JP2009088411A - 半導体レーザ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ発振波長を変更可能であって、光学的損失を抑えつつ光処理素子を同一基板上に集積可能な半導体レーザ素子を提供する。
【解決手段】半導体レーザ素子１は、第１の反射手段３及び第２の反射手段５によってレーザキャビティが構成されている。第２の反射手段５は、利得導波路７及び第１の反射手段３と直列に半導体基板Ｓ上に配置されたチャープ型回折格子５５であり、半導体レーザ素子１におけるレーザ光の出射面として機能する。このような構成により、溝をレーザ光の反射手段にする場合とは異なり、溝を挟んだ２つの半導体光導波路の光結合効率や、溝内での多重反射の影響を回避することが可能となっており、光学的損失を抑えつつ光処理素子を同一半導体基板Ｓ上に集積できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ発振波長を変更可能な半導体レーザ素子に関するものである。

波長可変型の半導体レーザとして、例えば非特許文献１に記載のＹ分岐型波長可変レーザがある。このＹ分岐型波長可変レーザは、共振器のチップの一端面と周期の異なる２つの回折格子とを反射手段としてレーザキャビティを構成している。２つの回折格子は、互いに異なる反射特性を有しており、バーニア効果により、少ない電流注入でピーク反射波長を大幅に変化させることができる。
Optical Fiber Communication Conference 2-4, TuE2 "State-of-the-artperformance of widely tunable modulated grating Y-branch lasers" Jan-OlofWesstrom, et al. 2006年 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、C-2-34 SOA変調器集積外部共振器型波長可変レーザの2.5Gps-360Kmフルバンド伝送特性 水谷健二他

非特許文献１に記載の従来のＹ分岐型波長可変レーザでは、チップの一端面を一方の反射手段としてレーザキャビティを構成しており、当該一端面からレーザ光を出射する構成となっている。しかしながら、上述のようなＹ分岐型波長可変レーザでは、出射されるレーザ光の強度に変調を加えるための光変調器といった光処理素子を設ける場合がある。この場合、チップの一端面を反射手段にしていると、光処理素子とチップの一端面との間に光学レンズといった光学部品を別途に設ける必要があり、光処理素子を同一基板上に集積することが困難であった。

ここで、非特許文献２に記載の外部共振器型半導体レーザは、光変調器と光導波路との間に溝を形成し、溝を反射鏡とすることで光処理素子を同一の基板に集積している。しかしながら、このような溝を形成する場合、溝を挟んだ２つの半導体光導波路の光結合効率や、溝内での多重反射の影響を考慮して溝を形成しなければならないため、光学的な損失を考慮すれば、溝を反射手段として用いることが実用的であるとは言い難いものであった。その結果、光処理素子を同一基板上に集積することが困難であった。

本発明は、上記課題解決のためになされたものであり、レーザ発振波長を変更可能であって、光学的損失を抑えつつ光処理素子を同一半導体基板に集積可能な半導体レーザ素子を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体レーザ素子は、レーザ発振波長を変更可能な半導体レーザ素子であって、半導体レーザ素子のレーザキャビティを構成する第１の反射手段及び第２の反射手段と、レーザキャビティ内に配置され、キャリア注入によって光学的利得を増幅させる利得導波路と、利得導波路、第１の反射手段、及び第２の反射手段が直列に配置された半導体基板と、を備え、第１の反射手段は、周期的な反射特性を有する第１の回折格子と、第１の回折格子とは異なる周期の反射特性を有する第２の回折格子と、第１の回折格子及び第２の回折格子の少なくとも一方に信号を印加するための電極と、第１の回折格子による反射光と、第２の回折格子による反射光を結合する結合手段とを有し、第２の反射手段は、利得導波路に光学的に結合され、第１の反射手段による反射光の波長可変帯域よりも広い反射帯域を持つチャープ型回折格子を有し、基板上に配置され記チャープ型回折格子に光学的に結合された光処理素子を備えたことを特徴とする。

この半導体レーザ素子では、第１の反射手段及び第２の反射手段によってレーザキャビティが構成されている。第１の反射手段は、互いに異なる反射特性を有する第１の回折格子及び第２の回折格子であり、この２つの回折格子の少なくとも１つに電極が設けられている。電極からの信号の印加量の調整により、第１の反射手段で反射する反射光が可変となり、これにより、レーザ発振波長が変更可能となる。一方、第２の反射手段は、利得導波路及び第１の反射手段と直列に半導体基板上に配置されたチャープ型回折格子であり、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射面として機能する。このような構成により、溝をレーザ光の反射手段にする場合とは異なり、溝を挟んだ２つの半導体光導波路の光結合効率や、溝内での多重反射の影響を回避することが可能となっており、光学的損失を抑えつつ光処理素子を同一半導体基板上に集積できる。

また、第２の反射手段は、チャープ型回折格子に対して設けられる電極を更に備えたことが好ましい。電極によるチャープ型回折格子への信号印加によって、チャープ型回折格子の反射波長帯域はシフトする。この場合、シフト前後の波長帯域において第２の反射手段の反射波長帯域を設定すればよく、チャープ型回折格子の長手方向の長さを短くすることが可能となる。その結果、半導体レーザ素子の小型化が図られる。

また、第２の反射手段は、反射波長帯域において、短波長から長波長に向かって徐々に反射率が低減する反射特性を有していることが好ましい。半導体レーザ素子における利得導波路の内部吸収は、短波長側に比べて長波長側で徐々に増加する傾向がある。そのため、第２の反射手段が短波長側から長波長側に向かって徐々に反射率が低減するような反射特性を有することで、半導体レーザ素子の内部吸収を補償することができる。その結果、波長の可変範囲において、半導体レーザ素子から出力されるレーザ光の強度をほぼ一定にすることができる。

本発明に係る半導体レーザ素子によれば、レーザ発振波長を変更可能であり、光学的損失を抑えつつ光処理素子を同一基板上に集積できる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る半導体レーザ素子の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子を概略的に示す図である。半導体レーザ素子１は、例えばＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送システムといった高速かつ大容量の光通信システムにおいて、波長可変型の光源として使用することができる。半導体レーザ素子１は、レーザキャビティを構成する第１の反射手段３と、第２の反射手段５と、利得導波路７と、位相調整器９と、光変調器（光処理素子）１３とによって構成されている。これらの各要素は、半導体基板Ｓの一面側に直列に配置されている。

第１の反射手段３は、第１の光導波路１５と、第１の光反射器１７と、位相調整器１９と、第２の光導波路２１と、第２の光反射器２３と、多モード干渉結合器（結合手段）２４とによって構成されている。第１の光導波路１５及び第２の光導波路２１は、多モード干渉結合器２４から端面２５側に分岐し、並列に配置されている。

第１の光反射器１７は、第１の不均一回折格子２７と、第１の不均一回折格子２７に対応して設けられる電極２９とによって構成されている。第１の不均一回折格子２７は、半導体光導波路３１に屈折率変化による回折格子構造３３が形成されて構成されている。第１の不均一回折格子２７は、例えば図２（ａ）に示すように、一定の割合で周期が変化するチャープ型の周期構造が長手方向に複数形成された回折格子である。

第１の不均一回折格子２７が有する複数の周期の一部をΛ_１〜Λ_ｎ（ｎは２以上の整数）とすると、Λ_１〜Λ_ｎは次の関係を満たしている。
Λ_１＜Λ_２＜・・・＜Λ_ｎ−１＜Λ_ｎ
また、各周期Λ_１〜Λ_ｎに対応したブラッグ反射波長をλ_Ｂ１、λ_Ｂ２、・・・、λ_Ｂｎとすると、任意のブラッグ波長λ_Ｂｈ（ｈ＝１，２，・・・，ｎ）は、次式で表される。
λ_Ｂｈ＝２ｎ_ｒΛ_ｈ／ｍ
ここで、ｎ_ｒは実効屈折率であり、ｍは回折次数である。ｎ_ｒは例えば３．３〜３．５であり、ｍは通常１である。

図３に、第１の不均一回折格子２７の反射スペクトルを示す。図３に示すように、第１の不均一回折格子２７は、回折格子の周期構造によって規定されるＦＳＲ（Free Spectral Range）の間隔でピーク反射波長が出現する周期的な反射スペクトルを有している。

電極２９は、第１の不均一回折格子２７上に設けられている。電極２９は、電流又は電圧による信号印加によって第１の不均一回折格子２７の屈折率を変化させることで、第１の不均一回折格子２７のピーク反射波長（図３参照）をシフトさせる。

第２の光反射器２３は、第２の不均一回折格子３９と、第２の不均一回折格子３９に対応して設けられる電極４１とによって構成されている。第２の不均一回折格子３９は、半導体光導波路４３に屈折率変化による回折格子構造４５が形成されて構成されている。第２の不均一回折格子３９は、例えば図２（ｂ）に示すように、一定の割合で周期が変化するチャープ型の周期構造が複数形成された回折格子である。

第２の不均一回折格子３９が有する複数の周期の一部をΛ_１〜Λ_Ｘ（ｘは２以上の整数）とすると、Λ_１〜Λ_Ｘは次の関係を満たしている。
Λ_１＜Λ_２＜・・・＜Λ_Ｘ−１＜Λ_Ｘ
また、各周期Λ_１〜Λ_Ｘに対応したブラッグ反射波長をλ_Ｂ１、λ_Ｂ２、・・・、λ_ＢＸとすると、任意のブラッグ波長λ_Ｂｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｘ）は、次式で表される。
λ_Ｂｉ＝２ｎ_ｒΛ_ｉ／ｍ
ここで、ｎ_ｒは実効屈折率であり、ｍは回折次数である。ｎ_ｒは例えば３．３〜３．５であり、ｍは通常１である。また、Λ_ｎ＝Λ_ｘである。

第２の不均一回折格子３９は、第１の不均一回折格子２７の格子間隔と同様のチャープ型の周期構造を有しているが、周期構造の配置間隔が第１の不均一回折格子２７よりも広くなっている点で第１の不均一回折格子２７と相違する。

図４に、第２の不均一回折格子３９の反射スペクトルを示す。図４に示すように、第２の不均一回折格子３９は、周期的な反射スペクトルを有し、回折格子の周期構造によって規定されるＦＳＲの間隔でピーク反射波長が配列されている。第２の不均一回折格子３９のＦＳＲの間隔は、第１の不均一回折格子２７よりも狭くなっている。

電極４１は、第２の不均一回折格子３９上に設けられている。電極４１は、電流又は電圧による信号印加によって第２の不均一回折格子３９の屈折率を変化させることで、第２の不均一回折格子３９のピーク反射波長（図４参照）をシフトさせる。

位相調整器１９は、半導体導波路３５と、半導体導波路３５に対応して設けられる電極３７とによって構成されている。半導体導波路３５は、第１の光導波路１５の一端１５ａと光学的に結合されている。位相調整器１９は、電極３７による半導体導波路３５への信号印加によって、半導体導波路３５を伝搬する光の位相を調整する。

多モード干渉結合器２４は、第１の光導波路１５及び第２の光導波路２１を伝搬する反射光を結合する。多モード干渉結合器２４には、第１の光導波路１５及び第２の光導波路２１が光学的に結合されている。

以上のような第１の反射手段３は、電極２９，４１からの信号印加によって、第１の不均一回折格子２７及び第２の不均一回折格子３９におけるピーク反射波長をそれぞれシフトさせることにより、第１の不均一回折格子２７の反射波長ピーク及び第２の不均一回折格子３９の反射波長ピークが一致する単一の波長の反射光を、多モード干渉結合器２４によって結合することによって、レーザキャビティを構成する共振器鏡として機能する。図５は、第１の不均一回折格子２７及び第２の不均一回折格子３９の反射スペクトルが一致する一例を示す図である。図５に示すように、第１の不均一回折格子２７及び第２の不均一回折格子３９に電極２９，４１による信号印加が実施されると、図５の中央部分に示すように、第１の不均一回折格子２７及び第２の不均一回折格子３９が有する複数のピーク反射波長の一つが一致する。このとき、第１の反射手段３は、８０％以上の反射率を得ることができる。

また、第１の反射手段３は、バーニア効果によって、少ない電流又は電圧の信号印加で反射波長を大幅に変更することができる。第１の反射手段３の反射波長の変更範囲は、波長可変範囲をλ_Ｓ〜λ_ｌ（λ_Ｓ＞λ_ｌ）とすると、λ_Ｓは例えば１．５７μｍであり、λ_ｌは例えば１．６５μｍである。

一方、第２の反射手段５は、チャープ型回折格子５５と、チャープ型回折格子５５に対応して設けられる電極５７とによって構成されている。チャープ型回折格子５５は、利得導波路７に光学的に結合されている。チャープ型回折格子５５は、半導体光導波路５９に屈折率変化による回折格子構造６１が形成されて構成されている。チャープ型回折格子５５は、例えば図６に示すように、長手方向に沿って一定の割合で周期が変化している。

チャープ型回折格子５５が有する複数の周期Λ_１、Λ_２、・・・、Λ_ｋ（ｎは、２以上の整数）は、次の関係を満たしている。
Λ_１＜Λ２＜・・・＜Λ_ｋ
また、各周期Λ_１〜Λ_ｋに対応したブラッグ反射波長をλ_Ｂ１、λ_Ｂ２、・・・、λ_Ｂｋとすると、任意のブラッグ波長λ_Ｂｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｋ）は、次式で表される。
λ_Ｂｊ＝２ｎ_ｒΛ_ｊ／ｍ
ここで、ｎ_ｒは実効屈折率であり、ｍは回折次数である。ｎ_ｒは例えば３．３〜３．５であり、ｍは通常１である。

図７は、チャープ型回折格子５５の反射特性を示す図である。同図に示すように、チャープ型回折格子５５は、第１の反射手段３による反射光の波長可変帯域（λ_Ｓ〜λ_ｌ）よりも広い反射帯域を有する。反射率Ｒ_ｃは、例えば１〜３０％である。チャープ型回折格子５５の反射帯域（λ_Ｂ１〜λ_Ｂｋ）においては、短波長側から長波長側に向かって緩やかな傾きをもって略直線的に反射率が徐々に低減するようになっている。

電極５７は、チャープ型回折格子５５上に設けられている。電極５７は、電流又は電圧による信号印加によってチャープ型回折格子５５の屈折率を変化させることで、チャープ型回折格子５５の反射波長をシフトさせる。

図８に、チャープ型回折格子５５の反射波長範囲がシフトする一例を示す。図８に示すように、電極５５による信号印加前のチャープ型回折格子５５の周期Λ_１、Λ_ｋに対応するブラッグ反射波長をλ１_Ｂ１，λ１_Ｂｋとし、信号印加後の周期Λ_１、Λ_ｋに対応するブラッグ反射波長をλ２_Ｂ１，λ２_Ｂｋとする。この場合、チャープ型回折格子５５反射波長範囲は、電極５７による信号印加により実線で示した信号印加前の反射波長範囲λ１_Ｂ１〜λ１_Ｂｋから、破線で示した反射波長範囲λ２_Ｂ１〜λ２_Ｂｋにシフトしている。

利得導波路７は、第２の反射手段５及び半導体導波路５１に光学的に結合されている。利得導波路７は、利得導波路７に対応して設けられる電極４９によってキャリアが注入され、光学的利得を増幅させる。半導体レーザ素子１のような半導体素子では、利得導波路７において光の内部吸収が生じる。図９に、波長と利得導波路７の吸収係数との関係の一例を示す。図９に示すように、利得導波路７の吸収係数は、短波長側から長波長側に向かって緩やかな傾きをもって略直線的に増加している。

位相調整器９は、利得導波路７の一端４７ａに光学的に結合された半導体導波路５１と、半導体導波路５１に対応して設けられた電極５３とによって構成されている。位相調整器９は、電極５３による信号印加により半導体導波路５１を伝搬する光の位相を調整する。

光変調器１３は、半導体光導波路６３と、半導体光導波路６３に対応して設けられる電極６５によって構成されている。半導体光導波路６３は、半導体光導波路５９の一端５９ｂに光学的に結合されており、半導体導波路６３の端面６７は、半導体レーザ素子１のレーザ光の出射面となっている。光変調器１３は、電極６５によってチャープ型回折格子５５から出射されるレーザ光に所望の変調を加え、端面６７からレーザ光を出射する。光変調器１３は、例えば電界吸収型光変調器やマッハツェンダー型の光変調器である。

続いて、半導体レーザ素子１の断面構成について説明する。図１０は、図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。

図１２に示すように、半導体レーザ素子１は、半導体基板Ｓと、半導体基板Ｓの一面側において、第１の反射手段３と、第２の反射手段５と、利得導波路部７と、位相調整器９と、光変調器１３とが設けられている。半導体基板Ｓの他面側には、全面に電極６８が設けられている。

第１の反射手段３を構成する第１の不均一回折格子２７は、半導体基板Ｓから順にｎ型クラッド層６９、光ガイド層７１ａ、コア導波路層７３ａ、光ガイド層７５ａ、回折格子構造３３、ｐ型クラッド層７７、コンタクト層７９ａが積層され、コンタクト層７９ａの上面に電極２９が設けられている。回折格子構造２９は、光ガイド層７５ａの表面に設けられた周期構造から構成されている。また、第２の不均一回折格子３９は、図示しないが第１の不均一回折格子２７と同様に形成されている。

光結合器７は、半導体基板Ｓから順にｎ型クラッド層６９、光ガイド層７１ａ、コア導波路層７３ｂ、光ガイド層７５ｂ、ｐ型クラッド層７７が積層されている。

第２の反射手段５は、半導体基盤Ｓから順にｎ型クラッド層６９、光ガイド層７１ａ、コア導波路層７３ｄ、光ガイド層７５ｄ、回折格子構造６１、ｐ型クラッド層７７、コンタクト層７９ｅが積層され、コンタクト層７９ｅの上面に電極５７が設けられている。回折格子構造６１は、光ガイド層７５ｄの表面に設けられた周期構造から構成されている。

利得導波路７は、半導体基板Ｓから順にｎ型クラッド層６９、光ガイド層７１ａ、活性層７３ｃ、光ガイド層７５ｃ、ｐ型クラッド層７７、コンタクト層７９ｃが積層され、コンタクト層７９の上面に電極４９が設けられている。活性層７３ｃは、例えば１．２５μｍ〜１．６５μｍ帯に利得を持つ４元混晶ＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓＰ量子井戸（ＱＷ）構造を有している。

位相調整器９は、半導体基板Ｓから順にｎ型クラッド層６９、光ガイド層７１ａ、コア導波路層７３ｂ、光ガイド層７５ｂ、ｐ型クラッド層７７、コンタクト層７９ｄが積層され、コンタクト層７９ｄの上面に電極５３が設けられている。

光変調器１３は、半導体基板Ｓから順にｎ型クラッド層６９、光ガイド層７１、吸収層７３ｅ、光ガイド層７５ｅ、ｐ型クラッド層７７、コンタクト層７９ｆが積層され、コンタクト層７９ｆの上面に電極６５が設けられている。吸収層７３ｅは、例えばＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＩｎＡｓＰ量子井戸（ＱＷ）構造を有している。

ここで、コア導波路層７３ａ〜７３ｅは、例えばＧａＩｎＡｓＰ層である。ｎ型クラッド層７７及びｐ型クラッド層６９は、例えばＩｎＰ層である。コンタクト層７９ａ〜７９ｆは、例えば高濃度ドープされたＧａＩｎＡｓ層である。また、縦方向の光閉じ込めはクラッド層６９，７７によってなされており、横方向の光閉じ込めはストライプ状の導波路構造と、導波路構造を埋め込む埋め込み層８５とによってなされている。

また、半導体レーザ素子１は、光変調器１３が設けられた端面側に反射防止膜８７が形成されている。反射防止膜８７は、ＡＲコート等からなる反射率が０．１％以下の低反射膜である。

以上説明したように、この半導体レーザ素子１では、第１の反射手段３及び第２の反射手段５によってレーザキャビティが構成されている。第１の反射手段３は、互いに異なる反射特性を有する第１の不均一回折格子２７及び第２の不均一回折格子３９であり、この２つの不均一回折格子２７，３９に電極２９，４１が設けられている。電極２９，４１からの信号の印加量の調整により、第１の反射手段３で反射する反射光の波長が可変となり、これにより、レーザ発振波長が変更可能となる。

一方、第２の反射手段５は、利得導波路７及び第１の反射手段３と直列に半導体基板Ｓ上に配置されたチャープ型回折格子５５であり、半導体レーザ素子１におけるレーザ光の出射面として機能する。このような構成により、溝をレーザ光の反射手段にする場合とは異なり、溝を挟んだ２つの半導体光導波路の光結合効率や、溝内での多重反射の影響を回避することが可能となっており、光学的損失を抑えつつ光処理素子を同一半導体基板Ｓ上に集積できる。

また、第２の反射手段５は、チャープ型回折格子５５に対して電極５７が設けられているので、電極５７による信号印加によって、チャープ型回折格子５５の反射波長帯域をシフトさせることができる。この場合、シフト前後の波長帯域において第２の反射手段５の反射波長帯域を設定すればよいので、チャープ型回折格子５５の長手方向の長さを短くすることが可能となる。その結果、半導体レーザ素子１の小型化が図られる。

また、第２の反射手段５は、反射波長帯域において、短波長から長波長に向かって徐々に反射率が低減する反射特性を有しているので、短波長側に比べて長波長側で徐々に増加する傾向がある利得導波路７の内部吸収を補償することができる。その結果、図１１の実線に示すように、チャープ型回折格子５５から出射されるレーザ光は、波長範囲λ_Ｂ１〜λ_Ｂｋに対してほぼ一定の光の出力を得ることができる。このような波長依存性は、チャープ型回折格子５５における単位長さ当たりの回折波長変化を短波長側（λ_Ｂ１）ほど小さくし、長波長側に比べて短波長側の反射率を大きくすることで実現できる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、第２の反射手段５に用いる回折格子は、図１２に示すチャープ型回折格子８９でもよい。チャープ型回折格子８９は、チャープ型回折格子５５とは回折格子構造が異なる。チャープ型回折格子８９は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の領域１０１_１〜１０１_ｎを有しており、それぞれの領域は格子間隔が同じであり、ｎ個の領域が長手方向に沿って一定の周期で変化している。この場合も、チャープ型回折格子５５と同様に、電極による信号印加によって反射波長帯域をシフトさせることができる。また、チャープ型回折格子８９には、チャープ型回折格子５５と同様に、反射率が短波長側から長波長側に向かって緩やかな傾きをもって略直線的に低減する波長依存性をもたせることができる。

本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の概略図である。 第１の不均一回折格子及び第２の不均一回折格子の周期構造の一例を示す図である。 図２に示した第１の不均一回折格子及の反射特性を示す図である。 図２に示した第２の不均一回折格子の反射特性を示す図である。 図２に示した第１の不均一回折格子及び第２の不均一回折格子の反射特性を示す図である。 第２の反射手段であるチャープ型回折格子の周期構造の一例を示す図である。 図６に示したチャープ型回折格子の反射特性を示す図である。 図６に示したチャープ型回折格子の反射波長範囲がシフトする様子を示す図である。 利得導波路の内部吸収係数の一例を示す図である。 図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。 図６に示したチャープ型回折格子を通して出力されるレーザ光出力の反射依存性の一例を示す図である。 チャープ型回折格子の周期構造の他の例を示す図である。

符号の説明

１…半導体レーザ素子、３…第１の反射手段、５…第２の反射手段、７…利得導波路、１３…光変調器、２４…多モード干渉器（結合手段）、２７…第１の不均一回折格子（第１の回折格子）、２９，４１，５７…電極、３９…第２の不均一回折格子（第２の回折格子）、５５…チャープ型回折格子、Ｓ…半導体基板。

Claims (3)

1. レーザ発振波長を変更可能な半導体レーザ素子であって、
   前記半導体レーザ素子のレーザキャビティを構成する第１の反射手段及び第２の反射手段と、
   前記レーザキャビティ内に配置され、キャリア注入によって光学的利得を増幅させる利得導波路と、
   前記利得導波路、前記第１の反射手段、及び前記第２の反射手段が直列に配置された半導体基板と、を備え、
   前記第１の反射手段は、
   周期的な反射特性を有する第１の回折格子と、
   前記第１の回折格子とは異なる周期の反射特性を有する第２の回折格子と、
   前記第１の回折格子及び前記第２の回折格子の少なくとも一方に信号を印加するための電極と、
   前記第１の回折格子による反射光と、前記第２の回折格子による反射光を結合する結合手段とを有し、
   第２の反射手段は、
   前記利得導波路に光学的に結合され、前記第１の反射手段による反射光の波長可変帯域よりも広い反射帯域を持つチャープ型回折格子を有し、
   前記半導体基板上には、前記チャープ型回折格子に光学的に結合された光処理素子が設けられていること特徴とする半導体レーザ素子。
2. 前記第２の反射手段は、前記チャープ型回折格子に対応して設けられる電極を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子。
3. 前記第２の反射手段は、前記反射帯域において、短波長側から長波長側に向かって徐々に反射率が低減する反射特性を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ素子。

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