＢＧ部分で選
択される波長が０．４ｎｍ程度異なる。そのため、互い
に０．４ｎｍずれた各ストライプからの発振スペクトル
の重ね合わせとして得られるスペクトルの半値幅内に含
まれる縦モードの数が増加する。

【００７９】一方、本実施形態例の半導体レーザモジュ
ールでは、２つのストライプから出射されたレーザ光が
偏波合成されて出力されるため、１つのストライプから
の出射レーザ光と比較して偏光度（ＤＯＰ）の低い出力
レーザ光が得られるが、その偏光度が十分低くない場合
には、デポラライザとして偏波保持ファイバを用いるこ
とにより、さらに無偏光化する必要が生じる場合があ
る。本実施形態例の半導体レーザモジュールは、上述の
ように、多くの縦モードが発振しているため、出力され
た光をデポラライザ内で伝搬させることにより、より効
果的にＤＯＰ（Degree Of Polarizatioｎ：偏光度）を
低減できる。従って、本実施形態例の半導体レーザモジ
ュールは、増幅利得の低偏波依存性が要求されるラマン
増幅器の励起光源として好適である。

【００８０】さらに、ダブルストライプ型半導体レーザ
モジュールの場合、高い光出力を得ることができる。図
６は、ダブルストライプ型半導体レーザモジュールにお
いてＬＤ駆動電流に対するファイバ出力を示すグラフで
ある。図６からわかるように、駆動電流が２４００ｍＡ
で約５７０ｍＷの光出力を得ることができる。従って、
本実施形態例のダブルストライプ型半導体レーザモジュ
ールは、高い光出力が要求されるラマン増幅器用の１４
ＸＸ（１３００〜１５５０）ｎｍ帯励起光源や、ＥＤＦ
Ａ用の９８０ｎｍ帯や１４８０ｎｍ帯の励起光源として
好適である。

【００８１】次に、本発明の第１の実施形態例に係る半
導体レーザモジュールＭ１の製造方法について説明す
る。

【００８２】まず、第１の基台１７の平坦部１７ａ上に
第２の基台１８を銀ろう付けして固定する。

【００８３】次いで、半導体レーザ素子２を固定したチ
ップキャリア１１と、フォトダイオード３を固定したフ
ォトダイオードキャリア１２を第１の基台１７上に半田
付けして固定する。

【００８４】次いで、第２の基台１８上に第１レンズ４
を調芯して固定する。この第１レンズ４の調芯工程で
は、半導体レーザ素子２に電流を供給して第１のレーザ
光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２を半導体レーザ素子２の
第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の双方か
ら出射させ、その出射方向を基準方向として設定した
後、第１レンズ４を挿入し、ＸＹＺ軸方向の位置を決め
る。

【００８５】図７は、第１レンズ４の調芯工程を説明す
るための説明図である。Ｘ軸方向については、図７
（Ａ）に示すように、上記のようにして設定された基準
方向（中心軸Ｃ２）と第１のレーザ光Ｋ１との角度θ１
と、中心軸Ｃ２と第２のレーザ光Ｋ２との角度θ２とが
等しくなる位置で決める。Ｙ軸方向については、図７
（Ｂ）に示すように、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレ
ーザ光Ｋ２が第１レンズ４の中心を通る位置で決める。
Ｚ軸については、半導体レーザ素子２からの規定の距離
で、レーザ光のスポット径が最小となる位置で決める。
以上の調芯工程で決まった位置で第１レンズ４を保持す
る第１のレンズ保持部材１３を、第２の基台１８上に第
１の支持部材１９ａを介してＹＡＧレーザ溶接して固定
する。

【００８６】次いで、第２の基台１８上に、プリズム
５、半波長板６、ＰＢＣ７を一体化した偏波合成モジュ
ール５９を調芯して固定する。この偏波合成モジュール
５９の調芯工程では、位置合わせ用光ファイバコリメー
タを用いて、そのファイバに結合する光強度が最大にな
るように、ホルダ部材１４の中心軸Ｃ１（図４参照）回
りθ、ＸＹＺ軸方向の位置を決める。ホルダ部材１４の
中心軸Ｃ１回りの位置決めでは、ホルダ部材１４を中心
軸Ｃ１の周りに回転させて第１の入力部７ａに入射した
第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂに入射した第２
のレーザ光Ｋ２がともに出力部７ｃから出射されるよう
に位置調整する。

【００８７】Ｚ軸方向の位置決めでは、ＰＢＣ７から出
力されたレーザ光Ｋ１、Ｋ２のＸＹ平面上での重なり具
合を調節する。例えば完全に重ねることもできるし、互
いのビームスポットの位置をずらしておくこともでき
る。後者はレーザ光Ｋ１、Ｋ２の光強度が異なっていた
場合、光強度の小さい方の光をより多く受光するよう
に、光ファイバ８を調芯することにより、光ファイバ８
に入射されるレーザ光Ｋ１、Ｋ２の光強度を均等にし
て、偏光度を十分に下げることができるので好ましい。

【００８８】以上の調芯工程で決まった位置でホルダ部
材１４を第２の基台１８上に第２の支持部材１９ｂを介
してＹＡＧレーザ溶接して固定する。

【００８９】次いで、第１の基台１７を、予めパッケー
ジ１の底板上に固定された冷却装置２０上に半田付けし
て固定する。

【００９０】次いで、半導体レーザ素子２及びモニタ用
のフォトダイオード３は、金ワイヤ（図示せず）を介し
てパッケージ１のリード（図示せず）と電気的に接続さ
れる。

【００９１】次いで、不活性ガス（例えばＮ_２、Ｘｅ）
雰囲気においてパッケージ１上部に蓋１ｃを被せて、そ
の周縁部を抵抗溶接することにより気密封止する。

【００９２】次いで、パッケージ１のフランジ部１ａに
対し第２レンズ１６をＸＹ面内及びＺ軸方向で調芯して
固定する。この工程では、第２レンズ１６の出射光がパ
ッケージ１のフランジ部１ａの中心軸と平行となる位置
でＹＡＧレーザ溶接により固定する。

【００９３】最後に、光ファイバ８を調芯して固定す
る。この工程では、第２のレンズ保持部材２１の端部に
金属製のスライドリング２２を固定する。スライドリン
グ２２は、第２のレンズ保持部材２１の端面において、
光ファイバ８の光軸と垂直な面内（ＸＹ平面）で位置調
整後、両者の境界部においてＹＡＧレーザ溶接して固定
される。光ファイバ８を保持するフェルール２３は、光
ファイバ８の出射が最大となる位置で、スライドリング
２２の内部にＹＡＧレーザ溶接により固定される。その
際、光ファイバ８は、合成される複数のレーザ光のパワ
ーバランスを考慮して調芯される。これにより光ファイ
バ８の光軸方向（Ｚ軸方向）の位置が固定される。

【００９４】ここで、本発明の実施形態例の半導体レー
ザモジュールに使用される半導体レーザ素子２について
説明する。図８（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の半導体レーザ
モジュールに使用される半導体レーザ素子２の構成を説
明するための説明図、図９は半導体レーザ素子２の他の
例を示す説明図である。なお、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は
図８（Ａ）のａ−ａ線断面図である。

【００９５】図８（Ａ）に示すように、半導体レーザ素
子２は、例えば有機金属気相成長法、液相法、分子線エ
ピタキシャル成長法、ガスソース分子線エピタキシャル
成長法等の公知のエピタキシャル成長法により、所定の
半導体からなる基板２４の上に、所定の半導体のエビタ
キシャル結晶成長を行って後述する積層構造２５を形成
した後、基板２４の底面に下部電極２６、積層構造２５
の上面に上部電極２７を形成し、へき開を行って所定の
共振器長Ｌ３とし、更に一方のへき開面（前端面２ａ）
に低反射膜２８（例えば反射率５％以下）を成膜し、他
方のへき開面（後端面２ｂ）に高反射膜２９（例えば反
射率９０％以上）を成膜した構造になっている。

【００９６】図８（Ｂ）に示すように、基板２４上の積
層構造２５は、例えば埋め込み型ＢＨ(Buried Heterost
ructure)構造になっていて、例えばＩｎＰから成る基板
２４の上に、例えばｎ−ＩｎＰクラッド層３１、例えば
ＧａＩｎＡｓＰ多層膜により構成されたＧＲＩＮ―ＳＣ
Ｈ−ＭＱＷ（Graded Index Separate Confinement Hete
rostructure Multi Quantumn Well）から成る活性層３
２、例えばｐーＩｎＰクラッド層３３が順次積層されて
おり、更に、ｐーＩｎＰクラッド層３３の上に、例えば
ｐ−ＩｎＰから成る埋め込み層３４、例えばｐ−ＧａＩ
ｎＡｓＰから成るキャップ層３５が積層されている。そ
して、このキャップ層３５の上に上部電極２７が形成さ
れ、また基板２４の底面には下部電極２６が形成されて
いる。

【００９７】そして、上記した下部ｎ−ＩｎＰクラッド
層３１、活性層３２、ｐ−ＩｎＰクラッド層３３は、４
０−６０μｍの間隔を介して互いに平行に並んだ２本の
ストライプ状に加工され、その側面に例えばｐ−ＩｎＰ
ブロッキング層３６とｎ−ＩｎＰブロッキング層３７を
この順序で積層することにより、活性層３２への注入電
流狭窄部が形成されている。

【００９８】上記した活性層３２としては、例えば、基
板２４に対する格子不整合率が０．５％以上1．５％以
下となるような圧縮歪み量子井戸構造を採用し、かつ井
戸数が５個程度の多重量子井戸構造を使用するのが、高
出力化の観点から有利である。また、歪み量子井戸構造
として、その障壁層を井戸層の歪みと反対の引っ張り歪
みを導入して成る歪み補償構造とすれば、等価的に格子
整合条件を満たすことができるため、井戸層の格子不整
合度に関しては更に高い値を用いることも可能である。

【００９９】本実施形態例では、下部ｎ−Ｉｎｐクラッ
ド層３１、ＧＲＩＮ―ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３２、ｐー
ＩｎＰクラッド層３３からなる発光部が、図８の紙面に
垂直な方向にストライプ状に延びて形成されており、こ
の部分をそれぞれストライプ９，１０と称する。

【０１００】次に、上記の構造の半導体レーザ素子２の
製造方法について説明する。

【０１０１】まず、有機金属気相成長法、液相法、分子
線エピタキシャル成長法、ガスソース分子線エピタキシ
ャル成長法等の公知のエピタキシャル成長法により、基
板２４の上に、下部ｎ−ＩｎＰクラッド層３１、ＧＲＩ
Ｎ―ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３２、ｐーＩｎＰクラッド層
３３の順に積層する。

【０１０２】次いで、４０〜６０μｍの間隔を介して互
いに平行に並んだ２本のマスクを上記ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層３３上に形成してから、所定のエッチャントを用い
て上部ｐーＩｎＰクラッド層３３、ＧＲＩＮ―ＳＣＨ−
ＭＱＷ活性層３２、下部ｎ−ＩｎＰクラッド層３１、及
びＩｎＰ基板２４の一部を溶解し、上記ストライプ上に
さらに、ｐ−ＩｎＰブロッキング層３６とｎ−ＩｎＰブ
ロッキング層３７をこの順序で積層することによって、
活性層３２への注入電流狭窄部を形成する。

【０１０３】次いで、上部埋め込み層３４をエピタキシ
ャル成長させて積層する。

【０１０４】また、上部埋め込み層３４上にキャップ層
３５を積層する。

【０１０５】次いで、キャップ層３５の上面に上部電極
２７を形成し、基板２４の底面に下部電極２６を形成す
る。

【０１０６】その後、基板を所定幅Ｌ３のバーにへき開
し、更に一方のへき開面（前端面２ａ）に低反射膜２８
を成膜し、他方のへき開面（後端面２ｂ）に高反射膜２
９を成膜する。最後に、このバーをさらにへき開して共
振器長Ｌ３の半導体レーザ素子２を得る。

【０１０７】このようにして作製された半導体レーザ素
子２は、上部電極２７側を、図１（Ｂ）に示すヒートシ
ンク５８にＡｕＳｎ半田等により接着される。そして、
２つのストライプは、上部電極２７（本実施形態例では
ｐ側）及び下部電極２６（本実施形態例ではｎ側）を通
して外部より供給される電流により、同時にレーザ発振
し、低反射膜２８からの２つの出射光が前述したＰＢＣ
７により合波されて所望の用途に供される。

【０１０８】ここで、２つのストライプの特性が全く同
じであるとすると、本実施形態例に係る半導体レーザ素
子２のしきい値電流は、ストライプ１本のしきい値電流
の２倍、全光出力は、ストライプ１本の光出力の２倍と
なる。すなわち、半導体レーザ素子２全体としては、ス
トライプ１本当たりの駆動電流の約２倍の駆動電流で約
２倍の光出力が得られ、半導体レーザ素子２のスロープ
効率は１本のストライプを有する半導体レーザ素子２と
変わらない。

【０１０９】なお、上記した例では、２つのストライプ
が同時に駆動される構造を示したが、例えば図８（Ｃ）
に示すように、２つのストライプの間に上部電極２７か
ら下部クラッド層３０の深さにまで及ぶ分離溝３８を形
成し、その分離溝３８表面を絶縁膜３９で被覆すること
により、２つのストライプを電気的に分離することがで
きる。このような半導体レーザ素子２の下部電極２６側
を、図示しないヒートシンクにＡｕＳｎ半田等により接
着すれば、２つのストライプに供給する駆動電流を独立
に制御することも可能となり、光ファイバ８から出射さ
れるレーザ光の偏光面をランダム化することが容易とな
る。この場合、２つのストライプの少なくとも正極側も
しくは負極側の片方を電気的に絶縁すればよい。

【０１１０】なお、図８（Ｃ）に示す半導体レーザ素子
２の構造の場合、一方のストライプだけに駆動電流を流
して使用し、他方のストライブは、一方のストライプの
活性層が異常になった場合に電流を流して使用するよう
にしてもよい。この場合、片方のストライプを冗長系と
することになるので、半導体レーザ素子２の製品寿命を
延ばすことができる。

【０１１１】また、上部電極２７側をヒートシンク５８
に接着して使用する場合には、ヒートシンク５８側に、
上部電極２７に対応した電極パターンを形成しておくこ
とにより、これら２つのストライプを独立に駆動するこ
とができる。

【０１１２】また、上記した例では、半導体レーザ素子
２は、ＩｎＰ系の埋め込み型ＢＨ構造のものを説明した
が、例えば図９に示すようなＧａＡｓ系のリッジ導波路
型の半導体レーザ素子２であってもよい。図９に示すよ
うに、この半導体レーザ素子２は、ｎ−ＧａＡｓからな
る基板４０上に、ｎ型下部クラッド層４１、活性層４
２、ｐ型上部クラッド層４３、絶縁層４４、ｐ−ＧａＡ
ｓ層４５を積層し、２つのリッジ部が形成されている。
絶縁層４４及びｐ−ＧａＡｓ層４５上には上部電極（ｐ
電極）４６が形成され、基板４０の底面には下部電極
（ｎ電極）４７が形成されている。

【０１１３】リッジ部は、図９の紙面に垂直な方向にス
トライプ状に延びて形成され、当該リッジ部直下の部分
の活性層４２がそれぞれ発光する。この発光部をそれぞ
れストライプ９，１０と称する。もちろん、ＩｎＰ系の
リッジ型ＬＤとすることも可能である。

【０１１４】さらに、本実施形態例では、半導体レーザ
素子２の基本構造であるファブリ・ペロー型の半導体レ
ーザ素子２を説明したが、本実施形態例では、後述する
ような波長選択手段を具備した半導体レーザ素子２を用
いてもよい。このような半導体レーザ素子２を使用すれ
ば、ＦＢＧ付の光ファイバ８を使用しなくても、発振波
長の安定化された光出力を得ることが可能となる。

【０１１５】（第２の実施形態例）図１０は、本発明の
第２の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ２の
構成を模式化して示す説明図である。図１０に示すよう
に、第２の実施形態例では、常光線である第１のレーザ
光Ｋ１が光ファイバ８の軸線方向に伝搬するように、Ｐ
ＢＣ７の第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２の
入射面が楔形に傾斜して形成されている。それ以外は第
１の実施形態例の半導体レーザモジュールと略同様であ
る。第２の実施形態例によれば、常光線である第１のレ
ーザ光Ｋ１が光ファイバ８の軸線方向に伝搬するので、
半波長板６と第１レンズ４との間にプリズム５を配設す
る必要がなくなり、構成を簡単にすることができる。

【０１１６】また、半導体レーザモジュールＭ２の光軸
方向の長さを短くできるので、高温環境における光出力
特性に対するパッケージの反りの影響を低減できる。

【０１１７】なお、第２の実施形態例においても、中心
軸周りの角度調整を容易にするため、半波長板６とＰＢ
Ｃ７とを同一のホルダ部材１４に固定し偏波合成モジュ
ールとして構成してもよい。

【０１１８】（第３の実施形態例）図１１は、本発明の
第３の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ３の
構成を模式化して示す説明図である。図１１に示すよう
に、第３の実施形態例では、常光線である第１のレーザ
光Ｋ１が第１レンズ４を通過後光ファイバ８の軸線方向
に伝搬するように、半導体レーザ素子２及び第１レンズ
４は、軸線方向に対して所定角度傾斜して配置されてい
る。それ以外は第１の実施形態例の半導体レーザモジュ
ールと略同様である。第３の実施形態例によれば、常光
線である第１のレーザ光Ｋ１が光ファイバ８の軸線方向
に伝搬するので、半波長板６と第１レンズ４との間にプ
リズム５を配設する必要がなくなり、構成を簡単にする
ことができる。また、ＰＢＣ７の研磨を片方だけ行えば
よいので、第２の実施形態例に比べ研磨の簡略化が可能
となる。

【０１１９】また、半導体レーザモジュールＭ３の光軸
方向の長さを短くできるので、高温状態における光出力
特性に対するパッケージの反りの影響を低減できる。

【０１２０】なお、第３の実施形態例においても、中心
軸周りの角度調整を容易にするため、半波長板６とＰＢ
Ｃ７とを同一のホルダ部材１４に固定し偏波合成モジュ
ールとして構成してもよい。

【０１２１】上記の実施形態例に係る半導体レーザモジ
ュールＭ１〜Ｍ３は、高出力で偏光度が小さく、波長が
安定したレーザ光を出射することができるので、エルビ
ウムドープ光増幅器やラマン増幅器の励起光源として用
いることが可能である。

【０１２２】（第４の実施形態例）図１２は、本実施形
態例の半導体レーザモジュールに用いられ、図４に示す
偏波合成モジュール５９の他の例を表した第４の実施形
態例の偏波合成モジュール６０を示す分解斜視図、図１
３は、図１２の偏波合成モジュール６０を示す側面断面
図である。なお、図４の偏波合成モジュール５９と同一
の部材は同一の符号を付して説明を省略する。

【０１２３】図１２及び図１３に示すように、第４の実
施形態例の偏波合成モジュール６０は、長手方向に、収
容部となる溝部６１ａが形成されたホルダ部材６１と、
ホルダ部材６１の溝部６１ａに嵌って配置される第１の
調整シート６２及び第２の調整シート６３と、第１の調
整シート６２上に配置されるプリズム５と、第２の調整
シート６３上に配置されるＰＢＣ７と、ホルダ部材６１
の溝部６１ａに嵌って配置される半波長板ホルダ６４
と、半波長板ホルダ６４に保持される半波長板６と、ホ
ルダ部材６１の溝部６１ａの開口側に形成された段差部
６１ｂに嵌って固定される板状のトップカバー６５とを
有する。

【０１２４】ホルダ部材６１、半波長板ホルダ６４及び
トップカバー６５は、ＹＡＧレーザ溶接の可能な材質
（例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（商標：コバール））で
作られている。また、半波長板ホルダ６４は仕切板を兼
ねてもよい。

【０１２５】半波長板６の上部はメタライズされ、半波
長板ホルダ６４の上部は金メッキされており、半波長板
６の上部と半波長板ホルダ６４の上部とが半田付けされ
て固定される。

【０１２６】第１の調整シート６２及び第２の調整シー
ト６３は、プリズム５及びＰＢＣ７の位置決めを容易に
するために変形可能な材質で作られており、例えば、ソ
フトメタル（Ｉｎ等）、半田シート（Ｓｎ−Ｐｂ等）の
ような柔軟部材や樹脂等の弾性部材で作られている。

【０１２７】偏波合成モジュール６０は又、ホルダ部材
６１の溝部６１ａの両端部にＹＡＧレーザ溶接で固定さ
れる第１のストッパー６６及び第２のストッパー６７が
取り付けられる。図１３に示すように、第１のストッパ
ー６６及び半波長板ホルダ６４は、第１の調整シート６
２を挟んで保持することにより、第１の調整シート６２
の流れ止めとなる仕切板としての役割を有する。また、
第２のストッパー６７及び半波長板ホルダ６４は、第２
の調整シート６３を挟んで保持することにより、第２の
調整シート６３の流れ止めとなる仕切板としての役割を
有する。

【０１２８】なお、第１のストッパー６６及び第２のス
トッパー６７は、予めホルダ部材６１に一体に成形され
ていてもよい。また、第１のストッパー６６及び第２の
ストッパー６７は、光が透過する材料、例えばガラスや
樹脂で作られてもよい。また、第１のストッパー６６及
び第２のストッパー６７は、レンズ、プリズム、光合成
部材、偏光回転部材のいずれかでもよい。

【０１２９】次に、第４の実施形態例の偏波合成モジュ
ール６０の組立方法について説明する。まず、ホルダ部
材６１の溝部６１ａの両端部に第１のストッパー６６及
び第２のストッパー６７をＹＡＧレーザ溶接で固定す
る。

【０１３０】次いで、半波長板６を半波長板ホルダ６４
に半田付けして保持する。

【０１３１】次いで、半波長板６を保持した半波長板ホ
ルダ６４をホルダ部材６１の溝部６１ａにＹＡＧレーザ
溶接して固定する。その際、第１のストッパー６２及び
第２のストッパー６３と半波長板ホルダ６４との間に第
１の調整シート６２及び第２の調整シート６３がそれぞ
れ嵌るように、半波長板ホルダ６４を位置決めする。

【０１３２】次いで、第１のストッパー６６と半波長板
ホルダ６４との間のホルダ部材６１の溝部６１ａに第１
の調整シート６２を嵌めて配置する。また、第２のスト
ッパー６７と半波長板ホルダ６４との間にホルダ部材６
１の溝部６１ａに第２の調整シート６３を嵌めて配置す
る。

【０１３３】次いで、第１の調整シート６２上にプリズ
ム５を載置し、第２の調整シート６３上にＰＢＣ７を載
置する。

【０１３４】次いで、ホルダ部材６１の溝部６１ａの開
口側に形成された段差部６１ｂにトップカバー６５を嵌
める。プリズム５及びＰＢＣ７は、トップカバー６５の
裏面６５ａと面接触して押圧される。これによって、第
１の調整シート６２及び第２の調整シート６３が変形
し、プリズム５及びＰＢＣ７は所望の位置に位置決めさ
れる。

【０１３５】最後に、トップカバー６５とホルダ部材６
１とをＹＡＧレーザ溶接で固定する。

【０１３６】この偏波合成モジュール６０によれば、プ
リズム５及びＰＢＣ７の上面がトップカバー６５の裏面
６５ａと面接触して押圧され、第１の調整シート６２及
び第２のシート６３の変形により、位置決めされる。ト
ップカバー６５の裏面６５ａは、溝部６１ａ表面よりも
加工精度が高い平面に形成される。従って、トップカバ
ー６５の裏面６５ａに面接触されたプリズム５及びＰＢ
Ｃ７の光入射面は、トップカバー６５の裏面６５ａに対
して垂直に精密に位置決めされるので、光軸回りの回転
方向θを精度よく位置決めすることができる。

【０１３７】この観点から、トップカバー６５の、プリ
ズム５や光合成部材７との当接面の加工精度は、ＪＩＳ
Ｂ ０６０１（ＪＩＳ Ｂ ００３１）により、面粗
度が、最大高さＲmax≦１０μｍ、中心線平均粗さＲa≦
５μｍ、１０点平均粗さＲz≦１０μｍ、の少なくとも
一つを満たすのが好ましい。

【０１３８】なお、第１の調整シート６２及び第２の調
整シート６３は一体となっていてもよい。また、プリズ
ム５及びＰＢＣ７に金メッキを施し、ホルダ部材６１の
溝部６１ａに直接、半田付けして固定してもよい。この
場合、第１の調整シート６２及び第２の調整シート６３
は不要となるが、溝部６１ａの加工面を精度よく形成す
ることが好ましい。

【０１３９】（第５の実施形態例）上述した半導体レー
ザ素子２の第１のストライプ９と第２のストライプ１０
は、互いに長手方向に平行に延びて形成されているが、
これに限らず例えば図１４に示すように、傾斜して形成
されていてもよい。図１４では、右側が光を出射させる
方向であり、右側に行くに従ってストライプ９，１０の
間隔が狭くなっている。この場合、２本のストライプ
９，１０から出射される２本のレーザ光は半導体レーザ
素子２から短距離で交差するので、第１のレーザ光Ｋ１
及び第２のレーザ光Ｋ２が第１レンズ４を通過後、第１
のレーザ光Ｋ１の光路上にのみ半波長板６を挿入できる
程度に十分に分離する（図２においてＤ’が十分大きく
なることをいう）ために必要な伝搬距離（図２における
Ｌ）が短くなるため、半導体レーザモジュールＭの光軸
方向の長さを短くすることができる。

【０１４０】なお、図１４において左側方向に光を出射
させても同様に上記伝搬距離Ｌを短くすることができ
る。

【０１４１】（第６の実施形態例）図１５（Ａ）〜
（Ｃ）は、本発明の実施形態例に係る半導体レーザモジ
ュールに使用され、図８に示す半導体レーザ素子２とは
異なる構成の第６の実施形態例の半導体レーザ素子６８
を示す。図１５（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図１５
（Ａ）のｂ−ｂ線断面図、ｃ−ｃ線断面図である。

【０１４２】図１５に示すように、第６の実施形態例の
半導体レーザ素子６８は、ｎ−ＩｎＰ基板６９の（１０
０）面上に、順次、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７０、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ（分布屈折率分離閉込め多重量子井戸）活性層７
１、ｐ−ＩｎＰクラッド層７２、および埋め込み層７
３、ＧａＩｎＡｓＰキャップ層７４が積層された構造を
有する。

【０１４３】２つのストライプの各ｐ−ＩｎＰクラッド
層７２内には、それぞれ膜厚２０ｎｍを有したｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓの回折格子７５が、ピッチ約２３０ｎｍで周期
的に形成されている。この回折格子７５により、たとえ
ば中心波長が１４８０ｎｍ帯のレーザ光を選択するよう
にしている。この回折格子７５を含むｐ−ＩｎＰクラッ
ド層７２、ＧＲＩN−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層７１及びｎ
−ＩｎＰバッファ層７０上部は、メサストライプ状に加
工され、メサストライプの両側は、電流ブロッキング層
として形成されたp−ＩｎＰブロッキング層７６とｎ−
ＩｎＰブロッキング層７７によって埋め込まれている。
また、ＧａＩｎＡｓＰキャップ層７４の上面には、Ｐ側
電極７８が形成され、ｎ−ＩｎＰ基板６９の裏面には、
ｎ側電極７９が形成されている。

【０１４４】半導体レーザ素子６８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
をもつ第１の反射膜８０が形成され、他端面である光出
射端面には、反射率が５％以下の低光反射率をもつ第２
の反射膜８１が形成される。第１の反射膜８０と第２の
反射膜８１とによって形成された光共振器のＧＲＩＮ−
ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層７１内に発生した光は、第１の反
射膜８０によって反射し、第２の反射膜８１を介し、レ
ーザ光として出射される。

【０１４５】半導体レーザ素子６８は、例えばラマン増
幅器の励起用光源として用いられる場合、その発振波長
λ₀は、1３００ｎｍ〜1５５０ｎｍであり、共振器長Ｌ
_Ｒは、８００μｍ以上３２００μｍ以下に設定される。

【０１４６】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_Ｒ）である。ここ
で、発振波長λ₀を１４８０μｍとし、等価屈折率を
３．５とすると、共振器長が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、
このことは、一般に共振器長を長くすればするほど単一
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
なることを意味する。

【０１４７】一方、回折格子７５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７５による
選択波長特性は、図１６に示す発振波長スペクトル８２
として表される。図１６に示すように、この実施の形態
例では、回折格子７５を有した半導体レーザ素子による
発振波長スペクトルの半値幅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。ここで、従来のＤＦＢ（Distributed Feedback）等
の半導体レーザ素子は、単一縦モード発振を得ることを
目的としていたため、縦モード間隔が狭くモード選択性
が弱いために単一縦モード発振が困難となる８００μｍ
以上の共振器長は使用されなかった。しかしながら、こ
の実施形態例の半導体レーザ素子６８では、共振器長Ｌ
_Ｒ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
を含んだ状態でレーザ発振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△λｈ内に３つの発
振縦モード８３ａ〜８３ｃを有している。

【０１４８】複数の発振縦モードで発振するレーザ光を
用いると、単一縦モードで発振するレーザ光を用いた場
合に比して、各縦モードのピーク強度を抑えつつ、複数
の縦モード全体としては高いレーザ出力値を得ることが
できる。例えば、この実施の形態例に示した半導体レー
ザ素子６８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素子のプロファイ
ルであり、高いピーク値を有している。

【０１４９】ここで、半導体レーザ素子をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合、ラマン利得を大きくす
るためには励起光出力パワーを増大することが好ましい
一方で、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には、誘導ブリルアン散乱が発生
するしきい値光強度Ｐthが存在するので、図１７（Ｂ）
に示すように、半導体レーザ素子を複数の縦モードで発
振させ、各縦モードのピーク強度を誘導ブリルアン散乱
のしきい値光強度Ｐth内に抑えることによって、誘導ブ
リルアン散乱の発生を抑えつつ高い励起光出力パワーを
得ることができる。その結果、雑音の増加を抑えつつ高
いラマン利得を得ることが可能となる。

【０１５０】また、図１６に示すように、発振縦モード
８３ａ〜８３ｃの波長間隔（モード間隔）Δλは、０．
1ｎｍ以上としている。これは、半導体レーザ素子６８
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。その結果、
上述したモード間隔△λの式によって、発振波長λ₀が
１４８０μｍの場合には、上述した共振器長Ｌ_Ｒが３２
００μｍ以下であることが好ましいことになる。

【０１５１】また、ラマン増幅においては利得が信号光
の偏光方向に依存することから、信号光の偏光方向のラ
ンダム性による利得変動の問題を解決するため、励起光
をデポラライズ（無偏光化）しておく必要がある。本発
明の第１乃至第６の実施形態例による半導体レーザモジ
ュールでは、偏波合成されたレーザ光が得られ、単一の
ストライプからの出力光と比較して偏光度（ＤＯＰ）が
低いため、そのままラマン増幅に好適に使用できるもの
ではあるが、偏波合成のみでＤＯＰの低減が十分達成で
きない場合には、さらにデポラライズを行う必要が生じ
る。このためには、偏波保持ファイバにレーザ光を伝搬
させてデポラライズを行う方法がある。この場合、発振
している縦モードの数が多いほど、レーザ光のコヒーレ
ント長（可干渉長）が短くなるため、デポラライズに必
要な偏波保持ファイバの長さが短くなる。この観点か
ら、発振スペクトルの半値幅Δλｈ内に３本以上の縦モ
ードが存在していることが好ましく、特に４本又は５本
の縦モードが存在していると、必要な偏波保持ファイバ
の長さは急激に短くなる。したがって、発振スペクトル
の半値幅Δλｈ内に３本以上、より好ましくは４本以上
の縦モードが存在していると、デポラライズに使用する
偏波保持ファイバの長さを短くできるので、増幅器の構
成を簡略化できるとともに、コストを低くすることがで
きる。

【０１５２】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縦モードの変動に
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８２の半値幅Δλｈは、３ｎ
ｍ以下、好ましくは２ｎｍ以下とするのが好ましい。

【０１５３】さらに、ファイバブラッググレーディング
（ＦＢＧ）を用いた半導体レーザモジュールの場合、Ｆ
ＢＧと光反射面との間の共振によって相対強度雑音（R
ＩN）プロファイルの周波数軸上に周期的なピークが現
れ、これにより増幅された信号光にノイズが加わる。こ
れに対し、この実施形態例の半導体レーザ素子６８を用
いた半導体レーザモジュールでは、ストライプに回折格
子７５が設けられているので、そのようなノイズピーク
のない、波長安定化されたレーザ光を得ることができる
ため、低ノイズのラマン増幅を行わせることができる。

【０１５４】また、ＦＢＧを用いた半導体レーザモジュ
ールの場合、共振器内に機械的な結合部（すなわち、フ
ランジ１ａとＦＢＧ付きファイバ８を保持したフェルー
ル２３とのＹＡＧレーザ溶接による結合）を有するた
め、振動や温度変化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。これに対し、この実施形態例の
半導体レーザ素子６８では、共振器を構成するために機
械的な結合部を要しないため、機械的な振動や温度変化
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。

【０１５５】この実施の形態例によれば、半導体レーザ
素子６８が回折格子７５によって波長選択を行い、発振
波長を1３００〜1５５０μｍ帯とし、共振器長Ｌ_Ｒを８
００〜３２００μｍ帯とすることによって、発振波長ス
ペクトル８２の半値幅△λｈ内に複数の発振縦モード、
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
射するようにしている。その結果、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。

【０１５６】また、回折格子７５が半導体レーザ素子６
８のストライプ内に形成されているため、半導体レーザ
素子の外部にＦＢＧ付きのファイバを光結合させる場合
のように、機械的振動や温度変化などによって光結合が
変動することがない。

【０１５７】（第７の実施形態例）図１８（Ａ）〜
（Ｃ）は第７の実施形態例である半導体レーザ素子の構
成を示す長手方向の縦断面図である。

【０１５８】上述した第６の実施形態例では、共振器長
Ｌ_Ｒを長くすることによって、発振波長スペクトル８２
の半値幅Δλｈ内の縦モード数が複数となるようにして
いる。これに対し、第７の実施形態例では、回折格子の
グレーティング長ＬＧあるいは結合係数を変化させるこ
とによって、発振波長スペクトル８２の半値幅Δλｈを
変化させ、これによって半値幅Δλｈ内の縦モード数を
増やすようにしている。

【０１５９】図１８（Ａ）に示すように、半導体レーザ
素子８４ａは、回折格子７５の配置構成が、第６の実施
形態例に係る半導体レーザ素子６８と異なるとともに、
第２の反射膜８１の反射率が異なる。その他の構成は、
半導体レーザ素子６８と同じであり、同一構成部分に
は、同一符号を付して、説明を省略する。

【０１６０】回折格子７５は、反射率２％以下、より好
ましくは１％以下、さらに好ましくは０．２％以下の低
光反射率をもつ第２の反射膜８１から反射率８０％以上
の高光反射率をもつ第１の反射膜８０側に向けて所定長
ＬＧ１分、形成され、所定長ＬＧ１以外のｐ−ＩｎＰク
ラッド層７２には、回折格子７５が形成されていない。

【０１６１】また、図１８（Ｂ）は、第７の実施形態例
の変形例である半導体レーザ素子８４ｂの横成を示す長
手方向の縦断面図である。この半導体レーザ素子８４ｂ
は、第１の反射膜８０側に設けた回折格子７５を有する
とともに、第１の反射膜８０の反射率を低光反射率とし
ている。すなわち、回折格子７５は、反射率０．1〜２
％の低光反射率をもつ第１の反射膜８０から反射率1〜
５％の低光反射率をもつ第２の反射膜８１側に向けて所
定長ＬＧ２分、形成され、所定長ＬＧ２以外のｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層７２には、回折格子７５が形成されない。

【０１６２】さらに、図１８（Ｃ）は、第７の実施形態
例のさらなる変形例である半導体レーザ素子８４ｃの構
成を示す長手方向の縦断面図である。この半導体レーザ
素子８４ｃは、図１８（Ａ）に示した回折格子７５およ
び図１８（Ｂ）に示した回折格子７５の構成を適用した
ものである。

【０１６３】すなわち、この半導体レーザ素子８４ｃ
は、２％以下の低光反射率をもつ第２の反射膜８１から
反射率２％以下の低光反射率をもつ第１の反射膜８０側
に向けて所定長ＬＧ３分、形成された回折格子７５と、
この第１の反射膜８０から第２の反射膜８１側に向けて
所定長ＬＧ４分、形成された回折格子７５とを有する。

【０１６４】図１８に示した回折格子７５の所定長を変
化させることによって、発振縦モードのモード間隔Δλ
が固定的であっても、図１６に示した発振波長スペクト
ル８２の半値幅Δλｈを変化させることができる。

【０１６５】すなわち、発振波長スペクトル８２の半値
幅Δλｈを広くするためには、回折格子７５の長さを短
くすることも有効である。このため、実施の形態例に示
したように、回折格子７５を共振器（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ
−ＭＱＷ活性層７１）の長さ全体に施すのではなく、こ
の共振器の一部に形成するようにする。

【０１６６】この場合、共振器に対する回折格子７５の
位置によっては、発振の位相条件が満たされず、十分な
特性が得られないおそれがあるため、図１８（Ａ）に示
したように、回折格子７５を第２の反射膜８１を起点と
して第１の反射膜８０に向かう方向に共振器の途中まで
延ばして形成する場合には、第２の反射膜８１として２
％以下の反射率をもつ低光反射コートを施すとともに、
第１の反射膜８０として８０％以上の反射率をもつ高反
射コートを施すようにするのが好ましい。また、図１８
（Ｂ）に示したように、回折格子７５を第１の反射膜８
０を起点として第２の反射膜８１に向かう方向に共振器
の途中まで延ばして形成する場合には、第１の反射膜８
０として２％以下の反射率をもつ低光反射コートを施す
とととに、第２の反射膜８１として1〜５％の反射率を
もつ低反射コートを施すようにするのが好ましい。さら
に、図１８（Ｃ）に示したように、回折格子７５をそれ
ぞれ第２の反射膜８１側および第１の反射膜８０側に形
成する場合には、第２の反射膜８１および第１の反射膜
８０として、ともに反射率２％以下の低光反射コートを
施すのが好ましい。

【０１６７】また、図１８（Ａ）に示したように、回折
格子７５を第２の反射膜８１側に形成する場合には、回
折格子７５自体の反射率を低めに設定するのが好まし
く、図１８（Ｂ）に示したように、回折格子７５を第１
の反射膜８０側に形成する場合には、回折格子７５自体
の反射率を高めに設定することが好ましい。また、図１
８（Ｃ）に示したように、回折格子７５を第２の反射膜
８１側および第１の反射膜８０側の双方に形成する場合
には、一方の回折格子７５自体の反射率を低めに設定す
るとともに、他方の回折格子７５自体の反射率を高めに
設定するのが好ましい。これによって、回折格子７５に
よる波長選択特性を満足させつつ、第１の反射膜８０お
よび第２の反射膜８１によるファプリペロー型共振器の
影響を小さくすることができる。

【０１６８】具体的に、図１８（Ａ）に示した半導体レ
ーザ素子では、共振器長Ｌ_Ｒが1３００μｍであり、回
折格子７５のグレーティング長ＬＧ１が５０μｍ、結合
係数Kと、グレーティング長の積ｋ・ＬＧが０．１２５
である。このような回折格子７５を適用した場合、発振
波長スペクトル８２の半値幅Δλｈは、約２ｎｍとな
り、半値幅Δλｈ内に３〜８本程度の発振縦モードを含
ませることができる。

【０１６９】また、図１８では、回折格子７５を、第２
の反射膜８１側または第１の反射膜８０側、あるいは第
２の反射膜８１側および第１の反射膜８０側の双方に設
けたが、これに限らず、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性
層７１に沿い、共振器長に対して部分的な長さをもつ回
折格子７５を形成するようにしてもよい。

【０１７０】この第７の実施形態例では、共振器長Ｌ_Ｒ
に対する回折格子７５の長さを部分的なものとし、この
回折格子７５のグレーティング長ＬＧおよび結合係数K
ＬＧを適切に変化させることによって、所望の発振波長
スペクトル８２の半値幅Δλｈを得ることができ、この
半値幅Δλｈ内に複数の発振縦モードをもったレーザ光
を発振させることができ、第６の実施形態例と同様な作
用効果をもった半導体レーザ素子を実現することができ
る。

【０１７１】（第８の実施形態例）図１９は本発明の第
８の実施形態例である半導体レーザ素子の構成を示す長
手方向の縦断面図である。

【０１７２】上述した第６及び第７の実施形態例では、
回折格子７５のグレーティング周期は一定であったが、
この第８の実施形態例では、回折格子７５のグレーティ
ング周期を周期的に変化させたチャープドグレーティン
グを用い、これによって、回折格子７５の波長選択特性
に揺らぎを発生させ、発振波長スペクトル８２の半値幅
Δλｈを広げて、半値幅Δλｈ内の縦モード数を増加さ
せるようにしている。

【０１７３】図１９に示すように、半導体レーザ素子８
５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７５を有している。その他の構成
は、第６の実施形態例の半導体レーザ素子６８と同じで
あり、同一構成部分には、同一符号を付して、説明を省
略する。

【０１７４】図２０は、回折格子７５のグレーティング
周期の周期的変化を示す図である。図２０に示すよう
に、この回折格子７５は、平均周期が２３０ｎｍであ
り、±０．1５ｎｍ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±０．1５ｎｍの周期揺
らぎによって回折格子７５の反射帯域は、約２ｎｍの半
値幅を有し、これによって、発振波長スペクトルの半値
幅Δλｈ内に３〜６本程度の発振縦モードを持たせるこ
とができる。

【０１７５】上述した第８の実施形態例では、共振器長
Ｌ_Ｒ全体にわたってチャープドグレーティングを形成す
るようにしていたが、これに限らず、第７の実施形態例
に示したようにチャープドグレーティングの回折格子７
５を、共振器長Ｌ_Ｒに対して部分的に配置するようにし
てもよい。すなわち、上述した第８の実施形態例に示し
たチャープドグレーティングを第７の実施形態例に適用
するようにしてもよい。

【０１７６】また、上述した第８の実施形態例では、一
定の周期Ｃでグレーティング周期を変化させるチャープ
ドグレーティングとしたが、これに限らず、グレーティ
ング周期を、周期∧1（２３０ｎｍ＋０．1５ｎｍ）と周
期∧２（２３０ｎｍ−０．1５ｎｍ）との間で、ランダ
ムに変化させるようにしてもよい。

【０１７７】さらに、図２１（Ａ）に示すように、周期
∧1と周期∧２とを１回ずつ交互に繰り返す回折格子７
５ａとして、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。
また、図２１（Ｂ）に示すように、周期∧1と周期∧２
とをそれぞれ複数回、交互に繰り返す回折格子７５ｂと
して、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。さら
に、図２１（Ｃ）に示すように、連続する複数回の周期
∧1と連続する複数回の周期∧２とをもつ回折格子７５
ｃ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∧1と周期∧２との間の離散的な異なる値をも
つ周期を補間して配置するようにしてもよい。

【０１７８】この第８の実施形態例では、半導体レーザ
素子に設けられる回折格子７５としてチャープドグレー
ティングなどを用い、平均周期に対して±０．０５〜
０．２ｎｍ程度の周期揺らぎをもたせることによって、
回折格子７５の反射帯域の半値幅ひいては発振波長スペ
クトルの半値幅Δλｈを決定し、該半値幅Δλｈ内に複
数の発振縦モードが含まれるレーザ光が出力されるよう
にする。この結果、第６の実施形態例あるいは第７の実
施形態例と同様な作用効果をもった半導体レーザ素子を
実現することができる。

【０１７９】（第９の実施形態例）第６〜第８の実施形
態例の半導体レーザ素子では、２つのストライプに設け
られた回折格子７５で選択される波長は略同一である。
これに対し、第９の実施形態例の半導体レーザ素子で
は、２つのストライプに設けられた回折格子７５で選択
される波長が異なるように選択して設定されている。

【０１８０】２つのストライプの回折格子７５で選択さ
れる波長がわずかにずれている場合（０．１以上３ｎｍ
未満、例えば約０．５ｎｍ程度）、両ストライプの出射
光の重ね合わせとして得られるスペクトルは、そのスペ
クトル半値幅内により多くの縦モードを有する。このた
め、ＤＯＰが効率的に低減され、ラマン増幅に好適に使
用することができる。

【０１８１】また、２つのストライプが互いに数ｎｍ〜
数十ｎｍ異なった波長（例えば３ｎｍ以上異なっていて
もよい。）のレーザ光を出射するように異なった波長の
回折格子７５を設計することもできる。この場合、１つ
の半導体レーザ素子の２つのストライプから出射される
レーザ光は、パッケージ１内に内蔵される波長合成素子
によって波長合成され、これによって従来複数の半導体
レーザモジュールからの出力光を波長合成する際に使用
していた外部の波長合成カプラが不要となり、小型化、
省部品化が可能となる。

【０１８２】なお、この場合、光出力をそれぞれの波長
毎に制御することが必要となる場合がある。そこで、図
８（Ｃ）に示すように、２つのストライプの間に分離溝
３８を形成し、その分離溝３８表面を絶縁膜で被覆する
ことにより、２つのストライプを電気的に分離するのが
好ましい。

【０１８３】以上第６〜第９実施形態例においては、回
折格子７５を任意に組み合わせて２つのストライプを形
成することにより、半導体レーザモジュールから出力さ
れる光の波長を任意に設定することができる。

【０１８４】なお、このように互いに異波長のレーザ光
を出射する２つのストライプから出射された光を、ルチ
ル等の複屈折物質を用いずに波長合成する場合、すなわ
ち、例えばプリズムを用いて波長合成する場合には、半
波長板６は使用しなくてもよい。

【０１８５】（第１０の実施形態例）第１〜第５の実施
形態例のように、２つのレーザ光を出射するダブルスト
ライプ型半導体レーザモジュールでは、ＦＢＧを形成し
た偏波保存ファイバを取り付ける場合には、通常、偏波
保存ファイバの偏波保存軸にレーザ光の偏光方向が一致
するように調整することが行われる。

【０１８６】これに対し、第１０の実施形態例では、２
つのストライプに回折格子７５を設けた第６〜第９の実
施形態例の半導体レーザ素子を用いて、ＦＢＧを不要と
し、さらに偏波保存ファイバの偏波保存軸を半導体レー
ザ素子の各レーザ光の偏光方向と４５度ずれるように光
結合している。これによって、偏波保存ファイバをデポ
ラライザとして機能させることができ、ＤＯＰをより効
果的に低減することができる。

【０１８７】（第１１の実施形態例）図２２（Ａ）は、
本発明の第１１の実施形態例に係る半導体レーザモジュ
ールの構成を模式化して示す説明図である。

【０１８８】図２２（Ａ）に示すように、第１１の実施
形態例では、２つのストライプに回折格子７５を設けた
第６〜第１０の実施形態例の半導体レーザ素子（代表し
て符号８６とする）を用いて、光ファイバ８にＦＢＧ等
の光反射部１５を設ける必要をなくし、さらに、半導体
レーザ素子８６から出射された第１のレーザ光Ｋ１及び
第２のレーザ光Ｋ２を光ファイバ８に向かう方向にだけ
透過させる光アイソレータ９４が、第１レンズ４と第２
レンズ１６との間に配置されている。それ以外は第１の
実施形態例の半導体レーザモジュールと略同様である。
光アイソレータ９４を配置することにより、反射戻り光
を防止して半導体レーザ素子８６の動作を安定化させる
ことができる。なお、光アイソレータ９４は、第１のレ
ーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２が平行になっている箇
所、例えばプリズム５と半波長板６との間に配置される
ことにより、１つの光アイソレータ９４で両方のレーザ
光に対応することができる。

【０１８９】なお、アイソレータ９４を用いずに、レー
ザ光Ｋ１，Ｋ２がＰＢＣ７の入射面に斜めに入射するよ
う、ＰＢＣ７を傾けることにより、反射戻り光が半導体
レーザ素子２に結合することを防止するようにしてもよ
い。なお、本発明では、半波長板６とＰＢＣ７は同一の
保持部財１４に固定されて偏波合成モジュール６０が構
成されているため、角度調整が容易に行える。さらに、
図２２（Ｂ）に示すように、ＰＢＣ７の入射面をＺ軸方
向に角度β（例えば４°）だけ傾斜して加工しておくこ
とによっても、反射戻り光が半導体レーザ素子２に結合
することを防止することができる。

【０１９０】（第１２の実施形態例）図２３は、本発明
の第１２の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの
構成を模式化して示す説明図である。

【０１９１】図２３に示すように、第１２の実施形態例
では、２つのストライプ９，１０を備えた半導体レーザ
素子２から出射された第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレ
ーザ光Ｋ２のうち、第２のレーザ光Ｋ２が第１レンズ４
の中心点及び光ファイバ８の軸線方向を通過するように
構成されていることを特徴としている。

【０１９２】ＰＢＣ７において、第２のレーザ光Ｋ２の
入力部７ｂと出力部７ｃとは第２のレーザ光Ｋ２の光軸
に対して垂直に形成され、第１のレーザ光Ｋ１の入力部
７ａはこれらの面に対して傾斜して形成されている。そ
れ以外の点は第１の実施形態例の半導体レーザモジュー
ルと略同様である。

【０１９３】第１２の実施形態例によれば、第２のレー
ザ光Ｋ２が第１レンズ４の中心点及び光ファイバ８の軸
線方向を通過し、第１のレーザ光Ｋ１が第１レンズ４に
よって第２のレーザ光Ｋ２との間隔を広げられるので、
プリズムを設ける必要がなくなり、構成を簡単にするこ
とができる。

【０１９４】また、半導体レーザモジュールの光軸方向
の長さを短くできるので、高温状態において生じるパッ
ケージの反りに起因した光出力特性の変動を低減でき
る。

【０１９５】さらに、ＰＢＣ７の入力部７ａの傾斜面を
形成するために研磨を片側だけ行えばよいので、ＰＢＣ
７を低コストで作製することができる。

【０１９６】なお、第１２の実施形態例においても、中
心軸周りの角度調整を容易にするため、半波長板６とＰ
ＢＣ７とを同一のホルダ部材１４に固定し偏波合成モジ
ュールとして構成してもよい。

【０１９７】（第１３の実施形態例）図２４は、本発明
の第１３の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの
構成を模式化して示す説明図である。

【０１９８】図２４に示すように、第１３の実施形態例
では、複数（図２４の例では２つ）のプリズム５ａ，５
ｂが光軸方向に沿って設けられていることを特徴として
いる。プリズム５ａ、５ｂは、２つのレーザ光Ｋ１、Ｋ
２を入力する平坦な入力部と、これと非平行に形成され
た平坦な出力部を有している。それ以外の点は第１の実
施形態例の半導体レーザモジュールと略同様である。第
１３の実施形態例によれば、２つのレーザ光Ｋ１，Ｋ２
を精度よく平行にすることが可能となる。なお、本実施
形態例では、第６乃至第９の実施形態例で示した各スト
ライプに互いに異波長の回折格子７５を具備した半導体
レーザ素子を用いてもよい。

【０１９９】（第１４の実施形態例）図２５は、本発明
の第１４の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの
構成を模式化して示す説明図である。

【０２００】図２５に示すように、第１４の実施形態例
では、第１３の実施形態例と同様のプリズム５ａ、５ｂ
を用いるが、第１レンズ４を通過した第１のレーザ光Ｋ
１と第２のレーザ光Ｋ２とが略重なる位置にプリズム５
ａの入射面が配置されていることを特徴としている。ま
た、本実施形態例における半導体レーザ素子２では、各
ストライプ９、１０が互いに異波長の回折格子７５を具
備している。第１４の実施形態例によれば、プリズム５
を通過した略重なった２つのレーザ光Ｋ１、Ｋ２を集光
レンズ６に入射させることになるので、構成をより簡単
にすることができる。なお、ここではプリズム５ａ、５
ｂは波長合成手段として機能している。

【０２０１】また、半導体レーザモジュールの光軸方向
の長さを短くできるので、高温状態において生じるパッ
ケージの反りに起因した光出力特性の変動を低減でき
る。

【０２０２】（第１５の実施形態例）図２６は、本発明
の第１５の実施形態例に係るフォトダイオード（受光素
子）３の例を示す説明図である。

【０２０３】フォトダイオード３は、図２６（Ａ）に示
すように、半導体レーザ素子２の各ストライプ９，１０
の後側端面（図２６では左側）から出射された光を受光
する導波路型受光素子であってもよい。

【０２０４】また、フォトダイオード３は、図２６
（Ｂ）に示すように、半導体レーザ素子２の各ストライ
プ９，１０の後側端面から出射された各光を受光してモ
ニタするように複数設けられていてもよい。この場合、
半導体レーザ素子２とフォトダイオード３との間に、半
導体レーザ素子２から出射された各光の間隔を広げるよ
うに分離させるレンズ９５を配置するのが好ましい。

【０２０５】さらに、図２６（Ｃ）に示すように、フォ
トダイオード３は、半導体レーザ素子２の各ストライプ
９，１０の前側端面から出射されプリズム５によって反
射された各光をそれぞれ受光してモニタしてもよい。

【０２０６】フォトダイオード３のモニタ結果に基づい
て、例えばＡＰＣ（Auto Power Control)回路によって
それぞれ半導体レーザ素子２への駆動電流量を調整して
光出力が一定に制御される。

【０２０７】これらの構成によれば、２つのストライプ
それぞれに独立してＡＰＣ制御をかけることが可能とな
り、レーザ光Ｋ１、Ｋ２を任意の光強度バランスに保つ
ことができる。

【０２０８】（第１６の実施形態例）図２７は、本発明
の第１６の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの
構成を模式化して示す説明図である。

【０２０９】図２７（Ａ）に示すように、第１６の実施
形態例に係る半導体レーザモジュールは、間隔を隔てて
形成された複数（図２７の例では２つ）のストライプ
９，１０を有し、各ストライプ９，１０の前側端面から
複数のレーザ光Ｋ１、Ｋ２を出射する半導体レーザ素子
２と、半導体レーザ素子２から出射された複数のレーザ
光を別焦点に集光させる第１レンズ４と、第１レンズ４
を通過した複数のレーザ光の光合成手段として機能する
プリズム９７と、プリズム９７から出射されるレーザ光
を受光し外部に送出する光ファイバ８とを有する。

【０２１０】半導体レーザ素子２のストライプ９，１０
には前述した回折格子７５が設けられ、ストライプ９，
１０から各々異なる波長でレーザ光が出射される。

【０２１１】第１６の実施形態例では、プリズム９７と
して、図２７（Ｂ）に示すようにクサビ形プリズムが用
いられている。このクサビ形プリズムの入射側表面に
は、入射光の波長及び入射角に応じて光を反射又は透過
する波長選択フィルタ９７ａが設けられている。波長選
択フィルタ９７ａは、例えば誘電体多層膜により形成さ
れている。

【０２１２】図２８は、波長選択フィルタ９７ａに入射
したときの光透過率を示すグラフである。図２８に示す
ように、波長選択フィルタ９７ａへの入射角度の違いに
より光の透過率に違いがあり、入射角度がθｂの場合に
は、入射する光の波長がλｘ（θｂ）以下の光はほぼ１
００％透過し、λｘ（θｂ）よりも長い光はほぼ１００
％反射する。また、入射角度がθａの場合には、入射す
る光の波長がλｘ（θａ）以下の光はほぼ１００％透過
し、λｘ（θａ）よりも長い光はほぼ１００％反射す
る。

【０２１３】また、このクサビ形プリズムの出射側表面
には、全ての波長の光を反射する全反射膜９７ｂと、光
の反射を防止する反射防止膜９７ｃが設けられている。

【０２１４】第１６の実施形態例では、レーザ光Ｋ１、
Ｋ２の波長をそれぞれλａ、λｂとした場合に、波長選
択フィルタ９７ａへのレーザ光Ｋ１、Ｋ２の入射角度が
それぞれθａ、θｂとなるように、プリズム９７を傾け
て配置している。

【０２１５】すなわち、この場合、第１のレーザ光Ｋ１
は、波長選択フィルタ９７ａの第１入力部Ｉ₁に角度θ
ａで入射すると、プリズム９７の屈折率Ｎｐによって角
度θ’ａで透過して、全反射膜９７ｂ（反射部）でθｓ
（θａ＋クサビ角度ψ）の角度で反射し、第２のレーザ
光Ｋ２の入射位置に達する。

【０２１６】一方、第２のレーザ光Ｋ２は、波長選択フ
ィルタ９７ａの第２入力部Ｉ2に角度θｂで入射する
と、プリズム９７の屈折率Ｎｐによって角度θ’ｂで透
過する。第１のレーザ光Ｋ１は、波長選択フィルタ９７
ａの第２入力部Ｉ2においてθ’ｂ（２θｓ＋クサビ角
度ψ）で反射するので、第１のレーザ光Ｋ１及び第２の
レーザ光Ｋ２は合成される。合成されたレーザ光（Ｋ１
＋Ｋ２）は、反射防止膜９７ｃが形成された出力部Ｏを
透過する。

【０２１７】本実施形態例の光モジュールは、例えば、
以下のような数値に設計することにより実施することが
可能である。

【０２１８】（１）半導体レーザ素子の各ストライプの
発振波長：λａ＝１４８０ｎｍ、λｂ＝１４６０ｎｍ （２）半導体レーザ素子の出射端面（前側端面）におけ
るレーザ光のスポット半径：ωLD＝１．７μｍ （３）第１のストライプ９と第１レンズ４の光軸Ｃとの
距離：ｄａ＝−tanαａ・ｆ２＝１９．１６μｍ

【０２１９】（４）第２のストライプ１０と第１レンズ
４の光軸Ｃとの距離：ｄｂ＝−tanαｂ・ｆ２＝ー１
９．１６μｍ （５）第１レンズの焦点距離：ｆ２＝７２０μｍ （６）第１レンズ４の光軸Ｃと第１のレーザ光Ｋ１との
なす角度：αａ＝（θａーθｂ）／２＝−１．５２４°

【０２２０】（７）第１レンズの光軸Ｃと第２のレーザ
光Ｋ２とのなす角度：αｂ＝（θｂーθａ）／２＝１．
５２４° （８）プリズム９７のパラメータ：ψ＝１°、Ｎｐ＝
１．５ （９）第１のレーザ光Ｋ１の入射位置でのプリズム９７
の厚さ：ｔ＝１ｍｍ

【０２２１】（１０）レーザ光のプリズムへの入射・透
過角：θａ＝１２．０５０°、θ’ａ＝８°、θｂ＝１
５．０９８°、θ’ｂ＝１０° （１１）第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２の
入射位置の間隔：Δｙ≒２（tanθａ＋ψ）ｔ≒０．４
６２ｍｍ （１２）第１レンズ４の焦点位置からプリズム端面まで
の光軸上の距離：Ｄ≒Δｙ／（θｂ−θａ）＝８．７ｍ
ｍ

【０２２２】（１３）波長選択フィルタ９７ａの遮断波
長：λｘ（θａ）＝１４８６．５ｎｍ，λｘ（θｂ）＝
１４７０ｎｍ、，λｘ（０）＝１５２２．６ｎｍ （１４）第２レンズの焦点距離：ｆ３＝２１００μｍ （１５）光ファイバのモードフィールド半径：ωｆ＝５
μｍ

【０２２３】なお、このとき、第１レンズ４出射後の両
レーザ光の交差角度θの許容誤差（光ファイバとの結合
効率が最大値から１ｄＢ低下する角度幅）Δθは０．０
１３°程度であり、両レーザ光の交差角度の誤差をこの
許容範囲内に抑えるためには、くさび角ψ＝１±０．０
０３°、ｄａ＝−ｄｂ＝１９．１６±０．０３μｍ、ｆ
２＝７２０±０．７μｍとなるように、各々の部品を作
製すればよい。これにより、ストライプ９，１０と光フ
ァイバ８との結合効率を、それぞれ８０％以上にするこ
とが可能となる。

【０２２４】（第１７の実施形態例）図２９は、本発明
の第１７の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの
構成を模式化して示す説明図である。

【０２２５】図２９に示すように、第１７の実施形態例
に係る半導体レーザモジュールは、間隔を隔てて形成さ
れた複数（図２９の例では３つ）のストライプ９ａ，９
ｂ，９ｃを有し、各ストライプ９ａ，９ｂ，９ｃの前側
端面から複数のレーザ光Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を出射する半
導体レーザ素子２と、半導体レーザ素子２から出射され
た複数のレーザ光をそれぞれ別焦点に集光させる第１レ
ンズ４と、第１レンズ４を通過した複数のレーザ光を光
合成するプリズム９７と、プリズム９７から出射される
レーザ光を受光し外部に送出する光ファイバ８とを有す
る。

【０２２６】半導体レーザ素子２のストライプ９ａ、９
ｂ、９ｃは前述した回折格子７５が設けられ、ストライ
プ９ａ、９ｂ、９ｃから各々異なる波長でレーザ光が出
射される。

【０２２７】また、第１７の実施形態例では、プリズム
９７として、図３０に示すように、クサビ形プリズムが
用いられている。このクサビ形プリズムの入射側表面に
は、入射光の波長及び入射角に応じて光を反射又は透過
する波長選択フィルタ９７ａが設けられている。波長選
択フィルタ９７ａは、例えば誘電体多層膜により形成さ
れている。さらに、クサビ形プリズムの出射側表面に
は、全ての波長の光を反射する全反射膜（反射部）９７
ｂと、反射を防止する反射防止膜（出力部）９７ｃが形
成されている。

【０２２８】第１７の実施形態例では、レーザ光Ｋ１、
Ｋ２、Ｋ３の波長をそれぞれλａ、λｂ、λｃとした場
合に、波長選択フィルタ９７ａへのレーザ光Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３の入射角度がそれぞれθａ、θｂ、θｃとなる
ように、プリズム９７を傾けて配置している。

【０２２９】すなわち、この場合、第１のレーザ光Ｋ１
は、波長選択フィルタ９７ａの第１入力部Ｉ1に角度θ
ａで入射すると、プリズム９７の屈折率Ｎｐによって角
度θ’ａで透過して、全反射膜９７ｂ（反射部）でθｓ
（θａ＋クサビ角度ψ）の角度で反射し、第２のレーザ
光Ｋ２の第２入力部Ｉ２に達する。

【０２３０】一方、第２のレーザ光Ｋ２は、波長選択フ
ィルタ９７ａの第２入力部Ｉ２に角度θｂで入射する
と、プリズム９７の屈折率Ｎｐによって角度θ’ｂで透
過する。第１のレーザ光Ｋ１は、波長選択フィルタ９７
ａの第２入力部Ｉ２においてθ’ｂ（θｓ＋クサビ角度
ψ）で反射するので、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレ
ーザ光Ｋ２は合成される。合成されたレーザ光（Ｋ１＋
Ｋ２）は、全反射膜９７ｂでθｔ（θ’ｂ＋クサビ角度
ψ）の角度で反射し、第３のレーザ光Ｋ３の第３入力部
Ｉ３に達する。

【０２３１】また、第３のレーザ光Ｋ３は、波長選択フ
ィルタ９７ａの第３入力部Ｉ３に角度θｃで入射する
と、プリズム９７の屈折率Ｎｐによって角度θ’ｃで透
過する。合成レーザ光（Ｋ１＋Ｋ２）は、波長選択フィ
ルタ９７ａの第３入力部Ｉ３においてθ’ｃ（θｔ＋ク
サビ角度ψ）で反射するので、第３のレーザ光Ｋ３及び
合成レーザ光（Ｋ１＋Ｋ２）は合成される。合成された
レーザ光（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３）は、反射防止膜９７ｃが
形成された出力部Ｏを透過する。

【０２３２】ここで、各レーザ光毎にクサビ形プリズム
内で反射される回数が異なっているため、出力部Ｏに到
達するまでに伝搬する光路長が異なっている。このよう
な複数のレーザ光を単一の光ファイバに光結合させよう
とすると、各レーザ光のビームウェストの位置がずれて
いるため、高い結合効率を得ることが困難になる。この
ため、各レーザ光の光路長の補正を行うことが必要にな
る。

【０２３３】この目的のため、第１７の実施形態例で
は、第１のレーザ光Ｋ１の光路補正を行うための光路補
正プリズム９６がプリズム９７の前側に配置されている
（図３１参照）。

【０２３４】光路補正プリズム９６により、各ストライ
プから出射されたレーザ光のｚ方向におけるガウシアン
ビーム（例えば図３２参照）のビームウェストの位置ず
れΔｚのほか、ｘ，ｙ各方向におけるガウシャンビーム
のビームウェストの位置ずれ（Δｘ、Δｙ）を補正する
こともできる。（なお、ここで、図３１において、ｘ方
向は紙面表から裏に向かう方向、ｙ方向は、紙面下から
上に向かう方向、ｚ方向は紙面左から右に向かう方向を
示している。）

【０２３５】ここで、光路補正プリズム９６の光軸方向
の長さをＬ、ｙ−ｚ平面内における光路補正プリズム９
６へのレーザ光の入射角をθyz、透過角をθyz’、屈折
率をＮｃとすると、ｙ方向の補正量Δｙは、次のように
表すことができる。

【０２３６】ｓｉｎθyz＝Ｎｃｓｉｎθyz’ Δｙ＝Ｌ・ｔａｎ（θyz−θyz’）／（１−ｔａｎ（θ
yz−θyz’）ｔａｎθyz）≒Ｌθyz（rad)・（１−１／
Ｎｃ） なお、ｘ方向の補正量Δｘも、ｚｘ平面内における入射
角θzxと透過角θzx’を用いて、同様の式で表現でき
る。

【０２３７】また、ｚ方向の補正量Δｚは、Δｚ≒（１
−１／Ｎｃ）Ｌとなる。

【０２３８】上式から、光路補正プリズムの挿入によ
り、ｚ方向の光路長を補正することが可能であると同時
に、該光路補正プリズム９６をｙ軸の周りに（ｚｘ平面
内で）回転調整することにより、第１のレーザ光Ｋ１の
ビームウェストのｘ軸方向の位置ずれΔｘを補正するこ
とができる。また、光路補正プリズム９６をｘ軸の周り
に（ｙｚ平面内で）回転調整することによりビームウェ
ストのｙ軸方向の位置ずれΔｙの補正を行うことができ
る。

【０２３９】このように、本実施形態例では、光路補正
プリズム９６を挿入することにより、光路長差をほぼ完
全に補正できる。同様に、第２のレーザ光Ｋ２に対して
も光路補正プリズム９６を挿入して光路長補正を行って
もよい。

【０２４０】本実施形態例によれば、レーザ光の光路上
に光路補正プリズム９６を挿入しているので、各部品の
加工公差を比較的ゆるくしても、各レーザ光の光ファイ
バ８への光結合を約８０パーセント以上とすることが可
能である。

【０２４１】なお、本実施形態例では、第１レンズ４に
より複数のレーザ光の間隔が広げられ、各レーザ光が重
なることなく独立しているので、各レーザ光について光
路補正プリズム９６を挿入することができる。

【０２４２】本実施形態例の光モジュールは、例えば、
以下のような数値に設計することにより実施することが
可能である。

【０２４３】（１）半導体レーザ素子の各ストライプの
発振波長：λａ＝１４９０ｎｍ、λｂ＝１４７０ｎｍ、
λｃ＝１４５０ｎｍ （２）半導体レーザ素子の出射端面（前側端面）におけ
るレーザ光のスポットサイズ：ωLD＝１．７μｍ （３）第１のストライプ９ａと第１レンズ４の光軸Ｃと
の距離：ｄａ＝−tanαａ・ｆ２＝−３８．４μｍ （４）第２のレーザ光Ｋ２の光路と第１レンズ４の中心
軸Ｃを一致させる。 （５）第３のストライプ９ｃと第１レンズ４の光軸Ｃと
の距離：ｄｃ＝−tanαｃ・ｆ２＝３８．６μｍ （６）第１レンズの焦点距離：ｆ２＝７２０μｍ （７）第１レンズ４の光軸Ｃと第１のレーザ光Ｋ１との
なす角度：αａ＝θａ−θｂ＝−３．０５° （８）第１レンズの光軸Ｃと第３のレーザ光Ｋ３とのな
す角度：αｃ＝θｃーθａ＝３．０７° （９）プリズム９７のパラメータ：ψ＝１°、Ｎｐ＝
１．５ （１０）第１のレーザ光Ｋ１の入射位置でのプリズム９
７の厚さ：ｔ＝１ｍｍ （１１）レーザ光のプリズムへの入射・透過角：θａ＝
１２．０５０°、θ’ａ＝８°、θｂ＝１５．１０°、
θ’ｂ＝１０°、θｃ＝１８．１７°、θ’c＝１２° （１２）第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２との
入射位置の間隔：Δｙ１≒２（tanθａ＋ψ）ｔ≒０．
４６２ｍｍ （１３）第２のレーザ光Ｋ２と第３のレーザ光Ｋ３との
入射位置の間隔：Δｙ２≒２（tanθａ＋２ψ／cos2θ
ａ＋ψ）ｔ≒０．５３５ｍｍ （１４）第１レンズ４の焦点位置からプリズム９７端面
までの光軸上の距離：Ｄ≒Δｙ２／（θｃ−θｂ）(ra
d)＝１０．０ｍｍ （１５）波長選択フィルタ９７ａの遮断波長：λｘ（θ
ａ）＝１５０２．７７ｎｍ、λｘ（θｂ）＝１４８３．
５７ｎｍ、λｘ（θｃ）＝１４６０ｎｍ、λｘ（０）＝
１５３６．６２ｎｍ

【０２４４】このとき、第１のレーザ光Ｋ１と第３のレ
ーザ光Ｋ３の光路差は、約２．５ｍｍとなる。この光路
差を補正するための光路補正プリズムとしては、シリコ
ン（Ｎｃ＝３．４）を用い、かつ長さＬを３．５ｍｍと
すればよい。この場合、図３１を参照して、光路長の補
正量Δｚは、 Δｚ≒（１−１／Ｎｃ）Ｌ≒２．５ｍｍ となり、ｙ方向の補正量Δｙは、 Δｙ＝Ｄ・（θｂ−θａ）（rad）−Δｙ１＝０．０７
０ｍｍ また、ｙｚ面内におけるプリズム入射角θyzは、 θyz≒１．２５° である。

【０２４５】なお、第１レンズ４と第２レンズ１６の間
におけるビームスポット径が、擬似平行光とされている
場合よりも小さくなるよう、第１レンズ４と第２レンズ
１６の位置を調整すれば、第１レンズ４出射後のビーム
の交差角度θの許容誤差Δθを大きく取ることができる
ようになり、これによってプリズム９７のくさび角ψの
許容誤差はψ＝１±０．０５°、ｄａ、ｄｃの作製公差
を±０．１μｍとすることができ、また、プリズムをほ
ぼ無調整で配置し、低損失での合波が可能となる。

【０２４６】上記第１６及び第１７の実施形態例を一般
化すると、半導体レーザ素子２の第１〜ｎ（ｎは２以上
の整数）のストライプからそれぞれ第１〜第ｎ波長の光
を出射した場合、プリズム９７は、第１〜第ｎ波長の光
をそれぞれ入射する第１〜第ｎ入力部と、光を全反射す
る反射部と、出力部とを備えたものであり、各第ｉ（ｉ
は２〜ｎの全ての整数）入力部と反射部は、第ｉ−１入
力部から光合成手段内に入射した第１乃至第ｉ−１光が
反射部において第ｉ入力部に向かって反射され、第ｉ入
力部において第ｉ波長の光の進行方向に反射されて、第
ｉ波長の光と合成されるように構成され、かくして合成
された第１〜第ｎ波長の光は出力部を介して光ファイバ
に結合される。

【０２４７】（第１８の実施形態例）第１８の実施形態
例は、上述した第１〜第１７の実施形態例に示した半導
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。

【０２４８】図３３は、本発明の第１２の実施形態例で
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、例えばＷＤＭ通信システムに用いられ
る。図３３に示すように、本発明の第１８の実施形態例
に係るラマン増幅器４８は、信号光が入力される入力部
４９と、信号光が出力される出力部５０と、入力部４９
と出力部５０の間で信号光を伝送する光ファイバ（増幅
用ファイバ）５１と、励起光を発生させる励起光発生部
５２と、励起光発生部５２によって発生された励起光と
光ファイバ（増幅用ファイバ）５１に伝送される信号光
とを合波するＷＤＭカプラ５３とを有する。入力部４９
とＷＤＭカプラ５３との間及び出力部５０とＷＤＭカプ
ラ５３との間には、入力部４９から出力部５０への方向
の信号光だけを透過させる光アイソレータ５４がそれぞ
れ設けられている。

【０２４９】励起光発生部５２は、互いに波長帯の異な
るレーザ光を出射する本発明の実施形態例に係る複数の
半導体レーザモジュールＭと、半導体レーザモジュール
Ｍから出射されたレーザ光を合成するＷＤＭカプラ５５
とを有する。

【０２５０】半導体レーザモジュールＭから出射された
励起光は、偏波保存ファイバ５５ａを介してＷＤＭカプ
ラ５５によって合成され、励起光発生部５２の出射光と
なる。

【０２５１】励起光発生部５２で発生した励起光は、Ｗ
ＤＭカプラ５３により光ファイバ５１に結合され、一
方、入力部４９から入力された信号光は、光ファイバ５
１で励起光と合波されて増幅され、ＷＤＭカプラ５３を
通過し、出力部５０から出力される。

【０２５２】光ファイバ５１内において増幅された信号
光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ５３及び光アイソレ
ータ５４を介してモニタ光分配用カプラ５６に入力され
る。モニタ光分配用カプラ５６は、増幅信号光の一部を
制御回路５７に分配し、残りの増幅信号光は出射レーザ
光として出力部５０から出力される。

【０２５３】制御回路５７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Ｍのレーザ出射
状態、例えば光強度を制御し、光増幅の利得が波長に対
して平坦な特性となるようにフイードバック制御する。

【０２５４】このラマン増幅器４８では、各ストライプ
からの出射光が偏波合成されて無偏光化された半導体レ
ーザモジュールを用いた場合には、高い利得を得ること
ができるとともに、信号光の偏波状態によらず、安定し
た利得を得ることができる。

【０２５５】また、ストライプに回折格子７５が設けら
れた半導体レーザ素子が内蔵された半導体レーザモジュ
ールを用いた場合には、ＦＢＧを用いた半導体レーザモ
ジュールに比して相対強度雑音（RＩN）を低減すること
ができるので、増幅された信号光のノイズを抑えること
ができる。

【０２５６】さらに、半導体レーザ素子が、多くの縦モ
ードで発振しているため、誘導ブリルアン散乱を発生さ
せずに、安定し、低ノイズで、かつ高いラマン利得を得
ることができる。

【０２５７】また、図３３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
ジュールが無偏光化され、かつ相対雑音強度（RIN）の
低減され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、信号光の偏波状態に
よらず、安定した利得を得ることができる。

【０２５８】この図３３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３４は、図３３に示したラマン増幅器を適用した
ＷＤＭ通信システムの構成を示すブロック図である。

【０２５９】図３４において、複数の送信機８７から送
出された波長λ1〜λｎの光信号は、光合波器８８によ
って合波され、1つの光ファイバ８９に集約される。こ
の光ファイバ８９の伝送路上には、図３３に示したラマ
ン増幅器に対応した複数のラマン増幅器９０が距離に応
じて配置され、減衰した光信号を増幅する。

【０２６０】この光ファイバ９０上を伝送した信号は、
光分波器９１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９２に受信される。なお、光
ファイバ８９上には、任意の波長の光信号を付加し、取
り出したりするＡＤＭ９３（Add／DropMultiplexer）が
挿入される場合もある。

【０２６１】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。

【０２６２】前記の実施の形態に係る半導体レーザモジ
ュールＭでは、半導体レーザ素子２とホルダ部材１４と
は同一の冷却装置２０によって冷却されるが、別個の冷
却装置を用いて、半導体レーザ素子２とホルダ部材１４
とを独立に温度制御してもよい。

【０２６３】また、偏光回転手段としては、半波長板６
を用いることを示したが、例えばファラデー素子を用い
て偏光面を回転させてもよい。この場合、ファラデー素
子をコイルの内部に配置し、ファラデー素子に印加する
磁界強度をコイルに流す電流の大きさによって可変とす
れば、レーザの波長のばらつきや、温度のばらつきによ
る偏光面の回転角のばらつきを、コイルに流す電流の大
きさを調整することによって個々に補償することが可能
となる。

【０２６４】また、本発明の実施形態例の半導体レーザ
モジュールは、ラマン増幅用の励起光源に用いるだけで
なく、例えば、０．９８μｍなどのＥＤＦＡ励起用光源
として用いることができるのは明らかである。さらに、
本発明の実施形態例の半導体レーザモジュールを信号光
源として用いることも可能である。

【０２６５】また、本半導体レーザ素子２に形成される
ストライプの数は、２本又は３本に限定されず、４本以
上あってもよい。

【０２６６】

【発明の効果】本発明によれば、偏光回転手段及び光合
成手段の前段に、間隔を隔てて形成された第１のストラ
イプ及び第２のストライプを有し、第１のストライプ及
び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第１のレ
ーザ光及び第２のレーザ光を出射する単一の半導体レー
ザ素子を備えている。このようなストライプは精度よく
配列させることができるので、２つのレーザ光のビーム
スポットやその位置を精度良く、かつ再現性良く決定す
ることができる、安定して光ファイバに高い光結合効率
で光を入射することが可能となる。

【０２６７】また、半導体レーザ素子から出射された第
１のレーザ光と第２のレーザ光とが入射され、これらを
ストライプの並び方向に分離させる単一の第１レンズを
具備し、これにより高い位置精度で２つのレーザ光の間
隔を広げることができるので、これら２つのレーザ光を
その先の光学部品により精度良く光合成することができ
る。その結果、光学部品の加工やモジュール内での位置
決めが容易となる。

【０２６８】また、ストライプ間隔の狭い単一の半導体
レーザ素子を用いることができるので、１枚のウェハか
ら得られる半導体チップの量が従来例よりも増大し、大
量生産に適する。

【０２６９】また、単一の半導体レーザ素子の２つのス
トライプからそれぞれレーザ光を出射し、ストライプの
並び方向に分離させるので、２つのストライプ間の間隔
を狭くすることができ、半導体レーザ素子からのレーザ
光を受光する第１レンズは１つで足りる。その結果、半
導体レーザモジュールの小型化を図ることができるとと
もに、第１レンズの位置決め時間が短くなり、半導体レ
ーザモジュールの製造時間の短縮化を図ることができ
る。

【０２７０】また、レンズとして球レンズアレイやフレ
ネルレンズアレイ等、通常使用されないようなレンズア
レイを使用する必要はなく、通常使用されているレンズ
で実施可能であるので、製造コストを低減できる。

【０２７１】また、１個の半導体レーザ素子から出射さ
れる複数の光は略同じ方向に伝搬されるため、パッケー
ジの反りの影響を１方向だけに限定することにより、光
ファイバから出射される光出力の安定化を図ることがで
きる。

【０２７２】また、１個の半導体レーザ素子から複数の
レーザ光を出射することにより、これらの光はパッケー
ジの反り等に対して、光ファイバとの結合効率が同じ傾
向で変動する。従って、温度変動等があった場合でも光
ファイバから出射される光の偏光度が安定化する。

【０２７３】また、１つの半導体レーザ素子を用いるの
で、半導体レーザ素子から発生した熱を冷却するための
ペルチェモジュール等の冷却装置を小型化でき、低消費
電力化を図ることができる。

【０２７４】さらに、半導体レーザ素子から第１のレー
ザ光及び第２のレーザ光が出射され、偏光回転手段によ
って第１のレーザ光又は第２のレーザ光の偏光面が回転
し、光合成手段によって第１のレーザ光と第２のレーザ
光が偏波合成されるので、光ファイバからは高出力で、
かつ偏光度の小さいレーザ光を出射することができる。
また、光ファイバにＦＢＧからなる光反射部が形成され
ている場合には、光ファイバから波長が固定されたレー
ザ光を出射することができる。従って、上記の半導体レ
ーザモジュールを、高出力が要求されるエルビウムドー
プ光増幅器や、さらに低偏波依存性及び波長安定性が要
求されるラマン増幅器の励起光源として適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施形態例に係る半導
体レーザモジュールの構成を示す側面断面図、（Ｂ）は
半導体レーザ素子がヒートシンク上に固定して取り付け
られている状態を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ
モジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図３】（Ａ）はプリズムの構成を示す側面図、（Ｂ）
はその平面図である。

【図４】（Ａ）は偏波合成モジュールを示す平面図、
（Ｂ）はその側面断面図、（Ｃ）はその正面図である。

【図５】ダブルストライプ型半導体レーザモジュールに
おいて駆動電流２Ａ（つまりストライプ１本あたり１
Ａ）を印加した時のスペクトルを示すグラフである。

【図６】ダブルストライプ型半導体レーザモジュールに
おいてＬＤ駆動電流に対するファイバ出力を示すグラフ
である。

【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は第１レンズの調芯工程を説
明するための説明図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は半導体レーザ素子の構成を説
明するための説明図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は図
８（Ａ）のａ−ａ線断面図である。

【図９】半導体レーザ素子の他の例を示す説明図であ
る。

【図１０】本発明の第２の実施形態例に係る半導体レー
ザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態例に係る半導体レー
ザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図１２】本発明の第４の実施形態例の偏波合成モジュ
ールを示す分解斜視図である。

【図１３】図１２の偏波合成モジュールを示す側面断面
図である。

【図１４】本発明の第５の実施形態例の半導体レーザ素
子を示す説明図である。

【図１５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第６の実施形態
例の半導体レーザ素子の構成を説明するための説明図で
あり、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図１５
（Ａ）のｂ−ｂ線断面図、ｃ−ｃ線断面図である。

【図１６】本発明の第６の実施形態例の半導体レーザ素
子の発振波長スペクトルと発振縦モードとの関係を示す
グラフである。

【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は、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及び誘導
プリルアン散乱のしきい値を示す図である。

【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）は第７の実施形態例である半
導体レーザ素子の構成を示す長手方向の縦断面図であ
る。

【図１９】本発明の第８の実施形態例である半導体レー
ザ素子の構成を示す長手方向の縦断面図である。

【図２０】図１９に示した半導体レーザ素子に設けられ
た回折格子の周期揺らぎを示す説明図である。

【図２１】図１９に示した半導体レーザ素子に設けられ
た回折格子の周期揺らぎを実現する変形例を示す説明図
である。

【図２２】本発明の第１１の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図２３】本発明の第１２の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図２４】本発明の第１３の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図２５】本発明の第１４の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図２６】本発明の第１５の実施形態例に係るフォトダ
イオード（受光素子）の例を示す説明図である。

【図２７】本発明の第１６の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図２８】波長選択フィルタ７ａに入射したときの光透
過率を示すグラフである。

【図２９】本発明の第１７の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図３０】クサビ形プリズムを説明するための説明図で
ある。

【図３１】光路補正プリズムを説明するための説明図で
ある。

【図３２】ガウシャンビームの結合を説明するための説
明図である。

【図３３】本発明の第１２の実施形態例であるラマン増
幅器の構成を示すブロック図である。

【図３４】図２３に示したラマン増幅器を適用したＷＤ
Ｍ通信システムの構成を示すブロック図である。

【図３５】米国特許第５５８９６８４号公報に開示され
た従来の半導体レーザ装置を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｋ１：第１のレーザ光 Ｋ２：第２のレーザ光 Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３：半導体レーザモジュール １：パッケージ １ａ：フランジ部 １ｂ：窓部 １ｃ：蓋 ２：半導体レーザ素子 ３：フォトダイオード ４：第１レンズ ５：プリズム ６：半波長板（偏光回転手段） ７：ＰＢＣ ７ａ：第１の入力部 ７ｂ：第２の入力部 ７ｃ：出力部 ８：光ファイバ ９：第１のストライプ １０：第２のストライプ １１：チップキャリア １２：フォトダイオードキャリア １３：第１のレンズ保持部材 １４：ホルダ部材 １５：光反射部 １６：第２レンズ １７：第１の基台 １８：第２の基台 １９ａ：第１の支持部材 １９ｂ：第２の支持部材 ２０：冷却装置 ２０ａ：サーミスタ ２１：第２のレンズ保持部材 ２２：スライドリング ２３：フェルール ２４：基板 ２５：積層構造 ２６：下部電極 ２７：上部電極 ２８：低反射膜 ２９：高反射膜 ３１：ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３２：ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層 ３３：ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３４：上部埋め込み層 ３５：キャップ層 ３６：ｐ−ＩｎＰブロッキング層 ３７：ｎ−ＩｎＰブロッキング層 ３８：分離溝 ３９：絶縁膜 ４０：基板 ４１：ｎ型下部クラッド層 ４２：活性層 ４３：ｐ型上部クラッド層 ４４：絶縁層 ４５：ｐ−ＧａＡｓ層 ４６：上部電極 ４７：下部電極 ４８：ラマン増幅器 ４９：入力部 ５０：出力部 ５１：光ファイバ ５２：励起光発生部 ５３：ＷＤＭカプラ ５４：光アイソレータ ５５：ＷＤＭカプラ ５６：モニタ光分配用カプラ ５７：制御回路 ５８：ヒートシンク ５９：偏波合成モジュール ６０：偏波合成モジュール ６１：ホルダ部材 ６２：第１の調整シート ６３：第２の調整シート ６４：半波長板ホルダ ６５：トップカバー ６６：第１のストッパー ６７：第２のストッパー ６８：半導体レーザ素子 ６９：ｎ−ＩｎＰ基板 ７０：ｎ−ＩｎＰバッファ層 ７１：ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層 ７２：ｐ−ＩｎＰクラッド層 ７３：埋め込み層 ７４：キャップ層 ７５：回折格子 ７６：ｐ−ＩｎＰブロッキング層 ７７：ｎ−ＩｎＰブロッキング層 ７８：Ｐ側電極 ７９：ｎ側電極 ８０：第１の反射膜 ８１：第２の反射膜 ８２：発振波長スペクトル ８３ａ〜８３ｃ：発振縦モード ８４ａ〜８４ｃ：半導体レーザ素子 ８５：半導体レーザ素子 ８５：半導体レーザ素子 ８６：半導体レーザ素子 ８７：送信機 ８８：光合波器 ８９：光ファイバ ９０：ラマン増幅器 ９１：光分波器 ９２：受信機 ９３：ＡＤＭ ９４：光アイソレータ ９５：レンズ ９６：光路補正プリズム ９７：プリズム

【手続補正書】

【提出日】平成１４年８月９日（２００２．８．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、間隔を隔てて形成された第１のストライプ
及び第２のストライプを有し、前記第１のストライプ及
び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第１のレ
ーザ光及び第２のレーザ光を出射する単一の半導体レー
ザ素子と、その半導体レーザ素子から出射された前記第
１のレーザ光と第２のレーザ光とが入射され、前記第１
のレーザ光と第２のレーザ光とを前記第１，第２のスト
ライプの並び方向に分離させる第１レンズと、前記第
１、第２のレーザ光の少なくとも一方の偏光面を回転さ
せる偏光回転手段と、前記第１のレーザ光が入射される
第１の入力部と、前記第２のレーザ光が入射される第２
の入力部と、前記第１の入力部から入射される第１のレ
ーザ光と前記第２の入力部から入射される第２のレーザ
光とが合波されて出射される出力部とを有する光合成手
段と、その光合成手段の前記出力部から出射されるレー
ザ光を受光し外部に送出する光ファイバと、を有するこ
とを特徴とするものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】削除

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/12 Ｈ０１Ｌ 31/12 Ｈ ５Ｆ０７３ Ｈ０１Ｓ 3/094 Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｚ ５Ｆ０８９ 3/10 3/30 Ｚ 3/30 5/042 ６１２ 5/042 ６１２ 5/22 ６１０ 5/22 ６１０ 3/094 Ｓ (72)発明者 清水 健男 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 (72)発明者 築地 直樹 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 吉田 順自 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 舟橋 政樹 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 愛清 武 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 (72)発明者 山本 敏郎 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 (72)発明者 虎谷 智明 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 (72)発明者 松浦 寛 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 (72)発明者 小西 美恵子 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） 2H037 BA03 CA05 DA18 DA36 DA38 2H042 CA06 CA09 CA14 CA17 2H049 BA12 BA42 BC25 2H099 AA02 BA17 CA05 CA08 5F072 AB09 AB13 AK06 KK07 MM07 PP07 QQ07 YY15 5F073 AA09 AA11 AA22 AA46 AA61 AA64 AA74 AA83 AB05 AB15 AB27 AB28 BA02 EA03 EA24 FA11 FA23 5F089 AA01 AC01 AC17 CA15 CA16

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間隔を隔てて形成された第１のストライプ
   及び第２のストライプを有し、前記第１のストライプ及
   び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第１のレ
   ーザ光及び第２のレーザ光を出射する単一の半導体レー
   ザ素子と、 その半導体レーザ素子から出射された前記第１のレーザ
   光と第２のレーザ光とが入射され、前記第１のレーザ光
   と第２のレーザ光とを前記第１，第２のストライプの並
   び方向に分離又は収束させる第１レンズと、 前記第１、第２のレーザ光の少なくとも一方の偏光面を
   回転させる偏光回転手段と、 前記第１のレーザ光が入射される第１の入力部と、前記
   第２のレーザ光が入射される第２の入力部と、前記第１
   の入力部から入射される第１のレーザ光と前記第２の入
   力部から入射される第２のレーザ光とが合波されて出射
   される出力部とを有する光合成手段と、 その光合成手段の前記出力部から出射されるレーザ光を
   受光し外部に送出する光ファイバと、 を有することを特徴とする半導体レーザモジュール。
2. 【請求項２】前記半導体レーザ素子の各ストライプから
   出射された光を受光してモニタする受光素子を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュー
   ル。
3. 【請求項３】前記受光素子は、前記半導体レーザ素子の
   各ストライプの他方側端面から出射された光を受光する
   導波路型受光素子であることを特徴とする請求項２に記
   載の半導体レーザモジュール。
4. 【請求項４】前記受光素子は、半導体レーザ素子の各ス
   トライプの他方側端面から出射された各光を受光してモ
   ニタするように複数設けられていることを特徴とする請
   求項２に記載の半導体レーザモジュール。
5. 【請求項５】前記半導体レーザ素子と受光素子との間
   に、前記半導体レーザ素子から出射された各光の間隔を
   広げるように分離させるレンズを配置したことを特徴と
   する請求項４に記載の半導体レーザモジュール。
6. 【請求項６】前記光合成手段によって反射された光を受
   光してモニタする受光素子を有することを特徴とする請
   求項２に記載の半導体レーザモジュール。
7. 【請求項７】前記半導体レーザ素子の第１のストライプ
   と第２のストライプは、互いに平行に延びて形成されて
   いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの
   項に記載の半導体レーザモジュール。
8. 【請求項８】前記第１のストライプと第２のストライプ
   との間隔が１００μｍ以下であることを特徴とする請求
   項１乃至７のいずれか１つの項に記載の半導体レーザモ
   ジュール。
9. 【請求項９】前記半導体レーザ素子の第１のストライプ
   と第２のストライプとを少なくとも正極側もしくは負極
   側の片方を電気的に絶縁し、それぞれ独立に駆動させる
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つの項に
   記載の半導体レーザモジュール。
10. 【請求項１０】前記第１レンズは、前記第１のストライ
    プから出射された第１のレーザ光の光軸と前記第２のス
    トライプから出射された第２のレーザ光の光軸とが、前
    記第１レンズの中心軸を挟んで略対称になるように位置
    決めされることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか
    １つの項に記載の半導体レーザモジュール。
11. 【請求項１１】前記光合成手段は、前記第１の入力部か
    ら入射した第１のレーザ光と前記第２の入力部から入射
    した第２のレーザ光の何れか一方を常光線として前記出
    力部に伝搬させるとともに、他方を異常光線として前記
    出力部に伝搬させる複屈折素子であることを特徴とする
    請求項１乃至１０のいずれか１つの項に記載の半導体レ
    ーザモジュール。
12. 【請求項１２】前記常光線が光ファイバの軸線方向に伝
    搬するように、前記光合成手段の第１の入力部と第２の
    入力部が形成されている各々の面が傾斜して形成されて
    いることを特徴とする請求項１１に記載の半導体レーザ
    モジュール。
13. 【請求項１３】前記常光線が光ファイバの軸線方向に伝
    搬するように、前記半導体レーザ素子及び第１レンズ
    は、前記軸線方向に対して所定角度傾斜して配置される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の半導体レーザモジ
    ュール。
14. 【請求項１４】前記第１レンズと前記光合成手段との間
    には、第１のレーザ光及び第２のレーザ光を入射し、互
    いの光軸を略平行にして出射するプリズムが配設されて
    いることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つ
    の項に記載の半導体レーザモジュール。
15. 【請求項１５】間隔を隔てて形成された第１のストライ
    プ及び第２のストライプを有し、前記第１のストライプ
    及び第２のストライプの一方側端面からそれぞれ第１の
    レーザ光及び第２のレーザ光を出射する半導体レーザ素
    子と、 その半導体レーザ素子から出射された前記第１のレーザ
    光と第２のレーザ光とが入射され、前記第１のレーザ光
    と第２のレーザ光とを重ね合わせる第１レンズと、 その第１レンズを通過した第１のレーザ光と第２のレー
    ザ光とが略重なる位置に配置され、第１のレーザ光と第
    ２のレーザ光を略平行に合波するプリズムと、 そのプリズムから出射されるレーザ光を受光し外部に送
    出する光ファイバと、 を有することを特徴とする半導体レーザモジュール。
16. 【請求項１６】前記光合成手段により合成された第１、
    第２のレーザ光を前記光ファイバに光結合させる第２レ
    ンズを有することを特徴とする請求項１乃至１５のいず
    れか１つの項に記載の半導体レーザモジュール。
17. 【請求項１７】前記第１のレーザ光及び第２のレーザ光
    が、前記第１レンズと前記第２レンズとの間で焦点を結
    ぶように前記第１レンズが位置決めされていることを特
    徴とする請求項１６に記載の半導体レーザモジュール。
18. 【請求項１８】所定の波長の光を半導体レーザ素子に帰
    還させる光反射部が設けられていることを特徴とする請
    求項１乃至請求項１７のいずれか１つに記載の半導体レ
    ーザモジュール。
19. 【請求項１９】前記光反射部は、前記光ファイバに形成
    されたファイバブラッググレーティングであることを特
    徴とする請求項１８に記載の半導体レーザモジュール。
20. 【請求項２０】前記光ファイバは、偏波保存ファイバで
    あることを特徴とする請求項１９に記載の半導体レーザ
    モジュール。
21. 【請求項２１】前記半導体レーザ素子を冷却する冷却装
    置と、その冷却装置上に固定され、前記半導体レーザ素
    子を載置する基台とを有し、前記第１レンズ、前記偏光
    回転手段及び光合成手段は、前記基台上に固定されてい
    ることを特徴とする請求項１乃至１５、１６乃至２０の
    いずれか１つの項に記載の半導体レーザモジュール。
22. 【請求項２２】前記半導体レーザ素子は、ヒートシンク
    を介して前記基台に載置されていることを特徴とする請
    求項２１に記載の半導体レーザモジュール。
23. 【請求項２３】前記基台は、前記半導体レーザ素子を固
    定する第１の基台と、その第１の基台上に固定され、前
    記第１レンズ、前記偏光回転手段及び光合成手段を固定
    する第２の基台とからなることを特徴とする請求項２１
    又は２２に記載の半導体レーザモジュール。
24. 【請求項２４】請求項１に記載された半導体レーザモジ
    ュールの製造方法において、 前記半導体レーザ素子を基台上に固定する第１の工程
    と、 前記半導体レーザ素子からレーザ光を出射した状態で、
    前記第１レンズを調芯して前記基台上に固定する第２の
    工程と、 前記半導体レーザ素子からレーザ光を出射した状態で、
    前記光合成手段を調芯して前記基台上に固定する第４の
    工程と、 前記半導体レーザ素子からレーザ光を出射した状態で、
    前記光ファイバを調芯して固定する第５の工程と、 を有することを特徴とする半導体レーザモジュールの製
    造方法。
25. 【請求項２５】前記第２の工程の次に、前記半導体レー
    ザ素子からレーザ光を出射した状態で、前記偏光回転手
    段を調芯して前記基台上に固定する第３の工程を有する
    ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体レーザモジ
    ュールの製造方法。
26. 【請求項２６】前記請求項１乃至２３のいずれか１つの
    項に記載の半導体レーザモジュールを光増幅用の励起光
    源として用いていることを特徴とする光増幅器。
27. 【請求項２７】前記励起光源は、ラマン増幅に用いられ
    ることを特徴とする請求項２６に記載の光増幅器。