JP2004158636A

JP2004158636A - 半導体レーザ

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Publication number: JP2004158636A
Application number: JP2002322730A
Authority: JP
Inventors: Tsukuru Katsuyama; 造勝山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: JP4378936B2

Abstract

【課題】温度安定性が高く製造が容易な発振波長が可変である半導体レーザを提供する。
【解決手段】半導体レーザ１０は、（１）活性領域２０と活性領域２０を挟んで対向する第１及び第２の光出射面２２，２４とを有する半導体光増幅デバイス１２と、（２）第１の光出射面２２と光結合されており、石英を主体として形成された光導波領域２８に、第１の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子３０が形成された第１の光導波路デバイス１４と、（３）第２の光出射面２４と光結合されており、石英を主体として形成された光導波領域３２に、第１の波長間隔とは異なる第２の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子３４が形成された第２の光導波路デバイス１６と、（４）第２の光導波路デバイス１６に設けられた光導波領域３２の屈折率を調整するための温度調整手段１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振波長が可変である半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の半導体レーザとして、不均一回折格子を有する半導体レーザがある（非特許文献１参照）。かかる半導体レーザは、活性領域とそれを挟む一対のＤＢＲ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ）反射領域を備える。これら一対のＤＢＲ反射領域の反射スペクトルは、それぞれ周期的に現れる多数の反射ピークを有する。そして、反射ピークの間隔はそれぞれのＤＢＲ反射領域でわずかに異なるように設計されており、注入電流を調整し一方のＤＢＲ反射領域の屈折率を変化させて反射スペクトルをシフトさせることにより、バーニア効果を利用して極めて広い範囲で発振波長を変化させている。
【０００３】
【非特許文献１】
小林功郎著、「光集積デバイス」、初版、共立出版株式会社、１９９９年７月、ｐ１０６
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の半導体レーザでは、半導体中に微細加工技術を利用して回折格子を形成する必要があったため、その製造が難しいという問題があった。また、かかる半導体レーザは温度安定性が低く、温調が必須であった。
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するために為されたものであり、温度安定性が高く製造が容易な発振波長が可変である半導体レーザを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体レーザは、（１）活性領域と活性領域を挟んで対向する第１及び第２の光出射面とを有する半導体光増幅デバイスと、（２）第１の光出射面と光結合されており、石英を主体として形成された光導波領域に、第１の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子が形成された第１の光導波路デバイスと、（３）第２の光出射面と光結合されており、石英を主体として形成された光導波領域に、第１の波長間隔とは異なる第２の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子が形成された第２の光導波路デバイスと、（４）第２の光導波路デバイスに設けられた光導波領域の屈折率を調整するための温度調整手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この半導体レーザは、多波長回折格子が形成された第１及び第２の光導波路デバイスを備えるため、微細加工技術を利用して半導体中に回折格子を形成する従来のレーザと比較して製造が容易となる。また、第２の光導波路デバイスにおいて多波長回折格子が形成された光導波領域は、屈折率の温度依存性が小さい石英を主体として形成されているため、温度調整手段による温度変更により屈折率を調整して多波長回折格子の反射スペクトルを変更することは容易であっても、環境温度の変化程度の温度変更に対しては屈折率は安定であり、温度安定性の高い半導体レーザとすることができる。更に、温度調節手段による温度変更により光導波領域の屈折率を調整するものであるため、注入電流により屈折率を調整する場合と比べて発振波長、及び発振出力の安定が図られる。
【０００８】
本発明に係る半導体レーザでは、第２の光導波路デバイスは平面型光導波路であることを特徴としてもよい。このようにすれば、第２の光導波路デバイスへの温度調節手段の形成が容易となり、ひいては半導体レーザの製造が容易となる。
【０００９】
本発明に係る半導体レーザでは、第１及び第２の光導波路デバイスは平面型光導波路であり、第１及び第２の光導波路デバイスは同一基板上に設けられていることを特徴としてもよい。このようにすれば、第１及び第２の光導波路デバイスと半導体光増幅デバイスとのアライメントが容易になる。
【００１０】
本発明に係る半導体レーザでは、第１の光導波路デバイスは光ファイバであることを特徴としてもよい。
【００１１】
本発明に係る半導体レーザでは、第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の多波長回折格子は、等間隔に配置された所定周期の複数のグレーティング部を有することを特徴としてもよい。このようにすれば、多波長回折格子の反射ピークを与える波長は、グレーティング部の所定周期と、等間隔に配置された複数のグレーティング部の間隔とにより規定される。
【００１２】
本発明に係る半導体レーザでは、第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の多波長回折格子は、第１の屈折率を有する複数の第１グレーティング部と、第２の屈折率を有する複数の第２グレーティング部とを有し、第１グレーティング部と第２グレーティング部とは交互に連続して配置されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、多波長回折格子の反射ピークを与える波長は、第１グレーティング部および第２グレーティング部が有する周期と、第１グレーティング部および第２グレーティング部の繰り返し周期とにより規定される。
【００１３】
本発明に係る半導体レーザでは、第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の多波長回折格子は、等間隔に配置されたチャープされた複数のグレーティング部を有することを特徴としてもよい。このようにすれば、多波長回折格子の反射ピークを与える波長は、チャープされたグレーティング部に含まれる周期と、等間隔に配置された複数のグレーティング部の間隔とにより規定される。
【００１４】
本発明に係る半導体レーザでは、第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の多波長回折格子は、それぞれ異なる周期の複数のグレーティング部を有し、各々のグレーティング部は空間的に重ねて配置されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、多波長回折格子の反射ピークを与える波長は、複数のグレーティング部のそれぞれ異なる周期により規定される。そして、各々のグレーティング部は空間的に重ねて配置されているため、超周期グレーティングの長さを短くすることができる。なお、各波長のグレーティング部を書き込むとき、アポタイズをかけることにより重ね書きの際の干渉を抑えることができる。
【００１５】
本発明に係る半導体レーザでは、第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方は平面型光導波路であり、多波長回折格子は光導波領域に光導波方向に沿って形成された凹凸部を含むことを特徴としてもよい。このようにすれば、複雑なパターンの回折格子を形成することが可能となる。
【００１６】
本発明に係る半導体レーザでは、半導体光増幅デバイスの活性領域は、スポットサイズ変換部を有することを特徴としてもよい。このようにすれば、第１及び第２の光導波路デバイスと半導体光増幅デバイスとの結合効率の向上が図られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る半導体レーザの実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る半導体レーザの構成を示す斜視図であり、また図２は、図１に示す半導体レーザの構成を示す平面図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、半導体レーザ１０は半導体光増幅デバイス１２と、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６と、温度調整手段１８と、を備える。
【００２０】
半導体光増幅デバイス１２は、活性領域２０と、この活性領域２０を挟んで対向する第１及び第２の光出射面２２，２４とを有する。活性領域２０は、図示しない電極を介してキャリアが注入されると光を発生する。第１及び第２の光出射面２２，２４は反射防止膜を含み、端面での光反射が低減されている。
【００２１】
図３は、図２に示す半導体レーザ１０をＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断したときの、半導体光増幅デバイス１２の断面構造を示す図である。図３に示すように、半導体光増幅デバイス１２は、対向する第１及び第２の光出射面２２，２４とを有し、活性領域２０は第１の光出射面２２から第２の光出射面２４に向かって延びている。そして、活性領域２０は、第１及び第２の光出射面２２，２４付近の両端部に、スポットサイズ変換部２６を有する。すなわち、図４に示すように、活性領域２０の両端部は水平方向若しくは垂直方向にテーパが付けられており、活性領域２０の厚み若しくは幅が極端に狭められている。これにより、活性領域２０を伝搬する光が外方に大きく染み出すこととなり、出射光のスポットサイズの大型化が図られている。これにより、半導体光増幅デバイス１２と第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６との結合効率の向上が図られている。
【００２２】
第１の光導波路デバイス１４は、平面型光導波路（ＰＬＣ）として設けられている。この第１の光導波路デバイス１４は、石英を主体として形成された光導波領域２８を有する。そして、この光導波領域２８には、第１の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子３０が形成されている。この第１の光導波路デバイス１４は、半導体光増幅デバイス１２の第１の光出射面２２と光結合されている。
【００２３】
第２の光導波路デバイス１６は、平面型光導波路（ＰＬＣ）として設けられている。この第２の光導波路デバイス１６は、石英を主体として形成された光導波領域３２を有する。そして、この光導波領域３２には、第１の波長間隔とは異なる第２の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子３４が形成されている。この第２の光導波路デバイス１６は、半導体光増幅デバイス１２の第２の光出射面２４と光結合されている。
【００２４】
これら第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６は、同一基板上に設けられている。そして、半導体光増幅デバイス１２は、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６の間に設けられた段差部３６上に搭載されている。このように、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６が同一基板上に設けられていることで、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６と半導体光増幅デバイス１２とのアライメントが容易になる。特に、本実施形態において第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６は、一の平面型光導波路を用意し、その中央部分に段差部３６が生じるように、中央部分を光導波領域の延伸方向と直交する方向に研削して、一の平面型光導波路を二の平面型光導波路に分けるようにして形成されている。これにより、第１の光導波路デバイス１４と第２の光導波路デバイス１６とのアライメントは不要となり、半導体光増幅デバイス１２を段差部３６に搭載して、これを光導波領域２８，３２の延伸方向と直交する方向にずらすことで、一軸方向のアライメントのみで位置決めを行うことができる。
【００２５】
温度調整手段１８は、第２の光導波路デバイス１６が有する光導波領域３２の多波長回折格子３４が形成された部分の直上に設けられている。この温度調節手段１８は、この部分の光導波領域３２の屈折率を調整する。温度調節手段１８としては、いわゆるマイクロヒータと呼ばれるものを用いることができる。かかるマイクロヒータは、例えばＷ、Ｃｒ、ＴａＳｉ、ＴａＮ等を、蒸着あるいはスパッタリングして形成することができる。
【００２６】
図５は、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６の光導波領域２８，３２に設けられた多波長回折格子３０，３４を説明するための説明図である。なお、図５においては、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６から光導波領域２８，３２を取り出して図示している。図５に示す通り、多波長回折格子３０，３４は、周期Λ_ａのグレーティング部３８が周期Λ_ｂで等間隔に配置されて構成されている。この多波長回折格子３０，３４は、次のようにして形成することができる。
【００２７】
まず、光導波路デバイスの光導波領域の側面に所望の位相格子マスクを置き、このマスクにスペクトルの鋭い紫外線（通常はエキシマレーザを用いる）を照射する。そして、位相格子マスクを通過した光の干渉効果を利用し、周期Λ_ａに相当するビームの強弱によってグレーティング部３８を作製する。これを間隔Λ_ｂで繰り返していくことで、図５に示される多波長回折格子３０，３４が形成される。
【００２８】
図６は、かかる多波長回折格子３０，３４の反射スペクトルを示す図である。図６において個々の反射ピークは、周期Λ_ａに起因するピークである。そして、隣接する反射ピークの間隔Δλは周期Λ_ｂによって規定され、
Δλ ＝ λ_０ ^２／２ｎΛ_ｂ
で表される。ここで、λ_０は周期Λ_ａの回折格子によるブラッグ回折波長、つまりλ_０＝２ｎΛ_ａであり、ｎは光導波領域２８，３２中を伝搬するモードの実効屈折率である。
【００２９】
ここで、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６のそれぞれでは、多波長回折格子の周期Λ_ａ及び周期Λ_ｂがそれぞれ調節され、隣接する反射ピークの間隔Δλが異なるものとされている。本実施形態では、第１の光導波路デバイス１４の多波長回折格子３０の反射ピークの間隔（第１の波長間隔）は、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４の反射ピークの間隔（第２の波長間隔）よりも狭くなっている。
【００３０】
また図７は、多波長回折格子３０，３４の他の例を説明するための説明図であり、図８はこの多波長回折格子３０，３４の屈折率分布を示す図である。この多波長回折格子３０，３４は、第１の屈折率を有する複数の第１グレーティング部４０ａと、第１の屈折率と比べて低い第２の屈折率を有する複数の第２グレーティング部４０ｂとを有している。そして、第１グレーティング部４０ａと第２グレーティング部４０ｂとは交互に連続して配置されている。これら第１グレーティング部４０ａおよび第２グレーティング部４０ｂは、それぞれ一定の周期Λ_ａで形成されており、また第１グレーティング部４０ａと第２グレーティング部４０ｂとは周期Λ_ｂで交互に配置されている。この多波長回折格子３０，３４は次のようにして形成することができる。
【００３１】
まず、光導波路デバイスの光導波領域の側面に所望の位相格子マスクを置き、このマスクにスペクトルの鋭い紫外線（通常はエキシマレーザを用いる）を照射する。そして、位相格子マスクを通過した光の干渉効果を利用し、周期Λ_ａに相当するビームの強弱により均一周期Λ_ａのグレーティングを所望の長さ分だけ書き込む。次に、周期Λ_ｂの屈折率変調を行うため、第１グレーティング部４０ａを形成すべき領域にのみ追加光を照射し、第２グレーティング部４０ｂを形成すべき領域には追加光を照射しない。これを間隔Λ_ｂごとに繰り返すことで、図７に示される多波長回折格子３０，３４が形成される。かかる多波長回折格子３０，３４においても、図６に示される反射スペクトルと同様の反射スペクトルを得ることができる。
【００３２】
また図８は、多波長回折格子３０，３４の他の例を説明するための説明図である。この多波長回折格子３０，３４は、図５に示す多波長回折格子の周期Λ_ａの部分を同一周期にせず、周期をΛ_ｓ〜Λ_ｅに変化させたチャープ構造を有する。そしてかかる多波長回折格子３０，３４の反射スペクトルを図１０に示す。図１０において、反射スペクトルの個々の反射ピークは、それぞれ周期Λ_ｓ〜Λ_ｅに起因するピークであり、波長λ_ｓ（＝２ｎΛ_ｓ）〜λ_ｅ（＝２ｎΛ_ｅ）の間に反射ピーク列が形成される。
【００３３】
更に、多波長回折格子３０，３４の他の例を図１０において説明する。この多波長回折格子３０，３４は、Λ_ｓ〜Λ_ｅのそれぞれ異なる周期の複数のグレーティング部３８を有し、各々のグレーティング部３８は図５に示すような周期Λ_ｂの繰り返し周期を有している。そして、これら各々のグレーティング部３８は空間的に重ねて配置されている。この場合、隣接する回折波長スペクトルに影響が出ないように、重ね書きする個々のグレーティング部３８にガウシアンアポタイズを施し、サイドローブを下げるようにすると好ましい。このようにグレーティング部３８を空間的に重ねて配置すれば、多波長回折格子３０，３４の長さ、ひいてはトータルの光導波路デバイス１４，１６の長さを短くすることができる。なお、かかる多波長回折格子３０，３４においても、図９に示される反射スペクトルと同様の反射スペクトルを得ることができる。
【００３４】
また図１１は、多波長回折格子３０，３４の他の例を説明するための説明図である。図１１に示す通り、多波長回折格子３０，３４は、周期Λ_ａの凹凸部４１が周期Λ_ｂで等間隔に配置されて構成されている。この多波長回折格子３０，３４は、次のようにして形成することができる。
【００３５】
まず、基板（例えばシリコン基板）上に、化学的気相成長法（ＣＶＤ）によりＳｉＯ_２からなるアンダークラッド層を成膜し、さらにその上にＧｅがドープされたＳｉＯ_２からなるコア層を成膜する。次に、フォトリソグラフィ技術と反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とにより、光導波領域としてのコアを加工する。更に、フォトリソグラフィ技術と反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とにより、加工したコアに対し光導波方向に沿って所定周期で凹凸部を形成する。そして、これらの上に、ＣＶＤによりオーバークラッド層を成膜する。このように、光導波領域に設けられた凹凸部により回折格子を構成することで、複雑なパターンの回折格子を容易に形成することが可能となる。なお、かかる多波長回折格子３０，３４においても、図６に示される反射スペクトルと同様の反射スペクトルを得ることができる。
【００３６】
本実施形態に係る半導体レーザ１０では、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６の光導波領域２８，３２中に形成された上記した構成の多波長回折格子３０，３４により、特定の波長の光が選択的に反射され、これによって半導体レーザ１０の一対の反射器が構成されている。
【００３７】
次に、上記した構成の半導体レーザ１０において発振波長が可変となる原理、すなわち半導体レーザ１０の作用について図１２を参照しながら説明する。
【００３８】
図１２（ａ）は、第１の光導波路デバイス１４の多波長回折格子３０が有する第１の温度（例えば室温）Ｔ_１での反射スペクトルを示す。また、図１２（ｂ）は、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４が有する第１の温度（例えば室温）Ｔ_１での反射スペクトルを示す。さらに、図１２（ｃ）は、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４が有する第２の温度（第１の温度Ｔ_１より所定温度ΔＴだけ高温）Ｔ_２での反射スペクトルを示す。
【００３９】
レーザ発振は、第１の光導波路デバイス１４の多波長回折格子３０の反射率と、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４の反射率との積が最大となる縦モード波長で起こり得る。従って、図１２（ｂ）に示す状態では、第１の光導波路デバイス１４の多波長回折格子３０の反射ピーク波長と、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４の反射ピーク波長とが一致する波長λ_１においてレーザ発振が起こる。
【００４０】
次に、温度調節手段１８により第２の光導波路デバイス１６の光導波領域３２の温度を第２の温度Ｔ_２に変更し、光導波領域３２の屈折率を変化させると、図１２（ｃ）に示すように、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４が有する反射スペクトルの波長依存性が変化する。すなわち反射スペクトルは、図１２（ｂ）において示される波形をほぼ保った状態で、δλだけ長波長側へシフトする。このとき、第１の光導波路デバイス１４の多波長回折格子３０の反射ピークと、第２の光導波路デバイス１６の多波長回折格子３４の反射ピークとの積は、波長λ_２において最大となるため、レーザ発振はこの波長λ_２で起こり得る。
【００４１】
このように、温度調節手段１８を介して第２の光導波路デバイス１６の光導波領域３２の屈折率を変化させることで、レーザ発振する波長を変化させることが可能となる。
【００４２】
この場合、第１の光導波路デバイス１４の反射ピーク波長幅Δλ_１と第２の光導波路デバイスの反射ピーク波長幅Δλ_２との差δλを適当に選ぶことで、バーニア効果により大きな波長可変幅を得ることが可能となる。
【００４３】
以上、本実施形態の半導体レーザ１０は、多波長回折格子３０，３４が形成された第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６としての平面型光導波路を備えるため、微細加工技術を利用して半導体中に回折格子を形成する従来のレーザと比較して製造が容易となる。また、第２の光導波路デバイス１６において多波長回折格子３４が形成された光導波領域３２は、屈折率の温度依存性が小さい石英を主体として形成されているため、温度調整手段１８による温度変更により屈折率を調整して多波長回折格子３４の反射スペクトルを変更することは容易であっても、環境温度の変化程度の温度変更に対しては屈折率は安定であり、温調を必須とすることなく温度安定性の高い半導体レーザとすることができる。更に、温度調節手段１８による温度変更により光導波領域３２の屈折率を調整するものであるため、注入電流により屈折率を調整する場合と比べて発振波長、及び発振出力の安定が図られる。
【００４４】
図１３は、本実施形態に係る半導体レーザ１０（図１３中において白丸で示す）と従来の分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ（図１３中において白三角で示す）とについて、発振波長の温度依存性を示すグラフである。図１３に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ１０では、発振波長の温度依存性は１１．７ｐｍ／℃である一方、従来のＤＦＢレーザでは、発振波長の温度依存性は１０３．９ｐｍ／℃である。このように、本実施形態に係る半導体レーザ１０では、従来のものと比べて温度依存性が一桁異なり、温度安定性に優れていることが分かる。
【００４５】
なお、図１２を参照して、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６で反射ピーク波長の波長間隔の差δλが０．４ｎｍであるとすると、本実施形態に係る半導体レーザ１０の発振波長の温度依存性が１１．７ｐｍ／℃であるとき、発振波長をλ_１からλ_２に変更するのに約３４℃の温度上昇が必要であり、発振波長をλ_１からλ_４に変更するのには約１０２℃の温度上昇が必要となる。
【００４６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【００４７】
例えば、上記した実施形態では、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６を平面型光導波路として構成したが、図１４に示すように、第１の光導波路デバイス１４は、光導波領域（コア領域）２８に多波長回折格子３０が形成された光ファイバにより構成してもよい。この場合、第２の光導波路デバイス１４としての光ファイバは、基板上に設けられたＶ溝４２内に挿入固定するようにすると位置決めが容易且つ確実となって好ましい。
【００４８】
あるいは、図１５に示すように、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６の双方を、光導波領域（コア領域）２８，３２に多波長回折格子３０，３４が形成された光ファイバにより構成してもよい。この場合、第１及び第２の光導波路デバイス１４，１６としての光ファイバは、基板上にそれぞれ設けられたＶ溝４２内に挿入固定するようにすると位置決めが容易且つ確実となって好ましい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、温度安定性が高く製造が容易な発振波長が可変である半導体レーザが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る半導体レーザの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す半導体レーザの構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す半導体レーザをＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断したときの、半導体光増幅デバイスの断面構造を示す図である。
【図４】活性領域の端部に設けられたスポットサイズ変換部を説明するための図である。
【図５】多波長回折格子の構成の一例を示す図である。
【図６】図５に示す多波長回折格子の反射スペクトルを示す図である。
【図７】図７（ａ）は、多波長回折格子の他の構成例を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す多波長回折格子の屈折率分布を示す図である。
【図８】多波長回折格子の他の構成例を示す図である。
【図９】図８に示す多波長回折格子の反射スペクトルを示す図である。
【図１０】多波長回折格子の他の構成例を示す図である。
【図１１】多波長回折格子の他の構成例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る半導体レーザにおいて発振波長が可変となる原理を説明するための図である。
【図１３】本実施形態に係る半導体レーザ（図１３中において白丸で示す）と従来の分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ（図１３中において白三角で示す）とについて、発振波長の温度依存性を示すグラフである。
【図１４】本実施形態に係る半導体レーザの変形例を示す平面図である。
【図１５】本実施形態に係る半導体レーザの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０…半導体レーザ、１２…半導体光増幅デバイス、１４…第１の光導波路デバイス、１６…第２の光導波路デバイス、１８…温度調節手段、２０…活性領域、２２…第１の光出射面、２４…第２の光出射面、２６…スポットサイズ変換部、２８，３２…光導波領域、３０，３４…多波長回折格子、３８…グレーティング部、４０ａ…第１グレーティング部、４０ｂ…第２グレーティング部、４１…凹凸部。

Claims

活性領域と該活性領域を挟んで対向する第１及び第２の光出射面とを有する半導体光増幅デバイスと、
前記第１の光出射面と光結合されており、石英を主体として形成された光導波領域に、第１の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子が形成された第１の光導波路デバイスと、
前記第２の光出射面と光結合されており、石英を主体として形成された光導波領域に、前記第１の波長間隔とは異なる第２の波長間隔で複数の反射ピークを示す多波長回折格子が形成された第２の光導波路デバイスと、
前記第２の光導波路デバイスに設けられた前記光導波領域の屈折率を調整するための温度調整手段と、
を備えることを特徴とする半導体レーザ。
前記第２の光導波路デバイスは平面型光導波路であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１及び第２の光導波路デバイスは平面型光導波路であり、該第１及び第２の光導波路デバイスは同一基板上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１の光導波路デバイスは光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の前記多波長回折格子は、等間隔に配置された所定周期の複数のグレーティング部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の前記多波長回折格子は、第１の屈折率を有する複数の第１グレーティング部と、第２の屈折率を有する複数の第２グレーティング部とを有し、該第１グレーティング部と該第２グレーティング部とは交互に連続して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の前記多波長回折格子は、等間隔に配置されたチャープされた複数のグレーティング部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方の前記多波長回折格子は、それぞれ異なる周期の複数のグレーティング部を有し、各々のグレーティング部は空間的に重ねて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記第１及び第２の光導波路デバイスの少なくとも一方は平面型光導波路であり、前記多波長回折格子は前記光導波領域に光導波方向に沿って形成された凹凸部を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
前記半導体光増幅デバイスの前記活性領域は、スポットサイズ変換部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。