JP2003324237A - Semiconductor laser device and semiconductor laser module and optical fiber amplifier using the device and module - Google Patents

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

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JP2003324237A
JP2003324237A JP2002127276A JP2002127276A JP2003324237A JP 2003324237 A JP2003324237 A JP 2003324237A JP 2002127276 A JP2002127276 A JP 2002127276A JP 2002127276 A JP2002127276 A JP 2002127276A JP 2003324237 A JP2003324237 A JP 2003324237A
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JP
Japan
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semiconductor laser
laser device
diffraction grating
layer
optical fiber
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Application number
JP2002127276A
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Japanese (ja)
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Yasushi Oki
泰 大木
Naoki Tsukiji
直樹 築地
Jiyunji Yoshida
順自 吉田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor laser device and a semiconductor laser module suited to a light source for an optical fiber amplifier capable of stably obtaining a high gain, and the optical fiber amplifier using the device and the module. <P>SOLUTION: In the semiconductor laser device of ridge structure, a diffraction grating is formed in the vicinity of an active layer formed between a 1st reflection film formed on a laser light exiting end face and a 2nd reflection film formed on a laser light reflecting end face. Further in the laser device laser light including two or more oscillation vertical modes 31-33 in the half band width Δλh of an oscillation wavelength spectral 30 is outputted by setting up the combination of oscillation parameters including the length of a resonator formed by the active layer and the wavelength selection characteristic of the diffraction grating. When a material of an Al mixed crystal group is contained in the active layer, a high output can be generated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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】この発明は、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
れを用いた光ファイバ増幅器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device suitable for a pumping light source, a semiconductor laser module and an optical fiber amplifier using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インターネットの急速な普及や企
業内LAN間接続の急増等によって、データトラフィッ
クの増大が問題となっている。そこで、その問題を解決
すべく、WDM(波長分割多重)伝送システムがめざま
しい発展を遂げ普及している。WDM伝送システムで
は、複数の信号光をそれぞれ異なる波長に乗せることに
より1本のファイバで従来の100倍にも及ぶ大容量伝
送を実現している。このWDM伝送システムでは、エル
ビウム添加ファイバアンプ(以下、EDFA)やラマン
増幅器等の光ファイバ増幅器による光増幅が必須であ
り、この光増幅により広帯域・長距離伝送を可能として
いる。ここで、EDFAは、エルビウムという元素を添
加した特殊な光ファイバ(以下、EDF)内に、波長1
480nm帯あるいは波長980nm帯の励起光を通光
させた際に、伝送信号である波長1550nm帯の光が
上記EDFの中で増幅されるという原理を応用した光フ
ァイバ増幅器である。
2. Description of the Related Art In recent years, an increase in data traffic has become a problem due to the rapid spread of the Internet and the rapid increase in intra-company LAN connections. Therefore, in order to solve the problem, a WDM (wavelength division multiplex) transmission system has made remarkable progress and has become widespread. In the WDM transmission system, a plurality of signal lights are put on different wavelengths, respectively, so that a single fiber realizes a large capacity transmission up to 100 times that of the conventional one. In this WDM transmission system, optical amplification by an optical fiber amplifier such as an erbium-doped fiber amplifier (hereinafter referred to as EDFA) or Raman amplifier is indispensable, and this optical amplification enables wideband / long-distance transmission. Here, the EDFA is a special optical fiber (hereinafter referred to as EDF) doped with an element called erbium and has a wavelength of 1
This is an optical fiber amplifier that applies the principle that, when pumping light in the 480 nm band or 980 nm band is transmitted, light in the 1550 nm band that is a transmission signal is amplified in the EDF.

【0003】また、EDFAの形態として、海底に敷設
された伝送用光ファイバの途中で信号光の増幅を行なう
場合に、励起用レーザを陸上に配置し、その励起用レー
ザから出射された励起光を伝送用の光ファイバを介して
EDFに入射させる、いわゆるリモートポンプ式が提案
されている。リモートポンプ式のEDFAでは、励起用
レーザを陸上に配置することで、励起用レーザの保守・
交換を容易に行なうことができる。
Further, as a form of the EDFA, when the signal light is amplified in the middle of the transmission optical fiber laid on the seabed, the pumping laser is arranged on land and the pumping light emitted from the pumping laser is arranged. A so-called remote pump type has been proposed in which the light is incident on the EDF via an optical fiber for transmission. In the remote pump type EDFA, the pumping laser is placed on land to maintain the pumping laser.
It can be easily replaced.

【0004】一方、ラマン増幅器は、EDFAのように
エルビウム添加ファイバといった特殊なファイバを必要
とせずに、通常の伝送路ファイバを利得媒体とする分布
型の光ファイバ増幅器であり、従来のEDFAをベース
としたWDM伝送システムに比べ広帯域で平坦な利得を
有する伝送帯域を実現することができるという特徴を有
している。なお、ラマン増幅器においては、その増幅利
得がEDFAよりも小さいために、その励起用レーザに
EDFA以上の高出力特性が要求されている。
On the other hand, the Raman amplifier is a distributed type optical fiber amplifier which uses a normal transmission line fiber as a gain medium without requiring a special fiber such as an erbium-doped fiber like the EDFA, and is based on the conventional EDFA. Compared with the WDM transmission system described above, it is possible to realize a transmission band having a wide band and a flat gain. Since the amplification gain of the Raman amplifier is smaller than that of the EDFA, the pumping laser is required to have a high output characteristic equal to or higher than that of the EDFA.

【0005】よって、WDM伝送システムの安定性向上
や中継数の低減を実現するためには、励起用レーザに対
し、安定した高い光出力能力が求められる。励起用レー
ザとしては、埋め込みヘテロ(BH)構造や自己整合構
造(SAS)等の種々の構造の半導体レーザ装置が用い
られており、現在、上記した理由から特に高出力半導体
レーザ装置の開発が盛んに行なわれている。特に、WD
M伝送システムに用いられる光ファイバ増幅器として有
望なラマン増幅器では、高出力仕様の半導体レーザ装置
が要望されている。
Therefore, in order to improve the stability of the WDM transmission system and reduce the number of relays, the pumping laser is required to have a stable and high optical output capability. Semiconductor laser devices having various structures such as a buried hetero (BH) structure and a self-aligned structure (SAS) are used as pumping lasers. Currently, particularly high-power semiconductor laser devices are actively developed for the above-mentioned reasons. Has been done to. Especially WD
For the Raman amplifier, which is promising as an optical fiber amplifier used in the M transmission system, a semiconductor laser device with high output specifications is required.

【0006】図27は、WDM伝送システムに用いられ
る従来のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
図27において、半導体レーザモジュール182a〜1
82dは、ファブリペロー型の半導体レーザ素子180
a〜180dとファイバグレーティング181a〜18
1dとをそれぞれ対にして備え、励起光のもとになるレ
ーザ光を偏波合成カプラ61a,61bへと出力する。
ここで、半導体レーザモジュール182a,182bが
出力するレーザ光は、同じ波長であるが、偏波合成カプ
ラ61aによって偏波合成される。同様に、半導体レー
ザモジュール182c,182dが出力するレーザ光
は、同じ波長であるが、偏波合成カプラ61bによって
偏波合成される。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. 27 is a block diagram showing the configuration of a conventional Raman amplifier used in a WDM transmission system.
In FIG. 27, semiconductor laser modules 182a-1
Reference numeral 82d is a Fabry-Perot type semiconductor laser device 180.
a-180d and fiber gratings 181a-18
1d and 1d are provided as a pair, and the laser light that is the source of the excitation light is output to the polarization combining couplers 61a and 61b.
Here, the laser lights output from the semiconductor laser modules 182a and 182b have the same wavelength, but are polarization-combined by the polarization combining coupler 61a. Similarly, the laser lights output from the semiconductor laser modules 182c and 182d have the same wavelength but are polarization-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. The wavelengths of the laser lights output from the polarization combining couplers 61a and 61b are different.

【0007】WDMカプラ62は、偏波合成カプラ61
a,61bから出力されたレーザ光を合波する。合波さ
れたレーザ光は、アイソレータ60とWDMカプラ65
を介して、励起光として増幅用ファイバ64へと伝搬す
る。増幅用ファイバ64には、信号光入力ファイバ69
からアイソレータ63を介して増幅対象の信号光が入力
されており、この信号光が上記した励起光のエネルギー
によってラマン増幅される。
The WDM coupler 62 is a polarization combining coupler 61.
The laser lights output from a and 61b are combined. The combined laser light is transmitted by the isolator 60 and the WDM coupler 65.
And propagates as amplification light to the amplification fiber 64. The amplification fiber 64 includes a signal light input fiber 69.
The signal light to be amplified is input from the above through the isolator 63, and this signal light is Raman-amplified by the energy of the above-mentioned pump light.

【0008】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) 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.

【0009】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, for example, the light intensity, of each of the semiconductor laser elements 180a to 180d based on a part of the input amplified signal light so that the gain band of Raman amplification becomes flat. Feedback control.

【0010】図28は、ファイバグレーティングを用い
た半導体レーザモジュールの概要構成を示す図である。
図28において、半導体レーザモジュール201は、半
導体レーザ素子202と光ファイバ203とを有する。
半導体レーザ素子202は、光反射面222と光出射面
223とによって両端面を形成した活性層221を有す
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. 28 is a diagram showing a schematic structure of a semiconductor laser module using a fiber grating.
In FIG. 28, a semiconductor laser module 201 has a semiconductor laser element 202 and an optical fiber 203.
The semiconductor laser device 202 has an active layer 221 whose both end surfaces are formed by a light reflecting surface 222 and a light emitting surface 223. The light generated in the active layer 221 is reflected by the light reflecting surface 222 and output from the light emitting surface 223.

【0011】半導体レーザ素子202の光出射面223
近傍には、光ファイバ203が配置され、光出射面22
3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から所定距離離れた位置にファイバ
グレーティング233が形成されている。ファイバグレ
ーティング233は、特性波長の光を選択的に反射する
外部共振器として機能する。すなわち、ファイバグレー
ティング233と光反射面222との間で共振器が形成
され、このファイバグレーティング233によって選択
された特定波長のレーザ光が増幅されて出力レーザ光2
41として出力される。
The light emitting surface 223 of the semiconductor laser device 202
An optical fiber 203 is arranged in the vicinity of the light emitting surface 22.
Optically coupled with 3. A fiber grating 233 is formed on the core 232 in the optical fiber 203 at a position separated from the light emitting surface 223 by a predetermined distance. The fiber grating 233 functions as an external resonator that selectively reflects light having a characteristic wavelength. That is, a resonator is formed between the fiber grating 233 and the light reflecting surface 222, and the laser light of the specific wavelength selected by the fiber grating 233 is amplified to output laser light 2
It is output as 41.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体レーザモジュール201(182a〜182
d)では、相対強度雑音(RIN:Relative Intensity
Noise)が大きくなるという問題があった。この原因
は、いくつか考えられるが、以下の2つの原因が主であ
ると考えられる。1つ目は、ファイバグレーティング2
33と半導体レーザ素子202との間隔が長いため、コ
ヒーレンスの劣化した光が半導体レーザ素子202に帰
還されることであり、2つ目は、反射面が、半導体レー
ザ素子202の光反射面222,223、ファイバグレ
ーティング233と共振器全体で2つ以上存在する複合
共振器構造となっていることである。これらの原因によ
りRINスペクトルにおいて、半導体レーザ素子202
の光反射面222とファイバグレーティング233との
間の光の往復時間に対応した周波数毎にピーク値が発生
する。ラマン増幅は、増幅の生じる過程が早く起こるた
め、RINによって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る。すなわち、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ができないとい
う問題が生じていた。
However, the above-mentioned semiconductor laser module 201 (182a to 182) is used.
In d), relative intensity noise (RIN: Relative Intensity)
There was a problem that noise) became large. There are several possible causes for this, but the following two causes are considered to be the main ones. The first is the fiber grating 2
Since the distance between 33 and the semiconductor laser element 202 is long, the light whose coherence is deteriorated is returned to the semiconductor laser element 202. The second is that the reflecting surface is the light reflecting surface 222 of the semiconductor laser element 202. 223, the fiber grating 233 and the resonator as a whole have two or more composite resonator structures. Due to these causes, in the RIN spectrum, the semiconductor laser device 202
A peak value is generated for each frequency corresponding to the round-trip time of light between the light reflection surface 222 and the fiber grating 233. In Raman amplification, the process of amplification occurs quickly, so if the pumping light intensity fluctuates due to RIN, the Raman gain also fluctuates. That is, the fluctuation of the Raman gain is output as it is as the fluctuation of the amplified signal strength, which causes a problem that stable Raman amplification cannot be performed.

【0013】また、上述した半導体レーザモジュール2
01は、ファイバグレーティング233を有した光ファ
イバ203と、半導体レーザ素子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
っていた。また、このような共振器内における機械的な
光結合作業は、機械的振動を生じさせ、レーザの発振特
性を変化させ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あるという問題があっ
た。
Further, the semiconductor laser module 2 described above
In No. 01, it was necessary to optically couple the optical fiber 203 having the fiber grating 233 and the semiconductor laser element 202, and it took time and labor to align the optical axis at the time of assembly. Further, such a mechanical optical coupling operation in the resonator may cause mechanical vibration and change the oscillation characteristics of the laser, and it may not be possible to provide stable excitation light. There was a problem.

【0014】なお、ラマン増幅器としては、図27に示
したラマン増幅器のように信号光に対して後方から励起
する後方励起方式のほかに、信号光に対して前方から励
起する前方励起方式および双方向から励起する双方向励
起方式がある。現在、ラマン増幅器として多用されてい
るのは、後方励起方式である。その理由は、弱い信号光
が強い励起光とともに同方向に進行する前方励起方式で
は、励起光強度のゆらぎが信号光に移りやすいこと、4
光波混合などの非線形効果が起こりやすいこと、励起光
の偏光依存性が現れやすいことといった問題があるから
である。したがって、前方励起方式にも適用できる安定
した励起光源の出現が要望されている。すなわち、従来
のファイバグレーティングを用いた半導体レーザモジュ
ールを用いると、適用できる励起方式が制限されるとい
う問題があった。
As the Raman amplifier, in addition to the backward pumping method for pumping the signal light from the rear like the Raman amplifier shown in FIG. 27, 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 in the forward pumping method in which the weak signal light travels in the same direction as the strong pump light, fluctuations in the pump light intensity are easily transferred to the signal light.
This is because there are problems that nonlinear effects such as light wave mixing are likely to occur, and that polarization dependence of excitation light is likely to appear. Therefore, the emergence of a stable pumping light source applicable to the forward pumping method is desired. That is, when a semiconductor laser module using a conventional fiber grating is used, there is a problem that applicable pumping methods are limited.

【0015】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。そのためには、励起光の直交偏波合成、デポラライ
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 Polarization)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 coincide with each other. 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. For that purpose, it is necessary to reduce the polarization dependence by the orthogonal polarization synthesis of the excitation light, depolarization, and the like. That is, it is necessary to reduce the degree of polarization (DOP: Degree Of Polarization).

【0016】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。
Furthermore, since Raman amplification has a relatively low amplification factor, the emergence of a high-power pumping light source for Raman amplification has been desired.

【0017】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、安定し、高利得を得ることができる励起光源に適し
た半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこ
れを用いた光ファイバ増幅器を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above, and provides a semiconductor laser device, a semiconductor laser module, and an optical fiber amplifier using the semiconductor laser device, which are stable and can obtain a high gain. The purpose is to

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1にかかる半導体レーザ装置は、第1クラッ
ド層と、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反射膜との間であって前
記第1クラッド層上に形成された活性層と、前記活性層
の近傍に部分的にまたは全面に設けられるとともに複数
の発振縦モードを選択する回折格子と、前記活性層上に
形成される第2クラッド層と、を備え、前記活性層が、
Al混晶系の材料を含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor laser device, wherein a first cladding layer, a first reflection film provided on a laser beam emitting end face, and the laser beam are provided. An active layer formed on the first cladding layer between the second reflective film provided on the reflective end surface and a plurality of oscillation longitudinal modes provided partially or entirely near the active layer. A diffraction grating to be selected and a second cladding layer formed on the active layer, the active layer comprising:
It is characterized in that it contains an Al mixed crystal material.

【0019】この発明によれば、回折格子による波長選
択特性によって複数の発振縦モードをもたせ、かつ、活
性層において、キャリアのオーバーフローを抑制するこ
とができる。
According to the present invention, a plurality of oscillation longitudinal modes can be provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the overflow of carriers in the active layer can be suppressed.

【0020】また、請求項2にかかる半導体レーザ装置
は、第1クラッド層と、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
の間であって前記第1クラッド層上に形成された活性層
と、前記活性層上に形成されるとともに、一部にリッジ
部を有した第2クラッド層と、複数の発振縦モードを選
択する回折格子と、を備えたことを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention includes a first cladding layer, 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. Which is an active layer formed on the first cladding layer, a second cladding layer formed on the active layer and partially having a ridge portion, and diffraction for selecting a plurality of oscillation longitudinal modes. It is characterized by having a lattice.

【0021】この発明によれば、リッジ型構造におい
て、回折格子による波長選択特性によって複数の発振縦
モードをもたせることができる。
According to the present invention, in the ridge structure, a plurality of oscillation longitudinal modes can be provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating.

【0022】また、請求項3にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子が、前記リッジ
部内に設けられたことを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating is provided in the ridge portion.

【0023】また、請求項4にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子が、前記第2ク
ラッド層内の前記リッジ部を挟んだ領域に設けられたこ
とを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a fourth aspect is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating is provided in a region sandwiching the ridge portion in the second cladding layer.

【0024】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、前記活性層が、Al混晶系の
材料を含むことを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the active layer contains an Al mixed crystal material.

【0025】また、請求項6にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記活性層が、(AlxGa
1-xyIn1-yAs(0<x,y<1)のバリア層およ
び井戸層を有することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the active layer is (Al x Ga).
It is characterized by having a barrier layer and a well layer of 1-x ) y In 1-y As (0 <x, y <1).

【0026】また、請求項7にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記活性層が、Al混晶系の
材料を含む光導波路層を有することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the active layer has an optical waveguide layer containing an Al mixed crystal material.

【0027】また、請求項8にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記光導波路層が、(Alx
Ga1-xyIn1-yAs(0<x,y<1)を含むこと
を特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the optical waveguide layer is (Al x
Ga 1-x ) y In 1-y As (0 <x, y <1) is included.

【0028】また、請求項9にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記第1クラッド層および/
または前記第2クラッド層が、Al混晶系の材料を含む
ことを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the first cladding layer and / or
Alternatively, the second clad layer is characterized by containing an Al mixed crystal system material.

【0029】また、請求項10にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記第1クラッド層および
/または前記第2クラッド層が、Al混晶系の半導体層
と非Al混晶系の半導体層との積層構造を有することを
特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the first cladding layer and / or the second cladding layer is an Al mixed crystal semiconductor layer and a non-Al mixed crystal semiconductor. It is characterized by having a laminated structure with layers.

【0030】また、請求項11にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子が、前記第1
反射膜側あるいは前記第1反射膜近傍に設けられること
を特徴としている。
According to the eleventh aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the diffraction grating is the first
It is characterized in that it is provided on the reflection film side or in the vicinity of the first reflection film.

【0031】また、請求項12にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子が、前記第2
反射膜側あるいは前記第2反射膜近傍に設けられること
を特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the diffraction grating is the second one.
It is characterized in that it is provided on the reflection film side or in the vicinity of the second reflection film.

【0032】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、前記回折格子が、前記第1
反射膜側または前記第1反射膜近傍および前記第2反射
膜側または前記第2反射膜近傍に設けられることを特徴
としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the diffraction grating is the first
It is characterized in that it is provided on the reflective film side or in the vicinity of the first reflective film and on the second reflective film side or in the vicinity of the second reflective film.

【0033】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、前記所望の発振縦モードの
本数が、発振波長スペクトルの半値幅内に2本以上含ま
れることを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the above 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.

【0034】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、前記回折格子が、回折格子
長が300μm以下であることを特徴としている。
According to a fifteenth 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.

【0035】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、前記回折格子の回折格子長
が、前記共振器長の(300/1300)倍の値以下で
あることを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a sixteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating length of the diffraction grating is not more than (300/1300) times the resonator length. .

【0036】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、前記回折格子の結合係数と
回折格子長との乗算値が0.3以下であることを特徴と
している。
A semiconductor laser device according to a seventeenth aspect is characterized in that, in the above-mentioned invention, a multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length is 0.3 or less.

【0037】また、請求項18にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子が、グレーテ
ィング周期に所定の周期揺らぎを持たせたことを特徴と
している。
Further, a semiconductor laser device according to an eighteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating has a predetermined period fluctuation in a grating period.

【0038】また、請求項19にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子が、前記グレ
ーティング周期をランダムあるいは所定周期で変化させ
たことを特徴としている。
A semiconductor laser device according to a nineteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the diffraction grating changes the grating period randomly or at a predetermined period.

【0039】また、請求項20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
振器の長さが、800μm以上であることを特徴として
いる。
According to a twentieth 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.

【0040】また、請求項21にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記発振波長スペクトルの
半値幅が、3nm以下であることを特徴としている。
Further, a semiconductor laser device according to a twenty-first aspect is characterized in that, in the above-mentioned invention, the full width at half maximum of the oscillation wavelength spectrum is 3 nm or less.

【0041】また、請求項22にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項1〜21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を光結合する光結合レン
ズ系と、を備えたことを特徴としている。
A semiconductor laser module according to a twenty-second aspect of the present invention is a semiconductor laser device according to any one of the first to twenty-first 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.

【0042】また、請求項23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
置の光出力を測定する光検出器と、アイソレータと、前
記半導体レーザ装置の温度を制御する温調モジュール
と、をさらに備えたことを特徴としている。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the semiconductor laser module according to the above invention, a photodetector for measuring the optical output of the semiconductor laser device, an isolator, and a temperature control module for controlling the temperature of the semiconductor laser device. And is further provided.

【0043】また、請求項24にかかる半導体レーザモ
ジュールは、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反射膜との間であっ
て前記第1クラッド層上に形成された活性層と、前記活
性層の近傍に部分的にまたは全面に設けられるとともに
複数の発振縦モードを選択する回折格子とを具備した半
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を光結合する光結合レン
ズ系と、を備えたことを特徴としている。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the semiconductor laser module, 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 are located between the first reflection film and the first reflection film. A semiconductor laser device comprising: an active layer formed on a cladding layer; and a diffraction grating which is provided in the vicinity of the active layer, partially or entirely, and which selects a plurality of oscillation longitudinal modes. An optical fiber for guiding the emitted laser light to the outside, and an optical coupling lens system for optically coupling the semiconductor laser device and the optical fiber are provided.

【0044】また、請求項25にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項1〜21のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザ装置若しくは請求項22〜24のいずれか一つに記
載の半導体レーザモジュールを備えた励起光源と、信号
光を伝送する光ファイバと、前記光ファイバと接続され
た増幅用光ファイバと、前記励起光源から出射される励
起光を増幅用光ファイバに入射させるためのカプラと、
を備えたことを特徴としている。
An optical fiber amplifier according to a twenty-fifth aspect comprises the semiconductor laser device according to any one of the first to twenty-first aspects or the semiconductor laser module according to any one of the twenty-second to twenty-fourth aspects. A pumping light source, an optical fiber for transmitting signal light, an amplification optical fiber connected to the optical fiber, a coupler for causing the pumping light emitted from the pumping light source to enter the amplification optical fiber,
It is characterized by having.

【0045】また、請求項26にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項1〜21のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザ装置若しくは請求項22〜24のいずれか一つに記
載の半導体レーザモジュールを備えた励起光源と、信号
光を伝送する光ファイバと、前記励起光源から出射され
る励起光を前記光ファイバに入射させるためのカプラ
と、を備え、ラマン増幅により光増幅を行なうことを特
徴としている。
An optical fiber amplifier according to a twenty-sixth aspect comprises the semiconductor laser device according to any one of the first to twenty-first aspects or the semiconductor laser module according to any one of the twenty-second to twenty-fourth aspects. A pumping light source, an optical fiber for transmitting signal light, and a coupler for making pumping light emitted from the pumping light source incident on the optical fiber, and performing optical amplification by Raman amplification. .

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる半導体レ
ーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを用いた
光ファイバ増幅器の実施の形態を図面に基づいて詳細に
説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定
されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor laser device, a semiconductor laser module and an optical fiber amplifier using the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

【0047】(実施の形態1)まず、実施の形態1にか
かる半導体レーザ装置について説明する。図1は、実施
の形態1にかかる半導体レーザ装置を斜めからみた破断
図である。図2は、図1に示した半導体レーザ装置にお
いて、出射端面に平行なA−A線断面図である。また、
図3は、図1および図2に示した半導体レーザ装置にお
いて、B−B線断面図、すなわち長手方向の縦断面図で
ある。図1〜図3において、実施の形態1にかかる半導
体レーザ装置20は、いわゆるリッジ型構造であり、n
−InP基板1の(100)面上に、順次、バッファ層
を兼ねたn−InP下部クラッド層2、GRIN−SC
H−MQW(Graded Index-Separate Confinement Hete
rostructure Multi Quantum Well)活性層3、p−In
P上部クラッド層5、およびp−InGaAsPコンタ
クト層7が積層された構造において、p−InP上部ク
ラッド層5の一部とp−InGaAsPコンタクト層7
とでメサストライプ(リッジ形状)が形成されている。
このメサストライプによって、電流狭窄と、空気と半導
体(p−InP上部クラッド層5)との屈折率差を利用
した光閉じ込めとが実現されている。
(First Embodiment) First, a semiconductor laser device according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment as viewed obliquely. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG. 1, which is parallel to the emitting end face. Also,
FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB of the semiconductor laser device shown in FIGS. 1 and 2, that is, a longitudinal sectional view in the longitudinal direction. 1 to 3, the semiconductor laser device 20 according to the first embodiment has a so-called ridge structure, and n
On the (100) plane of the -InP substrate 1, the n-InP lower cladding layer 2 also serving as a buffer layer and the GRIN-SC are sequentially formed.
H-MQW (Graded Index-Separate Confinement Hete
rostructure Multi Quantum Well) Active layer 3, p-In
In the structure in which the P upper cladding layer 5 and the p-InGaAsP contact layer 7 are stacked, a part of the p-InP upper cladding layer 5 and the p-InGaAsP contact layer 7 are formed.
And form a mesa stripe (ridge shape).
This mesa stripe realizes current confinement and optical confinement utilizing the refractive index difference between air and the semiconductor (p-InP upper cladding layer 5).

【0048】また、図中において、回折格子層4として
表わされている領域内には、本発明の特徴の一つである
回折格子13が設けられている。この回折格子13は、
p−InGaAsPで形成され、膜厚20nmを有する
とともに、図3に示す出射側反射膜15の反射端面から
反射膜14側に向けて長さLg=50μmの範囲に亘っ
てピッチ約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。さらに、回折
格子13は、回折格子の結合係数κと回折格子長Lgと
の乗算値を0.3以下とすることによって、駆動電流−
光出力特性の線形性を良好にし、光出力の安定性を高め
ている(特願2001−134545参照)。また、共
振器長Lが1300μmの場合、回折格子長Lgが約3
00μm以下のときに複数の発振縦モード数で発振する
ので、回折格子長Lgは300μm以下とすることが好
ましい。
Further, in the figure, a diffraction grating 13, which is one of the features of the present invention, is provided in the area shown as the diffraction grating layer 4. This diffraction grating 13 is
It is made of p-InGaAsP, has a film thickness of 20 nm, and is periodic at a pitch of about 220 nm over a range of length Lg = 50 μm from the reflection end surface of the emission side reflection film 15 toward the reflection film 14 side. The laser light having the center wavelength of 1.48 μm is selected. Further, the diffraction grating 13 sets the driving current − by setting the multiplication value of the coupling coefficient κ of the diffraction grating and the diffraction grating length Lg to 0.3 or less.
The linearity of the light output characteristic is improved and the stability of the light output is improved (see Japanese Patent Application No. 2001-134545). When the resonator length L is 1300 μm, the diffraction grating length Lg is about 3
Since the oscillation occurs in a plurality of oscillation longitudinal modes when the length is 00 μm or less, the diffraction grating length Lg is preferably 300 μm or less.

【0049】ところで、共振器長Lの長短に比例して、
発振縦モード間隔も変化するため、回折格子長Lgは、
共振器長Lに比例した値となる。すなわち、回折格子長
Lg:共振器長L=300:1300の関係を維持する
ため、回折格子長Lgが300μm以下で複数の発振縦
モードが得られる関係は、 Lg×(1300(μm)/L)≦300(μm) として拡張することができる。すなわち、回折格子長L
gは、共振器長Lとの比を保つように設定され、共振器
長Lの(300/1300)倍の値以下としている(特
願2001−134545参照)。
By the way, in proportion to the length of the resonator length L,
Since the oscillation longitudinal mode interval also changes, the diffraction grating length Lg is
The value is proportional to the resonator length L. That is, in order to maintain the relationship of the diffraction grating length Lg: resonator length L = 300: 1300, the relationship that a plurality of oscillation longitudinal modes can be obtained when the diffraction grating length Lg is 300 μm or less is Lg × (1300 (μm) / L ) ≦ 300 (μm). That is, the diffraction grating length L
g is set so as to maintain the ratio with the resonator length L, and is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length L (see Japanese Patent Application No. 2001-134545).

【0050】また、図示するように、上記したメサスト
ライプ表面には、p−InGaAsPコンタクト層7の
中央部分を除いて、絶縁膜兼保護膜として機能するSi
x膜9が形成されている。また、p−InGaAsP
コンタクト層7の露出した部分とSiNx膜9の表面を
覆うように、p側電極10が形成され、これにより、p
側電極10とp−InGaAsPコンタクト層7との電
気的接触が図られている。一方、n−InP基板1の裏
面には、n側電極11が形成される。
Further, as shown in the drawing, on the surface of the above mesa stripe, except for the central portion of the p-InGaAsP contact layer 7, Si which functions as an insulating film and a protective film is formed.
The N x film 9 is formed. In addition, p-InGaAsP
The p-side electrode 10 is formed so as to cover the exposed portion of the contact layer 7 and the surface of the SiN x film 9, and thus the p-side electrode 10 is formed.
Electrical contact is made between the side electrode 10 and the p-InGaAsP contact layer 7. On the other hand, the n-side electrode 11 is formed on the back surface of the n-InP substrate 1.

【0051】半導体レーザ装置20の長手方向の一端面
である光反射端面には、反射率80%以上、好ましくは
98%以上の高光反射率をもつ反射膜14が形成され、
他端面である光出射端面には、反射率が10%以下、好
ましくは5%、1%、0.5%以下、さらに好ましくは
0.1%以下の低光反射率をもつ出射側反射膜15が形
成される。反射膜14と出射側反射膜15とによって形
成された光共振器のGRIN−SCH−MQW活性層3
内に発生した光は、反射膜14によって反射し、出射側
反射膜15を介し、レーザ光として出射されるが、この
際、回折格子13によって波長選択されて出射される。
A reflecting film 14 having a high light reflectance of 80% or more, preferably 98% or more is formed on a light reflecting end surface which is one end surface in the longitudinal direction of the semiconductor laser device 20.
The light emitting end face, which is the other end face, has an emission side reflection film having a low light reflectance of 10% or less, preferably 5%, 1%, 0.5% or less, and more preferably 0.1% or less. 15 is formed. GRIN-SCH-MQW active layer 3 of the optical resonator formed by the reflection film 14 and the emission side reflection film 15
The light generated inside is reflected by the reflection film 14 and emitted as laser light through the emission side reflection film 15, and at this time, the wavelength is selected by the diffraction grating 13 and emitted.

【0052】この半導体レーザ装置20から出力された
レーザ光は、単一横モード発振していればよく、活性層
あるいは光導波路の構造は上記に限られないが、本発明
では、特に、活性層がAl混晶系の材料を含んで形成さ
れることを特徴としている。具体的には、GRIN−S
CH−MQW活性層3を構成する井戸層とバリア層が、
(AlxGa1-xyIn1-yAs(0<x,y<1)で形
成される。なお、井戸層が1.4%程度の圧縮歪を有
し、バリア層が0.1%程度の引張り歪を有するように
歪補償構造であることが好ましい。また、SCH層につ
いては、InGaAsPで形成することもできるが、
(AlxGa1-xyIn1-yAs(0<x,y<1)のよ
うなAl混晶系の材料を用いることがより好ましい。
The laser light output from the semiconductor laser device 20 has only to oscillate in a single transverse mode, and the structure of the active layer or the optical waveguide is not limited to the above. In the present invention, the active layer is particularly preferable. Is formed by including an Al mixed crystal material. Specifically, GRIN-S
The well layer and the barrier layer forming the CH-MQW active layer 3 are
(Al x Ga 1-x ) y In 1-y As (0 <x, y <1). It is preferable that the well layer has a compressive strain of about 1.4% and the barrier layer has a tensile strain of about 0.1%. Also, the SCH layer can be formed of InGaAsP,
It is more preferable to use an Al mixed crystal system material such as (Al x Ga 1-x ) y In 1-y As (0 <x, y <1).

【0053】このように活性層および/または光導波路
層にAl混晶系の材料を用いると、キャリアオーバーフ
ローが抑制される。この結果として、高出力化や、光出
力の温度依存性低減と閾値電流の温度依存性低減が実現
される。キャリアオーバーフローの抑制は、Al混晶系
の材料が、Al非混晶系の従来のGaInAsP等と比
較して、井戸層とバリア層のエネルギー差が大きいこと
に起因している。
When an Al mixed crystal type material is used for the active layer and / or the optical waveguide layer in this way, carrier overflow is suppressed. As a result, higher output, reduction in temperature dependence of light output, and reduction in temperature dependence of threshold current are realized. The suppression of carrier overflow is due to the large energy difference between the well layer and the barrier layer in the Al mixed crystal material, as compared with the conventional AlInmixed crystal GaInAsP and the like.

【0054】図4は、キャリアオーバーフローの抑制を
説明するためエネルギー準位図である。図4をみてわか
るように、注入電流を大きくした場合でも、バリア層の
伝導帯と井戸層の伝導帯のエネルギー差ΔEcが大きけ
れば、電子のオーバーフローが抑制でき、バリア層の価
電子帯と井戸層の価電子帯のエネルギー差ΔEvが大き
ければ、ホールのオーバーフローが抑制できる。ここ
で、電子はホールよりも有効質量が小さいので、オーバ
ーフローの問題は電子の方が支配的であり、キャリアオ
ーバーフローの抑制するには、ΔEvよりもΔEcを大
きくすることが効果的である。
FIG. 4 is an energy level diagram for explaining the suppression of carrier overflow. As can be seen from FIG. 4, even when the injection current is increased, if the energy difference ΔEc between the conduction band of the barrier layer and the conduction band of the well layer is large, the overflow of electrons can be suppressed, and the valence band of the barrier layer and the well can be suppressed. If the energy difference ΔEv in the valence band of the layer is large, hole overflow can be suppressed. Here, since the electron has a smaller effective mass than the hole, the electron is more dominant in the problem of overflow, and in order to suppress the carrier overflow, it is effective to make ΔEc larger than ΔEv.

【0055】ここで、バリア層のエネルギーバンドギャ
ップEbと井戸層のエネルギーバンドギャップEwのエ
ネルギー差ΔEgを ΔEg=Eb−Ew と定義する。ΔEcはΔEgとの積で材料系によりほぼ
決まっているが、GaInAsP系では、 ΔEc=0.4ΔEg であり、AlGaInAs系では、 ΔEc=0.72ΔEg であることが知られている。すなわち、AlGaInA
s系のΔEcの方が大きく、キャリアオーバーフローの
抑制を図るには、活性層としてAlGaInAs系の材
料を用いることが有効であることがわかる。
Here, the energy difference ΔEg between the energy band gap Eb of the barrier layer and the energy band gap Ew of the well layer is defined as ΔEg = Eb−Ew. It is known that ΔEc is a product of ΔEg and the material system, and ΔEc = 0.4ΔEg in the GaInAsP system and ΔEc = 0.72ΔEg in the AlGaInAs system. That is, AlGaInA
It can be seen that it is effective to use an AlGaInAs-based material for the active layer in order to suppress carrier overflow, since s-based ΔEc is larger.

【0056】この実施の形態1においては、半導体レー
ザ装置20をラマン増幅器の励起用光源として用いるこ
とを前提とし、その発振波長λ0は、1100nm〜1
600nmであり、共振器長Lは、800μm以上32
00μm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 first embodiment is premised on that the semiconductor laser device 20 is used as a pumping light source for a Raman amplifier, and its oscillation wavelength λ 0 is 1100 nm to 1 nm.
600 nm, and the cavity length L is 800 μm or more 32
It is set to 00 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.

【0057】一方、回折格子13は、そのブラッグ波長
によって縦モードを選択する。この回折格子13による
選択波長特性は、図5に示す発振波長スペクトル30と
して表される。図5に示すように、実施の形態1では、
回折格子13を有した半導体レーザ装置20による発振
波長スペクトル30の半値幅Δλhで示される波長選択
特性内に、発振縦モードを複数存在させるようにしてい
る。従来のDBR(Distributed Bragg Reflector)半
導体レーザ装置あるいはDFB(Distributed Feedbac
k)半導体レーザ装置では、共振器長Lを800μm以
上とすると、単一縦モード発振が困難であったため、か
かる共振器長Lを有した半導体レーザ装置は用いられな
かった。しかしながら、この実施の形態1の半導体レー
ザ装置20では、共振器長Lを積極的に800μm以上
とすることによって、発振波長スペクトルの半値幅Δλ
h内に複数の発振縦モードを含ませてレーザ出力するよ
うにしている。図5では、発振波長スペクトルの半値幅
Δλh内に3つの発振縦モード31〜33を有してい
る。
On the other hand, the diffraction grating 13 selects the longitudinal mode according to its Bragg wavelength. The selected wavelength characteristic by the diffraction grating 13 is represented as an oscillation wavelength spectrum 30 shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the first embodiment,
A plurality of oscillation longitudinal modes are made to exist within the wavelength selection characteristic indicated by the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 30 by the semiconductor laser device 20 having the diffraction grating 13. Conventional DBR (Distributed Bragg Reflector) semiconductor laser device or DFB (Distributed Feedbac)
k) In the semiconductor laser device, if the cavity length L is 800 μm or more, it is difficult to oscillate in the single longitudinal mode. Therefore, the semiconductor laser device having the cavity length L is not used. However, in the semiconductor laser device 20 of the first embodiment, the half-width Δλ of the oscillation wavelength spectrum is set by positively setting the cavity length L to 800 μm or more.
A plurality of oscillation longitudinal modes are included in h for laser output. In FIG. 5, there are three oscillation longitudinal modes 31 to 33 within the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.

【0058】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、各発振縦モードのレーザ出力のピーク値を抑えつ
つ、発振波長スペクトル全体で高いレーザ出力値を得る
ことができる。たとえば、実施の形態1に示した半導体
レーザ装置では、図6(b)に示すプロファイルを有
し、低いピーク値で高レーザ出力を得ることができる。
これに対し、図6(a)は、同じレーザ出力を得る場合
の単一縦モード発振の半導体レーザ装置のプロファイル
であり、高いピーク値を有している。
When a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes is used, the peak value of the laser output of each oscillation longitudinal mode is suppressed and the entire oscillation wavelength spectrum is compared with the case where a laser beam of a single longitudinal mode is used. It is possible to obtain a high laser output value. For example, the semiconductor laser device shown in the first embodiment has the profile shown in FIG. 6B and can obtain a high laser output with a low peak value.
On the other hand, FIG. 6A 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.

【0059】ここで、半導体レーザ装置をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合、ラマン利得を大きくす
るために励起光出力パワーを増大することが好ましい
が、そのピーク値が高いと、誘導ブリルアン散乱が発生
し、雑音が増加するという不具合が発生する。誘導ブリ
ルアン散乱の発生は、誘導ブリルアン散乱が発生する閾
値Pthを有し、同じレーザ出力パワーを得る場合、図
6(b)に示すように、複数の発振縦モードを持たせ、
そのピーク値を抑えることによって、誘導ブリルアン散
乱の閾値Pth内で、高い励起光出力パワーを得ること
ができ、その結果、高いラマン利得を得ることが可能と
なる。
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 generation of stimulated Brillouin scattering has a threshold value Pth at which stimulated Brillouin scattering occurs, and in the case of obtaining the same laser output power, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided, as shown in FIG.
By suppressing the peak value, a high pumping 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.

【0060】なお、ここでは、発振縦モード31〜33
の波長間隔(モード間隔)Δλを、0.1nm以上とし
ている。これは、半導体レーザ装置20をラマン増幅器
の励起用光源として用いる場合、モード間隔Δλが0.
1nm以下であると、誘導ブリルアン散乱が発生する可
能性が高くなるからである。この結果、上述したモード
間隔Δλの式によって、上述した共振器長Lが3200
μm以下であることが好ましいことになる。
Here, the oscillation longitudinal modes 31 to 33 are used.
The wavelength interval (mode interval) Δλ is set to 0.1 nm or more. This is because when the semiconductor laser device 20 is used as a pumping light source for a Raman amplifier, the mode interval Δλ is 0.
This is because if the thickness is 1 nm or less, stimulated Brillouin scattering is likely to occur. As a result, the above-mentioned resonator length L is 3200 according to the above-described equation of the mode interval Δλ.
It is preferable that the thickness is μm or less.

【0061】上述した観点から、発振波長スペクトル3
0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く、各発振縦モードのスペクト
ル幅も広いことが望ましい。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20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20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
数の増大および発振縦モードのスペクトル幅の拡大に従
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2
0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20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 the above viewpoint, the oscillation wavelength spectrum 3
The number of oscillation longitudinal modes included in the half width Δλh of 0 is
It is desirable that the number is plural and that the spectrum width of each oscillation longitudinal mode is also wide. 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, and specifically, a method of polarization combining output lights from the two semiconductor laser devices 20 using a polarization combining coupler. Another method is to use a polarization maintaining fiber having a predetermined length as the depolarizer and propagate the laser light emitted from one semiconductor laser device 20 to this 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 and the oscillation longitudinal mode spectral width increases, so the polarization required for depolarization is reduced. The length of the wavefront holding fiber 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, the semiconductor laser device 2 is used for the Raman amplifier.
In the case of depolarizing the laser light emitted from 0, the emitted laser light of one semiconductor laser device 20 is unpolarized even if the emitted light of the two semiconductor laser devices is not polarization-combined and used. Since it is easy to convert and use it, it is possible to reduce the number of components used in the Raman amplifier and promote miniaturization.

【0062】ここで、発振波長スペクトル幅が広すぎる
と、波長合成カプラによる合波ロスが大きくなるととも
に、発振波長スペクトル幅内における波長の動きによっ
て、雑音や利得変動を発生させることになる。このた
め、発振波長スペクトル30の半値幅Δλhは、3nm
以下、好ましくは2nm以下とする必要がある。
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 30 is 3 nm.
Hereafter, it is necessary to set it to preferably 2 nm or less.

【0063】さらに、従来の半導体レーザ装置では、図
27または図28に示したように、ファイバグレーティ
ングを用いた半導体レーザモジュールとしていたため、
上述したように、コヒーレンスの劣化した光が半導体レ
ーザ素子202に帰還されたり、複合共振器構造となっ
ていることから相対強度雑音(RIN)が大きくなり、
安定した前方励起方式のラマン増幅を行うことができな
いが、この実施の形態1に示した半導体レーザ装置20
では、ファイバグレーティング233を用いず、出射側
反射膜15から出射したレーザ光をそのまま、ラマン増
幅器の励起用光源として用いているため、相対強度雑音
が小さくなり、その結果、ラマン利得の揺らぎが小さく
なり、安定したラマン増幅を行わせることができる。
Further, in the conventional semiconductor laser device, as shown in FIG. 27 or FIG. 28, the semiconductor laser module uses the fiber grating.
As described above, the light with deteriorated coherence is fed back to the semiconductor laser element 202, or the relative intensity noise (RIN) increases due to the composite resonator structure.
Although it is not possible to perform stable forward pumping Raman amplification, the semiconductor laser device 20 according to the first embodiment is shown.
However, since the laser light emitted from the emission side reflection film 15 is used as it is as the excitation light source of the Raman amplifier without using the fiber grating 233, the relative intensity noise becomes small, and as a result, the fluctuation of the Raman gain becomes small. Therefore, stable Raman amplification can be performed.

【0064】また、図27または図28に示した半導体
レーザモジュールでは、共振器内に機械的な結合を必要
とするため、振動などによってレーザの発振特性が変化
する場合があるが、実施の形態1にかかる半導体レーザ
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, in the semiconductor laser module shown in FIG. 27 or FIG. 28, since mechanical coupling is required in the resonator, the oscillation characteristics of the laser may change due to vibration or the like. In the semiconductor laser device according to No. 1, stable optical output can be obtained without changing the oscillation characteristics of the laser due to mechanical vibration or the like.

【0065】なお、上述した実施の形態1では、回折格
子13が中心波長に対して揺らぎを持つ波長選択性によ
って、複数本の発振縦モードを出力するようにしていた
が、回折格子13に対して積極的に揺らぎをもたせ、発
振縦モードの数を増やすことができる半導体レーザ装置
を得るようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the diffraction grating 13 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.

【0066】図7は、回折格子13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13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7に示すように、回折格子
13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。
FIG. 7 is a diagram showing a periodic change in the grating period of the diffraction grating 13. This diffraction grating 13 is
It is a chirped grating in which the grating period is changed periodically. As shown in FIG. 7, the diffraction grating 13 has an average period of 220 nm and is ± 0.02 nm.
It has a structure in which the cycle fluctuation (deviation) of is repeated at cycle C. Due to the periodic fluctuation of ± 0.02 nm, it is possible to have about 3 to 6 oscillation longitudinal modes within the half-width Δλ h of the oscillation wavelength spectrum.

【0067】図8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8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の回折格子による
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。
FIG. 8 is a diagram showing an oscillation wavelength spectrum of a semiconductor laser device having diffraction gratings having different periods Λ 1 and Λ 2 . In FIG. 8, the diffraction grating with the period Λ 1 has the wavelength λ 1
The oscillation wavelength spectrum is formed, and three oscillation longitudinal modes are selected in this oscillation wavelength spectrum. On the other hand, the period Λ 2
The diffraction grating 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.

【0068】なお、回折格子13の構成としては、一定
の周期Cでグレーティング周期を変化させるチャープド
グレーティングに限らず、グレーティング周期を、周期
Λ1(220nm+0.02nm)と周期Λ2(220n
m−0.02nm)との間でランダムに変化させるよう
にしてもよい。
The structure of the diffraction grating 13 is not limited to the chirped grating in which the grating period is changed at a constant period C, and the grating period is set to the period Λ 1 (220 nm + 0.02 nm) and the period Λ 2 (220n).
m-0.02 nm) may be randomly changed.

【0069】さらに、図9(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9(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9
(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とをもつ
回折格子として、周期揺らぎを持たせるようにしてもよ
い。また、周期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。
Further, as shown in FIG. 9A, a periodic fluctuation may be provided as a diffraction grating in which different periods Λ 3 and Λ 4 are alternately repeated once. In addition, as shown in FIG. 9B, different periods Λ 5 and Λ 6
As a diffraction grating in which and are repeated alternately,
You may make it have a period fluctuation. Furthermore, FIG.
(C), the plurality of times of cycles lambda 7 consecutive, as a diffraction grating having a plurality of times of cycles lambda 8 consecutive with a period different from the period lambda 7, may be provided with a periodic fluctuation . Further, between the periods Λ 3 , Λ 5 , and Λ 7 and the periods Λ 4 , Λ 6 , and Λ 8 , the periods having discrete different values are complemented, and the period is changed stepwise. May be.

【0070】以上に説明したとおり、実施の形態1にか
かる半導体レーザ装置によれば、共振器長Lに対して、
出射側反射膜15側に部分的に設けられた回折格子13
によって複数の発振縦モードを形成するとともに、変調
周波数信号をバイアス電流に重畳することによって、発
振縦モードのスペクトル幅を広げ、ラマン増幅器の励起
用光源として用いた場合における誘導ブリルアン散乱の
発生を抑制し、所望の発振波長のレーザ光を安定し、か
つ高効率に出力することができる。
As described above, according to the semiconductor laser device of the first embodiment, with respect to the cavity length L,
Diffraction grating 13 partially provided on the emitting side reflection film 15 side
In addition to forming multiple oscillation longitudinal modes, the modulation frequency signal is superimposed on the bias current to widen the spectrum width of the oscillation longitudinal mode and suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering when used as a pumping light source for a Raman amplifier. However, the laser light having a desired oscillation wavelength can be stably output with high efficiency.

【0071】さらに、活性層および/または光導波路層
がAl混晶系の材料を含んでいるので、Alの特性によ
る利点、すなわちキャリアオーバーフローの抑制が享受
でき、レーザ光の高出力化と温度特性の向上を図ること
が可能になる。
Further, since the active layer and / or the optical waveguide layer contains an Al mixed crystal system material, the advantage of the characteristics of Al, that is, the suppression of carrier overflow can be enjoyed, and the high output of laser light and the temperature characteristics can be obtained. Can be improved.

【0072】なお、上述した実施の形態1では、出射側
反射膜15側に回折格子13を設けるようにしていた
が、これに限らず、反射膜14側あるいは反射膜14側
および出射側反射膜15側の双方に回折格子を設けるよ
うにしてもよい。この場合、反射膜14側の回折格子
は、波長選択性を持たせるとともに反射特性とを持たせ
るため、結合係数κと回折格子長Lgとの積は、大きな
値、たとえば「2」以上に設定するとよい。
In the first embodiment described above, the diffraction grating 13 is provided on the emitting side reflection film 15 side. However, the present invention is not limited to this, and the reflecting film 14 side or the reflecting film 14 side and the emitting side reflection film are provided. You may make it provide a diffraction grating on both 15 sides. In this case, since the diffraction grating on the side of the reflection film 14 has wavelength selectivity and reflection characteristics, the product of the coupling coefficient κ and the diffraction grating length Lg is set to a large value, for example, “2” or more. Good to do.

【0073】また、n−InP下部クラッド層2に替え
て、InPと格子整合する組成であれば他の材料を用い
てもよい。特に、Al混晶系のAlInAs下部バッフ
ァ層を用いると、上記した温度特性の向上と低抵抗化を
より高めることができる。
In place of the n-InP lower cladding layer 2, another material may be used as long as it has a composition lattice-matched with InP. In particular, when the AlInAs lower buffer layer of Al mixed crystal system is used, it is possible to further improve the temperature characteristics and lower the resistance.

【0074】さらに、特願2001−303732に開
示されているように、活性層領域にn型不純物をドープ
することで、素子抵抗および熱抵抗を低減させることも
できる。なお、不純物ドーピングを行なう領域は、同特
許出願に開示されているように、すべての井戸層および
バリア層ではなく、それらの一部であってもよい。ま
た、SCH層に同様な不純物ドーピングを施してもよ
い。
Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-303732, element resistance and thermal resistance can be reduced by doping the active layer region with n-type impurities. It should be noted that the region in which the impurity doping is performed may be a part of all well layers and barrier layers instead of all well layers as disclosed in the same patent application. Also, similar impurity doping may be applied to the SCH layer.

【0075】(実施の形態2)つぎに、実施の形態2に
かかる半導体レーザ装置について説明する。実施の形態
1にかかる半導体レーザ装置では、メサストライプに含
まれない上部クラッド層内に回折格子層を設けるとした
が、実施の形態2にかかる半導体レーザ装置では、メサ
ストライプに含まれる上部クラッド層内、または、メサ
ストライプに含まれない領域であってメサストライプの
両脇に位置する部分に、回折格子層を設けたことを特徴
としている。
(Second Embodiment) Next, a semiconductor laser device according to a second embodiment will be described. In the semiconductor laser device according to the first embodiment, the diffraction grating layer is provided in the upper clad layer not included in the mesa stripe, but in the semiconductor laser device according to the second embodiment, the upper clad layer included in the mesa stripe is included. It is characterized in that a diffraction grating layer is provided inside or in a region not included in the mesa stripe and located on both sides of the mesa stripe.

【0076】図10は、実施の形態2にかかる半導体レ
ーザ装置の出射端面に平行な断面図である。また、図1
1は、図10に示した半導体レーザ装置において、A−
A線断面図、すなわち長手方向の縦断面図である。な
お、図10および図11において、図2および図3と共
通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
FIG. 10 is a sectional view parallel to the emission end face of the semiconductor laser device according to the second embodiment. Also, FIG.
1 is A- in the semiconductor laser device shown in FIG.
It is the sectional view on the A line, ie, the longitudinal sectional view in the longitudinal direction. 10 and 11, the same parts as those in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0077】図10および図11に示すように、実施の
形態1で説明した回折格子13は、p−InP上部クラ
ッド層5のうち、メサストライプを形成する部分に位置
する回折格子層21内に形成される。すなわち、この半
導体レーザ装置では、回折格子13がメサストライプの
一部分を構成する。なお、この回折格子13の機能につ
いては、実施の形態1で説明したとおりである。
As shown in FIGS. 10 and 11, the diffraction grating 13 described in the first embodiment has the diffraction grating layer 21 located in the portion of the p-InP upper cladding layer 5 where the mesa stripe is formed. It is formed. That is, in this semiconductor laser device, the diffraction grating 13 constitutes a part of the mesa stripe. The function of the diffraction grating 13 is as described in the first embodiment.

【0078】図12は、実施の形態2にかかる他の半導
体レーザ装置の出射端面に平行な断面図である。また、
図13は、図12に示した半導体レーザ装置において、
C−C線断面図、すなわち長手方向の縦断面図である。
なお、図12および図13において、図2および図3と
共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
FIG. 12 is a sectional view parallel to the emission end face of another semiconductor laser device according to the second embodiment. Also,
FIG. 13 shows the semiconductor laser device shown in FIG.
It is CC sectional view taken on the line, that is, a longitudinal sectional view in the longitudinal direction.
12 and 13, parts common to those in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0079】図12および図13に示すように、実施の
形態1で説明した回折格子13は、p−InP上部クラ
ッド層5のうち、メサストライプを形成しない部分であ
って、かつメサストライプの両脇に位置する回折格子層
22a,22b内にそれぞれ形成される。すなわち、こ
の半導体レーザ装置では、回折格子13が、メサストラ
イプを挟んで分断される。また、回折格子層22a,2
2b内にそれぞれ形成された回折格子13は、p−In
P上部クラッド層5とSiNx層9との境界形状として
実現される。
As shown in FIGS. 12 and 13, the diffraction grating 13 described in the first embodiment is a portion of the p-InP upper cladding layer 5 where the mesa stripe is not formed, and both of the mesa stripe are formed. It is formed in the diffraction grating layers 22a and 22b located aside. That is, in this semiconductor laser device, the diffraction grating 13 is divided with the mesa stripe in between. In addition, the diffraction grating layers 22a, 2
The diffraction gratings 13 respectively formed in 2b are p-In
It is realized as a boundary shape between the P upper cladding layer 5 and the SiN x layer 9.

【0080】また、実施の形態2の回折格子は、実施の
形態1で説明した回折格子よりも活性層から遠い位置に
形成されている。さらに図12の場合は、横方向にも光
強度の強い領域からずれている。このような場合には、
回折格子部分での光強度が弱いために結合係数κは小さ
な値となる。一方、回折格子により所望の発振縦モード
を選択するためには、結合係数κと回折格子長Lgとの
積はある値の範囲を有する必要がある。そこで実施の形
態2では、回折格子Lgを長くする必要があり、極端な
場合には共振器長全体に回折格子を形成する必要があ
る。しかし、回折格子長Lgを長くした場合には、発振
波長スペクトルの半値幅Δλhが狭くなるという問題が
ある。そこで、グレーティング周期に所定の周期揺らぎ
を持たせたり、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ると、このような場合にも十分な複
数の発振縦モードが得られるので好ましい。なお、これ
ら回折格子13の機能については、実施の形態1で説明
したとおりである。
The diffraction grating of the second embodiment is formed at a position farther from the active layer than the diffraction grating described in the first embodiment. Further, in the case of FIG. 12, it is also deviated from the region where the light intensity is strong in the lateral direction. In such cases,
Since the light intensity at the diffraction grating portion is weak, the coupling coefficient κ has a small value. On the other hand, in order to select a desired oscillation longitudinal mode by the diffraction grating, the product of the coupling coefficient κ and the diffraction grating length Lg needs to have a certain range of values. Therefore, in the second embodiment, it is necessary to lengthen the diffraction grating Lg, and in an extreme case, it is necessary to form the diffraction grating over the entire resonator length. However, when the diffraction grating length Lg is increased, there is a problem that the full width at half maximum Δλ h of the oscillation wavelength spectrum becomes narrow. Therefore, it is preferable to give the grating cycle a predetermined cycle fluctuation or to change the grating cycle randomly or in a predetermined cycle because a sufficient plurality of oscillation longitudinal modes can be obtained even in such a case. The functions of these diffraction gratings 13 are as described in the first embodiment.

【0081】以上に説明したとおり、実施の形態2にか
かる半導体レーザ装置によれば、実施の形態1で説明し
たリッジ型構造の半導体レーザ装置において、回折格子
の位置を、メサストライプに含まれる上部クラッド層
内、または、メサストライプに含まれない領域であって
メサストライプの両脇に位置する部分に設けており、こ
のような構造においても実施の形態1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 second embodiment, in the semiconductor laser device of the ridge structure described in the first embodiment, the position of the diffraction grating is the upper part included in the mesa stripe. It is provided in the clad layer or in a region which is not included in the mesa stripe and is located on both sides of the mesa stripe. Even in such a structure, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. .

【0082】(実施の形態3)つぎに、実施の形態3に
かかる半導体レーザ装置について説明する。実施の形態
2で説明した半導体レーザ装置において、下部クラッド
層と上部クラッド層のそれぞれを、Al混晶系の材料で
形成された層とAl非混晶系の材料で形成された層で構
成したことを特徴としている。
(Third Embodiment) Next, a semiconductor laser device according to a third embodiment will be described. In the semiconductor laser device described in the second embodiment, each of the lower clad layer and the upper clad layer is composed of a layer formed of an Al mixed crystal material and a layer formed of an Al non-mixed crystal material. It is characterized by that.

【0083】図14は、実施の形態3にかかる半導体レ
ーザ装置の出射端面に平行な断面図である。また、図1
5は、図14に示した半導体レーザ装置において、A−
A線断面図、すなわち長手方向の縦断面図である。特
に、これら図14および図15は、実施の形態2で説明
した図10および図11の変形例に相当する。なお、図
14および図15において、図10および図11と共通
する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 14 is a sectional view parallel to the emitting end face of the semiconductor laser device according to the third embodiment. Also, FIG.
5 is A- in the semiconductor laser device shown in FIG.
It is the sectional view on the A line, ie, the longitudinal sectional view in the longitudinal direction. Particularly, FIGS. 14 and 15 correspond to the modified examples of FIGS. 10 and 11 described in the second embodiment. 14 and 15, parts common to those in FIGS. 10 and 11 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0084】また、図16は、実施の形態3にかかる他
の半導体レーザ装置の出射端面に平行な断面図である。
図17は、図16に示した半導体レーザ装置において、
A−A線断面図、すなわち長手方向の縦断面図である。
特に、これら図16および図17は、実施の形態2で説
明した図12および図13の変形例に相当する。なお、
図16および図17において、図12および図13と共
通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
FIG. 16 is a sectional view parallel to the emitting end face of another semiconductor laser device according to the third embodiment.
FIG. 17 shows the semiconductor laser device shown in FIG.
It is the sectional view on the AA line, ie, the longitudinal sectional view in the longitudinal direction.
In particular, FIGS. 16 and 17 correspond to the modified examples of FIGS. 12 and 13 described in the second embodiment. In addition,
16 and 17, parts common to those in FIGS. 12 and 13 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0085】図14〜図17に示すように、下部クラッ
ド層は、n−InPクラッド層2aとその上に積層され
るn−AlInAsクラッド層2bとで構成され、上部
クラッド層は、n−AlInAsクラッド層5aとその
上に積層されるn−InPクラッド層5bとで構成され
る。
As shown in FIGS. 14 to 17, the lower cladding layer is composed of an n-InP cladding layer 2a and an n-AlInAs cladding layer 2b laminated thereon, and the upper cladding layer is an n-AlInAs layer. The clad layer 5a and the n-InP clad layer 5b laminated on the clad layer 5a.

【0086】このように、下部および上部のクラッド層
に、Al混晶系の材料を含ませることにより、実施の形
態1で説明したようなAlを用いる利点、すなわち温度
特性の向上と低抵抗化をより高めることができる。
As described above, by including the Al mixed crystal system material in the lower and upper cladding layers, the advantage of using Al as described in the first embodiment, that is, the improvement of the temperature characteristics and the reduction of the resistance are achieved. Can be increased.

【0087】以上に説明したとおり、実施の形態3にか
かる半導体レーザ装置によれば、実施の形態2で説明し
たリッジ型構造の半導体レーザ装置において、クラッド
層にAl混晶系の材料を含ませているので、実施の形態
1と同様の効果を享受することができるとともに、Al
によってもたらされる温度特性の向上と低抵抗化を一層
高めることができ、レーザ光の高出力化をより図ること
ができる。
As described above, according to the semiconductor laser device of the third embodiment, in the semiconductor laser device of the ridge type structure described in the second embodiment, the cladding layer contains the Al mixed crystal material. Therefore, it is possible to enjoy the same effect as in the first embodiment,
It is possible to further improve the temperature characteristics and lower the resistance brought about by the above, and it is possible to further increase the output of the laser light.

【0088】なお、上述した実施の形態3では、下部お
よび上部のクラッド層の両方に、Al混晶系の材料を含
ませるとしたが、いずれか一方のみでもよい。具体的に
は、(上部クラッド層,下部クラッド層)=(InP/
AlInAs,InP),(InP/AlInAs,A
lInAs),(InP,InP/AlInAs)の組
み合わせが考えられる。ここで、下部クラッド層をIn
PとAlInAsで構成する場合、キャリアの注入効率
を高めるため、InPとAlInAsの境界付近であっ
てAlInAsに属する薄い領域に対し、高濃度の不純
物ドーピングを施すことが好ましい。また、下部クラッ
ド層では、AlInAs層の上にInP層を積層しても
よい。
In the third embodiment described above, both the lower clad layer and the upper clad layer are made to contain an Al mixed crystal material, but only one of them may be used. Specifically, (upper clad layer, lower clad layer) = (InP /
AlInAs, InP), (InP / AlInAs, A
A combination of (InnAs) and (InP, InP / AlInAs) is conceivable. Here, the lower clad layer is In
In the case of using P and AlInAs, in order to improve carrier injection efficiency, it is preferable to perform high-concentration impurity doping on a thin region near the boundary between InP and AlInAs and belonging to AlInAs. In the lower clad layer, an InP layer may be laminated on the AlInAs layer.

【0089】また、以上に説明した実施の形態1〜3
は、リッジ型構造を採用した半導体レーザ装置を説明す
るものであったが、活性層や光導波路層、またはクラッ
ド層にAl混晶系の材料を含ませる思想は、特願200
1−134545に開示された埋め込みヘテロ(BH)
構造や、特願2002−048679に開示された自己
整合構造(SAS)にも適用することができ、それら構
造に対して上記同様の効果を与えることができる。
The first to third embodiments described above are also applicable.
Describes a semiconductor laser device adopting a ridge structure. However, the idea of including an Al mixed crystal material in an active layer, an optical waveguide layer, or a clad layer is disclosed in Japanese Patent Application No.
Buried hetero (BH) disclosed in 1-134545
The structure and the self-aligned structure (SAS) disclosed in Japanese Patent Application No. 2002-048679 can be applied, and the same effects as described above can be given to those structures.

【0090】但し、リッジ型構造は、ヘテロ(BH)構
造や自己整合構造(SAS)のような埋め込み成長工程
を必要としない点においてそれら構造よりも優位であ
る。特に埋め込み成長では、上述したようなAl混晶系
の材料を用いた場合、その部分の酸化による影響に十分
配慮する必要があるため、高い技術を要し、Al混晶系
の材料を用いた半導体構造ではリッジ型構造を採用する
のが好適である。さらに、リッジ型構造は、ヘテロ(B
H)構造のように活性層が半導体レーザ装置の横方向で
途切れることがなく全体に形成されているため、発光領
域とその領域との屈折率差を小さくすることが容易とな
り、結果的に発光領域の横幅を広くして高出力化を容易
に実現することができる。
However, the ridge type structure is superior to the hetero (BH) structure and the self-aligned structure (SAS) in that the buried growth process is not required. In particular, in the case of buried growth, when an Al mixed crystal material such as that described above is used, it is necessary to give due consideration to the effect of oxidation of that portion, so high technology is required, and an Al mixed crystal material is used. It is preferable to employ a ridge type structure for the semiconductor structure. Further, the ridge structure has a hetero (B
As in the H) structure, the active layer is formed in the entire lateral direction of the semiconductor laser device without interruption, so that it becomes easy to reduce the difference in the refractive index between the light emitting region and the region, and as a result, the light emitting region is reduced. It is possible to easily realize high output by widening the lateral width of the region.

【0091】(実施の形態4)つぎに、この発明の実施
の形態4について説明する。この実施の形態4では、上
述した実施の形態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.

【0092】図18は、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縦断面図である。図18に
おいて、半導体レーザモジュール50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50の筐体として、セラミックなどによって形
成されたパッケージ59の内部底面上に、温度制御装置
としてのペルチェ素子58が配置される。ペルチェ素子
58上にはベース57が配置され、このベース57上に
はヒートシンク57aが配置される。ペルチェ素子58
には、図示しない電流が与えられ、その極性によって冷
却および加熱を行なうが、主として冷却器として機能す
る。温度制御は、具体的に、ヒートシンク57a上であ
って、半導体レーザ装置51近傍に配置されたサーミス
タ58aの検出値を基に制御され、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。
FIG. 18 is a vertical sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the fourth embodiment. In FIG. 18, a semiconductor laser module 50 has a semiconductor laser device 51 corresponding to the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments described above. 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 50, 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, and a heat sink 57a is arranged on the base 57. Peltier element 58
An electric current (not shown) is applied to the device, and it cools and heats depending on its polarity, but mainly functions as a cooler. The temperature control is specifically controlled on the heat sink 57a 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 keeps the temperature of the heat sink 57a constant. The Peltier element 58 is controlled so as to be maintained.

【0093】実施の形態1〜3にかかる半導体レーザ装
置では、回折格子により発振波長を選択しており、駆動
電流による発振波長の変動が、回折格子のないファブリ
ペロー(FP)レーザに比べて非常に小さい。しかし、
それでも駆動電流が上昇するにしたがって、発光領域の
温度が上昇し、発振波長が長波化する。そのような半導
体レーザ装置51の温度による発振波長ずれを防止する
ようにペルチェ素子58を制御することもできる。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。本発明では、波長
ずれの補正のためにペルチェ素子58に与える電流が、
FPレーザに比べて小さくてすみ、消費電力の削減につ
ながり好適である。
In the semiconductor laser device according to the first to third embodiments, the oscillation wavelength is selected by the diffraction grating, and the fluctuation of the oscillation wavelength due to the driving current is much smaller than that of the Fabry-Perot (FP) laser without the diffraction grating. Small. But,
Even so, as the drive current increases, the temperature of the light emitting region increases, and the oscillation wavelength becomes longer. It is also possible to control the Peltier element 58 so as to prevent such an oscillation wavelength shift due to the temperature of the semiconductor laser device 51. That is, the Peltier element 58 cools the laser light to a lower temperature when the wavelength of the laser light is longer than the desired wavelength, and controls the temperature to a low temperature when the laser light has a shorter wavelength than the desired wavelength. Is heated and controlled to a high temperature. In the present invention, the current applied to the Peltier element 58 for correcting the wavelength shift is
It is smaller than an FP laser and is preferable because it leads to a reduction in power consumption.

【0094】このような温度制御を行うことによって、
半導体レーザ装置51の波長安定性を向上させることが
でき、歩留まりの向上にも有効となる。なお、ヒートシ
ンク57aは、たとえばダイヤモンドなどの高熱伝導率
をもつ材質によって形成することが望ましい。これは、
ヒートシンク57aがダイヤモンドで形成されると、高
電流印加時の発熱が抑制されるからである。
By performing such temperature control,
The wavelength stability of the semiconductor laser device 51 can be improved, which is also effective in improving the yield. The heat sink 57a is preferably formed of a material having a high thermal conductivity such as diamond. this is,
This is because if the heat sink 57a is made of diamond, heat generation when a high current is applied is suppressed.

【0095】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.

【0096】ここで、この半導体レーザモジュール50
では、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に
戻らないように、半導体レーザ装置51と光ファイバ5
5との間にアイソレータ53を介在させている。このア
イソレータ53には、ファイバグレーティングを用いた
従来の半導体レーザモジュールと異なり、インライン式
のファイバ型でなく、半導体レーザモジュール50内に
アイソレータを内蔵できるため、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, the semiconductor laser module 50
Then, the semiconductor laser device 51 and the optical fiber 5 are arranged so that the return light reflected by other optical components does not return to the inside of the resonator.
An isolator 53 is interposed between the isolator 53 and the element 5. Unlike the conventional semiconductor laser module using the fiber grating, the isolator 53 is not an in-line fiber type, but the isolator can be built in the semiconductor laser module 50, so that the insertion loss due to the isolator is small and the relative strength is lower. Noise (RIN) can be achieved and the number of components can be reduced.

【0097】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、アイソレータによる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, insertion loss due to the isolator can be reduced, and noise reduction and the number of parts can be promoted.

【0098】なお、実施の形態1〜3で説明したよう
に、この半導体レーザモジュール50に内蔵される半導
体レーザ装置51は、温度特性が良好であるため、伝送
距離の短いシステムなど、大きな光増幅利得を必要とし
ない場合には、上記したペルチェ素子58やその制御装
置を排除して低価格化に重点をおくこともできる。図1
9は、そのように低価格化に重点をおいた場合の半導体
レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。なお、
図19において、図18と共通する部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。
As described in the first to third embodiments, since the semiconductor laser device 51 incorporated in the semiconductor laser module 50 has good temperature characteristics, it has a large optical amplification such as a system having a short transmission distance. When the gain is not required, the Peltier element 58 and the control device for the Peltier element 58 may be eliminated to focus on the cost reduction. Figure 1
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor laser module in the case where such an emphasis is placed on price reduction. In addition,
19, the same parts as those in FIG. 18 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0099】図19において、半導体レーザモジュール
50’は、図18に示したペルチェ素子58、電流モニ
タ56、サーミスタ58a、アイソレータ53が設けて
おらず、非常にコンパクトな構成となっている。なお、
半導体レーザ装置51がAl混晶系の材料を含んで構成
されていない場合であっても、伝送距離の短いシステム
でのEDFAなど、特に高出力の励起光を必要としない
場合には、このように温度制御を行なう機構や雑音を低
下させる機構を排除した構成の半導体レーザモジュール
を採用することもできる。
19, the semiconductor laser module 50 'has a very compact structure without the Peltier element 58, the current monitor 56, the thermistor 58a, and the isolator 53 shown in FIG. In addition,
Even when the semiconductor laser device 51 is not configured to include a material of Al mixed crystal system, such a case is required when high-power pumping light is not particularly required such as EDFA in a system having a short transmission distance. It is also possible to employ a semiconductor laser module having a structure in which a mechanism for controlling temperature and a mechanism for reducing noise are eliminated.

【0100】(実施の形態5)つぎに、実施の形態5に
かかる光ファイバ増幅器について説明する。本実施の形
態5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ことを特徴としてい
る。
(Fifth Embodiment) Next, an optical fiber amplifier according to a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is characterized in that the semiconductor laser module shown in the above-mentioned fourth embodiment is applied to a Raman amplifier.

【0101】図20は、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。図20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27に示した半導体レー
ザモジュール182a〜182dを、上述した半導体レ
ーザモジュール60a〜60dに置き換えた構成となっ
ている。
FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the Raman amplifier according to the fifth embodiment. In FIG. 20,
This Raman amplifier uses the semiconductor laser modules 60a to 60d having the same configuration as the semiconductor laser module shown in the above-mentioned fourth embodiment, and the semiconductor laser modules 182a to 182d shown in FIG. The configuration is replaced with 60d.

【0102】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, and the laser lights oscillated by the semiconductor laser modules 60c and 60d have the same wavelength, but the semiconductor laser modules 60a and 60b oscillate. It is different from the wavelength of laser light. 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.

【0103】各偏波合成カプラ61a,61bから出力
された異なる波長をもったレーザ光は、WDMカプラ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.

【0104】増幅用ファイバ64内においてラマン増幅
された信号光(増幅信号光)は、WDMカプラ65およ
びアイソレータ66を介してモニタ光分配用カプラ67
に入力される。モニタ光分配用カプラ67は、増幅信号
光の一部を制御回路68に出力し、残りの増幅信号光を
出力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.

【0105】制御回路68は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体レーザモジュール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.

【0106】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27に示した半導体発光素子180aと
ファイバグレーティング181aとが偏波面保持ファイ
バ71aで結合された半導体レーザモジュール182a
を用いず、実施の形態1〜3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 fifth embodiment, for example, the semiconductor laser module 182a in which the semiconductor light emitting device 180a and the fiber grating 181a shown in FIG. 27 are coupled by the polarization maintaining fiber 71a.
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 71 can be reduced and the Raman amplifier It is possible to reduce the size and weight and reduce the cost.

【0107】なお、図20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21
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。ここで、上述したように、各半導体レーザ
モジュール60a,60c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. 20,
The polarization combining 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. Here, as described above, each of the semiconductor laser modules 60a and 60c has a plurality of oscillation longitudinal modes, so that the polarization maintaining fiber length 71 can be shortened. 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.

【0108】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.

【0109】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。
In addition, 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.

【0110】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、かつ変調
周波数信号の印加によって発振縦モードのスペクトル幅
が広くなっているため、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。
Further, in the semiconductor laser devices of the above-described first to third embodiments, since the semiconductor laser device has a plurality of oscillation modes and the spectrum width of the oscillation longitudinal mode is widened by the application of the modulation frequency signal, the stimulated Brillouin scattering is obtained. Since high-power pumping light can be generated without generating, it is possible to obtain stable and high Raman gain.

【0111】また、図20および図21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. 20 and 21 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.

【0112】たとえば、図22は、前方励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図2
2に示したラマン増幅器は、図20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60a〜60d、偏波合成カプラ61a,6
1b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60a´〜60d´、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60a´〜60d´
は、上述した実施の形態1〜3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. 22 is a block diagram showing the configuration of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. Figure 2
In the Raman amplifier shown in FIG. 2, the WDM coupler 65 'is provided in the vicinity of the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser modules 60a to 60d and polarization combining couplers 61a and 6a.
1b and the WDM coupler 62 respectively corresponding semiconductor laser modules 60a'-60d ', polarization combining couplers 61a', 61b ', and a circuit having the WDM coupler 62' are connected, and the pumping light output from the WDM coupler 62 'is connected. Is output in the same direction as the signal light for forward pumping. In this case, the semiconductor laser modules 60a'-60d '
Uses the semiconductor laser device used in the first to third embodiments described above, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【0113】同様に、図23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23
に示したラマン増幅器は、図21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60a,60cおよびWDMカプラ62にそれ
ぞれ対応した半導体レーザモジュール60a´,60c
´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60a´,60c´は、上述した実施の
形態1〜4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. 23 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. FIG. 23
In the Raman amplifier shown in FIG. 21, the WDM coupler 65 ′ is provided near the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser modules 60a, 60c and semiconductor laser modules 60a', 60c corresponding to the WDM coupler 62, respectively.
'And a circuit having a WDM coupler 62' is connected,
Forward pumping is performed in which the pumping light output from the WDM coupler 62 'is output in the same direction as the signal light. In this case, since the semiconductor laser modules 60a 'and 60c' use the semiconductor laser device used in the above-described first to fourth embodiments, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【0114】また、図24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24
に示したラマン増幅器は、図20に示したラマン増幅器
の構成に、図22に示したWDMカプラ65´、半導体
レーザモジュール60a´〜60d´、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60a´〜60d´は、上述した実施
の形態1〜3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. 24 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. Figure 24
The Raman amplifier shown in FIG. 20 has the same structure as the Raman amplifier shown in FIG. 20, but the WDM coupler 65 ′ shown in FIG. 22, the semiconductor laser modules 60a ′ to 60d ′, 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, since the semiconductor laser modules 60a'-60d 'use the semiconductor laser device used in the first to third embodiments described above, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【0115】同様に、図25は、双方向励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図2
4に示したラマン増幅器は、図21に示したラマン増幅
器の構成に、図23に示したWDMカプラ65´、半導
体レーザモジュール60a´,60c´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60a´,60
c´は、上述した実施の形態1〜3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. 25 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. Figure 2
The Raman amplifier shown in FIG. 4 further includes the WDM coupler 65 ′ shown in FIG. 23, the semiconductor laser modules 60a ′ and 60c ′, and the WDM coupler 62 ′ in the configuration of the Raman amplifier shown in FIG. Excite and perform. In this case, the semiconductor laser modules 60a ′, 60
Since c ′ uses the semiconductor laser device used in the above-described first to third embodiments, RIN is small, and forward pumping can be effectively performed.

【0116】上述した図22〜図25に示したラマン増
幅器は、上述したようにWDM通信システムに適用する
ことができる。図26は、図20〜図25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. 22 to 25 described above can be applied to the WDM communication system as described above. FIG. 26 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system to which the Raman amplifier shown in FIGS. 20 to 25 is applied.

【0117】図26において、複数の送信機Tx1〜T
xnから送出された波長λ1〜λnの光信号は、光合波器
80によって合波され、1つの光ファイバ85に集約さ
れる。この光ファイバ85の伝送路上には、図22〜図
25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 Multiplexe
r)が挿入される場合もある。
In FIG. 26, 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 amplifiers shown in FIGS. 22 to 25 are arranged according to the distance and amplify the attenuated optical signal. The signal transmitted on this optical fiber 85 is
The optical demultiplexer 84 demultiplexes the optical signals having a plurality of wavelengths λ 1 to λ n , and the optical signals are received by the plurality of receivers Rx1 to Rxn.
An ADM (Add / Drop Multiplexe) that adds and takes out an optical signal of an arbitrary wavelength on the optical fiber 85.
r) may be inserted.

【0118】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 the 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.

【0119】[0119]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
半導体レーザ装置によれば、複数の発振縦モードの存在
によって光出力ピーク値を抑えて、光出力パワーを増大
させることができ、光ファイバ増幅器に用いた場合に、
誘導ブリルアン散乱を抑えつつ、高い光増幅を行うこと
ができるという効果を奏する。また、ファイバグレーテ
ィングを用いず、第1反射膜からの出射光をそのまま励
起用光源として用いているため、従来のファイバグレー
ティングを用いた半導体レーザ装置に比して、相対強度
雑音が低減され、光ファイバ増幅器に用いた場合に安定
した光増幅を行うことができるという効果を奏する。さ
らに、活性層等がAl混晶系の材料を含んでいるので、
Alの特性による利点、すなわちキャリアオーバーフロ
ーの抑制が享受でき、レーザ光の高出力化と温度特性の
向上を図ることが可能になるという効果を奏する。
As described above, according to the semiconductor laser device of the present invention, the optical output peak value can be suppressed and the optical output power can be increased by the existence of the plural oscillation longitudinal modes. When used in a fiber amplifier,
It is possible to achieve high optical amplification while suppressing stimulated Brillouin scattering. Further, since the light emitted from the first reflective film is used as it is as the excitation light source without using the fiber grating, the relative intensity noise is reduced as compared with the conventional semiconductor laser device using the fiber grating. When used in a fiber amplifier, it is possible to perform stable optical amplification. Furthermore, since the active layer and the like contain a material of Al mixed crystal system,
The advantage of the characteristics of Al, that is, the suppression of carrier overflow can be enjoyed, and it is possible to achieve high output of laser light and improvement of temperature characteristics.

【0120】また、本発明にかかる半導体レーザ装置に
よれば、リッジ型構造において、複数の発振縦モードの
存在によって光出力ピーク値を抑えて、光出力パワーを
増大させることができ、光ファイバ増幅器に用いた場合
に、誘導ブリルアン散乱を抑えつつ、高い光増幅を行う
ことができるという効果を奏する。また、ファイバグレ
ーティングを用いず、第1反射膜からの出射光をそのま
ま励起用光源として用いているため、従来のファイバグ
レーティングを用いた半導体レーザ装置に比して、相対
強度雑音が低減され、光ファイバ増幅器に用いた場合に
安定した光増幅を行う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 ridge structure, the optical output peak value can be suppressed and the optical output power can be increased due to the existence of a plurality of oscillation longitudinal modes. When it is used for, it is possible to achieve high optical amplification while suppressing stimulated Brillouin scattering. Further, since the light emitted from the first reflection film is used as it is as a light source for excitation without using a fiber grating, relative intensity noise is reduced as compared with a semiconductor laser device using a conventional fiber grating. When used in a fiber amplifier, it is possible to perform stable optical amplification.

【0121】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用いている
ため、同様の理由により誘導ブリルアン散乱の発生を抑
制した半導体レーザモジュールを提供できるという効果
を奏する。
Further, according to the semiconductor laser module of the present invention, since the above-mentioned semiconductor laser device is used, it is possible to provide the semiconductor laser module in which the occurrence of stimulated Brillouin scattering is suppressed for the same reason.

【0122】また、本発明にかかる光ファイバ増幅器に
よれば、上記した半導体レーザ装置または半導体レーザ
モジュールを使用することで増幅利得が安定し、かつ高
利得の光ファイバ増幅器を提供できるという効果を奏す
る。
Further, according to the optical fiber amplifier of the present invention, it is possible to provide an optical fiber amplifier having a stable amplification gain and a high gain by using the above-mentioned semiconductor laser device or semiconductor laser module. .

【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を斜め
からみた破断図である。
FIG. 1 is a cutaway view of a semiconductor laser device according to a first embodiment, viewed obliquely.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1のB−B線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図4】キャリアオーバーフローの抑制を説明するため
エネルギー準位図である。
FIG. 4 is an energy level diagram for explaining suppression of carrier overflow.

【図5】図1に示した半導体レーザ装置の発振波長スペ
クトルと発振縦モードとの関係を示す図である。
5 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6】単一発振縦モードと複数発振縦モードとのレー
ザ光出力パワーの関係および誘導ブリルアン散乱の閾値
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between laser light output powers of a single-oscillation longitudinal mode and a plurality of oscillation longitudinal modes and a threshold value of stimulated Brillouin scattering.

【図7】回折格子のグレーティング周期の周期的変化を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a periodic change of a grating period of a diffraction grating.

【図8】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. 8 is a diagram showing an oscillation wavelength spectrum when a chirped grating is applied to a diffraction grating.

【図9】回折格子の周期揺らぎを実現する変形例を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a modification for realizing periodic fluctuation of the diffraction grating.

【図10】実施の形態2にかかる半導体レーザ装置の出
射端面に平行な断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view parallel to the emission end face of the semiconductor laser device according to the second embodiment.

【図11】図10のA−A線断面図である。11 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図12】実施の形態2にかかる他の半導体レーザ装置
の出射端面に平行な断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of another semiconductor laser device according to the second embodiment, which is parallel to the emission end face.

【図13】図12のC−C線断面図である。FIG. 13 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【図14】実施の形態3にかかる半導体レーザ装置の出
射端面に平行な断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view parallel to the emission end face of the semiconductor laser device according to the third embodiment.

【図15】図14のA−A線断面図である。15 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図16】実施の形態3にかかる他の半導体レーザ装置
の出射端面に平行な断面図である。
FIG. 16 is a sectional view parallel to the emission end face of another semiconductor laser device according to the third embodiment.

【図17】図16のA−A線断面図である。17 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図18】実施の形態4にかかる半導体レーザモジュー
ルの構成を示す縦断面図である。
FIG. 18 is a vertical sectional view showing a configuration of a semiconductor laser module according to a fourth embodiment.

【図19】実施の形態4にかかる半導体レーザモジュー
ルの他の構成を示す縦断面図である。
FIG. 19 is a vertical cross-sectional view showing another configuration of the semiconductor laser module according to the fourth embodiment.

【図20】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. 20 is a block diagram showing a configuration of a Raman amplifier according to a fifth embodiment.

【図21】図19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。
21 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG.

【図22】図19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。
22 is a block diagram showing a modification of the Raman amplifier shown in FIG. 19 and showing a configuration of a Raman amplifier adopting a forward pumping method.

【図23】図22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。
23 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG.

【図24】図19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。
24 is a block diagram showing a configuration of a Raman amplifier adopting a bidirectional pumping method, which is a modification of the Raman amplifier shown in FIG.

【図25】図24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. 25 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 24.

【図26】図20〜図25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. 26 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system using the Raman amplifier shown in FIGS. 20 to 25.

【図27】従来のラマン増幅器の概要構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 27 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional Raman amplifier.

【図28】図27に示したラマン増幅器に用いた半導体
レーザモジュールの構成を示す図である。
28 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser module used in the Raman amplifier shown in FIG. 27.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−InP基板 2 n−Inp下部クラッド層 2a,5b n−InPクラッド層 2b,5a n−AlInAsクラッド層 3 GRIN−SCH−MQW活性層 4,21,22a,22b 回折格子層 5 p−InP上部クラッド層 7 p−InGaAsPコンタクト層 9 SiNx層 10 p側電極 11 n側電極 13 回折格子 14 反射膜 15 出射側反射膜 20 半導体レーザ装置 30 発振波長スペクトル 31〜33 発振縦モード 45 複合発振波長スペクトル 53,60,63,66 アイソレータ 50,60a〜60d,60a´〜60d´ 半導体レ
ーザモジュール 52 第1レンズ 54 第2レンズ 55 光ファイバ 56 電流モニタ 57 ベース 57a ヒートシンク 58 ペルチェ素子 58a サーミスタ 59 パッケージ 61a,61b,61a´,61b´ 偏波合成カプラ 62,65,62´,65´ WDMカプラ 64 増幅用ファイバ 67 モニタ用光分配カプラ 68 制御回路 69 信号光入力ファイバ 70 信号光出力ファイバ 71 偏波面保存ファイバ 81,83 ラマン増幅器 Lg 回折格子長
1 n-InP substrate 2 n-Inp lower clad layer 2a, 5b n-InP clad layer 2b, 5a n-AlInAs clad layer 3 GRIN-SCH-MQW active layer 4, 21, 22a, 22b Diffraction grating layer 5 p-InP Upper clad layer 7 p-InGaAsP contact layer 9 SiN x layer 10 p-side electrode 11 n-side electrode 13 diffraction grating 14 reflection film 15 emission side reflection film 20 semiconductor laser device 30 oscillation wavelength spectrum 31 to 33 oscillation longitudinal mode 45 compound oscillation wavelength Spectrum 53,60,63,66 isolator 50,60a-60d, 60a'-60d 'semiconductor laser module 52 first lens 54 second lens 55 optical fiber 56 current monitor 57 base 57a heat sink 58 Peltier element 58a thermistor 59 package 61a, 61b, 61a ', 6 1b 'Polarization combining coupler 62,65,62', 65 'WDM coupler 64 Amplifying fiber 67 Monitor optical distribution coupler 68 Control circuit 69 Signal light input fiber 70 Signal light output fiber 71 Polarization plane preserving fiber 81,83 Raman amplifier Lg Diffraction grating length

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 順自 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EB15 HA24 5F072 AB07 AK06 HH06 JJ05 MM07 PP07 QQ07 YY17 5F073 AA13 AA46 AA65 AA74 AA83 AB27 AB28 AB30 BA09 CA15 EA01 FA07 FA08 FA15 FA25 GA12 GA23    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Junji Yoshida             2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Kawa Electric Industry Co., Ltd. F term (reference) 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10                       EB15 HA24                 5F072 AB07 AK06 HH06 JJ05 MM07                       PP07 QQ07 YY17                 5F073 AA13 AA46 AA65 AA74 AA83                       AB27 AB28 AB30 BA09 CA15                       EA01 FA07 FA08 FA15 FA25                       GA12 GA23

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1クラッド層と、 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反射膜との間であって前記第1ク
ラッド層上に形成された活性層と、 前記活性層の近傍に部分的にまたは全面に設けられると
ともに複数の発振縦モードを選択する回折格子と、 前記活性層上に形成される第2クラッド層と、を備え、 前記活性層は、Al混晶系の材料を含むことを特徴とす
る半導体レーザ装置。
1. A first clad layer, a first reflective film provided on a laser light emitting end face, and a second reflective film provided on the laser light reflective end face and on the first clad layer. A formed active layer; a diffraction grating provided in the vicinity of the active layer partially or entirely and selecting a plurality of oscillation longitudinal modes; and a second clad layer formed on the active layer. The semiconductor laser device, wherein the active layer contains an Al mixed crystal material.
【請求項2】 第1クラッド層と、 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反射膜との間であって前記第1ク
ラッド層上に形成された活性層と、 前記活性層上に形成されるとともに、一部にリッジ部を
有した第2クラッド層と、 複数の発振縦モードを選択する回折格子と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. A first clad layer, a first reflective film provided on a laser light emitting end surface, and a second reflective film provided on the laser light reflective end surface, and on the first clad layer. A formed active layer, a second clad layer formed on the active layer and partially having a ridge portion, and a diffraction grating for selecting a plurality of oscillation longitudinal modes. Semiconductor laser device.
【請求項3】 前記回折格子は、前記リッジ部内に設け
られたことを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ
装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the diffraction grating is provided in the ridge portion.
【請求項4】 前記回折格子は、前記第2クラッド層内
の前記リッジ部を挟んだ領域に設けられたことを特徴と
する請求項2に記載の半導体レーザ装置。
4. The semiconductor laser device according to claim 2, wherein the diffraction grating is provided in a region sandwiching the ridge portion in the second cladding layer.
【請求項5】 前記活性層は、Al混晶系の材料を含む
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の
半導体レーザ装置。
5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the active layer contains an Al mixed crystal material.
【請求項6】 前記活性層は、(AlxGa1-xyIn
1-yAs(0<x,y<1)のバリア層および井戸層を
有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに
記載の半導体レーザ装置。
6. The active layer comprises (Al x Ga 1 -x ) y In
The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a barrier layer and a well layer of 1-y As (0 <x, y <1).
【請求項7】 前記活性層は、Al混晶系の材料を含む
光導波路層を有することを特徴とする請求項1〜6のい
ずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the active layer has an optical waveguide layer containing an Al mixed crystal material.
【請求項8】 前記光導波路層は、(AlxGa1-xy
In1-yAs(0<x,y<1)を含むことを特徴とす
る請求項7に記載の半導体レーザ装置。
8. The optical waveguide layer comprises (Al x Ga 1-x ) y
The semiconductor laser device according to claim 7, wherein the semiconductor laser device includes In 1-y As (0 <x, y <1).
【請求項9】 前記第1クラッド層および/または前記
第2クラッド層は、Al混晶系の材料を含むことを特徴
とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の半導体レー
ザ装置。
9. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first cladding layer and / or the second cladding layer contains an Al mixed crystal material.
【請求項10】 前記第1クラッド層および/または前
記第2クラッド層は、Al混晶系の半導体層と非Al混
晶系の半導体層との積層構造を有することを特徴とする
請求項1〜8のいずれか一つに記載の半導体レーザ装
置。
10. The first clad layer and / or the second clad layer has a laminated structure of an Al mixed crystal semiconductor layer and a non-Al mixed crystal semiconductor layer. The semiconductor laser device according to any one of items 1 to 8.
【請求項11】 前記回折格子は、前記第1反射膜側あ
るいは前記第1反射膜近傍に設けられることを特徴とす
る請求項1〜10のいずれか一つに記載の半導体レーザ
装置。
11. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the diffraction grating is provided on the first reflection film side or in the vicinity of the first reflection film.
【請求項12】 前記回折格子は、前記第2反射膜側あ
るいは前記第2反射膜近傍に設けられることを特徴とす
る請求項1〜11のいずれか一つに記載の半導体レーザ
装置。
12. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the diffraction grating is provided on the second reflection film side or in the vicinity of the second reflection film.
【請求項13】 前記回折格子は、前記第1反射膜側ま
たは前記第1反射膜近傍および前記第2反射膜側または
前記第2反射膜近傍に設けられることを特徴とする請求
項1〜12のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
13. The diffraction grating is provided on the first reflection film side or in the vicinity of the first reflection film and on the second reflection film side or in the vicinity of the second reflection film. The semiconductor laser device according to any one of 1.
【請求項14】 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1〜13のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。
14. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the desired number of oscillation longitudinal modes is two or more within a half width of an oscillation wavelength spectrum.
【請求項15】 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1〜14のいず
れか一つに記載の半導体レーザ装置。
15. The diffraction grating has a diffraction grating length of 300.
15. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a thickness of μm or less.
【請求項16】 前記回折格子の回折格子長は、前記共
振器長の(300/1300)倍の値以下であることを
特徴とする請求項1〜15のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。
16. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the 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17】 前記回折格子の結合係数と回折格子長
との乗算値が0.3以下であることを特徴とする請求項
1〜16のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
17. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a multiplication value of a coupling coefficient of the diffraction grating and a diffraction grating length is 0.3 or less.
【請求項18】 前記回折格子は、グレーティング周期
に所定の周期揺らぎを持たせたことを特徴とする請求項
1〜17のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
18. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the diffraction grating has a grating period with a predetermined period fluctuation.
【請求項19】 前記回折格子は、前記グレーティング
周期をランダムあるいは所定周期で変化させたことを特
徴とする請求項18に記載の半導体レーザ装置。
19. The semiconductor laser device according to claim 18, wherein the diffraction grating changes the grating period randomly or at a predetermined period.
【請求項20】 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1〜
19のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
20. 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.
19. The semiconductor laser device according to any one of 19.
【請求項21】 前記発振波長スペクトルの半値幅は、
3nm以下であることを特徴とする請求項1〜20のい
ずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
21. The full width at half maximum of the oscillation wavelength spectrum is
21 nm or less, The semiconductor laser device as described in any one of Claims 1-20 characterized by the above-mentioned.
【請求項22】 請求項1〜21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を光結合する
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。
22. The semiconductor laser device according to claim 1, an optical fiber for guiding the 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 a fiber.
【請求項23】 前記半導体レーザ装置の光出力を測定
する光検出器と、 アイソレータと、 前記半導体レーザ装置の温度を制御する温調モジュール
と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項22に記載の半
導体レーザモジュール。
23. The photodetector for measuring the optical output of the semiconductor laser device, an isolator, and a temperature control module for controlling the temperature of the semiconductor laser device, further comprising: The described semiconductor laser module.
【請求項24】 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反射膜との間で
あって前記第1クラッド層上に形成された活性層と、前
記活性層の近傍に部分的にまたは全面に設けられるとと
もに複数の発振縦モードを選択する回折格子とを具備し
た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を光結合する
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。
24. An active layer formed on the first clad layer between a first reflective film provided on a laser light emitting end face and a second reflective film provided on the laser light reflecting end face. A semiconductor laser device provided partially or entirely near the active layer and having a diffraction grating for selecting a plurality of oscillation longitudinal modes, and a laser beam emitted from the semiconductor laser device is guided to the outside. And a light coupling lens system that optically couples the semiconductor laser device and the optical fiber with each other.
【請求項25】 請求項1〜21のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置若しくは請求項22〜24のいずれ
か一つに記載の半導体レーザモジュールを備えた励起光
源と、 信号光を伝送する光ファイバと、 前記光ファイバと接続された増幅用光ファイバと、 前記励起光源から出射される励起光を増幅用光ファイバ
に入射させるためのカプラと、 を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
25. A pumping light source comprising the semiconductor laser device according to claim 1 or the semiconductor laser module according to any one of claims 22 to 24, and transmitting signal light. An optical fiber amplifier, comprising: an optical fiber; an amplification optical fiber connected to the optical fiber; and a coupler for causing excitation light emitted from the excitation light source to enter the amplification optical fiber. .
【請求項26】 請求項1〜21のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置若しくは請求項22〜24のいずれ
か一つに記載の半導体レーザモジュールを備えた励起光
源と、 信号光を伝送する光ファイバと、 前記励起光源から出射される励起光を前記光ファイバに
入射させるためのカプラと、 を備え、 ラマン増幅により光増幅を行なうことを特徴とする光フ
ァイバ増幅器。
26. A pumping light source comprising the semiconductor laser device according to claim 1 or the semiconductor laser module according to any one of claims 22 to 24, and transmitting signal light. An optical fiber amplifier comprising: an optical fiber; and a coupler for causing pumping light emitted from the pumping light source to enter the optical fiber, and performing optical amplification by Raman amplification.
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