JP2009238972A

JP2009238972A - Tunable laser

Info

Publication number: JP2009238972A
Application number: JP2008082322A
Authority: JP
Inventors: Hideki Asano; 英樹浅野
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a tunable laser which can suppress a deterioration rate of a semiconductor gain medium to accomplish its long lifetime. <P>SOLUTION: This tunable laser has: a semiconductor gain medium 10 generating an optical gain by at least a current injection; a resonator composed of, for example, one end face 10a of a semiconductor light-emitting device 10 and a diffraction lattice 15 for laser-oscillating beams 12 emitted from the semiconductor gain medium 10; and a wavelength sweep means (which is composed of, for example, the diffraction lattice 15, a scanner 16 and a scanner driver 17) for sweeping a wavelength of the laser beams 12 to oscillate. There is provided a current control means 19 which synchronizes a drive current I to be injected into the semiconductor gain medium 10 with an operation of the wavelength sweep means, to set to a value corresponding to a sweep wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は波長可変レーザ、特に詳細には、発振光の波長を連続的に変化させる機能を備えた波長可変レーザに関するものである。 The present invention relates to a wavelength tunable laser, and more particularly to a wavelength tunable laser having a function of continuously changing the wavelength of oscillation light.

従来、例えば特許文献１に示されているように、発振するレーザ光の波長を変えることができる波長可変レーザが公知となっている。図１２は、この種の波長可変レーザとして良く知られた外部共振器型の波長可変レーザを示すものである。この波長可変レーザは、少なくとも電流注入により光学的利得が発生する半導体利得媒質からなる半導体発光素子10と、それに駆動電流を注入するドライバ11と、半導体発光素子10が発する前方出射光12と後方出射光12Ｒを各々平行光化するコリメーターレンズ13，14と、後方出射光12Ｒを反射回折させる回折格子15と、この回折格子15を図中の矢印Ａ方向に揺動させるスキャナ16と、それを駆動するスキャナドライバ17と、例えばフォトディタクタからなり回折格子15の揺動角度位置を検出する位置検出手段18と、スキャナドライバ17の動作を制御するマイコン等からなる制御手段19とから構成されたものである。 Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, a wavelength tunable laser capable of changing the wavelength of an oscillating laser beam is known. FIG. 12 shows an external resonator type tunable laser well known as this type of tunable laser. This wavelength tunable laser includes a semiconductor light emitting device 10 composed of a semiconductor gain medium that generates optical gain by at least current injection, a driver 11 that injects a driving current thereto, forward emitted light 12 emitted from the semiconductor light emitting device 10, and backward emission. Collimator lenses 13 and 14 for collimating the incident light 12R, a diffraction grating 15 for reflecting and diffracting the backward emitted light 12R, a scanner 16 for swinging the diffraction grating 15 in the direction of arrow A in the figure, and The scanner driver 17 to be driven, for example, a position detection means 18 comprising a photo detector for detecting the swing angle position of the diffraction grating 15, and a control means 19 comprising a microcomputer or the like for controlling the operation of the scanner driver 17 Is.

上記構成の波長可変レーザにおいては、半導体発光素子10の前方端面10ａと回折格子15とで共振器が構成され、後方出射光12Ｒが回折格子15で反射して半導体発光素子10に戻される。このとき、回折格子15の角度に応じた波長の光だけが選択的に半導体発光素子10側に反射回折するので、発振波長がこの波長に設定される。つまり、回折格子15の角度位置を変化させれば発振波長を変えることができるので、回折格子15の角度をスキャナ16によって連続的に変化させれば、使用光とされるレーザ光（前方出射光）12の波長を掃引可能となる。 In the wavelength tunable laser having the above configuration, the front end face 10a of the semiconductor light emitting element 10 and the diffraction grating 15 form a resonator, and the backward emitted light 12R is reflected by the diffraction grating 15 and returned to the semiconductor light emitting element 10. At this time, only the light having a wavelength corresponding to the angle of the diffraction grating 15 is selectively reflected and diffracted toward the semiconductor light emitting element 10, so that the oscillation wavelength is set to this wavelength. That is, if the angle position of the diffraction grating 15 is changed, the oscillation wavelength can be changed. Therefore, if the angle of the diffraction grating 15 is continuously changed by the scanner 16, the laser light used as the used light (front emission light) ) 12 wavelengths can be swept.

なお、回折格子15の角度位置を検出する位置検出手段18の出力信号はスキャナドライバ17に入力され、回折格子15の角度位置はこの出力信号に基づいてフィードバック制御される。 The output signal of the position detecting means 18 for detecting the angular position of the diffraction grating 15 is input to the scanner driver 17, and the angular position of the diffraction grating 15 is feedback-controlled based on this output signal.

図１３は、このような従来の波長可変レーザにおける波長掃引制御の様子を示すものであり、同図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ回折格子15の角度、半導体発光素子10の駆動電流、光出力、波長の変化を表している。
特開２００３−１５２２７５号公報 FIG. 13 shows the state of wavelength sweep control in such a conventional wavelength tunable laser. In FIG. 13, (a), (b), (c), and (d) are the angles of the diffraction grating 15, respectively. The drive current, light output, and wavelength change of the semiconductor light emitting device 10 are shown.
JP 2003-152275 A

上に説明した波長可変レーザにおいては、図１３の（ｂ）にも表れている通り、通常、半導体利得媒質に一定の駆動電流が注入される。そしてその駆動電流は、波長可変レーザがレーザ発振していないときも注入され続けるため、この従来の波長可変レーザにあっては、半導体利得媒質の劣化速度が速く、寿命が短いという問題が認められていた。 In the wavelength tunable laser described above, a constant drive current is usually injected into the semiconductor gain medium as shown in FIG. The drive current continues to be injected even when the wavelength tunable laser is not oscillating. Therefore, in this conventional wavelength tunable laser, there is a problem that the deterioration rate of the semiconductor gain medium is fast and the lifetime is short. It was.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、半導体利得媒質の劣化速度を抑えてその長寿命化を達成できる波長可変レーザを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wavelength tunable laser capable of suppressing the deterioration rate of a semiconductor gain medium and achieving a long lifetime.

本発明による波長可変レーザは、
少なくとも電流注入により光学的利得が発生する半導体利得媒質と、この半導体利得媒質から発せられた光をレーザ発振させるための共振器と、発振するレーザ光の波長を掃引する波長掃引手段とを有する波長可変レーザにおいて、
前記半導体利得媒質に注入する駆動電流を、掃引波長に応じた値に設定する電流制御手段を備えたことを特徴とするものである。 The wavelength tunable laser according to the present invention is:
A wavelength having at least a semiconductor gain medium in which an optical gain is generated by current injection, a resonator for lasing the light emitted from the semiconductor gain medium, and a wavelength sweeping means for sweeping the wavelength of the oscillating laser light In variable lasers,
It is characterized by comprising current control means for setting the drive current injected into the semiconductor gain medium to a value corresponding to the sweep wavelength.

なお、上記の電流制御手段としては、レーザ発振可能な波長帯域以外では前記駆動電流の値をレーザ発振しきい値未満の値に設定するように構成されたものを好適に用いることができる。駆動電流をしきい値未満に設定する理由は、レーザ発振が起きていない時に不要な自然放出光を抑制するためである。 As the current control means, those configured to set the value of the drive current to a value less than the laser oscillation threshold can be suitably used outside the wavelength band where laser oscillation is possible. The reason for setting the drive current below the threshold value is to suppress unnecessary spontaneous emission light when no laser oscillation occurs.

またこの電流制御手段は、レーザ発振可能な波長帯域において前記駆動電流の値を変化させて、時間経過に伴う光出力の変化特性を制御可能に構成されていることが望ましい。そのような電流制御手段としてより具体的には、掃引波長がより長くなるのに従って駆動電流を低減させるように構成されたものが適用可能である。 Further, it is desirable that the current control means is configured to be able to control the change characteristic of the optical output with the passage of time by changing the value of the driving current in a wavelength band where laser oscillation is possible. More specifically, as such a current control means, one configured to reduce the drive current as the sweep wavelength becomes longer is applicable.

他方、上述の半導体利得媒質としては、互いに異なる複数の波長に対して利得を有するものを好適に用いることができる。そのような半導体利得媒質としてより具体的には、積層方向にバンドギャップエネルギーが変化した複数の半導体の層を有するものや、さらには、導波方向に沿ってバンドギャップエネルギーが段階的もしくは連続的に変化しているものが挙げられる。 On the other hand, as the above-mentioned semiconductor gain medium, a medium having gains for a plurality of different wavelengths can be suitably used. More specifically, such a semiconductor gain medium has a plurality of semiconductor layers whose band gap energy is changed in the stacking direction, and further, the band gap energy is stepwise or continuous along the waveguide direction. There are things that have changed.

本発明の波長可変レーザにおいては、半導体利得媒質に注入する駆動電流を、波長掃引手段の動作と同期させて、掃引波長に応じた値に設定する電流制御手段が設けられているので、この電流制御手段により、元々レーザ発振しないような波長領域やあるいは極めて低い光出力しか得られないような波長領域においては、駆動電流をゼロにしたり、あるいは極めて微弱な値に設定することが可能になる。それにより、従来装置と比べて半導体利得媒質への投入電力が低減されるので、半導体利得媒質の劣化速度を抑えてその長寿命化を達成できる。 In the wavelength tunable laser of the present invention, current control means for setting the drive current injected into the semiconductor gain medium to a value corresponding to the sweep wavelength in synchronization with the operation of the wavelength sweep means is provided. In the wavelength region where the laser does not oscillate originally, or in the wavelength region where only a very low light output can be obtained, the drive current can be set to zero or set to a very weak value. As a result, compared with the conventional device, the input power to the semiconductor gain medium is reduced, so that the deterioration rate of the semiconductor gain medium can be suppressed and the lifetime can be increased.

また、上述のようにして半導体利得媒質への投入電力が低減されれば、そこからの発熱量も低減され、それによる波長可変レーザの性能向上も実現される。 Further, if the input power to the semiconductor gain medium is reduced as described above, the amount of heat generated therefrom is also reduced, thereby improving the performance of the wavelength tunable laser.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による波長可変レーザの概略構成を示すものである。この波長可変レーザは、少なくとも電流注入により光学的利得が発生する半導体利得媒質からなる半導体発光素子10と、それに駆動電流を注入する発光素子ドライバ11と、半導体発光素子10が発する前方出射光12と後方出射光12Ｒを各々平行光化するコリメーターレンズ13，14と、後方出射光12Ｒを反射回折させる回折格子15と、この回折格子15を図中の矢印Ａ方向に往復揺動させるスキャナ16と、それを駆動するスキャナドライバ17と、回折格子15の揺動角度位置を検出する位置検出手段18と、スキャナドライバ17の動作を制御するマイコン等からなる制御手段19とから構成されている。 <First Embodiment>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a wavelength tunable laser according to a first embodiment of the present invention. This wavelength tunable laser includes a semiconductor light emitting element 10 made of a semiconductor gain medium that generates optical gain at least by current injection, a light emitting element driver 11 that injects a drive current thereto, and forward emitted light 12 emitted from the semiconductor light emitting element 10. Collimator lenses 13 and 14 for collimating the rear outgoing light 12R, a diffraction grating 15 for reflecting and diffracting the rear outgoing light 12R, and a scanner 16 for reciprocatingly swinging the diffraction grating 15 in the direction of arrow A in FIG. A scanner driver 17 for driving the position, a position detection means 18 for detecting a swing angle position of the diffraction grating 15, and a control means 19 including a microcomputer for controlling the operation of the scanner driver 17 are configured.

そしてこの波長可変レーザにおいては、図１２に示した従来装置との相違点として、発光素子ドライバ11が制御手段19に接続されて、半導体発光素子10に注入される駆動電流Ｉの値がこの制御手段19によって制御されるようになっている。また、これも上記従来装置との相違点として、回折格子15の角度位置を検出する位置検出手段18の出力信号Ｓ１は、制御手段19に入力されるようになっている。 In this wavelength tunable laser, as a difference from the conventional apparatus shown in FIG. 12, the light emitting element driver 11 is connected to the control means 19, and the value of the driving current I injected into the semiconductor light emitting element 10 is controlled by this control. It is controlled by means 19. Also, as a difference from the above-described conventional apparatus, the output signal S1 of the position detecting means 18 for detecting the angular position of the diffraction grating 15 is input to the control means 19.

半導体発光素子10の前方端面10ａには例えば反射率３０％の反射膜が、またその後方端面10ｂには反射率がほぼ０％の反射膜がコーティングされている。半導体発光素子10は、基本的に通常の半導体レーザと同様の半導体層構成を有するものであるが、両端面のコーティングが上述の通りとされて、それ単独ではレーザ発振し得ないものとなっている。そして、上記前方端面10ａと回折格子15とによって波長可変レーザの共振器が構成されている。 For example, the front end face 10a of the semiconductor light emitting element 10 is coated with a reflective film having a reflectance of 30%, and the rear end face 10b is coated with a reflective film having a reflectance of approximately 0%. The semiconductor light emitting device 10 basically has a semiconductor layer configuration similar to that of a normal semiconductor laser, but the coating on both end faces is as described above, and it cannot oscillate alone. Yes. The front end face 10a and the diffraction grating 15 constitute a resonator of a wavelength tunable laser.

スキャナ16としては一例として共振型のスキャナミラーが適用されており、そこに回折格子15が取り付けられている。このスキャナ16は一定の周波数で共振動作し、回折格子15を矢印Ａ方向に高速で往復揺動させる。 As an example of the scanner 16, a resonant scanner mirror is applied, and a diffraction grating 15 is attached thereto. The scanner 16 resonates at a constant frequency and swings the diffraction grating 15 back and forth in the direction of arrow A at high speed.

位置検出手段18は例えばフォトディタクタからなり、そこには図示外の分岐光学系を介して、回折格子15で反射回折した後方出射光12Ｒの一部が入力される。この後方出射光12Ｒの光出力は回折格子15の角度位置に応じて変化するので、この位置検出手段18の出力信号Ｓ１は回折格子15の角度位置並びに、それに対応する掃引波長を示すものとなる。 The position detection means 18 is composed of, for example, a photo detector, and a part of the backward emission light 12R reflected and diffracted by the diffraction grating 15 is inputted to the position detection means 18 via a branch optical system (not shown). Since the optical output of the backward emitted light 12R changes according to the angular position of the diffraction grating 15, the output signal S1 of the position detecting means 18 indicates the angular position of the diffraction grating 15 and the corresponding sweep wavelength. .

以下、上記構成を有する本実施形態の波長可変レーザの作用について説明する。半導体発光素子10から出射した後方出射光12Ｒは、回折格子15で反射回折して半導体発光素子10に戻るようになる。このとき、回折格子15の角度に応じた波長の光だけが選択的に半導体発光素子10側に反射回折するので、その選択された波長で前方出射光12および後方出射光12Ｒが発振する。また、回折格子15が上述のように往復揺動することにより、選択される波長が連続的に変わるので、前方出射光12および後方出射光12Ｒの波長が掃引される。 Hereinafter, the operation of the wavelength tunable laser of the present embodiment having the above configuration will be described. The backward emitted light 12R emitted from the semiconductor light emitting element 10 is reflected and diffracted by the diffraction grating 15 and returns to the semiconductor light emitting element 10. At this time, only light having a wavelength corresponding to the angle of the diffraction grating 15 is selectively reflected and diffracted toward the semiconductor light emitting element 10, so that the front emission light 12 and the rear emission light 12R oscillate at the selected wavelength. Further, since the diffraction grating 15 reciprocally swings as described above, the selected wavelengths are continuously changed, so that the wavelengths of the front outgoing light 12 and the rear outgoing light 12R are swept.

なお、回折格子15が取り付けられたスキャナ16を駆動するスキャナドライバ17の動作は、位置検出手段18の出力信号Ｓ１（これは前述の通り、回折格子15の角度位置と対応している）に基づいて制御手段19が出力するスキャナドライバ駆動制御信号Ｓ２によって制御される。つまり回折格子15の角度位置は、位置検出手段18の出力信号Ｓ１に基づいてフィードバック制御される。 The operation of the scanner driver 17 that drives the scanner 16 to which the diffraction grating 15 is attached is based on the output signal S1 of the position detection means 18 (which corresponds to the angular position of the diffraction grating 15 as described above). Then, it is controlled by a scanner driver drive control signal S2 output from the control means 19. That is, the angular position of the diffraction grating 15 is feedback-controlled based on the output signal S1 of the position detection means 18.

また制御手段19は、フィードバックされる上記出力信号Ｓ１と同期して発光素子ドライバ11の駆動制御信号Ｓ３を出力し、この駆動制御信号Ｓ３によって半導体発光素子10の駆動電流Ｉが制御される。こうして、回折格子15の角度位置に応じて、つまりは掃引波長に応じて駆動電流Ｉが制御されるようになっている。つまり本実施形態では制御手段19が、半導体発光素子10の駆動電流Ｉを、波長掃引手段である回折格子15およびスキャナ16の動作と同期させて、掃引波長に応じた値に設定する電流制御手段を構成している。 The control means 19 outputs a drive control signal S3 of the light emitting element driver 11 in synchronization with the output signal S1 fed back, and the drive current I of the semiconductor light emitting element 10 is controlled by the drive control signal S3. Thus, the drive current I is controlled according to the angular position of the diffraction grating 15, that is, according to the sweep wavelength. That is, in the present embodiment, the control means 19 synchronizes the drive current I of the semiconductor light emitting element 10 with the operations of the diffraction grating 15 and the scanner 16 that are the wavelength sweep means, and sets the current control means to a value corresponding to the sweep wavelength. Is configured.

ここで、半導体発光素子10の発振波長帯域幅Δλ_LDと、回折格子15の選択波長帯域幅Δλ_GRとの関係は
Δλ_LD＜Δλ_GR
として、回折格子15の揺動により選択される波長帯域幅の中央値と、半導体発光素子10の活性層利得から決まる発振可能な波長帯域幅の中央値とが一致するように設計されている。 Here, the relationship between the oscillation wavelength bandwidth Δλ _LD of the semiconductor light emitting element 10 and the selected wavelength bandwidth Δλ _GR of the diffraction grating 15 is Δλ _LD <Δλ _GR
As a result, the median value of the wavelength bandwidth selected by the oscillation of the diffraction grating 15 and the median value of the oscillatable wavelength bandwidth determined from the active layer gain of the semiconductor light emitting device 10 are designed to coincide with each other.

次に、駆動電流Ｉの制御について説明する。図２は、この波長可変レーザにおける波長掃引制御の様子を示すものであり、同図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ回折格子15の角度（例えば共振器軸に対して直角な状態を傾斜角度ゼロとする）、半導体発光素子10の駆動電流Ｉ、光出力、波長の変化を表している。同図の（ａ）、（ｂ）に示される通り本実施形態では、回折格子15の角度が極めて小さい領域および極めて大きい領域においては、半導体発光素子10への駆動電流Ｉは、レーザ発振しきい値未満の微弱な値Ｉ_Lに設定される。その一方、上記２つの領域以外において駆動電流Ｉは、半導体発光素子10がレーザ発振し得る比較的大きな一定値Ｉ_Hに設定される。 Next, control of the drive current I will be described. FIG. 2 shows the state of wavelength sweep control in this wavelength tunable laser. In FIG. 2, (a), (b), (c), and (d) are the angles of the diffraction grating 15 (for example, the resonator axis). Represents a change in drive current I, optical output, and wavelength of the semiconductor light emitting device 10. As shown in FIGS. 4A and 4B, in the present embodiment, in the region where the angle of the diffraction grating 15 is extremely small and the region where the angle is very large, the driving current I to the semiconductor light emitting element 10 is the laser oscillation threshold. It is set to a weak value I _L of less than a value. On the other hand, the drive current I is set to a relatively large constant value I _{H at} which the semiconductor light emitting element 10 can oscillate in a region other than the two regions.

先に説明した図１３に示されている通り、回折格子15の角度が上記２つの領域のいずれかにあるときは、半導体発光素子の光出力は、そこに一定の駆動電流が注入され続けていても極めて低く、最終的にはゼロまで低下する。本実施形態においてはこのような現象に鑑みて、回折格子15の角度が上記２つの領域にあるときは、半導体発光素子10への駆動電流Ｉを上記の低い値Ｉ_Lに設定している。 As shown in FIG. 13 described above, when the angle of the diffraction grating 15 is in one of the above two regions, the light output of the semiconductor light-emitting element continues to be injected with a constant drive current. However, it is extremely low, and finally drops to zero. In the present embodiment in view of this phenomenon, when the angle of the diffraction grating 15 is in the above two regions, the drive current I to the semiconductor light emitting element 10 is set to a low value I _L of the above.

こうすることにより、元より半導体発光素子10がレーザ発振しない領域（利得が得られない波長範囲）において、該素子10に無駄に大きな駆動電流Ｉが供給されることが防止される。そこで、半導体発光素子10の劣化速度を抑えて、その長寿命化が達成される。具体的には、半導体発光素子10に発振可能な値の駆動電流を常時供給している場合と比較して、消費電力を２０％程度低減すること、またその寿命を２０％程度延ばすことも可能である。 In this way, it is possible to prevent the drive current I from being unnecessarily supplied to the element 10 in a region where the semiconductor light emitting element 10 originally does not oscillate (a wavelength range where gain cannot be obtained). Therefore, the deterioration rate of the semiconductor light emitting device 10 is suppressed, and the lifetime is increased. Specifically, it is possible to reduce power consumption by about 20% and extend its life by about 20% compared to the case where a driving current having a value capable of oscillation is constantly supplied to the semiconductor light emitting device. It is.

さらに、上述のようにすることにより半導体発光素子10の発熱量も低減できる。そこで、半導体発光素子10を冷却するペルチェ素子等を設けている場合は、その負荷を軽減することができる。また、この波長可変レーザを収納するケース内の温度上昇を抑制する効果も得られ、それにより、消費電力をより一層低減可能となる。 Furthermore, the heat generation amount of the semiconductor light emitting element 10 can be reduced by the above-described manner. Therefore, when a Peltier element or the like for cooling the semiconductor light emitting element 10 is provided, the load can be reduced. In addition, an effect of suppressing a temperature rise in the case in which the wavelength tunable laser is housed can be obtained, and thereby power consumption can be further reduced.

なお上述のように、半導体発光素子10に極めて小さな駆動電流Ｉ_Lを供給する代わりに、この駆動電流の注入を完全に絶つようにしてもよい。そのようにしても、基本的に上述の同様の効果を得ることができる。しかし、そうする場合と比べると、極めて小さな駆動電流Ｉ_Lを供給する場合は、半導体発光素子10の応答性を良くすることができるという利点がある。 As described above, instead of supplying an extremely small drive current I _L to the semiconductor light emitting device 10, this drive current injection may be completely cut off. Even in such a case, basically the same effect as described above can be obtained. However, compared with the case of doing so, when supplying a very small driving current I _L has the advantage that it is possible to improve the responsiveness of the semiconductor light emitting element 10.

＜第２の実施形態＞
次に図３〜７を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態の波長可変レーザは第１の実施形態と比べると、図１に示したものと同様の基本構成を備えた上で、半導体発光素子に注入される駆動電流Ｉの制御パターンと、その半導体発光素子の構成が異なるものである。なお、上述の通りであるので、この波長可変レーザの基本的な構成については、必要に応じて図１を参照して説明する。 <Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The wavelength tunable laser according to the second embodiment has a basic configuration similar to that shown in FIG. 1 as compared with the first embodiment, and also has a control pattern of the drive current I injected into the semiconductor light emitting device. And the configuration of the semiconductor light emitting element is different. Since it is as described above, the basic configuration of the wavelength tunable laser will be described with reference to FIG. 1 as necessary.

まず図３を参照して、駆動電流Ｉの制御について説明する。この図３は、本実施形態の波長可変レーザにおける波長掃引制御の様子を示すものであり、同図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ回折格子15（図１参照）の角度、半導体発光素子10の駆動電流Ｉ、光出力、波長の変化を表している。本実施形態では第１の実施形態との違いとして、半導体発光素子10への駆動電流Ｉが２値に設定されるのではなく、同図の（ｂ）に示す特性で変えられるようになっている。すなわちこの場合駆動電流Ｉは、回折格子15の角度が極めて小さい領域および極めて大きい領域ではレーザ発振しきい値未満の値Ｉ_Lに設定されるのは第１の実施形態と同じであるが、回折格子15の角度が次第に増大するレーザ発振領域ではＩ_HからＩ_Lの値に、そして回折格子15の角度が次第に減少するレーザ発振領域ではＩ_LからＩ_Hの値に連続的に変えられる。これにより、掃引波長がより短いほど駆動電流Ｉの値が大きく設定されることになる。 First, the control of the drive current I will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a state of wavelength sweep control in the wavelength tunable laser of this embodiment. FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are diffraction gratings 15 (FIG. 1). Angle), driving current I of the semiconductor light emitting element 10, optical output, and change in wavelength. In the present embodiment, as a difference from the first embodiment, the drive current I to the semiconductor light emitting element 10 is not set to a binary value, but can be changed by the characteristics shown in FIG. Yes. That is, in this case the drive current I, although a very small area and a very large area angle of the diffraction grating 15 being set to a value I _L of less than the laser oscillation threshold is the same as the first embodiment, the diffraction In the laser oscillation region where the angle of the grating 15 gradually increases, the value is continuously changed from I _H to I _L , and in the laser oscillation region where the angle of the diffraction grating 15 gradually decreases, the value is changed from I _L to I _H. As a result, the shorter the sweep wavelength, the larger the value of the drive current I is set.

以下、駆動電流Ｉの値を上述のように設定することと関連する、半導体発光素子10の構造に関して説明する。図４はここで用いられている半導体発光素子10の概略構成を示すものであり、また図５は、この半導体発光素子10の発光層の構造を示すバンドダイアグラムである。 Hereinafter, the structure of the semiconductor light emitting device 10 related to setting the value of the drive current I as described above will be described. FIG. 4 shows a schematic configuration of the semiconductor light emitting device 10 used here, and FIG. 5 is a band diagram showing the structure of the light emitting layer of the semiconductor light emitting device 10.

まず図４を参照して、半導体発光素子10について説明する。この半導体発光素子10は、例えばn-GaAs基板21の上にn-InGaPクラッド層22、InGaAsP光ガイド層23、InGaAs量子井戸活性層24、InGaAsP光ガイド層25、p-InGaP第１クラッド層26、n-InGaP電流ブロック層27、p-InGaP第２クラッド層28、p-GaAsコンタクト層29およびSiO₂絶縁膜30がこの順に積層され、そしてSiO₂絶縁膜30の上にp-電極31が、また基板21の半導体層積層側と反対の面にn-電極32が形成されてなるものである。なお３３は、寄生容量を低減するためにストライプ部の両脇に形成された溝である。 First, the semiconductor light emitting device 10 will be described with reference to FIG. The semiconductor light emitting device 10 includes, for example, an n-InGaP cladding layer 22, an InGaAsP light guide layer 23, an InGaAs quantum well active layer 24, an InGaAsP light guide layer 25, a p-InGaP first cladding layer 26 on an n-GaAs substrate 21. N-InGaP current blocking layer 27, p-InGaP second cladding layer 28, p-GaAs contact layer 29 and SiO ₂ insulating film 30 are laminated in this order, and p-electrode 31 is formed on SiO ₂ insulating film 30. Further, an n-electrode 32 is formed on the surface of the substrate 21 opposite to the semiconductor layer lamination side. Reference numeral 33 denotes grooves formed on both sides of the stripe portion in order to reduce parasitic capacitance.

この半導体発光素子10の発光層には、図５に概略図示する多重量子井戸構造が採用され、それぞれの量子井戸により遷移波長が異なるように半導体層が設計されている。なおこの図５において、101は第１量子井戸層、102は第２量子井戸層、103は障壁層（光ガイド層）、104はn-クラッド層（図４のn-InGaPクラッド層22に相当）、105はp-クラッド層（図４のp-InGaP第１クラッド層26に相当）である。遷移波長を変える手法は２通り有り、一つは量子井戸層厚を変化させるもの、もう一つは図５にλ１とλ２の２波長を例示するように、量子井戸層のバンドギャップを変えるものである。本発明では、どちらの手法も採用可能である。 The light emitting layer of the semiconductor light emitting device 10 employs a multiple quantum well structure schematically shown in FIG. 5, and the semiconductor layer is designed so that the transition wavelength differs depending on each quantum well. In FIG. 5, 101 is a first quantum well layer, 102 is a second quantum well layer, 103 is a barrier layer (light guide layer), and 104 is an n-cladding layer (corresponding to the n-InGaP cladding layer 22 in FIG. 4). , 105 is a p-cladding layer (corresponding to the p-InGaP first cladding layer 26 in FIG. 4). There are two ways to change the transition wavelength, one is to change the quantum well layer thickness, and the other is to change the band gap of the quantum well layer as shown in FIG. 5 as two wavelengths λ1 and λ2. It is. In the present invention, either method can be adopted.

この半導体発光素子10を単独で動作させた時の駆動電流対光出力特性を図６に、また発光スペクトルの駆動電流依存性を図７に示す。なお図６には、駆動電流対光出力特性の他に、駆動電流がＩ_１、Ｉ_２、Ｉ_３、Ｉ_４、Ｉ_５であるときの発光スペクトル特性（図７に示したもの）を挿入して示してある。 FIG. 6 shows the drive current vs. light output characteristics when this semiconductor light emitting device 10 is operated alone, and FIG. 7 shows the drive current dependence of the emission spectrum. In addition to the drive current vs. optical output characteristics, FIG. 6 includes the emission spectrum characteristics (shown in FIG. 7) when the drive currents are I ₁ , I ₂ , I ₃ , I ₄ , and I ₅ . It is shown.

これらの図に示されるように、駆動電流Ｉを次第に上げていくと、最初に長波長側の量子井戸層からの発光が始まり、その光強度が徐々に増大し、あるところから短波側の量子井戸層からの発光が見られるようになる。このような半導体発光素子10を波長可変レーザに使用する場合には、一定電流で使用することは得策ではない。すなわち、発振させたい波長に応じて駆動電流値を変えることで、波長毎に高い利得を得ることができ、また駆動電流を不要な分だけ下げることもできるからである。この点について以下、詳細に説明する。 As shown in these figures, when the drive current I is gradually increased, light emission from the long wavelength side quantum well layer first begins, and the light intensity gradually increases. Light emission from the well layer can be seen. When such a semiconductor light emitting device 10 is used for a wavelength tunable laser, it is not a good idea to use it at a constant current. That is, by changing the drive current value according to the wavelength to be oscillated, a high gain can be obtained for each wavelength, and the drive current can be lowered by an unnecessary amount. This point will be described in detail below.

例えば図７に示す波長λ_５でレーザ発振させたい場合には、駆動電流がＩ_１〜Ｉ_５の間であれば利得はほとんど同じであるために、どの電流値でもほぼ同等の光出力が得られる。したがって、波長λ_５の場合には駆動電流をＩ_１とすれば、少ない電流値でもレーザ発振が得られて、半導体発光素子の劣化を抑制する効果が得られる。それに対して波長λ_４でレーザ発振させたい場合には、駆動電流値がＩ_１→Ｉ_２→Ｉ_３と高くなるにつれて光出力が順に高くなるが、更に電流値をＩ_３→Ｉ_４→Ｉ_５と上げていくと、逆に光出力は下がる傾向を示す。つまりこの場合には、電流値Ｉ_３で駆動することで最も光出力が高くなる。もちろん、電流値をＩ_２、Ｉ_４、Ｉ_５のいずれにして駆動してもある程度の光出力が得られるので、用途に必要な光量が十分に足りるのであればどの電流値としても問題はないが、その中の特に電流値Ｉ_２で駆動すれば半導体発光素子の負荷を軽減することができる。 For example, when it is desired to oscillate at the wavelength λ ₅ shown in FIG. 7, since the gain is almost the same if the drive current is between I _{1 and} I ₅ , almost the same optical output can be obtained at any current value. It is done. Therefore, in the case of the wavelength λ ₅ , if the drive current is I ₁ , laser oscillation can be obtained even with a small current value, and the effect of suppressing deterioration of the semiconductor light emitting element can be obtained. On the other hand, when it is desired to oscillate at the wavelength λ ₄ , the light output increases in order as the drive current value increases as I ₁ → I ₂ → I ₃ , but the current value further increases from I ₃ → I ₄ → I _3. _When it is raised to ₅ , the light output tends to decrease. That in this case, most light output by driving a current value I ₃ increases. Of course, since a certain level of light output can be obtained even if the current value is driven at any of I ₂ , I ₄ , and I ₅ , there is no problem with any current value as long as the amount of light necessary for the application is sufficient. However, it is possible to reduce the load on the semiconductor light emitting device by driving with the current value I ₂ in particular.

また、以上示したように半導体発光素子の利得が、駆動電流に応じた特有のスペクトルプロファイルを有する場合には、選択する波長に応じて駆動電流値を変えることで、光出力のプロファイル（時間経過に伴う光出力の変化特性）を制御することも可能になる。 In addition, as described above, when the gain of the semiconductor light emitting device has a specific spectral profile corresponding to the driving current, the optical output profile (elapsed time) is obtained by changing the driving current value according to the selected wavelength. It is also possible to control the change characteristics of the light output accompanying the.

なお、本実施形態の波長可変レーザに用いる半導体発光素子としては、図５に示したような２種類の量子井戸発光層を持つものだけではなく、その他に、遷移波長の異なる３種類以上の発光層を組み合わせた構造を持つものも適用可能である。 The semiconductor light emitting device used in the wavelength tunable laser according to the present embodiment is not limited to the one having two types of quantum well light emitting layers as shown in FIG. 5, but also three or more types of light emitting elements having different transition wavelengths. A structure having a combination of layers is also applicable.

また図８は、上述の半導体発光素子10に代えて用いられ得る半導体発光素子10′を示すものである。同図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、この半導体発光素子10′の概略全体形状を示す斜視図、発光層40の部分を導波路が延びる方向（矢印Ｂ方向）に切断して示す斜視図、発光層40の一端側の構成を示す概略立面図、発光層40の他端側の構成を示す概略立面図である。またこの（ｃ）および（ｄ）において、101は量子井戸層、103は障壁層、104はn-クラッド層、105はp-クラッド層であり、ここに示される通り量子井戸層101および障壁層103の厚みは、発光層40の一端側から他端側に向かって連続的に変化している。 FIG. 8 shows a semiconductor light emitting device 10 ′ that can be used in place of the semiconductor light emitting device 10 described above. (A), (b), (c), and (d) of the same figure are perspective views showing the schematic overall shape of the semiconductor light emitting element 10 ', respectively, and the direction in which the waveguide extends in the light emitting layer 40 (arrow B) 3 is a perspective view cut in a direction), a schematic elevation view showing a configuration of one end side of the light emitting layer 40, and a schematic elevation view showing a configuration of the other end side of the light emitting layer 40. In (c) and (d), 101 is a quantum well layer, 103 is a barrier layer, 104 is an n-cladding layer, and 105 is a p-cladding layer. As shown here, the quantum well layer 101 and the barrier layer The thickness of 103 continuously changes from one end side of the light emitting layer 40 toward the other end side.

上記構成の半導体発光素子10′においては、導波路に沿った方向に連続的にバンドギャップ波長が変化しており、そのため、この半導体発光素子10′の発光スペクトルは比較的ブロードなものとなっている。それにより、回折格子15による波長選択幅が広がり、ひいては波長可変レーザの波長掃引範囲が拡大される。そしてこのような半導体発光素子10′は、図６に示したように駆動電流Ｉの値に応じて発光スペクトル特性が変わる傾向がより顕著である。そこでこの種の半導体発光素子10′を適用する場合は、選択波長に応じて駆動電流値を変えて光出力のプロファイル（時間経過に伴う光出力の変化特性）を制御することが、より望ましいものとなることが多い。 In the semiconductor light emitting device 10 ′ having the above configuration, the bandgap wavelength continuously changes in the direction along the waveguide, and therefore the emission spectrum of the semiconductor light emitting device 10 ′ becomes relatively broad. Yes. As a result, the wavelength selection range by the diffraction grating 15 is expanded, and as a result, the wavelength sweep range of the wavelength tunable laser is expanded. In such a semiconductor light emitting element 10 ', the tendency of the emission spectrum characteristic to change according to the value of the drive current I as shown in FIG. Therefore, when this type of semiconductor light emitting device 10 'is applied, it is more desirable to control the light output profile (change characteristics of light output over time) by changing the drive current value according to the selected wavelength. Often.

なお、ここでは、導波路に沿った方向に連続的にバンドギャップ波長が変化する半導体発光素子10′について説明したが、導波路に沿った方向に段階的にバンドギャップ波長が変化する半導体発光素子を用いることもできる。 Here, the semiconductor light emitting device 10 ′ whose bandgap wavelength continuously changes in the direction along the waveguide has been described. However, the semiconductor light emitting device whose bandgap wavelength changes stepwise in the direction along the waveguide. Can also be used.

また本実施形態および第１の実施形態では、発振するレーザ光の波長を掃引する波長掃引手段として、回折格子15と、その回折格子15の共振器軸に対する角度を変化させる手段（スキャナ16およびスキャナドライバ17）とからなるものが用いられているが、本発明ではそれ以外の波長掃引手段を用いることも可能である。すなわち例えば、一組の対向させた高反射ミラーの間隔を変えることで波長を選択するエタロンフィルタや、液晶を用いた波長選択フィルタや、光学フィルタ膜の膜厚を段階的に変化させているディスク状のフィルタ等も適用可能である。 In the present embodiment and the first embodiment, as the wavelength sweeping means for sweeping the wavelength of the oscillating laser light, the diffraction grating 15 and means for changing the angle of the diffraction grating 15 with respect to the resonator axis (the scanner 16 and the scanner). A driver 17) is used, but other wavelength sweeping means can be used in the present invention. That is, for example, an etalon filter that selects a wavelength by changing the interval between a pair of opposed high reflection mirrors, a wavelength selection filter that uses liquid crystal, or a disk in which the film thickness of an optical filter film is changed in stages. A shaped filter or the like is also applicable.

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態による波長可変レーザの概略構成を示すものである。なおこの図９において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する。 <Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a schematic configuration of a wavelength tunable laser according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted unless particularly necessary.

本実施形態の波長可変レーザにおいては、図１に示したスキャナ16およびスキャナドライバ17に代わるものとして、中心を軸として図中矢印Ｄ方向に回転するポリゴンミラー50および、それを回転駆動させるポリゴンミラードライバ51が用いられている。すなわち本実施形態では、波長掃引手段が回折格子15、ポリゴンミラー50およびポリゴンミラードライバ51から構成されている。またここでも、波長可変レーザの共振器は、半導体発光素子10の前方端面10ａと回折格子15とで構成されている。 In the wavelength tunable laser according to the present embodiment, as an alternative to the scanner 16 and the scanner driver 17 shown in FIG. 1, a polygon mirror 50 that rotates in the direction of arrow D in FIG. A driver 51 is used. In other words, in the present embodiment, the wavelength sweeping means includes the diffraction grating 15, the polygon mirror 50, and the polygon mirror driver 51. Also here, the resonator of the wavelength tunable laser is composed of the front end face 10 a of the semiconductor light emitting element 10 and the diffraction grating 15.

本例において回折格子15は固定されており、ポリゴンミラー50が回転して回折格子15に対する後方出射光12Ｒの入射角度を変えることで、波長可変レーザの発振波長が選択・掃引される。そして図１の装置と同様に制御手段19は、発光素子ドライバ11の駆動制御信号Ｓ３を、フィードバックされる位置検出手段18の出力信号Ｓ１に応じた値として出力し、この駆動制御信号Ｓ３によって半導体発光素子10の駆動電流Ｉが制御される。こうして、ポリゴンミラー50の周面のミラー面の角度（例えば共振器軸に対する角度とする）に応じて、つまりは掃引波長に応じて駆動電流Ｉが制御されるようになっている。 In this example, the diffraction grating 15 is fixed, and the oscillation wavelength of the wavelength tunable laser is selected and swept by rotating the polygon mirror 50 and changing the incident angle of the backward emission light 12R with respect to the diffraction grating 15. As in the apparatus of FIG. 1, the control means 19 outputs the drive control signal S3 of the light emitting element driver 11 as a value corresponding to the output signal S1 of the position detection means 18 to be fed back. The drive current I of the light emitting element 10 is controlled. Thus, the drive current I is controlled according to the angle of the mirror surface of the peripheral surface of the polygon mirror 50 (for example, the angle relative to the resonator axis), that is, according to the sweep wavelength.

ここで、半導体発光素子10の発振波長帯域幅Δλ_LDと、回折格子15の選択波長帯域幅Δλ_GRとの関係は
Δλ_LD＜Δλ_GR
として、
ポリゴンミラー50と回折格子15との組み合わせから決まる選択可能な波長帯域幅の中央値と、半導体発光素子10の活性層利得から決まる発振可能な波長帯域幅の中央値とが一致するように設計されている。 Here, the relationship between the oscillation wavelength bandwidth Δλ _LD of the semiconductor light emitting element 10 and the selected wavelength bandwidth Δλ _GR of the diffraction grating 15 is Δλ _LD <Δλ _GR
As
Designed so that the median of the selectable wavelength bandwidth determined from the combination of the polygon mirror 50 and the diffraction grating 15 and the median of the oscillatable wavelength bandwidth determined from the active layer gain of the semiconductor light emitting device 10 match. ing.

次に、駆動電流Ｉの制御について説明する。図１０は、この波長可変レーザにおける波長掃引制御の様子を示すものであり、同図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれポリゴンミラー50の周面のミラー面の角度、半導体発光素子10の駆動電流Ｉ、光出力、波長の変化を表している。同図の（ａ）、（ｂ）に示される通り本実施形態では、ミラー面の角度が極めて小さい領域および極めて大きい領域においては、半導体発光素子10への駆動電流Ｉの注入が絶たれる。そして上記２つの領域の間において駆動電流Ｉは一定ではなく、同図の（ｂ）に示す特性で連続的に変えられる。 Next, control of the drive current I will be described. FIG. 10 shows the state of wavelength sweep control in this wavelength tunable laser. FIGS. 10A, 10B, 10C, and 10D show the mirror surfaces on the peripheral surface of the polygon mirror 50, respectively. The angle, the drive current I of the semiconductor light emitting element 10, the light output, and the change in wavelength are shown. In this embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the region where the angle of the mirror surface is extremely small and the region where the angle is very large, the injection of the drive current I to the semiconductor light emitting element 10 is stopped. The drive current I is not constant between the two regions, but can be continuously changed with the characteristics shown in FIG.

以上のように駆動電流Ｉが制御されることにより、元より波長可変レーザがレーザ発振しない領域（利得が得られない波長範囲）において、半導体発光素子10に無駄に駆動電流Ｉが供給されることがなくなる。そこで、半導体発光素子10の劣化速度を抑えて、その長寿命化が達成される。なお本例では、同図の（ｄ）に示される通り、駆動電流注入期間中に発振波長は、ミラー角度の増大につれて次第に長くなるように掃引される。 By controlling the drive current I as described above, the drive current I is unnecessarily supplied to the semiconductor light emitting element 10 in a region where the wavelength tunable laser does not oscillate originally (wavelength range where gain cannot be obtained). Disappears. Therefore, the deterioration rate of the semiconductor light emitting device 10 is suppressed, and the lifetime is increased. In this example, as shown in (d) of the figure, the oscillation wavelength is swept so as to gradually increase as the mirror angle increases during the drive current injection period.

また、駆動電流Ｉが上述の特性で連続的に変えられることにより、同図（ｃ）に示される通り光出力は、駆動電流注入期間中一定に維持される。光出力のプロファイルをこのように制御するのは、波長掃引されたレーザ光を使用する装置が、一定出力のレーザ光を必要とする場合に適している。 Further, by continuously changing the drive current I with the above-described characteristics, the optical output is maintained constant during the drive current injection period as shown in FIG. Controlling the optical output profile in this manner is suitable when an apparatus using laser light that has been swept in wavelength requires laser light with a constant output.

なお光出力を一定に保つためには、上述のように駆動電流Ｉを予め定められたパターンに制御する他、例えば波長可変レーザから出射した光の一部をモニタし、そのモニタされる光出力が一定になるように駆動電流Ｉを制御する手法を採用することもできる。 In order to keep the light output constant, the drive current I is controlled to a predetermined pattern as described above, and for example, a part of the light emitted from the wavelength tunable laser is monitored, and the monitored light output It is also possible to employ a method of controlling the drive current I so that is constant.

また図１１に示すように、単純にミラー角度の増大につれて、つまり掃引波長がより長くなるのに従って、駆動電流Ｉを線形的に低減させる駆動方法も採用可能である。このような駆動方法においても、半導体発光素子10の負荷を軽減する効果があり、それにより波長可変レーザの寿命を長くすることができる。 Further, as shown in FIG. 11, a driving method that linearly reduces the driving current I as the mirror angle increases, that is, as the sweep wavelength becomes longer, can be employed. Such a driving method also has the effect of reducing the load on the semiconductor light emitting element 10, thereby extending the life of the wavelength tunable laser.

なおその場合、光出力のプロファイルは同図の（ｃ）に示されるようなものとなる。このような光出力特性を持つ波長可変レーザは、ガウス状の光強度分布を持つレーザ光を必要とする用途に適したものとなる。 In this case, the optical output profile is as shown in FIG. A wavelength tunable laser having such light output characteristics is suitable for applications that require laser light having a Gaussian light intensity distribution.

本発明の第１の実施形態による波長可変レーザを示す概略構成図1 is a schematic configuration diagram showing a wavelength tunable laser according to a first embodiment of the present invention. 図１の波長可変レーザにおける半導体発光素子の駆動電流制御を説明するグラフ1 is a graph illustrating drive current control of a semiconductor light emitting element in the wavelength tunable laser of FIG. 本発明の第２の実施形態における半導体発光素子の駆動電流制御を説明するグラフThe graph explaining the drive current control of the semiconductor light-emitting device in the 2nd Embodiment of this invention 上記第２の実施形態に用いられた半導体発光素子の構成を示す概略斜視図The schematic perspective view which shows the structure of the semiconductor light-emitting device used for the said 2nd Embodiment. 図４に示した半導体発光素子の発光層のバンドダイアグラムBand diagram of the light emitting layer of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 図４に示した半導体発光素子の駆動電流対光出力特性を示すグラフThe graph which shows the drive current versus optical output characteristic of the semiconductor light-emitting device shown in FIG. 図４に示した半導体発光素子の発光スペクトルの駆動電流依存性を示すグラフThe graph which shows the drive current dependence of the emission spectrum of the semiconductor light-emitting device shown in FIG. 本発明に用いられ得る半導体発光素子の別の例を示す概略図Schematic which shows another example of the semiconductor light-emitting device which can be used for this invention. 本発明の第３の実施形態による波長可変レーザを示す概略構成図Schematic configuration diagram showing a wavelength tunable laser according to a third embodiment of the present invention. 図９の波長可変レーザにおける半導体発光素子の駆動電流制御を説明するグラフFIG. 9 is a graph for explaining drive current control of a semiconductor light emitting element in the wavelength tunable laser of FIG. 本発明における半導体発光素子の駆動電流制御の別の例を説明するグラフThe graph explaining another example of the drive current control of the semiconductor light-emitting device in this invention 従来の波長可変レーザの一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a conventional wavelength tunable laser 従来の波長可変レーザにおける半導体発光素子の駆動状態を説明するグラフA graph for explaining a driving state of a semiconductor light emitting element in a conventional tunable laser

Explanation of symbols

10、10′ 半導体発光素子
10ａ半導体発光素子の前方端面
11 発光素子ドライバ
12 半導体発光素子の前方出射光
12Ｒ半導体発光素子の後方出射光
13、14 コリメーターレンズ
15 回折格子
16 スキャナ
17 スキャナドライバ
18 位置検出手段
19 制御手段
21 n-GaAs基板
22 n-InGaPクラッド層
23 InGaAsP光ガイド層
24 InGaAs量子井戸活性層
25 InGaAsP光ガイド層
26 p-InGaP第１クラッド層
27 n-InGaP電流ブロック層
28 p-InGaP第２クラッド層
29 p-GaAsコンタクト層
30 SiO₂絶縁膜
31 p-電極
32 n-電極
40 発光層
50 ポリゴンミラー
51 ポリゴンミラードライバ
101 第１量子井戸層
102 第２量子井戸層
103 障壁層（光ガイド層）
104 n-クラッド層
105 p-クラッド層 10, 10 'Semiconductor light emitting device
10a Front end face of semiconductor light emitting device
11 Light-emitting element driver
12 Forward light emitted from semiconductor light emitting device
12R Backward light emitted from semiconductor light emitting device
13, 14 Collimator lens
15 Diffraction grating
16 Scanner
17 Scanner driver
18 Position detection means
19 Control means
21 n-GaAs substrate
22 n-InGaP cladding layer
23 InGaAsP light guide layer
24 InGaAs quantum well active layer
25 InGaAsP light guide layer
26 p-InGaP first cladding layer
27 n-InGaP current blocking layer
28 p-InGaP second cladding layer
29 p-GaAs contact layer
30 SiO ₂ insulating film
31 p-electrode
32 n-electrode
40 Light emitting layer
50 polygon mirror
51 Polygon mirror driver
101 First quantum well layer
102 Second quantum well layer
103 Barrier layer (light guide layer)
104 n-cladding layer
105 p-cladding layer

Claims

A wavelength having at least a semiconductor gain medium in which an optical gain is generated by current injection, a resonator for lasing the light emitted from the semiconductor gain medium, and a wavelength sweeping means for sweeping the wavelength of the oscillating laser light In variable lasers,
A wavelength tunable laser comprising: current control means for setting a drive current injected into the semiconductor gain medium to a value corresponding to a sweep wavelength.

2. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the current control unit is configured to set the value of the drive current to a value less than a laser oscillation threshold value outside a wavelength band in which laser oscillation is possible. .

3. The current control unit is configured to change a value of the driving current in a wavelength band in which laser oscillation is possible, and to control a change characteristic of light output with time. The tunable laser described.

4. The wavelength tunable laser according to claim 3, wherein the current control means is configured to reduce the drive current as the sweep wavelength becomes longer.

5. The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the semiconductor gain medium has a gain with respect to a plurality of different wavelengths.

6. The wavelength tunable laser according to claim 5, wherein the semiconductor gain medium has a plurality of semiconductor layers whose band gap energy changes in the stacking direction.

6. The wavelength tunable laser according to claim 5, wherein the semiconductor gain medium has a band gap energy that changes stepwise or continuously along the waveguide direction.