JP2003347652A

JP2003347652A - 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

Info

Publication number: JP2003347652A
Application number: JP2002287871A
Authority: JP
Inventors: Naoki Tsukiji; 直樹築地; Jiyunji Yoshida; 順自吉田; Toshio Kimura; 俊雄木村; Soko Kado; 想子門
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ＲＩＮや誘導ブリルアン散乱の発生を抑制
し、ラマン増幅器やＥＤＦＡの励起光源に適した半導体
レーザモジュールおよび光ファイバ増幅器を得ること。【解決手段】誘導ブリルアン散乱が発生する閾値以下
の複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レー
ザ装置５１をモジュール化するとともに、第２レンズ５
４の焦点を矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に適宜ずらすことで、光
結合効率を意図的に低下させ、大きな駆動電流での動作
を確保しつつ、レーザ光強度を小さくする。これによ
り、ＲＩＮの低下が実現され、結果的に、誘導ブリルア
ン散乱の発生も抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ラマン増幅やＥ
ＤＦＡ等の光ファイバ増幅器の励起光源に適した半導体
レーザモジュールおよびこれを用いたラマン増幅器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする様
々なマルチメディアの普及に伴って、光通信に対する大
容量化の要求が大きくなっている。従来、光通信では、
光ファイバによる光の吸収が少ない波長である１３１０
ｎｍもしくは１５５０ｎｍの帯域において、それぞれ単
一の波長による伝送が一般的であった。この方式では、
多くの情報を伝達するためには伝送経路に敷設する光フ
ァイバの芯数を増やす必要があり、伝送容量の増加に伴
ってコストが増加するという問題点があった。

【０００３】そこで、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：
Dense-Wavelength Division Multiplexing）通信方式が
用いられるようになった。このＤＷＤＭ通信方式は、主
にエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium D
oped Fiber Amplifier）を用い、この動作帯域である１
５５０ｎｍ帯の励起光源（例えば、特許文献１参照。）
において、複数の波長を使用して伝送を行なう方式であ
る。このＤＷＤＭ通信方式あるいはＷＤＭ通信方式で
は、１本の光ファイバを用いて複数の異なる波長の光信
号を同時に伝送することから、新たな線路を敷設する必
要がなく、ネットワークの伝送容量の飛躍的な増加をも
たらすことを可能としている。

【０００４】また、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、励起光源を陸上
に配置し、励起光源から励起光伝送用光ファイバによっ
て励起光を上記したエルビウム添加ファイバに入射させ
る、いわゆるリモートポンプ式のＥＤＦＡが提案されて
いる。リモートポンプ式のＥＤＦＡでは、励起光源を陸
上に配置することで、励起光源の保守・交換を容易に行
なうことができる。

【０００５】このようなＥＤＦＡを用いた一般的なＷＤ
Ｍ通信方式では、利得平坦化の容易な１５５０ｎｍ帯か
ら実用化され、最近では、利得係数が小さいために利用
されていなかった１５８０ｎｍ帯にまで拡大している。
しかしながら、ＥＤＦＡで増幅可能な帯域に比して光フ
ァイバの低損失帯域の方が広いことから、ＥＤＦＡの帯
域外で動作する光増幅器、すなわちラマン増幅器への関
心が高まっている。

【０００６】ラマン増幅器は、エルビウムのような希土
類イオンを媒体とした光増幅器においてはイオンのエネ
ルギー準位によって利得波長帯が決まるのに対し、励起
光の波長によって利得波長帯が決まるという特徴を持
ち、励起光波長を選択することによって任意の波長帯を
増幅することができる。

【０００７】ラマン増幅では、光ファイバに強い励起光
を入射すると、誘導ラマン散乱によって、励起光波長か
ら約１００ｎｍ程度長波長側に利得が現われ、この励起
された状態の光ファイバに、この利得を有する波長帯域
の信号光を入射すると、その信号光が増幅されるという
ものである。従って、ラマン増幅器を用いたＷＤＭ通信
方式では、ＥＤＦＡを用いた通信方式に比して、信号光
のチャネル数をさらに増加させることができる。

【０００８】図４２は、ＷＤＭ通信システムに用いられ
る従来のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
図４２において、ファブリペロー型の半導体発光素子１
８０ａ〜１８０ｄとファイバグレーティング１８１ａ〜
１８１ｄとがそれぞれ対となった半導体レーザモジュー
ル１８２ａ〜１８２ｄは、励起光のもとになるレーザ光
を偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂに出力する。各半導体
レーザモジュール１８２ａ，１８２ｂが出力するレーザ
光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ６１ａによっ
て各レーザ光の偏波面を９０°異ならせている。同様に
して、各半導体レーザモジュール１８２ｃ，１８２ｄが
出力するレーザ光の波長は同じであるが、偏波合成カプ
ラ６１ｂによって各レーザ光の偏波面を９０°異ならせ
ている。偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂは、それぞれ偏
波合成したレーザ光をＷＤＭカプラ６２に出力する。な
お、偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力されるレー
ザ光の波長は異なる。

【０００９】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し、アイソレ
ータ６０およびＷＤＭカプラ６５を介し、励起光として
増幅用ファイバ６４に出力する。この励起光が入力され
た増幅用ファイバ６４には、増幅対象の信号光が、信号
光入力ファイバ６９からアイソレータ６３を介して入力
され、励起光と合波してラマン増幅される。

【００１０】増幅用ファイバ６４内においてラマン増幅
された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ６５およ
びアイソレータ６６を介してモニタ光分配用カプラ６７
に入力される。モニタ光分配用カプラ６７は、増幅信号
光の一部を制御回路６８に出力し、残りの増幅信号光を
出力光として信号光出力ファイバ７０に出力する。

【００１１】制御回路６８は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体発光素子１８０ａ〜１８０ｄの発
光状態、例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。

【００１２】図４３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４３において、この半導体レーザモジュール２０１
は、半導体発光素子２０２と光ファイバ２０３とを有す
る。半導体発光素子２０２は、活性層２２１を有する。
活性層２２１は、一端に光反射面２２２が設けられ、他
端に光出射面２２３が設けられる。活性層２２１内で生
じた光は、光反射面２２２で反射して、光出射面２２３
から出力される。

【００１３】半導体発光素子２０２の光出射面２２３に
は、光ファイバ２０３が対向配置され、光出射面２２３
と光結合される。光ファイバ２０３内のコア２３２に
は、光出射面２２３から所定位置にファイバグレーティ
ング２３３が形成され、ファイバグレーティング２３３
は、特定波長の光を選択的に反射する。すなわち、ファ
イバグレーティング２３３は、外部共振器として機能
し、ファイバグレーティング２３３と光反射面２２２と
の間で共振器を形成し、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２４１として出力される。

【００１４】

【特許文献１】特開平５−１４５１９４号公報

【００１５】

【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）は、ファイバグレーティング２３３と半導体発光素
子２０２との間隔が長いため、ファイバグレーティング
２３３と光反射面２２２との間の共振によって相対強度
雑音（ＲＩＮ：Relative Intensity Noise）が大きくな
る。これは、ＲＩＮスペクトルにおいて、半導体発光素
子２０２の光反射面２２２とファイバグレーティング２
３３との間の光の往復時間に対応した周波数毎にピーク
値が発生するからである。ここで、ラマン増幅では、増
幅の生じる過程が早く起こるため、励起光強度が揺らい
でいると、ラマン利得も揺らぐことになり、このラマン
利得の揺らぎがそのまま増幅された信号強度の揺らぎと
して出力されてしまい、安定したラマン増幅を行わせる
ことができないという問題点があった。

【００１６】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、半導体発光素子２０２とを光結合する必
要があり、組立時の光軸合わせに時間と労力とがかかる
とともに、共振器内における機械的な光結合であるため
に、レーザの発振特性が機械的振動などによって変化し
てしまうおそれがあり、安定した励起光を提供すること
ができない場合が生じるという問題点があった。

【００１７】ところで、ラマン増幅器としては、図４２
に示したラマン増幅器のように信号光に対して後方から
励起する後方励起方式のほかに、信号光に対して前方か
ら励起する前方励起方式および双方向から励起する双方
向励起方式がある。現在、ラマン増幅器として多用され
ているのは、後方励起方式である。その理由は、弱い信
号光が強い励起光とともに同方向に進行する前方励起方
式では、励起光強度のゆらぎが信号光に移りやすく、ま
た、４光波混合などの非線形効果が起こりやすく、さら
に、励起光の偏光依存性が現われやすいという問題があ
るからである。よって、前方励起方式で用いられる励起
光源は、その励起光強度を大きくすることができず、後
方励起方式で用いられる励起光源の励起光強度と比較し
て小さな励起光強度で稼動させる必要があった。ところ
が、励起光強度を小さくするために、半導体発光素子２
０２の駆動電流が小さくなりすぎると、ＲＩＮの低周波
側に緩和振動の影響が現われ、ＲＩＮを悪化させるとい
う問題がある。

【００１８】従って、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。実際には、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てい
た。

【００１９】また、ラマン増幅器におけるラマン増幅で
は、信号光の偏波方向と励起光の偏波方向とが一致する
ことを条件としている。すなわち、ラマン増幅では、増
幅利得の偏波依存性があり、信号光の偏波方向と励起光
の偏波方向とのずれによる影響を小さくする必要があ
る。ここで、後方励起方式の場合、信号光は、伝搬中に
偏波がランダムとなるため、問題は生じないが、前方励
起方式の場合、偏波依存性が強く、励起光の直交偏波合
成、デ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 Po
larization）を小さくする必要がある。

【００２０】さらに、ラマン増幅器等の光ファイバ増幅
器で利用する半導体レーザ装置の高出力化の要望にとも
なって、新たな問題が生じている。上記したように、励
起光源から出射された励起光は光ファイバに入射する
が、一定の閾値よりも高い強度を有する光が光ファイバ
に入射した場合、誘導ブリルアン散乱が発生する。誘導
ブリルアン散乱は、入射した光が音響波（フォノン）と
相互作用することによって散乱（反射）が生じる非線形
光学現象である。フォノンのエネルギー相当を失うこと
により、約１１ＧＨｚ低い周波数の光が入射光と逆方向
に反射される現象として観測される。

【００２１】ラマン増幅を用いた光ファイバ増幅器で
は、上述のように励起光の誘導ブリルアン散乱が発生す
る際には、入射した励起光の一部は、後方に反射されて
しまい、ラマン利得生成に寄与しなくなる。また、この
散乱光が意図しない雑音を生成する可能性がある。この
励起光強度の低下は、励起光の伝送距離が短い場合はそ
れほど問題にならない。しかし、上述のリモートポンプ
を用いた光ファイバ増幅器においては、励起光源から増
幅用光ファイバに到達するまでに励起光の長距離伝送が
必要であるため、光強度の低下を無視することはできな
い。リモートポンプを用いた光ファイバ増幅器の場合、
通常の光ファイバ中における光損失よりも高い割合で励
起光の強度が低下することとなるため、上記したエルビ
ウム添加ファイバにおいて、増幅利得が低下するという
問題が生じる。

【００２２】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
ＲＩＮの悪化と誘導ブリルアン散乱の発生とをともに抑
制するとともに、光ファイバ増幅器の励起光源として最
適な半導体レーザモジュールとそ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。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる半導体レーザモジュールは、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反射膜との間に形成された活性層の近
傍に回折格子を設け、前記活性層が形成する共振器長と
前記回折格子の波長選択特性とを含む発振パラメータの
組み合わせ設定によって発振波長スペクトルの半値幅内
に２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力する半
導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射され
たレーザ光を外部に導波する光ファイバと、前記半導体
レーザ装置と前記光ファイバとの光結合効率が最大とな
る位置からずれた状態で前記半導体レーザ装置と前記光
ファイバとの光結合を行なう光結合レンズ系と、を備え
たことを特徴とする。

【００２４】この請求項１の発明によれば、デフォーカ
スによって、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値等の所
定出力値以下の複数の発振縦モードを有するレーザ光
を、駆動電流の増加に対して小さな増加割合の強度で出
力することができる。

【００２５】また、請求項２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反射膜との間に形成さ
れた活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が形成
する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含む発
振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長スペク
トルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレーザ
光を出力する半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装
置から出射されたレーザ光を外部に導波する光ファイバ
と、前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合
を行なう光結合レンズ系と、前記レーザ光を減衰させる
光減衰器と、を備えたことを特徴とする。

【００２６】この請求項２の発明によれば、光減衰器に
よって、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値等の所定出
力値以下の複数の発振縦モードを有するレーザ光を、駆
動電流の増加に対して小さな増加割合の強度で出力する
ことができる。

【００２７】また、請求項３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反射膜との間に形成さ
れた活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が形成
する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含む発
振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長スペク
トルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレーザ
光を出力する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、前記レーザ光を低下させる光出力低下手段と、を備
え、前記半導体レーザ装置の駆動電流は、５０ｍＡ以上
であることを特徴とする。

【００２８】この請求項３の発明によれば、半導体レー
ザ装置の駆動電流を５０ｍＡ以上とした状態で、低出力
パワーのレーザ光を得ることができる。

【００２９】また、請求項４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反射膜との間に形成さ
れた活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が形成
する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含む発
振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長スペク
トルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレーザ
光を出力する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、前記レーザ光を低下させる光出力低下手段と、を備
え、前記半導体レーザ装置の駆動電流は、１５０ｍＡ以
上であることを特徴とする。

【００３０】この請求項４の発明によれば、半導体レー
ザ装置の駆動電流を１５０ｍＡ以上とした状態で、低出
力パワーのレーザ光を得ることができる。

【００３１】また、請求項５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
が、１２００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の波長のレー
ザ光を出射することを特徴としている。

【００３２】また、請求項６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
が、光出射方向の長さが８００μｍ以上、３２００μｍ
以下であることを特徴としている。

【００３３】また、請求項７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、前記回折格子の回折格
子長が３００μｍ以下であることを特徴としている。

【００３４】また、請求項８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。

【００３５】また、請求項９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。

【００３６】また、請求項１０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。

【００３７】また、請求項１１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。

【００３８】また、請求項１２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、前記半導体レーザ素
子の前記第１反射膜の反射率が１％以上であることを特
徴としている。

【００３９】また、請求項１３にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項１〜１２に記載の半導体レーザモジュール
を広帯域ラマン増幅用の前方励起用励起方式あるいは双
方向励起方式における前方励起用光源として用いられる
ことを特徴としている。

【００４０】この請求項１３の発明によれば、誘導ブリ
ルアン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の
発振縦モードを有するレーザ光を、駆動電流の増加に対
して小さな増加割合の強度で出力する半導体レーザモジ
ュールを、広帯域ラマン増幅用の前方励起用光源として
用いるので、ＲＩＮの低減とともに、励起光が伝送路中
の主信号に悪影響を及ぼすことが避けられる。

【００４１】また、請求項１４にかかる光ファイバ増幅
器は、広帯域ラマン増幅用の後方励起用光源の駆動電流
に対する出力効率よりも小さい出力効率を有する前方励
起用光源を用いることを特徴としている。

【００４２】この請求項１４の発明によれば、広帯域ラ
マン増幅用の後方励起用光源よりも小さな出力パワーの
励起光で前方励起を行なうことができる。

【００４３】また、請求項１５にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザモジュールと、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、前記半
導体レーザモジュールから出射されたレーザ光を前記増
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。

【００４４】この請求項１５の発明によれば、誘導ブリ
ルアン散乱が発生する閾値等の所定出力値以下の複数の
発振縦モードを有するレーザ光を、駆動電流の増加に対
して小さな増加割合の強度で出力する半導体レーザモジ
ュールを、ＥＤＦＡの励起光源として用いることができ
る。

【００４５】また、請求項１６にかかる光ファイバ増幅
器は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レー
ザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成された
活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が形成する
共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含む発振パ
ラメータの組み合わせ設定によって発振波長スペクトル
の半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を
出力する半導体レーザモジュールと、信号光を伝送する
信号光ファイバと、前記信号光を伝搬するとともに前記
信号光ファイバよりも小さい非線形効果を有する第１光
ファイバと、前記第１光ファイバに接続され、前記信号
光を伝搬するとともに前記信号光ファイバよりも大きい
非線形効果を有する第２光ファイバと、前記半導体レー
ザモジュールから出射されたレーザ光を前記第１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。

【００４６】この請求項１６の発明によれば、小さい非
線形効果を有する第１光ファイバは、誘導ブリルアン散
乱の発生閾値が比較的大きいため、励起光であるレーザ
光がこの第１光ファイバに入射することにより誘導ブリ
ルアン散乱の発生が抑制される。

【００４７】また、請求項１７にかかる光ファイバ増幅
器は、半導体レーザモジュールとして、請求項１〜１２
のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュールを用い
ることを特徴としている。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる半導体レーザモジュールおよびこれを用い
た光ファイバ増幅器の好適な実施の形態について説明す
る。

【００４９】(実施の形態１)まず、この発明の実施の形
態１について説明するが、ここでは、実施の形態１の半
導体レーザモジュールに搭載される半導体レーザ装置に
ついて詳述する。図１は、この発明の実施の形態１であ
る半導体レーザモジュールに搭載される半導体レーザ装
置の概要構成を示す斜めからみた破断図である。また、
図２は、図１に示した半導体レーザ装置の長手方向の縦
断面図である。さらに、図３は、図２に示した半導体レ
ーザ装置のＡ−Ａ線断面図である。図１〜図３におい
て、この半導体レーザ装置２０は、ｎ−ＩｎＰ基板１の
（１００）面上に、順次、ｎ−ＩｎＰによるバッファ層
と下部クラッド層とを兼ねたｎ−ＩｎＰバッファ層２、
ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ（Graded Index-Separate Co
nfinement Heterostructure Multi Quantum Well：分布
屈折率分離閉込め多重量子井戸）活性層３、ｐ−ＩｎＰ
スペーサ層４、およびｐ−ＩｎＰクラッド層６、ＩｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層７が積層された構造を有する。

【００５０】ｐ−ＩｎＰスペーサ層４内には、膜厚２０
ｎｍを有したｐ−ＩｎＧａＡｓＰの回折格子１３が、ピ
ッチ約２２０ｎｍで周期的に形成され、中心波長１．４
８μｍのレーザ光を選択するようにしている。

【００５１】また、回折格子１３は、回折格子の結合係
数κと回折格子長Ｌｇとの乗算値を０．３以下とするこ
とによって、駆動電流−光出力特性の線形性を良好に
し、光出力の安定性を高めている。また、共振器長Ｌが
１３００μｍの場合、回折格子長Ｌｇが約３００μｍ以
下のときに複数の発振縦モード数で発振するので、回折
格子長Ｌｇは３００μｍ以下とすることが好ましい。と
ころで、共振器長Ｌの長短に比例して、発振縦モード間
隔も変化するため、回折格子長Ｌｇは、共振器長Ｌに比
例した値となる。すなわち、（回折格子長Ｌｇ）：（共
振器長Ｌ）＝３００：１３００の関係を維持するため、
回折格子長Ｌｇが３００μｍ以下で複数の発振縦モード
が得られる関係は、Ｌｇ×（１３００（μｍ）／Ｌ）≦
３００（μｍ）として拡張することができる。すなわ
ち、回折格子長Ｌｇ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。

【００５２】この回折格子１３を含むｐ−ＩｎＰスペー
サ層４、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３、およびｎ
−ＩｎＰバッファ層２の上部は、メサストライプ状に加
工され、メサストライプの両側は、電流ブロッキング層
として形成されたｐ−ＩｎＰブロッキング層８とｎ−Ｉ
ｎＰブロッキング層９によって埋め込まれている。ま
た、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７の上面には、ｐ側電
極１０が形成され、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面には、ｎ側
電極１１が形成される。

【００５３】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５％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−ＭＱ
Ｗ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。

【００５４】この半導体レーザ装置２０をラマン増幅器
の励起光源として用いる場合には、発振波長λ₀を１２
００ｎｍ〜１５５０ｎｍとし、共振器長Ｌを、８００μ
ｍ以上３２００μｍ以下とする。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、等価屈折率を「ｎ」とすると、次式で
表すことができる。すなわち、 Δλ＝λ₀ ²／（２・ｎ・Ｌ）である。ここで、発振波長λ₀を１４８０ｎｍとし、等
価屈折率を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Ｌが３２００μｍのとき、縦モードのモ
ード間隔Δλは、約０．１ｎｍとなる。すなわち、共振
器長Ｌを長くすればするほど、縦モードのモード間隔Δ
λは狭くなり、単一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。

【００５５】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４に示す発振波長スペクトル３０と
して表される。

【００５６】図４に示すように、この実施の形態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。図４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。

【００５７】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。例えば、この実施の形態１に示した半導
体レーザ装置では、図５（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５（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。

【００５８】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
５（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。

【００５９】また、発振縦モード３１〜３３の波長間隔
（モード間隔）Δλは、０．１ｎｍ以上としている。こ
れは、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以上
であると、誘導ブリルアン散乱が抑えられる。この結
果、上述したモード間隔Δλの式によって、上述した共
振器長Ｌが３２００μｍ以下であることが好ましいこと
になる。なお、誘導ブリルアン散乱のスペクトルは、約
０．１ｎｍであり、この誘導ブリルアン散乱のスペクト
ル内に複数の発振縦モードが存在すると、個々の発振縦
モードが誘導ブリルアン散乱の閾値Ｐｔｈを超えなくて
も、このスペクトル幅内に存在する複数の発振縦モード
の強度の和で、誘導ブリルアン散乱の閾値Ｐｔｈを超え
てしまう場合がある。このため、０．１ｎｍの範囲内に
は、他の発振縦モードが存在しないことが望ましい。

【００６０】このような観点から、発振波長スペクトル
３０の半値幅Δλｈ内に含まれる発振縦モードの本数
は、複数であることが望ましい。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器によ
り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が
増大するに従ってレーザ光のコヒーレンシーが低くなる
ので、無偏光化に必要な偏波面保持ファイバの長さを短
くすることができる。特に、発振縦モードが４，５本と
なると、急激に、必要な偏波面保持ファイバの長さが短
くなる。従って、ラマン増幅器に使用するために半導体
レーザ装置２０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。

【００６１】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発振縦モードの動
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。

【００６２】さらに、従来の半導体レーザ装置では、図
４３に示したように、ファイバグレーティングを用いた
半導体レーザモジュールとしていたため、ファイバグレ
ーティング２３３と光反射面２２２との間の共振によっ
て相対強度雑音（ＲＩＮ）が大きくなり、安定したラマ
ン増幅を行な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。

【００６３】また、図４３に示した半導体レーザモジュ
ールでは、半導体発光素子２０２の光反射面２２２と光
出射面２２３とが形成する共振器構造によって増幅され
た微弱なレーザ光が出力され、本来、光反射面２２２と
ファイバグレーティング２３３とによって選択されるレ
ーザ光に影響を与え、注入電流−光出力特性上にキンク
を生じさせ、光出力を不安定なものにするという不具合
があったが、この実施の形態１の半導体レーザ装置２０
では、ファイバグレーティング２３３を用いていないた
め、安定した光出力を得ることができる。この結果、ラ
マン増幅器の励起用光源として用いる場合に、安定した
ラマン増幅を行わせることができる。

【００６４】さらに、図４３に示した半導体レーザモジ
ュールでは、ファイバグレーティング２３３を有する光
ファイバ２０３と半導体発光素子２０２とを光結合させ
る必要があるため、半導体レーザ装置の組立時における
光軸合わせが必要となり、そのための時間と労力とがか
かるが、この実施の形態１の半導体レーザ装置では、共
振器ではなく、光出力のための光軸合わせであるため、
その組立が容易となる。また、図４３に示した半導体レ
ーザモジュールでは、共振器内に機械的な結合を必要と
するため、振動などによってレーザの発振特性が変化す
る場合が発生するが、この実施の形態１の半導体レーザ
装置では、機械的な振動などによるレーザの発振特性の
変化がなく、安定した光出力を得ることができる。

【００６５】また、ファイバグレーティングを用いた半
導体レーザモジュールのように、ファイバグレーティン
グをもつ光ファイバと半導体発光素子との光結合を共振
器内において行わないので、組立が容易となり、機械的
振動などによる不安定出力を回避することができる。

【００６６】以下に、上述した半導体レーザ装置の他の
例を説明する。上述した半導体レーザ装置では、共振器
長Ｌを長くすることによって、発振波長スペクトル３０
の半値幅Δλｈ内の縦モード数が複数となるようにして
いたが、他の例として、回折格子１３のグレーティング
長ＬＧあるいは結合係数を変化させることによって、発
振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈを変化させ、これ
によって半値幅Δλｈ内の縦モード数が相対的に複数と
なるようにすることもできる。

【００６７】図６は、この他の例である半導体レーザ装
置の概要構成を示す長手方向の縦断面図である。この半
導体レーザ装置は、図１〜図３に示した半導体レーザ装
置２０の回折格子１３に対応する回折格子４３の構成
が、半導体レーザ装置２０と異なるとともに、出射側反
射膜１５の反射率が異なる。その他の構成は、半導体レ
ーザ装置２０と同じであり、同一構成部分には、同一符
号を付している。

【００６８】回折格子４３は、反射率０．１〜２％の低
光反射率をもつ出射側反射膜１５から反射率８０％以上
の高光反射率をもつ反射膜１４側に向けて所定長ＬＧ１
分、形成され、所定長ＬＧ１以外のｐ−ＩｎＰスペーサ
層４には、回折格子４３が形成されない。

【００６９】また、図７は、上記した他の例の変形例と
なる半導体レーザ装置の概要構成を示す長手方向の縦断
面図である。この半導体レーザ装置は、図６に示した回
折格子４３に代えて、反射膜１４側に設けた回折格子４
４を有するとともに、反射膜１４の反射率を低光反射率
としている。すなわち、回折格子４４は、反射率０．１
〜２％の低光反射率をもつ反射膜１４から反射率１〜５
％の低光反射率をもつ出射１５側に向けて所定長ＬＧ２
分、形成され、所定長ＬＧ２以外のｐ−ＩｎＰスペーサ
層４には、回折格子４４が形成されない。

【００７０】さらに、図８は、上記した他の例の別の変
形例となる半導体レーザ装置の概要構成を示す長手方向
の縦断面図である。この半導体レーザ装置は、図６に示
した回折格子４３および図７に示した回折格子４４の構
成を適用したものである。

【００７１】すなわち、この半導体レーザ装置は、反射
率０．１〜２％の低光反射率をもつ出射側反射膜１５か
ら反射率０．１〜２％の低光反射率をもつ反射膜１４側
に向けて所定長ＬＧ３分、形成された回折格子４５と、
この反射膜１４から出射側反射膜１５側に向けて所定長
ＬＧ４分、形成された回折格子４６とを有する。

【００７２】図６〜図８に示した回折格子４３〜４６の
所定長ＬＧ１〜ＬＧ４を変化させることによって、発振
縦モードのモード間隔Δλが固定的であっても、図４に
示した発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈを変化さ
せることができる。

【００７３】すなわち、発振波長スペクトル３０の半値
幅Δλｈを広くするためには、回折格子の長さを短くす
ることも有効である。このため、実施の形態１に示した
ように、回折格子を共振器（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ
活性層３）の長さ全体に施すのではなく、この共振器の
一部に形成するようにする。

【００７４】この場合、共振器に対する回折格子の位置
によっては、位相発振条件がずれ、これによってレーザ
発振特性が悪化するおそれがあるため、図６に示したよ
うに、回折格子４３を、出射側反射膜１５を起点として
反射膜１４方向に、共振器の途中まで延ばして形成する
場合、出射側反射膜１５として０．１〜２％の反射率を
もつ低光反射コートを施し、反射膜１４として８０％以
上の反射率をもつ高反射コートを施すようにする。ま
た、図７に示したように、回折格子４４を、反射膜１４
を起点として出射側反射膜１５方向に、共振器の途中ま
で延ばして形成する場合、反射膜１４として０．１〜２
％の反射率をもつ低光反射コートを施し、出射側反射膜
１５として反射率１〜５％の反射率をもつ低反射コート
を施すようにする。さらに、図８に示したように、回折
格子４５，４６をそれぞれ出射側反射膜１５側および反
射膜１４側に形成する場合、出射側反射膜１５および反
射膜１４として、ともに反射率０．１〜２％の低光反射
コートを施す。

【００７５】また、図６に示したように、回折格子を出
射側反射膜１５側に形成する場合、回折格子４３自体の
反射率を低めに設定し、図７に示したように、回折格子
を反射膜１４側に形成する場合、回折格子４４自体の反
射率を高めに設定することが好ましい。また、図８に示
したように、回折格子を出射側反射膜１５側および反射
膜１４側の双方に形成する場合、回折格子４５自体の反
射率を低めに設定し、回折格子４６自体の反射率を高め
に設定する。これによって、回折格子４３〜４６による
波長選択特性を満足させつつ、反射膜１４および出射側
反射膜１５によるファブリペロー型共振器の影響を小さ
くすることができる。

【００７６】ここで、図９は、複数の発振縦モードが出
力されたスペクトル図であり、図９では、安定した３本
の発振縦モードをもつレーザ光を出力している。なお、
図９に示したスペクトルは、図６に示した半導体レーザ
装置の構成に対応し、グレーティング長ＬＧ１＝１００
μｍ、共振器長Ｌ＝１３００μｍ、回折格子の結合係数
κ_LGとグレーティング長ＬＧ１との積κ_LG・ＬＧ１＝
０．１１、出射側反射膜１５の反射率が０．１％、反射
膜１４の反射率が９７％、駆動電流Ｉop＝７００ｍＡの
ときに、１４８０ｎｍ近傍において３本の発振縦モード
出力で２１０ｍＷの光出力を得、半値幅Δλｈは、０．
５〜０．６ｎｍとなっている。この場合におけるファー
フィールドパターン（ＦＦＰ：Far Field Pattern）の
半値幅（ＦＷＨＭ：Full Width Half Maximum）は、水
平方向の半値幅が１６〜１８度であり、垂直方向の半値
幅が２１〜２４度となる。

【００７７】さらに、図１０は、図６に示した半導体レ
ーザ装置の構成に対応し、グレーティング長ＬＧ１＝３
０μｍ、共振器長Ｌ＝１３００μｍ、回折格子の結合係
数κ _LG＝２０ｃｍ^-1、結合係数κ_LGとグレーティング長
ＬＧ１との積κ_LG・ＬＧ１＝０．０６のＩ−Ｌ（駆動電
流Ｉopに対する光出力Ｐo）特性を示す図である。図１
１に示されたＩ−Ｌ特性は、十数ｍＡから１５００ｍＡ
程度まで、大きなキンクが発生しておらず、駆動電流Ｉ
opが１２００ｍＡ近傍で約４００ｍＷの高出力かつ高効
率動作を安定して行なうことができることを示してい
る。

【００７８】なお、図６〜図８では、回折格子４３〜４
６を、出射側反射膜１５側または反射膜１４側、あるい
は出射側反射膜１５側および反射膜１４側に設けたが、
これに限らず、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３に沿
い、共振器長Ｌに対して部分的な長さをもつ回折格子を
形成するようにしてもよい。ただし、回折格子の反射率
を考慮することが好ましい。

【００７９】よって、上述した他の例となる半導体レー
ザ装置では、共振器長Ｌに対する回折格子の長さを部分
的なものとし、この回折格子のグレーティング長ＬＧお
よび結合係数κ_LGを適切に変化させることによって、所
望の発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈを得ること
ができ、この半値幅Δλｈ内に複数の発振縦モードをも
ったレーザ光を発振させることができる。

【００８０】また、上述した半導体レーザ装置では、回
折格子１３のグレーティング周期は一定であったが、回
折格子１３のグレーティング周期を周期的に変化させた
チャープドグレーティングを用い、これによって、回折
格子の波長選択特性に揺らぎを発生させ、発振波長スペ
クトル３０の半値幅Δλｈを広げて、半値幅Δλｈ内の
発振縦モード数が相対的に複数となるようにすることも
できる。すなわち、図１１に示すように、半値幅Δλｈ
を半値幅ｗｃに広げて、半値幅ｗｃ内に含まれる発振縦
モードの本数を増大するようにしている。

【００８１】図１２は、この場合の半導体レーザ装置の
概要構成を示す長手方向の縦断面図である。この半導体
レーザ装置では、図１〜図３に示した半導体レーザ装置
２０の回折格子１３のグレーティング周期を周期的に変
化させたチャープドグレーティングである回折格子４７
を有している。その他の構成は、半導体レーザ装置２０
と同じであり、同一構成部分には、同一符号を付してい
る。

【００８２】図１３は、回折格子４７のグレーティング
周期の周期的変化を示す図である。図１３に示すよう
に、この回折格子４７は、平均周期が２２０ｎｍであ
り、±０．０２ｎｍの周期揺らぎ（偏差）を周期Ｃで繰
り返す構造を有している。この±０．０２ｎｍの周期揺
らぎによって回折格子４７の反射帯域は、約２ｎｍの半
値幅を有し、これによって、発振波長スペクトルの半値
幅Δλｈ内に３〜６本程度の発振縦モードを持たせるこ
とができる。

【００８３】なお、ここでは、共振器長Ｌに等しいチャ
ープドグレーティングを形成するようにしていたが、こ
れに限らず、チャープドグレーティングの回折格子を、
共振器長Ｌに対して部分的に配置するようにしてもよ
い。

【００８４】また、上述した説明では、一定の周期Ｃで
グレーティング周期を変化させるチャープドグレーティ
ングとしたが、これに限らず、グレーティング周期を、
周期Λ１（２２０ｎｍ＋０．０２ｎｍ）と周期Λ２（２
２０ｎｍ−０．０２ｎｍ）との間で、ランダムに変化さ
せるようにしてもよい。

【００８５】さらに、図１４（ａ）に示すように、周期
Λ１周期Λ２とを１回ずつ交互に繰り返す回折格子とし
て、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。また、図
１４（ｂ）に示すように、周期Λ３と周期Λ４とをそれ
ぞれ複数回、交互に繰り返す回折格子として、周期揺ら
ぎを持たせるようにしてもよい。さらに、図１４（ｃ）
に示すように、連続する複数回の周期Λ５と連続する複
数回の周期Λ６とをもつ回折格子として、周期揺らぎを
持たせるようにしてもよい。また、周期Λ１，Λ３，Λ
５と周期Λ２，Λ４，Λ６との間の離散的な異なる値を
もつ周期をそれぞれ補完して配置するようにしてもよ
い。

【００８６】なお、上述した半導体レーザ装置２０の説
明において、図８に示す形態の場合、出射側反射膜１５
の反射率は２％以下の低光反射率としたが、この光反射
率の下限を１％以上とすることもできる。これにより、
半導体レーザ装置２０の出射側に戻り光が到達した場
合、この高めの反射率によって戻り光が半導体レーザ装
置２０内に入射されてしまうのを防ぐことができる。

【００８７】本実施の形態１にかかる半導体レーザモジ
ュールは、以上に説明した各種の半導体レーザ装置を搭
載し、その半導体レーザ装置から出射されたレーザ光の
焦点と光ファイバの中心軸をずらすことで、光ファイバ
に伝播されるレーザ光の強度を低下させることを特徴と
している。

【００８８】図１５は、実施の形態１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１５に
おいて、この半導体レーザモジュール５０は、上述した
各種の半導体レーザ装置に対応する半導体レーザ装置５
１を有する。半導体レーザモジュール５０の筐体とし
て、Ｃｕ−Ｗ合金などによって形成されたパッケージ５
９の内部底面上に、温度制御装置としてのペルチェモジ
ュール５８が配置される。ペルチェモジュール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。

【００８９】ペルチェモジュール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、半導体レーザ装置５１の温度上昇による発振波
長ずれを防止するため、主として冷却器として機能す
る。すなわち、ペルチェモジュール５８は、レーザ光が
所望の波長に比して長い波長である場合には、冷却して
低い温度に制御し、レーザ光が所望の波長に比して短い
波長である場合には、加熱して高い温度に制御する。こ
の温度制御は、具体的に、ヒートシンク５７ａ上であっ
て、半導体レーザ装置５１の近傍に配置されたサーミス
タ５８ａの検出値をもとに制御され、図示しない制御装
置は、通常、ヒートシンク５７ａの温度が一定に保たれ
るようにペルチェモジュール５８を制御する。

【００９０】また、図示しない制御装置は、半導体レー
ザ装置５１の駆動電流を上昇させるに従って、ヒートシ
ンク５７ａの温度が下がるようにペルチェモジュール５
８を制御する。このような温度制御を行なうことによっ
て、半導体レーザ装置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、例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、高電流注入時の発熱が抑制されるからである。この
場合、波長安定性がさらに向上し、しかも温度制御も容
易になる。

【００９１】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、およびモニタフォトダイオード５
６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。なお、モニタフォトダイオード５６は、半導体レー
ザ装置５１の反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。

【００９２】ここで特に、この実施の形態１にかかる半
導体レーザモジュールの特徴となる点は、第２レンズ５
４の光学中心が、第１レンズ５２およびアイソレータ５
３を介して半導体レーザ装置５１から出射されたレーザ
光の光軸に対して、図示する矢印Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれか
の方向にずれていることである。ここで、Ｘ方向は、半
導体レーザモジュール５０の高さ方向（紙面上下方向）
を指し、Ｙ方向は、半導体レーザモジュール５０の幅方
向（紙面垂直方向）を指し、Ｚ方向は、半導体レーザモ
ジュール５０の長手方向（紙面左右方向）を指す。すな
わち、この半導体レーザモジュール５０は、いわゆるデ
フォーカスを意図的に行なっている。換言すれば、第２
レンズ５４と光ファイバ５５との光結合効率を意図的に
小さくしている。なお、結合の信頼の観点から、結合ず
れに対するトレランスはＺ方向の方が大きいため、その
方向にずらすのがより好ましい。

【００９３】このデフォーカスによって、半導体レーザ
装置５１に十分に大きな駆動電流が印加された状態であ
っても、第２レンズ５４と光結合される光ファイバ５５
には、半導体レーザ装置５１が出射するレーザ光の強度
よりも小さな強度のレーザ光が伝播する。

【００９４】よって、この半導体レーザモジュールは、
半導体レーザ装置５１の駆動電流を大きくした状態で、
レーザ光としては強度の小さなものを出力することがで
きることになる。これは、上述したように、前方励起方
式の励起光源として用いられる最適な条件、すなわち、
駆動電流を大きくしてＲＩＮの悪化を防ぎつつ、小さな
強度の励起光が得られるという条件を満たす。

【００９５】ここで、前方励起用光源と後方励起用光源
を併用した双方向励起ラマン増幅器について考える。図
１６は、前方励起用光源と後方励起用光源の利用特性を
示す図である。図１６（ａ）に示されるように、前方励
起用光源には、比較的小さい光出力（この例では２２〜
３６ｍＷ）が用いられる。このように前方励起で比較的
小さな光出力が用いられるのは、信号光がまだ高い光出
力にある状態で、高い増幅利得を入れると、非線形効果
が生じ、逆に伝送特性を悪化させることがあるからであ
る。なお、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す条件に
おいて、後方励起と双方向励起がともに同じ総光出力で
あるらば、ラマン利得もほぼ同じになることを示すグラ
フである。

【００９６】図１７は、従来の回折格子内蔵型励起用半
導体レーザモジュールの特性例を示す図である。図１７
に示すように、光出力パワーが２２ｍＷである場合の駆
動電流Ｉopは、ほぼ９２ｍＡであり、光出力パワーが３
６ｍＷである場合の駆動電流Ｉopはほぼ１３５ｍＡであ
る。すなわち、図１６（ａ）に示した条件に従えば、従
来の回折格子内蔵型励起用半導体レーザモジュールを前
方励起用光源として使用する場合、駆動電流Ｉopを９２
ｍＡ〜１３５ｍＡにする。

【００９７】この回折格子内蔵型励起用半導体レーザモ
ジュールは、ラマン増幅用光源としても使用されるが、
従来の技術の欄で説明したように、より高いラマン利得
を得ようとした場合、すなわちより高い光出力パワーを
得ようとした場合には誘導ブリルアン散乱の発生が問題
となる。この誘導ブリルアン散乱の発生を回避するに
は、単純に光出力パワーを低減すればよい。光出力パワ
ーを低減させる良く知られた方法は、半導体レーザモジ
ュールの駆動電流を小さくすることである。しかしなが
ら、本発明者等は、誘導ブリルアン散乱の発生を避ける
のに駆動電流を小さくすることは、従来の回折格子内蔵
型励起用半導体レーザモジュールのような単一モード発
振型の半導体レーザモジュールに対しては有効であるも
のの、マルチモード発振型の半導体レーザモジュールに
対しては必ずしも最善の策ではないことを見出した。

【００９８】図１８は、駆動電流と光出力パワーの関係
を誘導ブリルアン散乱の発生閾値とともに示したグラフ
である。特に、図１８（ａ）は、単一モード発振型の半
導体レーザモジュールについての駆動電流−光出力パワ
ーグラフ（Ｐｗ）と誘導ブリルアン散乱の発生閾値グラ
フ（Ｐｔｈ）を示し、図１８（ｂ）は、図１〜図１４に
示したマルチモード発振型の半導体レーザモジュールに
ついての駆動電流−光出力パワーグラフ（Ｐｗ）と誘導
ブリルアン散乱の発生閾値グラフ（Ｐｔｈ）を示す。

【００９９】図１８（ａ）では、駆動電流がＣ１未満で
ある場合に限り誘導ブリルアン散乱が発生しない。一
方、図１８（ｂ）では、駆動電流が増加するにつれて、
光出力パワーとともに、誘導ブリルアン散乱の発生閾値
も増加する。

【０１００】図１８（ｂ）において、図１８（ａ）と異
なり、矢印に示すように比較的小さな減衰量で光出力パ
ワーを減衰させた場合でも、広い駆動電流の範囲で、誘
導ブリルアン散乱の発生を避けることができる。このこ
とから、本発明者等は、図１〜図１４に示したマルチモ
ード発振型の半導体レーザモジュールに対しては、出射
されたレーザ光を減衰させる手法が、誘導ブリルアン散
乱の発生を避けるのに最も有効であることを見出した。
本実施の形態において、その光減衰を実現するのが上記
したデフォーカスである。

【０１０１】さらに、このデフォーカスは、ＲＩＮの増
加をも抑制することができる。図１９は、実施の形態１
にかかる半導体レーザモジュールのＲＩＮ特性を示す図
である。図１９において、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、順に、
半導体レーザモジュール内の上記半導体レーザ装置５１
の駆動電流が５０ｍＡ，１００ｍＡ，３００ｍＡ以上で
ある場合のＲＩＮ特性を示している。この図からわかる
ように、駆動電流が５０ｍＡ，１００ｍＡである場合
は、レーザの緩和振動の影響によりＲＩＮが悪くなって
いる。結局、図１９に示した結果からは、駆動電流を１
５０ｍＡ以上とすることによって、ＲＩＮにおけるレー
ザの緩和振動の影響をほぼ無視することができ、低雑音
のレーザ光を出射することができる。

【０１０２】また、図１８において、Ｇ０は、ＦＢＧ
（ファイバグレーティング）を備えた従来の半導体レー
ザモジュールのＲＩＮ特性を示しており、実施の形態１
にかかる半導体レーザモジュールは、少なくとも駆動電
流が５０ｍＡを超えていれば、従来のＦＢＧを備えた従
来の半導体レーザモジュールよりも良好なＲＩＮ特性を
示すことがわかる。以上のことから、実施の形態１にか
かる半導体レーザモジュールは、駆動電流が５０ｍＡを
最低限超えていることが好ましく、より好ましくは１０
０ｍＡ以上であり、さらにより好ましくは１５０ｍＡ以
上であると言える。

【０１０３】なお、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再
入力しないように、半導体レーザ装置５１と光ファイバ
５５との間にアイソレータ５３を介在させている。この
アイソレータ５３には、ファイバグレーティングを用い
た従来の半導体レーザモジュールと異なり、インライン
式の偏波無依存型でなく、小型の偏波依存型アイソレー
タを用いることができるため、さらに低い相対強度雑音
（ＲＩＮ）を達成することができ、アイソレータによる
挿入損失を小さくすることができる。

【０１０４】以上に説明したとおり、実施の形態１にか
かる半導体レーザモジュールによれば、誘導ブリルアン
散乱が発生する閾値以下の複数の発振縦モードのレーザ
光を出力する半導体レーザ装置をモジュール化しつつ、
そのモジュール内の第２レンズ５４を、光ファイバ５５
との光結合効率が最大となる位置からずらした状態で固
定することによって、光結合効率を意図的に低下させて
いるので、駆動電流を大きくしてＲＩＮの悪化を防ぎつ
つ、小さな強度の励起光が得られ、前方励起方式の励起
光源として最適である。さらには、図１〜図１４に示し
たマルチモード発振型の半導体レーザ装置を用いた半導
体レーザモジュールでは、光結合効率の低下によるわず
かな光減衰量によって、光出力パワーを誘導ブリルアン
散乱の発生閾値以下にすることができ、上記したＲＩＮ
の低減とともに誘導ブリルアン散乱の発生の回避をも実
現することができる。なお、光結合効率の意図的な低下
は、上記した第２レンズ５４に限らず、モジュール内の
他の光学系レンズや光学部品の配置を調節することによ
っても可能である。

【０１０５】（実施の形態２）次に、この発明の実施の
形態２について説明する。上述した実施の形態１に説明
した半導体レーザモジュールでは、意図的にデフォーカ
スを行なうことで、レーザ光の強度を小さくするとした
が、デフォーカスを行なわずに、半導体レーザモジュー
ルの出力端部または光ファイバを介した半導体レーザモ
ジュールの出力端近傍に、光減衰器を設けることでも目
的を達成することができる。

【０１０６】図２０は、実施の形態２にかかる半導体レ
ーザモジュールの概略構成を示すブロック図である。図
２０において、デフォーカスを行なわない半導体レーザ
モジュール５０ａは、その出力端を光ファイバ５５ａの
一端に接続し、光ファイバ５５ａの他端は、光減衰器
（光アッテネータ）５０ｂの入力端に接続され、光減衰
器５０ｂの出力端は、光ファイバ５５ｂの一端に接続さ
れる。

【０１０７】すなわち、半導体レーザモジュール５０ａ
から出力されたレーザ光の出力パワーは、光減衰器５０
ｂにおいて減衰され、減衰された結果がラマン増幅器の
励起光として寄与する。図２１は、図２０のノードＮ１
とノードＮ２における出力パワーと駆動電流の関係を示
す図である。図２１に示すように、光減衰器５０ｂを通
過した後のレーザ光は、通過する前と比べて十分に小さ
な値となっており、前方励起用の励起光として利用でき
る状態となる。すなわち、実施の形態１と同様に、駆動
電流を小さくすることなく低い光出力パワーを得ること
ができるので、ＲＩＮの悪化を防止することができる。

【０１０８】次に、実施の形態２にかかる半導体レーザ
モジュールが、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制させる
ことについても有効である点について説明する。ここで
は、まず、誘導ブリルアン散乱が生じる条件について説
明する。図２２は、誘導ブリルアン散乱の発生の程度を
検出するための測定装置の構造を示す模式図である。こ
の測定装置では、カプラ２１を介して一方に半導体レー
ザ装置５０ａおよび光減衰器５０ｂからなる半導体レー
ザモジュールと反射光測定手段２３が配置され、他方に
伝送用光ファイバ２４と入力光測定手段２５が配置され
ている。また、一方と他方はカプラ２１を介して互いに
接続されており、伝送用光ファイバ２４は、出力光測定
手段２６に接続されている。なお、伝送用光ファイバ２
４には、ＤＳＦ（Dispersion Shifted Fiber）を用いて
おり、伝送用光ファイバ２４の長さは５５ｋｍ、コア径
は１０μｍである。

【０１０９】図２２に示す測定装置において、入力光測
定手段２５には光減衰器５０ｂから出力されるレーザ光
の強度と一定の比率を有する光が入射し、反射光測定手
段２３には伝送用光ファイバ２４で散乱されて戻ってき
た光の強度と一定の比率を有する光が入射する。

【０１１０】ここで、誘導ブリルアン散乱が生じている
場合、反射光測定手段２３に入射する光の強度が増大す
る。そのため、半導体レーザ装置５０ａから伝送用光フ
ァイバ２４に入射される光と、伝送用光ファイバ２４で
散乱されて戻ってきた光の強度との比（以下、「散乱強
度比」と称する。）をとることで誘導ブリルアン散乱が
生じているか否かの判断ができる。一般に、光通信にお
ける励起光源として半導体レーザ装置を使用する場合に
は、散乱強度比が−２８ｄＢ程度の値に抑制できれば、
レイリー散乱によるバックグラウンドレベルと考えら
れ、誘導ブリルアン散乱が発生しておらず、励起光源と
しての使用に支障がないとされている。

【０１１１】なお、図２２の測定装置による測定によっ
て散乱強度比が−２８ｄＢ以上の値を有する場合であっ
ても励起光源としての使用が可能となる場合がある。図
２３は、実施の形態２にかかる半導体レーザモジュール
の６つのサンプルについての減衰量と散乱強度比の関係
を示すグラフである。図２３に示すように、各サンプル
は、モード本数が互いに異なっているものの、いずれも
光減衰器５０ｂによる光減衰の量が増加するにつれて、
散乱強度比が低下していることがわかる。すなわち、図
２３は、実施の形態１において図１８（ｂ）で説明した
光出力パワーと誘導ブリルアン散乱の発生閾値との関係
を裏付けるものである。特に、この結果から、実施の形
態２にかかる半導体レーザモジュールをモード本数の調
整等の詳細な設計によって作成することで、３ｄＢ程度
の光減衰量であっても、誘導ブリルアン散乱の発生を回
避することができるということがわかる。

【０１１２】図２４は、図２０に示した半導体レーザモ
ジュールについて、図２２の測定装置を用いて伝送用光
ファイバ２４に入射させる光強度を変化させた場合の散
乱強度比を測定したグラフである。具体的には、図２２
に示した半導体レーザ装置５０ａを、図２０に示した半
導体レーザモジュールに置き換え、半導体レーザ装置５
０ａの注入電流を一定に維持して光減衰器５０ｂによっ
て光強度を変化させ、各光強度における散乱強度比を測
定した結果である。

【０１１３】図２４のグラフにおいて、散乱強度が約−
１３ｄＢの場合を基準とすると、光強度を８０ｍＷから
４０ｍＷに低下させること（３ｄＢ程度以下の低下に相
当する）によって散乱強度比が約−１３ｄＢから約−２
８ｄＢにまで低下する。すなわち、図２２の測定装置に
おいて散乱強度比が−１３ｄＢ程度の半導体レーザ装置
は、光出力を３ｄＢ程度低下させることで、散乱強度比
が誘導ブリルアン散乱を生じることのない−２８ｄＢ程
度にまで抑制されることがわかる。

【０１１４】半導体レーザ装置を、励起光源としてラマ
ン増幅器やＥＤＦＡのような光ファイバ増幅器に組み込
んだ場合には、励起光が増幅用光ファイバまたは信号用
光ファイバに到達するまでに光強度が数ｄＢ低下するこ
とが知られている。光ファイバ増幅器において、励起光
源と増幅用光ファイバ等との間に光を合波するためのカ
プラや、戻り光を遮断するためのアイソレータ等が配置
されるのが通常であり、これらの光学系部品によって励
起光の強度が低下するためである。そして、光ファイバ
増幅器の構造によっては、光強度が３ｄＢ以上低下する
ものも多く存在し、その場合には、散乱強度比が−１３
ｄＢ程度の半導体レーザ装置であっても誘導ブリルアン
散乱を抑制することができる。

【０１１５】従って、誘導ブリルアン散乱を完全に抑制
する観点からは散乱強度比が−２８ｄＢ以下となること
が望ましいが、３ｄＢ程度の光損失が生じる光ファイバ
増幅器においては、散乱強度比が−１３ｄＢ程度であっ
ても、結果的に、誘導ブリルアン散乱の発生が抑制さ
れ、励起光源として十分に使用することが可能である。

【０１１６】なお、実施の形態１において示した図１８
（ｂ）を見てもわかるように、誘導ブリルアン散乱の発
生を回避するために必要な光減衰量は、半導体レーザモ
ジュールの駆動電流に応じて異なる。図２５は、実施の
形態２にかかる半導体レーザモジュールにおいて、駆動
電流と光出力パワーとの関係と誘導ブリルアン散乱の発
生閾値とを示す図である。図２５に示すように、例え
ば、本半導体レーザモジュールが電流Ｉ₁で動作される
とき、誘導ブリルアン散乱の発生を避けるにはＡ₁以上
の減衰量が必要であり、本半導体レーザモジュールが電
流Ｉ₂で動作されるとき、誘導ブリルアン散乱の発生を
避けるにはＡ₂以上の減衰量が必要である。

【０１１７】以上に説明したとおり、実施の形態２にか
かる半導体レーザモジュールによれば、レーザの結合状
態を従来と変えないままで、最終的な出力を光減衰器で
小さくするため、実施の形態１と同様な効果を享受する
ことができるとともに、半導体レーザを発振するモジュ
ール部分を共有化できる。

【０１１８】（実施の形態３）次に、この発明の実施の
形態３にかかる光ファイバ増幅器ついて説明する。この
実施の形態３では、上述した実施の形態１に示した半導
体レーザモジュールを光ファイバ増幅器の一種であるラ
マン増幅器に適用したものである。

【０１１９】図２６は、前方励起方式を採用したラマン
増幅器の構成を示すブロック図である。なお、図２６に
おいて、図４２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。図２６に示すラマン増幅器におい
て、アイソレータ６３の近傍に設けられたＷＤＭカプラ
６５´には、実施の形態１に示した半導体レーザモジュ
ールに対応する半導体レーザモジュール６０ａ´〜６０
ｄ´、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６
２´から出力される励起光は信号光と同じ方向に出力さ
れ、これにより前方励起が行なわれる。結局、半導体レ
ーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´において、上述した
実施の形態１で説明した半導体レーザモジュールが用い
られていることから、ＲＩＮが小さく、かつ誘導ブリル
アン散乱の発生が抑制された前方励起を効果的に行なう
ことができる。

【０１２０】図２７は、前方励起方式を採用したラマン
増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。なお、
図２７において、図２６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。図２７に示すラマン増幅
器において、図２６と異なるところは、同一の波長の光
を偏波多重して出力しない点である。すなわち、図２７
において、実施の形態１にかかる半導体レーザモジュー
ル６０ａ´および６０ｃ´は、互いに発振波長が異な
り、それぞれから出射されたレーザ光は、偏波面保持フ
ァイバ７１´を介してそれぞれＷＤＭカプラ６２´に入
力され、合波される。

【０１２１】この場合、半導体レーザモジュール６０ａ
´および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、実施
の形態１で説明したように、各半導体レーザモジュール
６０ａ´および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。この形態においても、図２６と同
様に、ＲＩＮが小さく、かつ誘導ブリルアン散乱の発生
が抑制された前方励起を効果的に行なうことができる。

【０１２２】また、図２８は、双方向励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。なお、
図２８において、図２６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。図２８に示したラマン増
幅器は、図２６に示したラマン増幅器の構成に、ＷＤＭ
カプラ６２、半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄお
よび偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂをさらに設け、後方
励起と前方励起とを行なう。但し、後方励起を行なうた
めの半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄについて
は、実施の形態１で説明したようなデフォーカスは行な
っておらず、第２レンズは、光結合効率が最高となる位
置に固定される。すなわち、これら半導体レーザモジュ
ール６０ａ〜６０ｄは、駆動電流に対して十分に大きな
強度のレーザ光を出力する。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】この双方向励起方式の場合にも、半導体レ
ーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´において上述した実
施の形態１で説明した半導体レーザ装置が用いられてい
るため、ＲＩＮが小さく、かつ誘導ブリルアン散乱の発
生が抑制された前方励起を効果的に行なうことができ
る。

【０１２６】図２９は、双方向励起方式を採用したラマ
ン増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。な
お、図２９において、図２８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。図２９に示すラマン
増幅器において、図２８と異なるところは、同一の波長
の光を偏波多重して出力しない点である。すなわち、図
２９において、実施の形態１にかかる半導体レーザモジ
ュール６０ａ´および６０ｃ´は、互いに発振波長が異
なり、それぞれから出射されたレーザ光は、偏波面保持
ファイバ７１´を介してそれぞれＷＤＭカプラ６２´に
入力され、合波される。同様に、実施の形態１で説明し
た形態とは異なる半導体レーザモジュール６０ａおよび
６０ｃは、互いに発振波長が異なり、それぞれから出射
されたレーザ光は、偏波面保持ファイバ７１を介してそ
れぞれＷＤＭカプラ６２に入力され、合波される。

【０１２７】この場合、半導体レーザモジュール６０ａ
´および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し、半導体レーザモ
ジュール６０ａおよび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。よっ
て、図２７の説明で述べたように、図２９に示す形態に
おいても、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、さらには、図２８と同様に、
ＲＩＮが小さく、かつ誘導ブリルアン散乱の発生が抑制
された前方励起を効果的に行なうことができる。

【０１２８】このように実施の形態１にかかる半導体レ
ーザモジュールは、前方励起用光源として用いたときに
顕著な効果を示すが、後方励起用光源としての使用を妨
げるわけではない。図３０は、後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。なお、図
３０において、図４２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。図３０に示すラマン増幅器
は、図４２に示す半導体レーザモジュール１８２ａ〜１
８２ｄに換えて、実施の形態１にかかる半導体レーザモ
ジュール８０ａ〜８０ｄを用いた点である。

【０１２９】この後方励起方式の場合にも、半導体レー
ザモジュール８０ａ〜８０ｄにおいて上述した実施の形
態１で説明した半導体レーザ装置が用いられているた
め、ＲＩＮが小さく、かつ誘導ブリルアン散乱の発生が
抑制された励起を行なうことができる。

【０１３０】図３１は、後方励起方式を採用したラマン
増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。なお、
図３１において、図３０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。図３１に示すラマン増幅
器において、図３０と異なるところは、同一の波長の光
を偏波多重して出力しない点である。すなわち、図３１
において、実施の形態１にかかる半導体レーザモジュー
ル８０ａおよび８０ｃは、互いに発振波長が異なり、そ
れぞれから出射されたレーザ光は、偏波面保持ファイバ
７１を介してそれぞれＷＤＭカプラ６２に入力され、合
波される。

【０１３１】この場合、半導体レーザモジュール８０ａ
および８０ｃ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。よって、図２７の説
明で述べたように、図３１に示す形態においても、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、さらには、図３０と同様に、ＲＩＮが小さ
く、かつ誘導ブリルアン散乱の発生が抑制された後方励
起を行なうことができる。

【０１３２】図３２は、実施の形態１にかかる半導体レ
ーザモジュールと従来の半導体レーザモジュールについ
て、駆動電流とレーザ光強度の関係を示す図である。図
３２において、Ｇ１１は、実施の形態１にかかる半導体
レーザモジュールの特性を示し、Ｇ１２は、従来の半導
体レーザモジュールの特性を示す。図３１に示すよう
に、同じ駆動電流に対し、実施の形態１にかかる半導体
レーザモジュールの強度の方が常に小さいため、この半
導体レーザモジュールを前方励起用光源として用いるこ
とが特に有効であることがわかる。

【０１３３】なお、上述した前方励起方式あるいは双方
向励起方式における前方励起に用いられるラマン増幅用
光源は、共振器長Ｌが８００μｍ未満であってもよい。
共振器長Ｌを８００μｍ未満とすると、上述したように
発振縦モードのモード間隔Δλが狭くなり、ラマン増幅
用光源として用いる場合に発振縦モードの本数が少なく
なり、大きな光出力を得ることができなくなるが、前方
励起は後方励起に比較して低出力で済むため、必ずしも
共振器長Ｌが８００μｍ以上である必要はない。

【０１３４】また、上述した図２６〜図３１に示したラ
マン増幅器は、上述したようにＷＤＭ通信システムに適
用することができる。図３３は、図２６〜図３１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。

【０１３５】図３３において、複数の送信機Ｔｘ１〜Ｔ
ｘｎから送出された波長λ1〜λnの光信号は、光合波器
１００によって合波され、１つの光ファイバ１０５に集
約される。この光ファイバ１０５の伝送路上には、図２
６〜図３１に示したラマン増幅器に対応した複数のラマ
ン増幅器１０１、１０３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１０５上を伝送
した信号は、光分波器１０４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〜Ｒｘ
ｎに受信される。なお、光ファイバ１０５上には、任意
の波長の光信号の付加、取り出しをおこなうＡＤＭ（Ad
d/Drop Multiplexer）が挿入される場合もある。

【０１３６】以上に説明したとおり、実施の形態３にか
かる光ファイバ増幅器によれば、デフォーカスや光減衰
器との接続によって光減衰機能を有した実施の形態１ま
たは２にかかる半導体レーザモジュールを、前方励起光
源または後方励起光源として使用するので、実施の形態
１または２にかかる半導体レーザモジュールによる効
果、すなわちＲＩＮの低減と誘導ブリルアン散乱の抑制
とを実現することができる。

【０１３７】なお、上述した実施の形態３では、実施の
形態１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た場合の光ファイバ増幅器を示した
が、これに限らず、実施の形態２に示した半導体レーザ
モジュール（この場合、半導体レーザモジュールの出力
端に光減衰器が接続された状態を改めて半導体レーザモ
ジュールと称する。）をラマン増幅用の励起光源に用い
てもよい。また、それら半導体レーザモジュールを、
０．９８μｍなどのＥＤＦＡ励起用光源等、種々の光フ
ァイバ増幅器の励起光源として用いることができるのは
明らかである。

【０１３８】（実施の形態４）次に、この発明の実施の
形態４について説明する。実施の形態３が実施の形態１
または２にかかる半導体レーザモジュールを利用するこ
とによって励起光の減衰を実現したのに対し、この実施
の形態４では、ラマン増幅器を構成する増幅用ファイバ
を、ＳＬＡ（Super Large Area）ファイバと呼ばれる、
少なくとも信号伝送用ファイバよりも非線形効果の小さ
いファイバとＩＤＦ（Inverse Dispersion Fiber）と呼
ばれる、少なくとも信号伝送用ファイバよりも非線形効
果の大きなファイバで構成し、前者のＳＬＡファイバに
よって誘導ブリルアン散乱を低減させることを特徴とし
ている。

【０１３９】図３４は、実施の形態４にかかる前方励起
方式のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。特
に、図３４は、図２６に示した前方励起方式のラマン増
幅器において、実施の形態１または２で示したような光
減衰機能を有した半導体レーザモジュール６０ａ´〜６
０ｄ´に換えて、そのような機能を有せずに単に図１〜
図１４に示したマルチモード発振型の半導体レーザ装置
を搭載した半導体レーザモジュール（以下、単に、マル
チモード半導体レーザモジュールと称する。）９０ａ´
〜９０ｄ´を備えている。さらに、図３４に示すラマン
増幅器では、図２６に示した増幅用ファイバ６４に換え
て、上記ＳＬＡファイバ６４ａと上記ＩＤＦ６４ｂとか
ら構成されるファイバを用いている。なお、ＳＬＡファ
イバ６４ａは、励起光源側、すなわちＷＤＭカプラ６５
´に直結される形で配置され、ＩＤＦ６４ｂは、そのＳ
ＬＡファイバ６４ａに融着接続されて信号光の伝搬方向
に向けて配置される。

【０１４０】よって、この構成によれば、励起光は、信
号光とともにまずＳＬＡファイバ６４ａに入射する。こ
こで、ＳＬＡファイバ６４ａは、上述したように非線形
効果が小さいため、誘導ブリルアン散乱の発生閾値は大
きい。換言すれば、ＳＬＡファイバ６４ａに対してはラ
マン増幅効果は小さい。ところが、励起光および信号光
は、ＳＬＡファイバ６４ａを伝搬後、非線形効果の大き
なＩＤＦ６４ｂに入射するため、そのＩＤＦ６４ｂにお
いて十分な利得でラマン増幅される。結局、この構成に
よって、誘導ブリルアン散乱の発生が抑制されるととも
に、信号光の増幅という目的も果たされる。

【０１４１】図３５は、実施の形態４にかかる前方励起
方式のラマン増幅器の他の例の構成を示すブロック図で
ある。特に、図３５は、図２７に示した前方励起方式の
ラマン増幅器において、実施の形態１または２で示した
ような光減衰機能を有した半導体レーザモジュール６０
ａ´および６０ｃ´に換えて、上記したマルチモード半
導体レーザモジュール９０ａ´および９０ｃ´を備えて
いる。さらに、図３５に示すラマン増幅器では、図３４
と同様に、増幅用ファイバ６４に換えて、上記ＳＬＡフ
ァイバ６４ａと上記ＩＤＦ６４ｂとから構成されるファ
イバを用いている。よって、この構成においても、図３
４の説明で述べたとおりの効果が得られる。

【０１４２】図３６は、実施の形態４にかかる双方向励
起方式のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
特に、図３６は、図２８に示した双方向励起方式のラマ
ン増幅器において、実施の形態１または２で示したよう
な光減衰機能を有するとともに前方励起光源を構成する
半導体レーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´に換えて、
上記したマルチモード半導体レーザモジュール９０ａ´
〜９０ｄ´を備えている。さらに、図３６に示すラマン
増幅器では、図３４と同様に、増幅用ファイバ６４に換
えて、上記ＳＬＡファイバ６４ａと上記ＩＤＦ６４ｂと
から構成されるファイバを用いている。

【０１４３】また、図３６に示すラマン増幅器におい
て、後方励起用の光源を構成する半導体レーザモジュー
ル６０ａ〜６０ｄは、ファブリペロー型レーザ、ＤＦＢ
レーザ、ＦＢＧを備えた半導体レーザモジュールなどの
上記したマルチモード半導体レーザモジュールとは異な
る構造の半導体モジュールである。図３６に示す構成で
は、この後方励起用の光源から出射された励起光は、Ｗ
ＤＭカプラ６５を介して、ＩＤＦ６４ｂに入射し、その
ＩＤＦ６４ｂにおいて大きな利得でラマン増幅される。
すなわち、この構成においては、前方励起の部分に関し
て、図３４の説明で述べたとおりの効果が得られる。

【０１４４】図３７は、実施の形態４にかかる双方向励
起方式のラマン増幅器の他の例の構成を示すブロック図
である。特に、図３７は、図２９に示した双方向励起方
式のラマン増幅器において、実施の形態１または２で示
したような光減衰機能を有するとともに前方励起光源を
構成する半導体レーザモジュール６０ａ´および６０ｃ
´に換えて、上記したマルチモード半導体レーザモジュ
ール９０ａ´および９０ｃ´を備えている。さらに、図
３７に示すラマン増幅器では、図３６と同様に、増幅用
ファイバ６４に換えて、上記ＳＬＡファイバ６４ａと上
記ＩＤＦ６４ｂとから構成されるファイバを用いてい
る。よって、この構成においても、図３６の説明で述べ
たとおりの効果が得られる。

【０１４５】図３８は、実施の形態４にかかる双方向励
起方式のラマン増幅器の他の例の構成を示すブロック図
である。特に、図３８は、図２８に示した双方向励起方
式のラマン増幅器において、実施の形態１または２で示
したような光減衰機能を有するとともに前方励起光源を
構成する半導体レーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´に
換えて、上記したマルチモード半導体レーザモジュール
９０ａ´〜９０ｄ´を備え、さらに、後方励起光源を構
成する半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄに換え
て、上記したマルチモード半導体レーザモジュール９０
ａ〜９０ｄを備えている。また、図３８に示すラマン増
幅器では、増幅用ファイバ６４に換えて、上記ＳＬＡフ
ァイバ６４ａと上記ＩＤＦ６４ｂとＳＬＡファイバ６４
ｃとから構成されるファイバを用いている。なお、ＳＬ
Ａファイバ６４ａは、前方励起光源側、すなわちＷＤＭ
カプラ６５´に直結される形で配置され、ＳＬＡファイ
バ６４ｃは、後方励起光源側、すなわちＷＤＭカプラ６
５に直結される形で配置される。そして、ＩＤＦ６４ｂ
は、両端をそれらＳＬＡファイバ６４ａおよびＳＬＡフ
ァイバ６４ｃに融着接続され形で配置される。

【０１４６】図３８に示す構成では、前方励起に使用す
る励起光と後方励起に使用する励起光がともに、図１〜
図１４で説明したようなマルチモード発振型の半導体レ
ーザ装置から得られるので、前方と後方の双方向におい
て誘導ブリルアン散乱の発生の問題が生じる。ところ
が、これら励起光はともに、非線形効果の小さいＳＬＡ
ファイバに入射された後に非線形効果の大きいＩＤＦへ
と伝搬されるので、図３４の説明で述べたとおりの効果
を享受することができる。

【０１４７】図３９は、実施の形態４にかかる双方向励
起方式のラマン増幅器の他の例の構成を示すブロック図
である。特に、図３９は、図２９に示した双方向励起方
式のラマン増幅器において、実施の形態１または２で示
したような光減衰機能を有するとともに前方励起光源を
構成する半導体レーザモジュール６０ａ´および６０ｃ
´に換えて、上記したマルチモード半導体レーザモジュ
ール９０ａ´および９０ｃ´を備え、さらに、後方励起
光源を構成する半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｃ
に換えて、上記したマルチモード半導体レーザモジュー
ル９０ａ，９０ｃを備えている。また、図３９に示すラ
マン増幅器では、図３８と同様に、増幅用ファイバ６４
に換えて、上記ＳＬＡファイバ６４ａと上記ＩＤＦ６４
ｂと上記ＩＤＦ６４ｃとから構成されるファイバを用い
ている。よって、この構成においても、図３６の説明で
述べたとおりの効果が得られる。

【０１４８】図４０は、実施の形態４にかかる後方励起
方式のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。特
に、図４０は、図３０に示した後方励起方式のラマン増
幅器において、実施の形態１または２で示したような光
減衰機能を有した半導体レーザモジュール８０ａ〜８０
ｄに換えて、上記したマルチモード半導体レーザモジュ
ール９０ａ〜９０ｄを備えている。さらに、図４０に示
すラマン増幅器では、図３０に示した増幅用ファイバ６
４に換えて、ＩＤＦ６４ｂとＳＬＡファイバ６４ｃとか
ら構成されるファイバを用いている。なお、ＳＬＡファ
イバ６４ｃは、励起光源側、すなわちＷＤＭカプラ６５
に直結される形で配置され、ＩＤＦ６４ｂは、そのＳＬ
Ａファイバ６４ｃに融着接続されて信号光の伝搬方向と
は逆の方向に向けて配置される。よって、図４０に示す
構成では、後方励起用の光源から出射された励起光は、
非線形効果の小さいＳＬＡファイバ６４ｃに入射された
後に非線形効果の大きいＩＤＦ６４ｂへと伝搬される。
結局、この構成においても、図３４の説明で述べたとお
りの効果を享受することができる。

【０１４９】図４１は、実施の形態４にかかる後方励起
方式のラマン増幅器の他の例の構成を示すブロック図で
ある。特に、図４１は、図３１に示した後方励起方式の
ラマン増幅器において、実施の形態１または２で示した
ような光減衰機能を有した半導体レーザモジュール８０
ａおよび８０ｃに換えて、上記したマルチモード半導体
レーザモジュール９０ａおよび９０ｃを備えている。さ
らに、図３５に示すラマン増幅器では、図４０と同様
に、増幅用ファイバ６４に換えて、上記ＩＤＦ６４ｂと
上記ＳＬＡファイバ６４ｃとから構成されるファイバを
用いている。よって、この構成においても、図４０の説
明で述べたとおりの効果が得られる。

【０１５０】以上に説明したとおり、実施の形態４にか
かる光ファイバ増幅器によれば、増幅用ファイバを、非
線形効果の小さいＳＬＡファイバと非線形効果の大きな
ＩＤＦとで構成し、励起光をＳＬＡファイバからＩＤＦ
に向けて伝搬させるので、ＳＬＡファイバの通光時にお
いて誘導ブリルアン散乱の発生を抑制することができ
る。

【０１５１】なお、以上に説明した実施の形態４におい
て、励起光源を構成する半導体レーザモジュールを、実
施の形態１または２に説明したような光減衰機能を有す
る半導体レーザモジュールに置換することもできる。こ
の場合、誘導ブリルアン散乱の発生を抑制することがで
きるとともに、ＲＩＮの低減も実現することができる。

【０１５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる半
導体レーザモジュールによれば、誘導ブリルアン散乱が
発生する閾値以下の複数の発振縦モードのレーザ光を出
力する半導体レーザ装置をモジュール化するとともに、
光結合効率を意図的に低下させているので、大きな駆動
電流での動作を確保しつつ、レーザ光強度を小さくする
ことができ、結果的に、ＲＩＮの悪化と誘導ブリルアン
散乱の発生とをともに抑制することが可能になり、前方
励起方式の励起光源として有用であるという効果を奏す
る。

【０１５３】また、本発明にかかる半導体レーザモジュ
ールによれば、誘導ブリルアン散乱が発生する閾値以下
の複数の発振縦モードのレーザ光を出力する半導体レー
ザ装置をモジュール化するとともに、光減衰器によって
レーザ光出力を小さくしているので、大きな駆動電流で
の動作を確保しつつ、レーザ光強度を小さくすることが
でき、結果的に、ＲＩＮの悪化と誘導ブリルアン散乱の
発生とをともに抑制することが可能になり、前方励起方
式の励起光源として有用であるという効果を奏する。

【０１５４】また、本発明にかかる光ファイバ増幅器に
よれば、上述した半導体レーザモジュールの作用効果を
奏するようにし、安定かつ信頼性の高いラマン増幅を行
なうことができるという効果を奏する。

【０１５５】また、本発明にかかる光ファイバ増幅器に
よれば、増幅用ファイバを、非線形効果の小さいＳＬＡ
ファイバと非線形効果の大きなＩＤＦとで構成し、励起
光をＳＬＡファイバからＩＤＦに向けて伝搬させるの
で、ＳＬＡファイバの通光時において誘導ブリルアン散
乱の発生を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である半導体レーザ装
置を斜めからみた破断図である。

【図２】図１に示した半導体レーザ装置の概要構成を示
す長手方向の縦断面図である。

【図３】図１に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線断面
図である。

【図４】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。

【図５】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。

【図６】この発明の実施の形態１である半導体レーザモ
ジュール内の半導体レーザ装置の概要構成を示す長手方
向の縦断面図である。

【図７】この発明の実施の形態１である半導体レーザモ
ジュール内の第１変形例である半導体レーザ装置の概要
構成を示す長手方向の縦断面図である。

【図８】この発明の実施の形態１である半導体レーザモ
ジュール内の第２変形例である半導体レーザ装置の概要
構成を示す長手方向の縦断面図である。

【図９】図６に示した半導体レーザ装置に対応する半導
体レーザ装置の発振波長スペクトルの計測結果を示す図
である。

【図１０】図６に示した半導体レーザ装置に対応する半
導体レーザ装置のＩ−Ｌ特性を示す図である。

【図１１】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。

【図１２】この発明の実施の形態１である半導体レーザ
モジュール内の他の例である半導体レーザ装置の概要構
成を示す長手方向の縦断面図である。

【図１３】図１２に示した回折格子の周期揺らぎを示す
図である。

【図１４】図１２に示した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。

【図１５】この発明の実施の形態１である半導体レーザ
モジュールの構成を示す縦断面図である。

【図１６】前方励起用光源と後方励起用光源の利用特性
を示す図である。

【図１７】従来の回折格子内蔵型励起用半導体レーザモ
ジュールの特性例を示す図である。

【図１８】駆動電流と光出力パワーの関係を誘導ブリル
アン散乱の発生閾値とともに示したグラフである。

【図１９】実施の形態１にかかる半導体レーザモジュー
ルのＲＩＮ特性を示す図である。

【図２０】実施の形態２にかかる半導体レーザモジュー
ルの概略構成を示すブロック図である。

【図２１】図２０のノードＮ１とノードＮ２における出
力パワーと駆動電流の関係を示す図である。

【図２２】誘導ブリルアン散乱の発生の程度を検出する
ための測定装置の構造を示す模式図である。

【図２３】実施の形態２にかかる半導体レーザモジュー
ルの６つのサンプルについての減衰量と散乱強度比の関
係を示すグラフである。

【図２４】図２０に示した半導体レーザモジュールにつ
いて、図２２の測定装置を用いて伝送用光ファイバ２４
に入射させる光強度を変化させた場合の散乱強度比を測
定したグラフである。

【図２５】図２５は、実施の形態２にかかる半導体レー
ザモジュールにおいて、駆動電流と光出力パワーとの関
係と誘導ブリルアン散乱の発生閾値とを示す図である。

【図２６】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器にお
いて、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。

【図２７】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器にお
いて、前方励起方式を採用したラマン増幅器の他の例の
構成を示すブロック図である。

【図２８】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器にお
いて、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。

【図２９】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器にお
いて、双方向励起方式を採用したラマン増幅器の他の例
の構成を示すブロック図である。

【図３０】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器にお
いて、後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３１】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器にお
いて、後方励起方式を採用したラマン増幅器の他の例の
構成を示すブロック図である。

【図３２】前方励起に用いる半導体レーザモジュールと
後方励起に用いる半導体レーザモジュールについて、駆
動電流とレーザ光強度の関係を示す図である。

【図３３】実施の形態３にかかる光ファイバ増幅器を適
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。

【図３４】実施の形態４にかかる前方励起方式のラマン
増幅器の構成を示すブロック図である。

【図３５】実施の形態４にかかる前方励起方式のラマン
増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。

【図３６】実施の形態４にかかる双方向励起方式のラマ
ン増幅器の構成を示すブロック図である。

【図３７】実施の形態４にかかる双方向励起方式のラマ
ン増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。

【図３８】実施の形態４にかかる双方向励起方式のラマ
ン増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。

【図３９】実施の形態４にかかる双方向励起方式のラマ
ン増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。

【図４０】実施の形態４にかかる後方励起方式のラマン
増幅器の構成を示すブロック図である。

【図４１】実施の形態４にかかる後方励起方式のラマン
増幅器の他の例の構成を示すブロック図である。

【図４２】従来のラマン増幅器の概要構成を示すブロッ
ク図である。

【図４３】従来のラマン増幅器に用いられる半導体レー
ザモジュールの構成を示す図である。

【符号の説明】

１ｎ−ＩｎＰ基板２ｎ−ＩｎＰバッファ層３ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層４ｐ−ＩｎＰスペーサ層６ｐ−ＩｎＰクラッド層７ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８ｐ−ＩｎＰブロッキング層９ｎ−ＩｎＰブロッキング層１０ｐ側電極１１ｎ側電極１３，４３〜４７回折格子１４反射膜１５出射側反射膜２０，２２，５１半導体レーザ装置２１カプラ２３反射光測定手段２４伝送用光ファイバ２５入力光測定手段２６出力光測定手段３０発振波長スペクトル３１〜３３発振縦モード５０，６０ａ〜６０ｄ，６０ａ´〜６０ｄ´，８０ａ〜
８０ｄ，９０ａ〜９０ｄ，９０ａ´〜９０ｄ´ 半導体レーザモジュール５
２第１レンズ５３，６３，６６アイソレータ５４第２レンズ５５光ファイバ５６モニタフォトダイオード５７ベース５７ａヒートシンク５８ペルチェモジュール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６４ａ，６４ｃＳＬＡファイバ６４ｂＩＤＦ６７モニタ光分配用カプラ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偏波面保持ファイバ８１，８３ラマン増幅器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｓ 5/042 Ｈ０１Ｓ 5/042 5/125 5/125 (72)発明者木村俊雄東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者門想子東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 CA00 DA36 DA38 5F072 AB07 AK06 HH02 JJ05 JJ20 MM01 MM20 PP07 RR01 YY17 5F073 AA22 AA46 AA65 AA74 AA83 AA89 AB25 AB27 AB28 AB30 BA03 CA02 CB10 CB11 EA01 EA03 EA15 EA26 EA27 EA29 FA02 FA15 FA25 FA30 HA05 HA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
成された活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が
形成する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含
む発振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長ス
ペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレ
ーザ光を出力する半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合効率
が最大となる位置からずれた状態で前記半導体レーザ装
置と前記光ファイバとの光結合を行なう光結合レンズ系
と、を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
成された活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が
形成する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含
む発振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長ス
ペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレ
ーザ光を出力する半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合を行
なう光結合レンズ系と、前記レーザ光を減衰させる光減衰器と、を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項３】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
成された活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が
形成する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含
む発振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長ス
ペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレ
ーザ光を出力する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、前記レーザ光を低下させる光出力低下手段と、を備え、前記半導体レーザ装置の駆動電流は、５０ｍＡ以上であ
ることを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項４】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
成された活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層が
形成する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを含
む発振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長ス
ペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含むレ
ーザ光を出力する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、前記レーザ光を低下させる光出力低下手段と、を備え、前記半導体レーザ装置の駆動電流は、１５０ｍＡ以上で
あることを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項５】前記半導体レーザ装置は、レーザ発振時
における出射レーザ光が１２００ｎｍ以上、１６００ｎ
ｍ以下の波長を有することを特徴とする請求項１〜４の
いずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項６】前記半導体レーザ装置は、光出射方向の
長さが８００μｍ以上、３２００μｍ以下であることを
特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体
レーザモジュール。
【請求項７】前記回折格子は、回折格子長が３００μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項８】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１〜７のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザモジュール。
【請求項９】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
〜８のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１０】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
１〜９のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュー
ル。
【請求項１１】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１０に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１２】前記半導体レーザ素子の前記第１反射
膜の反射率は１％以上であることを特徴とする請求項１
〜１１のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュー
ル。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか一つに記載
の半導体レーザモジュールを広帯域ラマン増幅用の励起
用光源として用いることを特徴とする光ファイバ増幅
器。
【請求項１４】広帯域ラマン増幅用の後方励起用光源
の駆動電流に対する出力効率よりも小さい出力効率を有
する前方励起用光源を用いることを特徴とする光ファイ
バ増幅器。
【請求項１５】請求項１〜１２のいずれか一つに記載
の半導体レーザモジュールと、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、前記半導体レーザモジュールから出射されたレーザ光を
前記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。
【請求項１６】レーザ光の出射端面に設けた第１反射
膜と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に
形成された活性層の近傍に回折格子を設け、前記活性層
が形成する共振器長と前記回折格子の波長選択特性とを
含む発振パラメータの組み合わせ設定によって発振波長
スペクトルの半値幅内に２本以上の発振縦モードを含む
レーザ光を出力する半導体レーザモジュールと、信号光を伝送する信号光ファイバと、前記信号光を伝搬するとともに前記信号光ファイバより
も小さい非線形効果を有する第１光ファイバと、前記第１光ファイバに接続され、前記信号光を伝搬する
とともに前記信号光ファイバよりも大きい非線形効果を
有する第２光ファイバと、前記半導体レーザモジュールから出射されたレーザ光を
前記第１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。
【請求項１７】前記半導体レーザモジュールは、請求
項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュ
ールであることを特徴とする請求項１６に記載の光ファ
イバ増幅器。