JP2007194366A - Semiconductor laser module - Google Patents

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Katsuaki Magari
克明 曲
Tsutomu Yanagawa
勉 柳川
Yoshiki Nishida
好毅 西田
Osamu Tadanaga
修 忠永
Masao Yube
雅生 遊部
Hiroyuki Suzuki
博之 鈴木
Takeshi Umeki
毅伺 梅木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser module which can attain a narrowed spectral line width. <P>SOLUTION: The semiconductor laser module which is a combined semiconductor laser diode 84 and light reflector 82 includes a lens 85 for converting the light emitted from the semiconductor laser diode 84 to parallel light, and a lens 86 for optically coupling the parallel light to a fiber. The light reflector 82 is arranged on the optical axis between the lens 85 and the lens 86. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザモジュールに関し、より詳細には、半導体レーザダイオードと光反射器とを組み合わせてモジュール化した半導体レーザモジュールに関する。   The present invention relates to a semiconductor laser module, and more particularly to a semiconductor laser module in which a semiconductor laser diode and a light reflector are combined into a module.

近年、光通信システムの通信容量の増大を図るために、波長の異なる複数の光を多重化して伝送する波長分割多重(WDM)通信システムが積極的に導入されている。このようなWDM通信システムにおいては、限られた波長数を有効に利用するために、信号波長を任意の信号波長に変換する波長変換素子の実用化が求められている。従来、光の波長を変換する波長変換素子として、半導体光増幅器を応用した素子、四光波混合を利用する素子、二次非線形光学効果の一種である擬似位相整合による第二高調波発生、和周波発生、差周波発生を利用した波長変換素子等が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, in order to increase the communication capacity of an optical communication system, a wavelength division multiplexing (WDM) communication system that multiplexes and transmits a plurality of lights having different wavelengths has been actively introduced. In such a WDM communication system, in order to effectively use a limited number of wavelengths, there is a demand for practical use of a wavelength conversion element that converts a signal wavelength into an arbitrary signal wavelength. Conventionally, as a wavelength conversion element for converting the wavelength of light, an element using a semiconductor optical amplifier, an element using four-wave mixing, second harmonic generation by quasi-phase matching, which is a kind of second-order nonlinear optical effect, and sum frequency Wavelength conversion elements using generation and difference frequency generation are known (for example, see Patent Document 1).

図1に、従来の擬似位相整合型の波長変換素子を用いた波長変換装置の構成を示す。波長変換装置は、波長λの信号光Aを出力する半導体レーザ11と、波長λの励起光Bを出力する半導体レーザ12と、信号光Aと励起光Bとを合波して出力する光カプラ14と、合波された信号光Aと励起光Bとを入力し、波長λの変換光Cを出力する波長変換素子13とから構成されている。半導体レーザ11,12には、それぞれ駆動回路11a,12aと温度制御回路11b,12bとが接続されている。さらに、半導体レーザ11と光カプラ14との間には、ファイバグレーティング15が挿入されている。 FIG. 1 shows a configuration of a wavelength conversion device using a conventional quasi phase matching type wavelength conversion element. The wavelength conversion device combines and outputs the semiconductor laser 11 that outputs the signal light A having the wavelength λ A , the semiconductor laser 12 that outputs the excitation light B having the wavelength λ B , and the signal light A and the excitation light B. The optical coupler 14 includes a wavelength conversion element 13 that inputs the combined signal light A and pumping light B and outputs converted light C having a wavelength λ C. Drive circuits 11a and 12a and temperature control circuits 11b and 12b are connected to the semiconductor lasers 11 and 12, respectively. Further, a fiber grating 15 is inserted between the semiconductor laser 11 and the optical coupler 14.

変換光Cの強度は、信号光Aと励起光Bの強度の積に比例するので、励起光Βを一定強度にしておけば、信号光Aから変換光Cへ波長のみを変換することができる。例えば、λ=1.55μm、λ=0.98μmのとき、和周波としてλ=0.60μmが得られる。また、λ=1.31μm、λ=1.06μmのとき、和周波としてλ=0.59μmが得られる。さらに、λ=1.55μm、λ=0.77μmのとき、差周波としてλ=1.53μmが得られる。従って、特定の波長を得るためには、信号光Aと励起光Bの波長を厳密に制御する必要がある。 Since the intensity of the converted light C is proportional to the product of the intensity of the signal light A and the excitation light B, only the wavelength can be converted from the signal light A to the converted light C if the excitation light is kept constant. . For example, when λ A = 1.55 μm and λ B = 0.98 μm, λ C = 0.60 μm is obtained as the sum frequency. When λ A = 1.31 μm and λ B = 1.06 μm, λ C = 0.59 μm is obtained as the sum frequency. Further, when λ A = 1.55 μm and λ B = 0.77 μm, λ C = 1.53 μm is obtained as the difference frequency. Therefore, in order to obtain a specific wavelength, it is necessary to strictly control the wavelengths of the signal light A and the excitation light B.

また、図2に、第二高調波発生により0.53μmの緑色光を得るために、波長変換を行う場合の位相整合曲線を示す。波長変換素子の位相整合帯域は、非常に狭いために、変換光を安定して出力させるためには、単一モードで発振する半導体レーザであることが望ましい。   FIG. 2 shows a phase matching curve when wavelength conversion is performed in order to obtain green light of 0.53 μm by second harmonic generation. Since the phase matching band of the wavelength conversion element is very narrow, a semiconductor laser that oscillates in a single mode is desirable in order to stably output converted light.

1.55μm、1.31μmの波長は、光通信で使われている長波長帯であり、半導体レーザとして、DFBレーザダイオードのような単一波長で発振するレーザダイオードを用いることができる。一方、0.98μm、1.06μm、0.77μmの短波長帯の波長は、DFBレーザダイオードを作製するのは大変難しくかつ需要も少ないので、半導体レーザとして通常多モード発振のレーザダイオードを用いている。そこで、特定の波長のみを一部反射するファイバグレーティングを、半導体レーザの出力に接続し、出力光の一部を半導体レーザに再注入することにより、発振波長をグレーティング波長で発振するように制御している。   The wavelengths of 1.55 μm and 1.31 μm are long wavelength bands used in optical communication, and a laser diode that oscillates at a single wavelength, such as a DFB laser diode, can be used as a semiconductor laser. On the other hand, the wavelength in the short wavelength band of 0.98 μm, 1.06 μm, and 0.77 μm is very difficult to produce a DFB laser diode and the demand is small. Yes. Therefore, a fiber grating that partially reflects only a specific wavelength is connected to the output of the semiconductor laser, and a part of the output light is reinjected into the semiconductor laser to control the oscillation wavelength to oscillate at the grating wavelength. ing.

特開2003−140214号公報JP 2003-140214 A A. Ferrari, et al., “Subkilohertz Fluctuations and Mode Hopping in High-Power Grating-Stabilized 980-nm Pumps,” IEEE J. of Lightwave Tech., vol.20, pp.515-518, 2002/3A. Ferrari, et al., “Subkilohertz Fluctuations and Mode Hopping in High-Power Grating-Stabilized 980-nm Pumps,” IEEE J. of Lightwave Tech., Vol.20, pp.515-518, 2002/3 W. Streifer, et al., “Effect of external reflectors on longitudinal modes of distributed feedback lasers,” IEEE J. of Quantum Electronics, vol. 10, pp. 154 - 161, 1975/4W. Streifer, et al., “Effect of external reflectors on longitudinal modes of distributed feedback lasers,” IEEE J. of Quantum Electronics, vol. 10, pp. 154-161, 1975/4

半導体レーザダイオード(以下、LDという)とファイバグレーティング(以下、FBGという)とを組み合わせると、FBGをLDより1m程度以上離れた場所に設置して用いられることが多い(例えば、非特許文献1参照)。例として、反射帯域60pmのFBGを、976nm帯のLDから1.2m離して融着接続した場合、反射帯域の中に0.27pm(1.2mの共振間隔に相当)で繰り返し反射ピークが表れることになる。   When a semiconductor laser diode (hereinafter referred to as “LD”) and a fiber grating (hereinafter referred to as “FBG”) are combined, the FBG is often used at a location about 1 m or more away from the LD (see, for example, Non-Patent Document 1). ). As an example, when an FBG with a reflection band of 60 pm is fusion spliced away from an LD of 976 nm band by 1.2 m, a reflection peak appears repeatedly at 0.27 pm (corresponding to a resonance interval of 1.2 m) in the reflection band. It will be.

図3に、従来の半導体レーザダイオードとファイバグレーティングとを組み合わせた光源の出力スペクトルを示す。分解能10pmの光スペクトラムアナライザで評価すると、半値幅約20pmの単一なスペクトルとして測定される。しかしながら、実際には、半値幅約20pmの中は、およそ70本ものピークを有したマルチモードの状態になっている。図4に、電気スペクトラムアナライザによって測定した結果を示す。0.27pmに相当する約85MHzの倍数の位置にピークを有している。図4の上側は、ピークホールドにより測定した結果、下側は、平均化により測定した結果である。両者が一致していることから、安定なマルチモード状態で発振していることがわかる。   FIG. 3 shows an output spectrum of a light source in which a conventional semiconductor laser diode and a fiber grating are combined. When evaluated with an optical spectrum analyzer with a resolution of 10 pm, it is measured as a single spectrum with a half-value width of about 20 pm. However, in reality, the half-value width of about 20 pm is in a multimode state having about 70 peaks. FIG. 4 shows the results measured with an electric spectrum analyzer. It has a peak at a position that is a multiple of about 85 MHz corresponding to 0.27 pm. The upper side of FIG. 4 is a result of measurement by peak hold, and the lower side is a result of measurement by averaging. Since both agree with each other, it can be seen that the oscillation is in a stable multimode state.

波長変換素子を用いて中赤外光を出力する光源は、環境ガスの吸収スペクトルを分析する装置にも用いられる。例えば、ドップラー幅程度の線形吸収を直接観測する場合には、光源に用いる励起光を出力する半導体レーザは、半値幅0.8pm(250MHz)以下の単一なスペクトル線幅を実現する必要がある。   A light source that outputs mid-infrared light using a wavelength conversion element is also used in an apparatus that analyzes an absorption spectrum of environmental gas. For example, in the case of directly observing linear absorption of about the Doppler width, a semiconductor laser that outputs pumping light used as a light source needs to realize a single spectral line width of a half width of 0.8 pm (250 MHz) or less. .

半導体レーザのスペクトル幅を単一かつ狭くするために、反射帯域を狭くして、LDとFBGとを近接させて接続する方法が考えられている。図5に、LDとFBGとを近接させた従来の半導体レーザモジュールの構成を示す。ファイバ51の先端付近にFBG52を形成し、LD54と結合する先端部分53を先球形状に加工しておく。FBG52は、光軸が一直線となるように固定しておくことが好ましいので、ファイバ51の先端付近からFBG52を含むように金属製フェルールを付けて半田固定する。この構成によれば、半値幅2pm以下の特性を実現することができる。しかし、レンズとなる先端部分53とFBG52とを一体化しているために、部品コストが高いという問題があった。また、先端部分53とLD54とは、数μm程度まで近づける必要があり、その距離によってモニタ中の特性が変化し、また、作製トレランスが狭いために実装工程が煩雑であるという問題もあった。   In order to narrow the spectral width of a semiconductor laser singly, a method has been considered in which a reflection band is narrowed and an LD and an FBG are connected close to each other. FIG. 5 shows a configuration of a conventional semiconductor laser module in which an LD and an FBG are brought close to each other. An FBG 52 is formed in the vicinity of the tip of the fiber 51, and a tip portion 53 that is coupled to the LD 54 is processed into a tip shape. Since the FBG 52 is preferably fixed so that the optical axis is in a straight line, a metal ferrule is attached and soldered so as to include the FBG 52 from the vicinity of the tip of the fiber 51. According to this configuration, it is possible to realize characteristics with a half-value width of 2 pm or less. However, there is a problem in that the component cost is high because the front end portion 53 serving as a lens and the FBG 52 are integrated. Further, there is a problem that the tip portion 53 and the LD 54 need to be close to about several μm, the characteristics during monitoring change depending on the distance, and the mounting process is complicated because the manufacturing tolerance is narrow.

図6に、従来のレンズ結合を用いた半導体レーザモジュールの構成を示す。ファイバ61の先端付近にFBG62を形成し、レンズ65,66を用いて、LD64と結合させる。レンズ65,66を用いて結合するので、作製トレランスを大きく取れるので実装工程が容易になる。しかしながら、レンズ65,66およびFBG62を金属製フェルール内に固定する必要があるので、FBG62の長さは、金属製フェルールの長さに制限される。この方法では、FBG62の長さを6mm程度にしか長くすることができないため、反射帯域を70pm程度までしか狭くすることができない。   FIG. 6 shows a configuration of a conventional semiconductor laser module using lens coupling. An FBG 62 is formed near the tip of the fiber 61 and is coupled to the LD 64 using the lenses 65 and 66. Since the lenses 65 and 66 are used for coupling, the manufacturing tolerance can be increased, and the mounting process is facilitated. However, since the lenses 65 and 66 and the FBG 62 need to be fixed in the metal ferrule, the length of the FBG 62 is limited to the length of the metal ferrule. In this method, since the length of the FBG 62 can be increased only to about 6 mm, the reflection band can be narrowed only to about 70 pm.

LDからの出力を増大させるには素子長を長くすることが有効である。そこで、976nm帯のLDの素子長を2mmとすると、LDの端面間の共振により、波長スペクトル上に約60pm間隔でのピークが生じる。このピーク間隔は、FBGの反射帯域よりやや狭くなっていることから、反射帯域内に2つのモードが選択される状態が起こりうる。従って、レンズ結合を用いた素子長の長い半導体レーザモジュールでは、単一モードで安定に動作することができないという問題もあった。   Increasing the element length is effective for increasing the output from the LD. Therefore, if the element length of the LD in the 976 nm band is 2 mm, peaks at intervals of about 60 pm occur on the wavelength spectrum due to resonance between the end faces of the LD. Since this peak interval is slightly narrower than the reflection band of the FBG, a state in which two modes are selected in the reflection band can occur. Therefore, a semiconductor laser module having a long element length using lens coupling has a problem that it cannot operate stably in a single mode.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、狭帯域なスペクトル線幅を得ることができる半導体レーザモジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a semiconductor laser module capable of obtaining a narrow spectral line width.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、半導体レーザダイオードと光反射器とを組み合わせた半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザダイオードからの出射光を、ファイバに光学的に結合させるレンズを備え、前記光反射器は、前記レンズと前記ファイバとの間の光軸上に配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser module in which a semiconductor laser diode and an optical reflector are combined, and the emitted light from the semiconductor laser diode is transmitted through a fiber. The optical reflector is disposed on an optical axis between the lens and the fiber.

請求項2に記載の発明は、半導体レーザダイオードと光反射器とを組み合わせた半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザダイオードからの出射光を、平行光に変換する第1レンズと、前記平行光をファイバに光学的に結合させる第2レンズとを備え、前記光反射器は、前記第1レンズと前記第2レンズとの間の光軸上に配置されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser module in which a semiconductor laser diode and a light reflector are combined, a first lens that converts light emitted from the semiconductor laser diode into parallel light, and the parallel light as a fiber. And a second lens optically coupled to the optical reflector, wherein the light reflector is disposed on an optical axis between the first lens and the second lens.

請求項3に記載の発明は、半導体レーザダイオードと光反射器とを組み合わせた半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザダイオードの出射端面からの出射光を、ファイバに光学的に結合させる第1レンズと、前記出射端面の反対側の端面からの出射光を、平行光に変換する第2レンズとを備え、前記光反射器は、前記平行光を反射することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor laser module in which the semiconductor laser diode and the light reflector are combined, a first lens that optically couples the emitted light from the emission end face of the semiconductor laser diode to a fiber; A second lens that converts the emitted light from the end face opposite to the emitting end face into parallel light, wherein the light reflector reflects the parallel light.

請求項4に記載の発明は、請求項1、2または3に記載の前記光反射器は、屈折率がそれぞれn、nの2つの材料を、設定波長の1/(4n)倍と1/(4n)倍の厚さで交互に積層されたバルク形状の素子であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical reflector according to the first , second , or third aspect, two materials having refractive indexes of n 1 and n 2 are respectively 1 / (4n 1 ) times the set wavelength. And 1 / (4n 2 ) times as thick as a bulk-shaped element alternately stacked.

請求項5に記載の発明は、請求項1、2または3に記載の前記光反射器は、ファブリペロー共振器であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the light reflector according to the first, second, or third aspect is a Fabry-Perot resonator.

請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の前記光反射器は、全長が6mm以下、反射帯域幅が70pm以下に設定されていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is characterized in that the optical reflector according to claim 4 or 5 is set to have a total length of 6 mm or less and a reflection bandwidth of 70 pm or less.

以上説明したように、本発明によれば、ファイバグレーティングに代えて、屈折率の高い光反射器を用いることにより、狭帯域なスペクトル線幅を得ることが可能となる。   As described above, according to the present invention, a narrow spectral line width can be obtained by using a light reflector having a high refractive index instead of the fiber grating.

また、本発明によれば、半導体レーザモジュールを、波長変換素子を用いて中赤外光を出力する光源励起レーザとして用いることにより、変換光を安定して出力させることができる。従って、環境ガスの吸収スペクトルを分析する装置にも適用することができる。   Further, according to the present invention, by using the semiconductor laser module as a light source excitation laser that outputs mid-infrared light using a wavelength conversion element, it is possible to stably output converted light. Therefore, the present invention can also be applied to an apparatus for analyzing an absorption spectrum of environmental gas.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
光反射器としてグレーティング構造を考えると、反射帯域を計算することができる(例えば、非特許文献2参照)。波長976nmとして、反射帯域幅ΔλSBと、グレーティングにおける凹凸部の屈折率変動値Δnとの関係を、図7に示す。縦軸は、反射帯域幅ΔλSBをpm単位で表し、光反射器の長さL(単位:mm)と、光反射器の2つの材料の屈折率の平均値nとを掛け合わせた値である。横軸は、屈折率変動値ΔnにLを掛け合わせた値である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
When a grating structure is considered as an optical reflector, a reflection band can be calculated (for example, see Non-Patent Document 2). FIG. 7 shows the relationship between the reflection bandwidth Δλ SB and the refractive index fluctuation value Δn of the concavo-convex portion in the grating at a wavelength of 976 nm. The vertical axis represents the reflection bandwidth Δλ SB in units of pm, and is a value obtained by multiplying the length L (unit: mm) of the light reflector by the average value n of the refractive indexes of the two materials of the light reflector. is there. The horizontal axis represents a value obtained by multiplying the refractive index fluctuation value Δn by L.

ここで、ΔλSB=70pmとしてL=6mm、n=1.45を代入すると、縦軸の値は、610pm*mmとなる。このとき、横軸の値は4×10−5になり、Δn=6.7×10−6となる。すなわち、屈折率変動値と光反射器の長さを決めると、ファイバのコアの屈折率と反射帯域幅の積が固定になる。このことから、同じ屈折率変動値であれば、nを大きくすることにより、同じ長さの光反射器でも反射帯域幅を狭くすることができる。 Here, if Δλ SB = 70 pm and L = 6 mm and n = 1.45 are substituted, the value on the vertical axis becomes 610 pm * mm. At this time, the value on the horizontal axis is 4 × 10 −5 and Δn = 6.7 × 10 −6 . That is, when the refractive index fluctuation value and the length of the optical reflector are determined, the product of the refractive index of the fiber core and the reflection bandwidth is fixed. For this reason, if the refractive index variation values are the same, the reflection bandwidth can be narrowed even with the same length of light reflector by increasing n.

そこで、ファイバグレーティングに代えて、屈折率の高い光反射器を用いることにより、狭帯域で高反射な光のフィードバックを実現する。具体的には、バルク状の光反射器をレンズの間に配置して、半導体レーザモジュールのパッケージ内部に固定する。レンズを用いて結合するので、作製トレランスを大きく取れ、従来の実装工程を利用できることから、安価な半導体レーザモジュールを作成することができる。   Therefore, by using an optical reflector having a high refractive index instead of the fiber grating, it is possible to realize feedback of light with high reflection in a narrow band. Specifically, a bulk light reflector is disposed between the lenses and fixed inside the package of the semiconductor laser module. Since coupling is performed using a lens, a large manufacturing tolerance can be obtained and a conventional mounting process can be used, so that an inexpensive semiconductor laser module can be produced.

図8に、実施例1にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す。LD84からの出射光を平行光に変換するレンズ85と、平行光をファイバ81に光学的に結合させるレンズ86とを用いて、LD84とファイバ81の端面とを結合させる。LD84の端面反射率は、レンズ85に近い側の反射率を0.1%、反対側を90%とする。光反射器82を、レンズ85,86の間の光軸上に配置して、半導体レーザモジュールのパッケージ内部に固定する。   FIG. 8 shows a configuration of the semiconductor laser module according to the first embodiment. The LD 84 and the end face of the fiber 81 are coupled using a lens 85 that converts light emitted from the LD 84 into parallel light and a lens 86 that optically couples the parallel light to the fiber 81. Regarding the end face reflectance of the LD 84, the reflectance on the side close to the lens 85 is 0.1%, and the opposite side is 90%. The light reflector 82 is disposed on the optical axis between the lenses 85 and 86 and is fixed inside the package of the semiconductor laser module.

光反射器82は、材料AlGa1−xAs(i=1)と材料AlGa1−yAs(i=2)から構成されており、それぞれ設定波長976nmの1/(4n)倍(iは材料の1,2の番号を表す)に相当する厚さで、繰り返し積層されている。光反射器82の選択波長帯域幅を30pmとし、n=3.8、光反射器82の全長5.0mmとして、Δn=3x10−6となるように組成比x、yを調節する。光反射器82の反射率は20%である。積層された材料を2mm角に切り出し、冶具に固定して、半導体レーザモジュールのパッケージ内部に固定する。 The light reflector 82 is composed of a material Al x Ga 1-x As (i = 1) and a material Al y Ga 1-y As (i = 2), and each has a setting wavelength of 976 nm of 1 / (4n i ). The layers are repeatedly laminated at a thickness corresponding to twice (i represents the number of 1 or 2 of the material). The composition ratio x and y are adjusted so that Δn = 3 × 10 −6 , assuming that the selected wavelength bandwidth of the light reflector 82 is 30 pm, n = 3.8, and the total length of the light reflector 82 is 5.0 mm. The reflectance of the light reflector 82 is 20%. The laminated material is cut into 2 mm squares, fixed to a jig, and fixed inside the package of the semiconductor laser module.

図9に、実施例1にかかる半導体レーザモジュールの出力スペクトルを示す。スペクトル測定装置としてエタロン(FSR=8GHz)を用いて測定した結果を示す。また、図10に、出力スペクトルを拡大した図を示す。スペクトル線幅は、半値幅4.5pm(165MHz)以下であり、狭帯域であることがわかる。   FIG. 9 shows an output spectrum of the semiconductor laser module according to the first example. The result measured using etalon (FSR = 8 GHz) as a spectrum measuring apparatus is shown. FIG. 10 shows an enlarged view of the output spectrum. The spectral line width is a half-width of 4.5 pm (165 MHz) or less, which indicates that it is a narrow band.

図11に、実施例2にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す。LD114からの出射光をファイバ111の端面に光学的に結合させるレンズ115を備える。LD114の端面反射率は、レンズ115に近い側の反射率を0.1%、反対側を90%とする。光反射器112をレンズ115とファイバ111の端面との間の光軸上に配置する。   FIG. 11 shows the configuration of the semiconductor laser module according to the second embodiment. A lens 115 that optically couples light emitted from the LD 114 to the end face of the fiber 111 is provided. Regarding the end face reflectance of the LD 114, the reflectance on the side close to the lens 115 is 0.1%, and the opposite side is 90%. The light reflector 112 is disposed on the optical axis between the lens 115 and the end face of the fiber 111.

光反射器112は、実施例1と同じであり、反射率は20%である。実施例1と同様に狭帯域なスペクトル線幅を得ることができる。   The light reflector 112 is the same as that of the first embodiment, and the reflectance is 20%. A narrow-band spectral line width can be obtained as in the first embodiment.

図12に、実施例3にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す。LD124の出射端面からの出射光を平行光に変換するレンズ125と、平行光をファイバ121に光学的に結合させるレンズ126とを用いて、LD124とファイバ121の端面とを結合させる。LD124の端面反射率は、レンズ125に近い側の反射率を0.1%、反対側を0.1%とする。光反射器122を、LD124の出射端面の反対側の端面と光学的に結合するように、レンズ127を介して配置する。   FIG. 12 shows a configuration of the semiconductor laser module according to the third embodiment. The LD 124 and the end face of the fiber 121 are coupled using a lens 125 that converts the light emitted from the exit end face of the LD 124 into parallel light and a lens 126 that optically couples the parallel light to the fiber 121. Regarding the end face reflectance of the LD 124, the reflectance on the side close to the lens 125 is 0.1%, and the opposite side is 0.1%. The light reflector 122 is disposed through the lens 127 so as to be optically coupled to the end surface opposite to the emission end surface of the LD 124.

光反射器122は、実施例1と同様に、選択波長帯域を30pmとし、n=3.8、光反射器122の全長5.0mmとして、Δn=3x10−6となるように組成比x、yを調節する。光反射器122の反射率は90%である。積層された材料を2mm角に切り出し、冶具に固定して、半導体レーザモジュールのパッケージ内部に固定する。実施例1と同様に、狭帯域のスペクトル線幅を得ることができる。 As in the first embodiment, the light reflector 122 has a selected wavelength band of 30 pm, n = 3.8, the total length of the light reflector 122 is 5.0 mm, and a composition ratio x such that Δn = 3 × 10 −6 . Adjust y. The reflectance of the light reflector 122 is 90%. The laminated material is cut into 2 mm squares, fixed to a jig, and fixed inside the package of the semiconductor laser module. As in the first embodiment, a narrow band spectral line width can be obtained.

実施例4にかかる半導体レーザモジュールの構成は、図8に示した実施例1にかかる半導体レーザモジュールの構成と同じである。光反射器82は、厚さ1.5mmのGaAs基板を用い、対向する入射面と出射面とが研磨されている。この場合には、反射率34%の両端面をミラーとして、エタロンが構成される。これにより、64pmの反射帯域が得られるので、実施例1と同様に、狭帯域のスペクトル線幅を得ることができる。   The configuration of the semiconductor laser module according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the semiconductor laser module according to the first embodiment shown in FIG. The light reflector 82 uses a GaAs substrate having a thickness of 1.5 mm, and the opposite incident surface and exit surface are polished. In this case, an etalon is configured using both end faces with a reflectance of 34% as mirrors. Thereby, since a reflection band of 64 pm is obtained, a narrow-band spectral line width can be obtained as in the first embodiment.

本実施形態では、光反射器としてグレーティングが形成されたバルク状の素子を用いたが、ファブリペロー共振器を用いても構わない。また、反射特性を改善するために、チャープ構造を適用してもよい。バルク状の素子の材料は、半導体に限定されるわけではなく、誘電体材料を組み合わせることもできる。   In this embodiment, a bulk-like element in which a grating is formed is used as the light reflector, but a Fabry-Perot resonator may be used. Further, a chirp structure may be applied in order to improve reflection characteristics. The material of the bulk element is not limited to a semiconductor, and a dielectric material can be combined.

従来の擬似位相整合型の波長変換素子を用いた波長変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wavelength converter using the conventional quasi phase matching type | mold wavelength conversion element. 第二高調波発生により波長変換を行う場合の位相整合曲線を示す図である。It is a figure which shows the phase matching curve in the case of performing wavelength conversion by 2nd harmonic generation. 従来のレーザダイオードとファイバグレーティングとを組み合わせた光源の出力スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the output spectrum of the light source which combined the conventional laser diode and fiber grating. 出力スペクトルを電気スペクトラムアナライザで測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the output spectrum with the electric spectrum analyzer. 従来の半導体レーザモジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional semiconductor laser module. 従来のレンズ結合を用いた半導体レーザモジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor laser module using the conventional lens coupling | bonding. ストップバンド幅とグレーティングにおける屈折率変動値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a stop band width and the refractive index fluctuation value in a grating. 実施例1にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor laser module according to Example 1. FIG. 実施例1にかかる半導体レーザモジュールの出力スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the output spectrum of the semiconductor laser module concerning Example 1. FIG. 出力スペクトルを拡大した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having expanded the output spectrum. 実施例2にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor laser module according to Example 2. 実施例3にかかる半導体レーザモジュールの構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor laser module according to Example 3.

符号の説明Explanation of symbols

11,12,54,64,84,114,124 半導体レーザ(LD)
11a,12a 駆動回路
11b,12b 温度制御回路
13 波長変換素子
14 光カップラ
15,52,62 ファイバグレーティング(FBG)
51,61,81,111,121 ファイバ
53 先端部分
65,66,85,86,115,125〜127 レンズ
82,112,122 光反射器
11, 12, 54, 64, 84, 114, 124 Semiconductor laser (LD)
11a, 12a Drive circuit 11b, 12b Temperature control circuit 13 Wavelength conversion element 14 Optical coupler 15, 52, 62 Fiber grating (FBG)
51, 61, 81, 111, 121 Fiber 53 Tip portion 65, 66, 85, 86, 115, 125-127 Lens 82, 112, 122 Light reflector

Claims (6)

半導体レーザダイオードと、光反射器とを組み合わせた半導体レーザモジュールにおいて、
前記半導体レーザダイオードからの出射光を、ファイバに光学的に結合させるレンズを備え、
前記光反射器は、前記レンズと前記ファイバとの間の光軸上に配置されていることを特徴とする半導体レーザモジュール。
In a semiconductor laser module combining a semiconductor laser diode and a light reflector,
A lens for optically coupling the light emitted from the semiconductor laser diode to a fiber;
The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the optical reflector is disposed on an optical axis between the lens and the fiber.
半導体レーザダイオードと、光反射器とを組み合わせた半導体レーザモジュールにおいて、
前記半導体レーザダイオードからの出射光を、平行光に変換する第1レンズと、
前記平行光をファイバに光学的に結合させる第2レンズとを備え、
前記光反射器は、前記第1レンズと前記第2レンズとの間の光軸上に配置されていることを特徴とする半導体レーザモジュール。
In a semiconductor laser module combining a semiconductor laser diode and a light reflector,
A first lens for converting light emitted from the semiconductor laser diode into parallel light;
A second lens for optically coupling the parallel light to a fiber;
The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the light reflector is disposed on an optical axis between the first lens and the second lens.
半導体レーザダイオードと、光反射器とを組み合わせた半導体レーザモジュールにおいて、
前記半導体レーザダイオードの出射端面からの出射光を、ファイバに光学的に結合させる第1レンズと、
前記出射端面の反対側の端面からの出射光を、平行光に変換する第2レンズとを備え、
前記光反射器は、前記平行光を反射することを特徴とする半導体レーザモジュール。
In a semiconductor laser module combining a semiconductor laser diode and a light reflector,
A first lens for optically coupling light emitted from an emission end face of the semiconductor laser diode to a fiber;
A second lens that converts the emitted light from the end face opposite to the emitting end face into parallel light;
The semiconductor laser module, wherein the light reflector reflects the parallel light.
前記光反射器は、屈折率がそれぞれn、nの2つの材料を、設定波長の1/(4n)倍と1/(4n)倍の厚さで交互に積層されたバルク形状の素子であることを特徴とする請求項1、2または3に記載の半導体レーザモジュール。 The optical reflector has a bulk shape in which two materials having refractive indexes of n 1 and n 2 are alternately stacked at a thickness of 1 / (4n 1 ) times and 1 / (4n 2 ) times of a set wavelength. 4. The semiconductor laser module according to claim 1, 2, or 3, wherein 前記光反射器は、ファブリペロー共振器であることを特徴とする請求項1、2または3に記載の半導体レーザモジュール。   4. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the light reflector is a Fabry-Perot resonator. 前記光反射器は、全長が6mm以下、反射帯域幅が70pm以下に設定されていることを特徴とする請求項4または5に記載の半導体レーザモジュール。
6. The semiconductor laser module according to claim 4, wherein the optical reflector has a total length set to 6 mm or less and a reflection bandwidth set to 70 pm or less.
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