JP2014165377A - Integrated semiconductor laser element and semiconductor laser device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated semiconductor laser element which improves a low-noise property over wide bands, and a semiconductor laser device.SOLUTION: The integrated semiconductor laser element is formed by integrating a semiconductor light output part outputting laser light of two or more wavelengths different from each other, and a semiconductor light amplification part which includes an electrode for applying a current to a semiconductor active layer and amplifies output laser light from the semiconductor light output part while guiding it in a length direction. In the semiconductor light amplification part, two or more semiconductor light amplifiers with peak wavelength of amplification gains being different from each other are arrayed in the length direction, and the electrode is formed separately for each semiconductor light amplifier.

Description

本発明は、集積型半導体レーザ素子、および、半導体レーザ装置に関するものである。   The present invention relates to an integrated semiconductor laser element and a semiconductor laser device.

例えば、DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)光通信用の波長可変光源として、互いにレーザ発振波長が異なる複数の半導体レーザを集積した集積型半導体レーザ素子が開示されている(例えば特許文献1参照)。この種の集積型半導体レーザ素子では、動作させる半導体レーザを切り替えて、出力するレーザ光の波長を変化させることによって波長可変レーザとして機能する。複数の半導体レーザには、光合流器、半導体光増幅器(Semiconductor Optical Amplifier:SOA)が順次接続されている。動作させる半導体レーザからのレーザ光は、光合流器を通過した後、SOAによって光増幅されて素子の出力端から出力される。   For example, as a wavelength variable light source for DWDM (Density Wavelength Division Multiplexing) optical communication, an integrated semiconductor laser element in which a plurality of semiconductor lasers having different laser oscillation wavelengths are integrated is disclosed (for example, see Patent Document 1). This type of integrated semiconductor laser device functions as a wavelength tunable laser by switching the semiconductor laser to be operated and changing the wavelength of the laser beam to be output. An optical combiner and a semiconductor optical amplifier (SOA) are sequentially connected to the plurality of semiconductor lasers. The laser light from the semiconductor laser to be operated passes through the optical combiner, is optically amplified by the SOA, and is output from the output terminal of the element.

上記のような集積型半導体レーザ素子は、例えばピグテイルファイバ付きのレーザモジュールに組み込まれて使用される。このようなレーザモジュールは、例えばDWDM光通信ネットワークシステムにおける長距離光伝送のために、外部変調器と組み合わせて、信号光源として使用される。   The integrated semiconductor laser device as described above is used by being incorporated in a laser module with a pigtail fiber, for example. Such a laser module is used as a signal light source in combination with an external modulator for long-distance optical transmission in, for example, a DWDM optical communication network system.

特開2005−317695号公報JP 2005-317695 A

ここで、SOAは、半導体の活性層における誘導放出によって、光を増幅する。そのため、半導体の活性層は、電圧が印加され反転分布の状態とされている必要がある。このとき、誘導放出と並行して、自然放出による自然放出(AmPlified Spontaneous Emission:ASE)光も発生する。   Here, the SOA amplifies light by stimulated emission in the active layer of the semiconductor. Therefore, the active layer of the semiconductor needs to be in an inversion distribution state by applying a voltage. At this time, spontaneous emission (ASE) light due to spontaneous emission is also generated in parallel with stimulated emission.

集積型半導体レーザ素子の波長と出力光強度との関係を調べると、各波長で集積型半導体レーザ素子を発振させた場合に、発振波長以外の波長にも出力光成分があることがわかる。これが自然放出によるASE光であり、特にレーザ光の波長がSOAの増幅利得のピーク波長から離れた短波長側と長波長側との両側において、ASE光のピーク光強度が強いことがわかる。光通信においては、このASE光が雑音となり、通信品質を劣化させる。そのため、ASE光の発生を低減させた波長可変光源が求められている。   Examination of the relationship between the wavelength of the integrated semiconductor laser element and the output light intensity reveals that when the integrated semiconductor laser element oscillates at each wavelength, there is an output light component at a wavelength other than the oscillation wavelength. This is ASE light by spontaneous emission, and it can be seen that the peak light intensity of the ASE light is strong particularly on both the short wavelength side and the long wavelength side where the wavelength of the laser light is away from the peak wavelength of the amplification gain of the SOA. In optical communication, this ASE light becomes noise and degrades communication quality. Therefore, there is a demand for a wavelength tunable light source that reduces the generation of ASE light.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子、および、半導体レーザ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an integrated semiconductor laser element and a semiconductor laser device which are excellent in low noise over a wide band.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、互いに異なる2つ以上の波長のレーザ光を出力する半導体光出力部と、半導体活性層に電流を印加するための電極を備え、前記半導体光出力部からの出力レーザ光を長手方向に導波しながら増幅する半導体光増幅部と、が集積され、前記半導体光増幅部は、前記長手方向に増幅利得のピーク波長の互いに異なる2つ以上の半導体光増幅器が配列され、前記電極は、前記半導体光増幅器ごとに離間して形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an integrated semiconductor laser device according to the present invention includes a semiconductor optical output unit that outputs laser beams having two or more different wavelengths, and a current to the semiconductor active layer. And a semiconductor optical amplifier that amplifies the laser light output from the semiconductor optical output unit while guiding the output laser light in the longitudinal direction. The semiconductor optical amplification unit amplifies in the longitudinal direction. Two or more semiconductor optical amplifiers having different gain peak wavelengths are arranged, and the electrodes are formed so as to be spaced apart from each other.

また、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、上記発明において、前記半導体光増幅部は、前記長手方向に活性層の厚さ、または、活性層の組成が異なることを特徴とする。   In the integrated semiconductor laser device according to the present invention as set forth in the invention described above, the semiconductor optical amplifier section is different in the thickness of the active layer or the composition of the active layer in the longitudinal direction.

また、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、上記発明において、前記半導体光出力部は、互いに異なる発振波長で単一モード発振する複数の分布帰還型の半導体レーザであって、さらに、前記複数の半導体レーザからの出力レーザ光がそれぞれ入力され、該出力レーザ光を合流させて出力させることができる光合流部を備え、前記半導体光増幅器は、前記光合流部を介して、前記半導体光出力部からの出力レーザ光を前記長手方向に導波しながら増幅することを特徴とする。   The integrated semiconductor laser device according to the present invention is the integrated semiconductor laser device according to the above invention, wherein the semiconductor optical output section is a plurality of distributed feedback semiconductor lasers that oscillate in a single mode at different oscillation wavelengths. Output laser light from each of the semiconductor lasers, and an optical converging unit capable of combining and outputting the output laser light, and the semiconductor optical amplifier outputs the semiconductor optical output via the optical converging unit The output laser light from the unit is amplified while being guided in the longitudinal direction.

また、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、上記発明において、前記半導体光出力部が出力するレーザ光の波長は、前記半導体光増幅器のうち、少なくとも1つの半導体光増幅器の増幅利得の飽和波長帯に含まれることを特徴とする。   In the integrated semiconductor laser device according to the present invention, the wavelength of the laser light output from the semiconductor optical output unit is the saturation wavelength of the amplification gain of at least one of the semiconductor optical amplifiers. It is included in the belt.

また、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、上記発明において、前記半導体光出力部が出力するレーザ光の波長は、1520nm以上1610nm以下のうち、いずれかの波長であることを特徴とする。   In the integrated semiconductor laser device according to the present invention as set forth in the invention described above, the wavelength of the laser light output from the semiconductor light output unit is any one of 1520 nm and 1610 nm.

また、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、上記発明において、前記半導体光出力部が出力するいずれの波長のレーザ光に対しても、前記集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比が、40dB/nm以上であることを特徴とする。   The integrated semiconductor laser element according to the present invention is the laser that is finally output from the integrated semiconductor laser element in any of the above-mentioned inventions, for any wavelength of laser light output from the semiconductor optical output unit. The ratio of signal light to spontaneous emission of light is 40 dB / nm or more.

また、本発明に係る集積型半導体レーザ素子は、上記発明において、前記半導体光増幅部は、長波長側に増幅利得のピーク波長を有する前記半導体光増幅器が、前記半導体光出力部に近い位置に配置され、短波長側に増幅利得のピーク波長を有する前記半導体光増幅器が、前記半導体光出力部から遠い位置に配置されていることを特徴とする。   The integrated semiconductor laser device according to the present invention is the integrated semiconductor laser device according to the above invention, wherein the semiconductor optical amplifier has a peak wavelength of amplification gain on the long wavelength side, and the semiconductor optical amplifier is located at a position close to the semiconductor optical output unit. The semiconductor optical amplifier disposed and having a peak wavelength of amplification gain on the short wavelength side is disposed at a position far from the semiconductor optical output section.

また、本発明に係る半導体レーザ装置は、上記発明の集積型半導体レーザ素子と、前記半導体光増幅部に対して電流を印加する電流印加部と、を備え、前記電流印加部は、前記半導体光増幅器のうち、前記半導体光出力部からの出力レーザ光の波長に近い増幅利得のピーク波長を有する前記半導体光増幅器に最も多くの電流を印加することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device comprising: the integrated semiconductor laser element according to the invention described above; and a current application unit that applies a current to the semiconductor optical amplification unit, wherein the current application unit includes the semiconductor optical device. Among the amplifiers, the largest amount of current is applied to the semiconductor optical amplifier having a peak wavelength of amplification gain close to the wavelength of the output laser light from the semiconductor optical output unit.

また、本発明に係る半導体レーザ装置は、上記発明において、前記半導体光出力部からの出力レーザ光の波長が、前記半導体光増幅器のうち、いずれか1つの半導体光増幅器の増幅利得の飽和波長帯であるとき、該半導体光増幅器に前記集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光強度が波長によらず一定となるよう電流を印加し、さらに、前記電流印加部は、該半導体光増幅器以外の前記半導体光増幅器に、その半導体光増幅器から出力される光強度が、その半導体光増幅器に入力される光強度以下となるようその半導体光増幅器に電流を印加することを特徴とする。   Further, in the semiconductor laser device according to the present invention, in the above invention, the wavelength of the output laser light from the semiconductor optical output unit is a saturation wavelength band of the amplification gain of any one of the semiconductor optical amplifiers. Is applied to the semiconductor optical amplifier so that the laser light intensity finally output from the integrated semiconductor laser element is constant regardless of the wavelength, and the current application unit further includes the semiconductor optical amplifier. A current is applied to the semiconductor optical amplifier other than the amplifier so that the light intensity output from the semiconductor optical amplifier is equal to or lower than the light intensity input to the semiconductor optical amplifier.

本発明によれば、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子、および、半導体レーザ装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize an integrated semiconductor laser element and a semiconductor laser device that are excellent in low noise over a wide band.

図1は、本発明の実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置の模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor laser device using an integrated semiconductor laser element according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、図1に示す集積型半導体レーザ素子のII−II線断面の一部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a part of a section taken along line II-II of the integrated semiconductor laser device shown in FIG. 図3は、図1に示す集積型半導体レーザ素子のIII−III線断面図である。3 is a cross-sectional view of the integrated semiconductor laser element shown in FIG. 1 taken along the line III-III. 図4は、図1に示す集積型半導体レーザ素子のIV−IV線断面の一部を示す図である。4 is a view showing a part of a cross section taken along line IV-IV of the integrated semiconductor laser device shown in FIG. 図5は、図1に示す集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device shown in FIG. 図6は、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the first embodiment. 図7は、半導体光増幅器の増幅利得が最大となるピーク波長と活性層厚比との関係を表す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the peak wavelength at which the amplification gain of the semiconductor optical amplifier is maximized and the active layer thickness ratio. 図8は、実施例に係る集積型半導体レーザ素子における各半導体光増幅器の波長と集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比との関係を表す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the wavelength of each semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the example and the ratio of the signal light to the spontaneous emission light ratio of the laser light finally output from the integrated semiconductor laser device. is there. 図9は、実施例に係る集積型半導体レーザ素子および比較例に係る集積型半導体レーザ素子の波長と集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比との関係を表す図である。FIG. 9 shows the relationship between the wavelength of the integrated semiconductor laser element according to the example and the integrated semiconductor laser element according to the comparative example and the ratio of the signal light to the spontaneous emission light ratio of the laser light finally output from the integrated semiconductor laser element. It is a figure showing a relationship. 図10は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図11は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図12は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図13は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an example of a manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図14は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining an example of the method of manufacturing the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図15は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図16は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. 図17は、本発明の実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. 図18は、本発明の実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. 図19は、本発明の実施の形態4に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention. 図20は、本発明の実施の形態5に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention.

以下に、図面を参照して本発明に係る集積型半導体レーザ素子、および、半導体レーザ装置の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。   Hereinafter, embodiments of an integrated semiconductor laser device and a semiconductor laser device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately denoted by the same reference numerals. Further, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each layer, the ratio of each layer, and the like may differ from the actual situation. Even between the drawings, there are cases in which portions having different dimensional relationships and ratios are included.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置の模式的な平面図である。図1に示すように、半導体レーザ装置100は、本実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1に、さらに、電流印加部である電源装置17を接続した構成である。電源装置17は、集積型半導体レーザ素子1のDFBレーザ11−1〜11−N(Nは2以上の整数)、および、SOA14−1、14−2、14−3に電流を印加する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor laser device using an integrated semiconductor laser element according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device 100 has a configuration in which a power supply device 17 that is a current application unit is further connected to the integrated semiconductor laser element 1 according to the first embodiment. The power supply device 17 applies current to the DFB lasers 11-1 to 11 -N (N is an integer of 2 or more) and the SOAs 14-1, 14-2, and 14-3 of the integrated semiconductor laser element 1.

集積型半導体レーザ素子1は、それぞれがメサ構造を有する、半導体光出力部であるN個のDFBレーザ11−1〜11−Nと、N個の光導波路12−1〜12−Nと、光合流部である光合流器13と、半導体光増幅部である3つのSOA14−1、14−2、14−3とを1つの半導体基板上に集積し、埋め込み部15により埋め込んだ構造を有する。DFBレーザ11−1〜11−N間の埋め込み部15には、トレンチ溝16−1〜16−M(M=N―1)を設けている。   The integrated semiconductor laser device 1 includes N DFB lasers 11-1 to 11-N, which are semiconductor optical output units, each having a mesa structure, N optical waveguides 12-1 to 12-N, It has a structure in which the optical combiner 13 that is a converging part and the three SOAs 14-1, 14-2, and 14-3 that are semiconductor optical amplifying parts are integrated on one semiconductor substrate and embedded in the embedding part 15. In the buried portion 15 between the DFB lasers 11-1 to 11-N, trench grooves 16-1 to 16-M (M = N-1) are provided.

DFBレーザ11−1〜11−Nは、各々が幅1.5μm〜3μmのストライプ状の埋め込み構造を有する端面発光型レーザであり、集積型半導体レーザ素子1の一端において幅方向に例えば25μmピッチで形成されている。DFBレーザ11−1〜11−Nは、各DFBレーザに備えられた回折格子の間隔を互いに異ならせることにより、出力光が単一モード発振のレーザ光となり、そのレーザ発振波長が、例えば1530nm〜1570nmの範囲で互いに相違するように構成されている。また、DFBレーザ11−1〜11−Nの各発振波長は、集積型半導体レーザ素子1の設定温度を変化させることにより微調整することができる。すなわち、集積型半導体レーザ素子1は、駆動するDFBレーザの切り替えと温度制御とにより、広い波長可変範囲を実現している。   The DFB lasers 11-1 to 11 -N are edge-emitting lasers each having a stripe-shaped embedded structure with a width of 1.5 μm to 3 μm, and at one end of the integrated semiconductor laser element 1 at a pitch of, for example, 25 μm. Is formed. In the DFB lasers 11-1 to 11-N, the output light becomes single-mode oscillation laser light by making the intervals of diffraction gratings provided in the respective DFB lasers different from each other, and the laser oscillation wavelength is, for example, 1530 nm to They are configured to be different from each other in the range of 1570 nm. The oscillation wavelengths of the DFB lasers 11-1 to 11-N can be finely adjusted by changing the set temperature of the integrated semiconductor laser element 1. That is, the integrated semiconductor laser device 1 realizes a wide wavelength tunable range by switching the driving DFB laser and controlling the temperature.

なお、温度調整によるDFBレーザ11−1〜11−Nのそれぞれのレーザ発振波長の微調整の範囲は、3nm程度以下とすることが好ましい。したがって、約1530nm〜1570nmの波長範囲をカバーするためには、DFBレーザ11−1〜11−Nの個数は12以上が好ましく、例えば16である。ただし、Nの値は特に限定されない。また、DFBレーザ11−1〜11−Nの発振波長の範囲は、例えば1570nm〜1610nmとしてもよい。   The range of fine adjustment of the laser oscillation wavelengths of the DFB lasers 11-1 to 11-N by temperature adjustment is preferably about 3 nm or less. Therefore, in order to cover the wavelength range of about 1530 nm to 1570 nm, the number of DFB lasers 11-1 to 11 -N is preferably 12 or more, for example, 16. However, the value of N is not particularly limited. The range of the oscillation wavelength of the DFB lasers 11-1 to 11-N may be, for example, 1570 nm to 1610 nm.

図2は、図1に示す集積型半導体レーザ素子のII−II線断面の一部を示す図である。図2に示すように、例えばDFBレーザ11−2は、n型InP基板21上に、順次積層した、下部クラッドを兼ねるn型InPバッファ層22、組成を連続的に変化させた下部InGaAsP−SCH層(Separate Confinement Heterostructure)層23、MQW(Multi−Quantum Well)構造の活性層24、上部InGaAsP−SCH層25、InPスペーサ層26、InGaAsPまたはAlGaInAsからなるグレーティング層27、およびp型InP層28を備えている。グレーティング層27には回折格子が形成されている。   FIG. 2 is a diagram showing a part of a section taken along line II-II of the integrated semiconductor laser device shown in FIG. As shown in FIG. 2, for example, the DFB laser 11-2 includes an n-type InP buffer layer 22 also serving as a lower cladding, which is sequentially stacked on an n-type InP substrate 21, and a lower InGaAsP-SCH whose composition is continuously changed. A layer (separate configuration heterostructure) layer 23, an active layer 24 having an MQW (Multi-Quantum Well) structure, an upper InGaAsP-SCH layer 25, an InP spacer layer 26, a grating layer 27 made of InGaAsP or AlGaInAs, and a p-type InP layer 28 I have. A diffraction grating is formed on the grating layer 27.

p型InP層28からn型InPバッファ層22の一部に到るまでの層はストライプ状のメサ構造を有している。このメサ構造は、p型InP埋め込み層32とn型InP電流ブロッキング層33により埋め込まれている。また、p型InP層28とn型InP電流ブロッキング層33との上には、p型InPクラッド層34、InGaAsコンタクト層35が順次積層している。また、各半導体層の外側表面はSiN保護膜38により保護されている。さらに、SiN保護膜38はInGaAsコンタクト層35上でその一部が開口している。この開口部にはp側電極39が形成されている。また、n型InP基板21上の底面にはn側電極40が形成されている。   The layers from the p-type InP layer 28 to a part of the n-type InP buffer layer 22 have a striped mesa structure. This mesa structure is buried with a p-type InP buried layer 32 and an n-type InP current blocking layer 33. A p-type InP cladding layer 34 and an InGaAs contact layer 35 are sequentially stacked on the p-type InP layer 28 and the n-type InP current blocking layer 33. Further, the outer surface of each semiconductor layer is protected by the SiN protective film 38. Further, a part of the SiN protective film 38 is opened on the InGaAs contact layer 35. A p-side electrode 39 is formed in the opening. An n-side electrode 40 is formed on the bottom surface on the n-type InP substrate 21.

活性層24は、交互に積層した複数の井戸層と障壁層とを有している。井戸層および障壁層は、GaInAsP系半導体材料、またはAlGaInAs系半導体材料からなる。活性層24−1の組成は、DFBレーザ11−1〜11−Nの発振波長に対応する帯域である、例えば1530nm〜1570nmの中央近傍、すなわち1550nm近傍に利得ピークの波長を有するように設定されている。この組成の設定による半導体レーザの利得ピークの波長は、集積型半導体レーザ素子1の動作温度である10℃〜50℃におけるものである。また、活性層24の幅は、例えば1.4μm〜1.7μmである。他のDFBレーザ11−1、11−3〜〜11−Nについては、活性層の組成や厚さを含めて、DFBレーザ11−2と略同一の構造を有する。   The active layer 24 has a plurality of well layers and barrier layers that are alternately stacked. The well layer and the barrier layer are made of a GaInAsP-based semiconductor material or an AlGaInAs-based semiconductor material. The composition of the active layer 24-1 is set to have a gain peak wavelength in the band corresponding to the oscillation wavelength of the DFB lasers 11-1 to 11-N, for example, near the center of 1530 nm to 1570 nm, that is, near 1550 nm. ing. The wavelength of the gain peak of the semiconductor laser according to the setting of the composition is from 10 ° C. to 50 ° C., which is the operating temperature of the integrated semiconductor laser device 1. Further, the width of the active layer 24 is, for example, 1.4 μm to 1.7 μm. The other DFB lasers 11-1, 11-3 to 11-N have substantially the same structure as the DFB laser 11-2, including the composition and thickness of the active layer.

光合流器13は、N個の入力ポートと1つの出力ポートとを有するMMI(Multi−Mode Interferometer)型光カプラである。図3は、図1に示す集積型半導体レーザ素子のIII−III線断面図である。図3に示すように、光合流器13は、DFBレーザ11−1〜11−Nと同様の埋め込みメサ構造を有するが、下部InGaAsP−SCH層23からp型InP層28までの積層構造を、InGaAsPコア層30とi型InP層31との積層構造に置き換えた構造を有している。また、光合流器13は、メサ幅がDFBレーザ11−1〜11−Nよりも幅広く形成されている。また、光合流器13においては、SiN保護膜38の開口部とp側電極39とは形成されていない。   The optical combiner 13 is an MMI (Multi-Mode Interferometer) type optical coupler having N input ports and one output port. 3 is a cross-sectional view of the integrated semiconductor laser element shown in FIG. 1 taken along the line III-III. As shown in FIG. 3, the optical combiner 13 has a buried mesa structure similar to that of the DFB lasers 11-1 to 11 -N, but has a stacked structure from the lower InGaAsP-SCH layer 23 to the p-type InP layer 28. It has a structure replaced with a laminated structure of an InGaAsP core layer 30 and an i-type InP layer 31. The optical combiner 13 has a mesa width wider than that of the DFB lasers 11-1 to 11-N. In the optical combiner 13, the opening of the SiN protective film 38 and the p-side electrode 39 are not formed.

なお、光合流器13は、MMI型光カプラに限定されず、例えばフレネルカプラのような他のN×1光カプラでもよい。   The optical combiner 13 is not limited to the MMI type optical coupler, and may be another N × 1 optical coupler such as a Fresnel coupler.

光導波路12−1〜12−Nは、DFBレーザ11−1〜11−Nと光合流器13との間に形成されており、光合流器13と同様の埋め込みメサ構造を有しており、DFBレーザ11−1〜11−Nと光合流器13のN個の入力ポートとを光学的に接続している。   The optical waveguides 12-1 to 12-N are formed between the DFB lasers 11-1 to 11-N and the optical combiner 13, and have the same embedded mesa structure as the optical combiner 13. The DFB lasers 11-1 to 11-N and the N input ports of the optical combiner 13 are optically connected.

SOA14−1は、光合流器13の1つの出力ポート13aに接続している。図4は、図1に示す集積型半導体レーザ素子のIV−IV線断面の一部を示す図である。図4に示すように、SOA14−1は、DFBレーザ11−1〜11−Nと同様の埋め込みメサ構造を有する。SOA14−1は、DFBレーザ11−1〜11−Nと同様に、下部InGaAsP−SCH層および上部InGaAsP−SCH層が形成されていてもよいが、本実施の形態1では、n型InP層41およびp型InP層28が形成されているものとする。ただし、SOA14−1はDFBレーザ11−1〜11−Nとは異なりグレーティング層27を有さず、その代わりにp型InP層28が形成されている。また、SOA14−1の活性層24−1の組成は、DFBレーザの活性層24と同一であってよいが、異なる組成、または、異なる材料を適宜選択してもよい。   The SOA 14-1 is connected to one output port 13 a of the optical combiner 13. 4 is a view showing a part of a cross section taken along line IV-IV of the integrated semiconductor laser device shown in FIG. As shown in FIG. 4, the SOA 14-1 has a buried mesa structure similar to the DFB lasers 11-1 to 11-N. The SOA 14-1 may have a lower InGaAsP-SCH layer and an upper InGaAsP-SCH layer formed in the same manner as the DFB lasers 11-1 to 11-N. In the first embodiment, the n-type InP layer 41 is used. It is assumed that a p-type InP layer 28 is formed. However, the SOA 14-1 does not have the grating layer 27 unlike the DFB lasers 11-1 to 11-N, and a p-type InP layer 28 is formed instead. The composition of the active layer 24-1 of the SOA 14-1 may be the same as that of the active layer 24 of the DFB laser, but a different composition or a different material may be selected as appropriate.

図5は、図1に示す集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。図5に示すように、半導体光増幅部の活性層は、厚さの異なる3つの活性層24−1と、活性層24−2と、活性層24−3とからなる。さらに、その上部に形成されたp側電極39はトレンチ溝50−1と、トレンチ溝50−2とによって、離間して形成されている。これによって、活性層24−1と、活性層24−2と、活性層24−3とに、異なる強度の電流を印加することができ、この半導体光増幅部は3つの長手方向に直列に接続されたSOA14−1、SOA14−2、SOA14−3として機能する。この3つのSOAは、活性層の厚さが異なることによって、波長ごとの増幅利得が異なる3つのSOAとして機能する。活性層24−1、24−2、24−3の幅は、例えば1.4μm〜1.7μmであるが、DFBレーザ11−1〜11−Nが出力するレーザ光を単一モードで導波できる幅であれば特に限定はされない。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device shown in FIG. As shown in FIG. 5, the active layer of the semiconductor optical amplifying unit includes three active layers 24-1, active layers 24-2, and active layers 24-3 having different thicknesses. Further, the p-side electrode 39 formed on the upper portion is formed to be separated by the trench groove 50-1 and the trench groove 50-2. As a result, different intensity currents can be applied to the active layer 24-1, the active layer 24-2, and the active layer 24-3, and the semiconductor optical amplifier is connected in series in three longitudinal directions. Functions as the SOA 14-1, SOA 14-2, and SOA 14-3. The three SOAs function as three SOAs having different amplification gains for each wavelength due to the different thicknesses of the active layers. The widths of the active layers 24-1, 24-2, and 24-3 are, for example, 1.4 μm to 1.7 μm, and the laser beams output from the DFB lasers 11-1 to 11-N are guided in a single mode. The width is not particularly limited as long as it can be made.

ここで、活性層の厚さを変えたSOAの製造方法について説明する。図6は、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。n型InP基板21上に、n型InPバッファ層22からn型InP層41までを順次積層した後、最表面に図6に示すような形状のマスクMを形成する。ここに、マスクMの隙間に一様な条件で活性層を成長させると、マスクMの幅が大きい紙面左側では、活性層が厚く形成され、マスクMの幅が小さい紙面右側では、活性層が薄く形成される。さらに、厚さの異なる3つの活性層24−1、活性層24−2、活性層24−3上に、離間してp側電極39を形成することで、3つの活性層に対して、それぞれ異なる強度の電流を印加することができ、3つのSOA14−1、SOA14−2、SOA14−3を形成することができる。   Here, a method for manufacturing an SOA in which the thickness of the active layer is changed will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the first embodiment. After sequentially stacking the n-type InP buffer layer 22 to the n-type InP layer 41 on the n-type InP substrate 21, a mask M having a shape as shown in FIG. 6 is formed on the outermost surface. Here, when the active layer is grown in the gap of the mask M under a uniform condition, the active layer is formed thick on the left side of the paper with the large width of the mask M, and the active layer is formed on the right side of the paper with the small width of the mask M. Thinly formed. Further, by forming the p-side electrode 39 on the three active layers 24-1, active layer 24-2, and active layer 24-3 having different thicknesses, the three active layers are respectively separated. Different currents can be applied, and three SOAs 14-1, SOA 14-2, and SOA 14-3 can be formed.

つぎに、この集積型半導体レーザ素子1の動作を説明する。まず、DFBレーザ11−1〜11−Nの中から選択した1つのDFBレーザを駆動し、所望の波長の単一モードレーザ光を出力させる。出力されるレーザ光は、電源装置17によって、変調をかけた電圧を印加されたことによる変調信号光であってもよく、電源装置17から一定の電圧を印加された一定の強度のCW光であってもよい。トレンチ溝16−1〜16−MはDFBレーザ11−1〜11−N間を電気的に分離するのでDFBレーザ間の分離抵抗が大きくなり、DFBレーザ11−1〜11−Nの中の1つを選択して駆動することが容易にできる。   Next, the operation of the integrated semiconductor laser device 1 will be described. First, one DFB laser selected from the DFB lasers 11-1 to 11-N is driven to output a single mode laser beam having a desired wavelength. The output laser light may be modulated signal light obtained by applying a modulated voltage by the power supply device 17, and may be CW light having a constant intensity to which a constant voltage is applied from the power supply device 17. There may be. Since the trench grooves 16-1 to 16-M electrically separate the DFB lasers 11-1 to 11-N, the isolation resistance between the DFB lasers is increased, and 1 of the DFB lasers 11-1 to 11-N One can be selected and driven easily.

つぎに、複数の光導波路12−1〜12−Nのうち、駆動するDFBレーザと光学的に接続している光導波路は、駆動するDFBレーザからのレーザ光を単一モードで導波する。光合流器13は、光導波路を導波したレーザ光を通過させて出力ポート13aから出力する。SOA14−1、14−2、14−3は、出力ポート13aから出力したレーザ光を増幅して、出力端14aから集積型半導体レーザ素子1の外部に出力する。SOA14−1、14−2、14−3は、駆動するDFBレーザからのレーザ光の光合流器13による光の損失を補うとともに、出力端14aから所望の強度の光出力を得るために用いられる。なお、光合流器13がN個の入力ポートと1個の出力ポートを有する場合、駆動するDFBレーザからのレーザ光の強度は、光合流器13によって約1/Nに減衰される。   Next, among the plurality of optical waveguides 12-1 to 12-N, the optical waveguide optically connected to the driving DFB laser guides the laser light from the driving DFB laser in a single mode. The optical combiner 13 passes the laser light guided through the optical waveguide and outputs it from the output port 13a. The SOAs 14-1, 14-2, and 14-3 amplify the laser beam output from the output port 13a and output the amplified laser beam from the output end 14a to the outside of the integrated semiconductor laser device 1. The SOAs 14-1, 14-2, and 14-3 are used to compensate for the loss of light by the optical combiner 13 of the laser light from the driving DFB laser and to obtain a light output with a desired intensity from the output end 14a. . When the optical combiner 13 has N input ports and one output port, the intensity of the laser light from the driving DFB laser is attenuated to about 1 / N by the optical combiner 13.

ここで、集積型半導体レーザ素子1は、DFBレーザ11−1〜11−Nの中から選択した1つの波長のレーザ光を、増幅利得の波長特性が異なる3つの直列に接続されたSOA14−1、14−2、14−3に入力する構成である。このとき、DFBレーザの発振したレーザ光の波長に対して、SOA14−1、14−2、14−3の3つのレーザ光のうち、増幅利得のピーク波長が近く、最も少ないASE光で光増幅できるSOAを選択する。さらに、選択したSOAに集積型半導体レーザ素子1からの出力光強度が一定となるように電流を印加する。一方、それ以外の2つのSOAには、そのSOAから出力される光強度が、そのSOAに入力される光強度以下となるように、そのSOAに電流を印加する。さらに、半導体光出力部が出力するレーザ光の波長を変えると、その波長に適した別のSOAが選択される。   Here, the integrated semiconductor laser device 1 includes an SOA 14-1 in which laser light of one wavelength selected from the DFB lasers 11-1 to 11-N is connected in series to three series having different amplification gain wavelength characteristics. 14-2 and 14-3. At this time, among the three laser beams SOA 14-1, 14-2, and 14-3 with respect to the wavelength of the laser beam oscillated by the DFB laser, the peak wavelength of the amplification gain is close, and optical amplification is performed with the smallest ASE light. Select a possible SOA. Further, a current is applied to the selected SOA so that the output light intensity from the integrated semiconductor laser element 1 is constant. On the other hand, a current is applied to the other two SOAs so that the light intensity output from the SOA is equal to or lower than the light intensity input to the SOA. Further, when the wavelength of the laser beam output from the semiconductor light output unit is changed, another SOA suitable for the wavelength is selected.

一方で、単一のSOAで増幅を行う場合、レーザ光の波長が増幅利得のピーク波長から離れた短波長側と長波長側との両側において、ASE光が増大してしまう。しかしながら、本実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1は、電流印加部である電源装置17から、3つのSOAのうち、半導体光出力部であるDFBレーザからの出力レーザ光の波長に近い増幅利得のピーク波長を有するSOAに最も多くの電流を印加する。これによって、選択されたSOAは、そのSOAの増幅利得のピーク波長の近辺でDFBレーザからの出力レーザ光を増幅することができる。したがって、レーザ光の波長が短波長側と長波長側との両端に近い場合においても、ASE光の増大を抑制することができる。このように、本実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1は、単一のSOAで増幅を行う場合より、広範囲にわたって少ないASE光で光増幅することができる。光増幅に伴うASE光の発生を低減することができると、信号光の雑音が低減できる。したがって、本実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1は、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子である。   On the other hand, when amplification is performed with a single SOA, ASE light increases on both sides of the short wavelength side and the long wavelength side where the wavelength of the laser light is away from the peak wavelength of the amplification gain. However, the integrated semiconductor laser element 1 according to the first embodiment is close to the wavelength of the output laser light from the DFB laser that is the semiconductor light output unit among the three SOAs from the power supply device 17 that is the current application unit. The most current is applied to the SOA having the peak wavelength of the amplification gain. Thus, the selected SOA can amplify the output laser light from the DFB laser in the vicinity of the peak wavelength of the amplification gain of the SOA. Therefore, even when the wavelength of the laser light is close to both ends of the short wavelength side and the long wavelength side, an increase in ASE light can be suppressed. As described above, the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment can optically amplify with a small amount of ASE light over a wide range, compared with the case where amplification is performed with a single SOA. If generation of ASE light accompanying optical amplification can be reduced, noise of signal light can be reduced. Therefore, the integrated semiconductor laser element 1 according to the first embodiment is an integrated semiconductor laser element that is excellent in low noise over a wide band.

(実施例)
次に、本発明の実施例について説明する。実施例として、本実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子を実際に製造し、その性能を評価した。はじめに、3つのSOAの波長ごとの増幅利得が、最適な関係となるよう、活性層の厚さを決定する必要がある。そこで、増幅利得が最大となるピーク波長と、活性層厚比との関係性を求めた。図7は、半導体光増幅器の増幅利得が最大となるピーク波長と活性層厚比との関係を表す図である。図7に示すように、活性層の厚さを変えると、増幅利得が最大となるピーク波長が変化する。このとき、厚さの比をSOA14−1と、14−2と、14−3とで、1:0.65:0.46とすると、ピーク波長がそれぞれ1588nm、1564nm、1540nmとなり、その間隔が20nm〜25nmの範囲に収まる。
(Example)
Next, examples of the present invention will be described. As an example, the integrated semiconductor laser device according to the first embodiment was actually manufactured and its performance was evaluated. First, it is necessary to determine the thickness of the active layer so that the amplification gains for the wavelengths of the three SOAs have an optimum relationship. Therefore, the relationship between the peak wavelength at which the amplification gain is maximized and the active layer thickness ratio was determined. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the peak wavelength at which the amplification gain of the semiconductor optical amplifier is maximized and the active layer thickness ratio. As shown in FIG. 7, when the thickness of the active layer is changed, the peak wavelength at which the amplification gain is maximized changes. At this time, when the ratio of the thicknesses is SOA14-1, 14-2, and 14-3 and is 1: 0.65: 0.46, the peak wavelengths are 1588 nm, 1564 nm, and 1540 nm, respectively. It falls within the range of 20 nm to 25 nm.

次に、図8は、実施例に係る集積型半導体レーザ素子における各半導体光増幅器の波長と集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比との関係を表す図である。図8において、各SOAの厚さの比は、図7で求めたように、1:0.65:0.46とした。図8に示すように、各SOAのピーク波長付近に、集積型半導体レーザ素子1から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比(Signal To Spontaneous Emission Ratio:SSER)が、略一定となる飽和波長帯があることがわかる。ここで、SSERは集積型半導体レーザ素子1の最終的な出力光における信号光と1nmあたりのASE光強度のピーク値との比であるから、一定の出力信号光強度で、集積型半導体レーザ素子1を用いる場合、SSERが大きいことと、ASE光が小さいことは等価である。また、飽和波長帯は、増幅利得が最大となるピーク波長のSSERから、SSERが3dB/nm下がる範囲の波長帯と定義する。したがって、図8から各SOAの飽和波長帯において、SSERは40dB/nm以上であることがわかる。   Next, FIG. 8 shows the relationship between the wavelength of each semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the embodiment and the ratio of the signal light to the spontaneous emission light ratio of the laser light finally output from the integrated semiconductor laser device. FIG. In FIG. 8, the ratio of the thicknesses of the SOAs was set to 1: 0.65: 0.46 as determined in FIG. As shown in FIG. 8, the signal light to spontaneous emission ratio (SSER) of the laser light finally output from the integrated semiconductor laser device 1 is approximately near the peak wavelength of each SOA. It can be seen that there is a saturation wavelength band that is constant. Here, since SSER is the ratio of the signal light in the final output light of the integrated semiconductor laser device 1 to the peak value of the ASE light intensity per 1 nm, the integrated semiconductor laser device has a constant output signal light intensity. When 1 is used, it is equivalent that SSER is large and ASE light is small. Further, the saturation wavelength band is defined as a wavelength band in which the SSER is 3 dB / nm lower than the peak wavelength SSER at which the amplification gain is maximum. Therefore, it can be seen from FIG. 8 that the SSER is 40 dB / nm or more in the saturation wavelength band of each SOA.

さらに、図8からわかるように、飽和波長帯は波長に対して、25nm〜30nm程度の幅を有する。このため、図7から、各SOAのピーク波長が25nm程度異なるように、活性層の厚さを選択すると、各SOAの飽和波長帯が隙間無くつながり、一連の波長帯のどの波長に対しても少なくとも1つのSOAが飽和波長帯を有する半導体光増幅部とすることができる。図8より、本実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1において、SOA14−1の飽和波長帯Aは、1577nm〜1610nmをカバーし、SOA14−2の飽和波長帯Bは、1553nm〜1577nmをカバーし、SOA14−3の飽和波長帯Cは、1520nm〜1553nmをカバーする。このとき、DFBレーザの出力光の波長に対応する飽和波長帯を有するSOAを用いて光増幅をすることにより、少ないASE光で光を増幅することができる。したがって、集積型半導体レーザ素子1は、1520nm以上1620nm以下の波長帯において、ASE光の少ない信号光を出力することができる。   Furthermore, as can be seen from FIG. 8, the saturation wavelength band has a width of about 25 nm to 30 nm with respect to the wavelength. Therefore, from FIG. 7, when the thickness of the active layer is selected so that the peak wavelength of each SOA differs by about 25 nm, the saturation wavelength band of each SOA is connected without any gap, and for any wavelength in the series of wavelength bands. At least one SOA may be a semiconductor optical amplifier having a saturation wavelength band. 8, in the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment, the saturation wavelength band A of the SOA 14-1 covers 1577 nm to 1610 nm, and the saturation wavelength band B of the SOA 14-2 ranges from 1553 nm to 1577 nm. The saturation wavelength band C of the SOA 14-3 covers 1520 nm to 1553 nm. At this time, the light can be amplified with a small amount of ASE light by performing optical amplification using an SOA having a saturation wavelength band corresponding to the wavelength of the output light of the DFB laser. Therefore, the integrated semiconductor laser element 1 can output signal light with less ASE light in the wavelength band of 1520 nm or more and 1620 nm or less.

また、集積型半導体レーザ素子を通信に用いる場合、光源の出力は一定であることが望まれる。したがって、集積型半導体レーザ素子の理想的な使用条件として、DFBレーザが発振する出力光から飽和波長帯が外れているSOAには、光が吸収されない程度の電流を印加する、または、全く電流を印加せず、DFBレーザが発振する出力光に飽和波長帯を有するSOAには、集積型半導体レーザ素子からの最終的な出力光強度が波長によらず一定となるような強度の電流を印加することが望ましい。したがって、半導体レーザ装置100における電源装置17は、このような印加電流を制御する機能を備えていることが好ましい。   Further, when the integrated semiconductor laser element is used for communication, it is desirable that the output of the light source be constant. Therefore, as an ideal use condition of the integrated semiconductor laser device, a current that does not absorb light is applied to an SOA whose saturation wavelength band is out of the output light oscillated by the DFB laser, or no current is applied at all. A current having such a strength that the final output light intensity from the integrated semiconductor laser element is constant regardless of the wavelength is applied to the SOA having a saturation wavelength band in the output light oscillated by the DFB laser without being applied. It is desirable. Therefore, it is preferable that the power supply device 17 in the semiconductor laser device 100 has a function of controlling such an applied current.

ここで、半導体は、バンドギャップエネルギーよりエネルギーの大きい光、つまり、増幅利得のピーク波長より短波長の光を吸収することが、一般に知られている。したがって、例えば電流が印加されておらず、反転分布が形成されていない場合、本集積型半導体レーザ素子1において、SOA14−1は、その飽和波長帯より波長の短い1520nm〜1577nmの波長の光を吸収するが、SOA14−3は、その飽和波長帯より波長の長い1553nm〜1610nmの波長の光をほとんど吸収しない。このとき、短波長側に飽和波長帯を有するSOA14−3を長手方向の半導体光出力部に近い位置に配置すると、SOA14−3が増幅した光をSOA14−1が吸収し、出力を下げてしまうため好ましくない。そこで、SOA14−1が光を吸収しないように、SOA14−1に最低限の電力を印加することが考えられるが、SOA14−1に電力を印加するとASE光が発生してしまい好ましくない。一方で、長波長側に飽和波長帯を有するSOA14−1を長手方向の半導体光出力部に近い位置に配置すると、SOA14−1が増幅した光はSOA14−3には、ほとんど吸収されない。したがって、SOA14−3には、ほとんど電流を印加する必要がなく、ASE光もほとんど発生しない。このように、ASE光を低減するため、さらに、消費電力を低減するためには、長波長側に飽和波長帯を有するSOA14−1が、半導体光出力部に近い位置に配置され、短波長側に飽和波長帯を有するSOA14−3が、半導体光出力部から遠い位置に配置されていることが好ましい。   Here, it is generally known that a semiconductor absorbs light having energy larger than band gap energy, that is, light having a wavelength shorter than the peak wavelength of amplification gain. Therefore, for example, when no current is applied and no inversion distribution is formed, in the present integrated semiconductor laser device 1, the SOA 14-1 emits light having a wavelength of 1520 nm to 1577 nm, which is shorter than its saturation wavelength band. Although it absorbs, SOA 14-3 hardly absorbs light having a wavelength of 1553 nm to 1610 nm, which is longer than its saturation wavelength band. At this time, if the SOA 14-3 having a saturation wavelength band on the short wavelength side is disposed at a position close to the semiconductor light output portion in the longitudinal direction, the SOA 14-1 absorbs the light amplified by the SOA 14-3, and the output is lowered. Therefore, it is not preferable. Therefore, it is conceivable to apply a minimum amount of power to the SOA 14-1 so that the SOA 14-1 does not absorb light. However, if power is applied to the SOA 14-1, ASE light is generated, which is not preferable. On the other hand, when the SOA 14-1 having a saturation wavelength band on the long wavelength side is disposed at a position close to the semiconductor light output portion in the longitudinal direction, the light amplified by the SOA 14-1 is hardly absorbed by the SOA 14-3. Therefore, almost no current needs to be applied to the SOA 14-3, and almost no ASE light is generated. Thus, in order to reduce ASE light and further to reduce power consumption, the SOA 14-1 having a saturated wavelength band on the long wavelength side is arranged at a position close to the semiconductor optical output unit, and the short wavelength side It is preferable that the SOA 14-3 having a saturated wavelength band is disposed at a position far from the semiconductor optical output unit.

図9は、実施例に係る集積型半導体レーザ素子および比較例に係る集積型半導体レーザ素子の波長と集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比との関係を表す図である。図9における比較例に係る集積型半導体レーザ素子は、半導体光増幅部が単独のSOAからなる構成であり、その他の構成は実施例に係る集積型半導体レーザ素子と同一の構成とした。この比較例のSOAの増幅利得のピーク波長は、実施例のSOA14−2と同じ、1564nmとした。また、本実施例に係る集積型半導体レーザ素子において、1577nm〜1610nmの波長帯はSOA14−1を、1553nm〜1577nmの波長帯はSOA14−2を、1520nm〜1553nmの波長帯はSOA14−3を、それぞれ増幅用に用いることとする。図9に示すように、比較例において、特に低高両端の波長域でSSERが著しく減少しているのに対し、本実施例では、全波長帯において40dB/nm以上の高いSSERを維持していることがわかる。したがって、本実施例に係る集積型半導体レーザ素子は、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子であることがわかる。   FIG. 9 shows the relationship between the wavelength of the integrated semiconductor laser element according to the example and the integrated semiconductor laser element according to the comparative example and the ratio of the signal light to the spontaneous emission light ratio of the laser light finally output from the integrated semiconductor laser element. It is a figure showing a relationship. The integrated semiconductor laser device according to the comparative example in FIG. 9 has a configuration in which the semiconductor optical amplification unit is composed of a single SOA, and the other configuration is the same as that of the integrated semiconductor laser device according to the example. The peak wavelength of the amplification gain of the SOA of this comparative example was 1564 nm, the same as that of the SOA 14-2 of the example. Further, in the integrated semiconductor laser device according to this example, the wavelength band of 1577 nm to 1610 nm is SOA 14-1, the wavelength band of 1553 nm to 1577 nm is SOA 14-2, the wavelength band of 1520 nm to 1553 nm is SOA 14-3, Each will be used for amplification. As shown in FIG. 9, in the comparative example, the SSER is remarkably reduced particularly in the wavelength regions at both the low and high ends, whereas in this example, a high SSER of 40 dB / nm or more is maintained in the entire wavelength band. I understand that. Therefore, it can be seen that the integrated semiconductor laser device according to this example is an integrated semiconductor laser device having excellent low noise over a wide band.

このように、複数の波長ごとに増幅利得が異なるSOAを直列接続し、各SOAに印加する電流を最適化することによって、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子を実現することができる。   In this way, by integrating SOAs having different amplification gains for each of a plurality of wavelengths and optimizing the current applied to each SOA, it is possible to realize an integrated semiconductor laser element that is excellent in low noise over a wide band. it can.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子について説明する。図10は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。図10に示すように、本実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の半導体光増幅部は、互いに組成の異なる活性層24−1、24−2、24−3を有するSOA14−1、14−2、14−3からなる。活性層以外の構成、および、半導体光増幅部以外の構成は、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1と同一である。例えば、GaInAsP系の材料において、Pの割合を増やし、Asの割合減らすと、増幅利得が最大となるピーク波長は、短波長化し、同様に、Gaの割合を増やし、Inの割合を減らすと、増幅利得が最大となるピーク波長は、短波長化する。これによって、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1と同様に、増幅利得が最大となるピーク波長が異なるSOAを製造することができる。したがって、3つのSOAの飽和波長帯が、DFBレーザの発振波長帯カバーするよう組成を最適化することによって、ASE光を低減することができる。このように、活性層の厚さだけでなく、活性層の組成を変えることによって、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子を実現することができる。
(Embodiment 2)
Next, an integrated semiconductor laser element according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the semiconductor optical amplifier of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment includes SOAs 14-1, 14 having active layers 24-1, 24-2, 24-3 having different compositions. -2 and 14-3. The configuration other than the active layer and the configuration other than the semiconductor optical amplifier are the same as those of the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. For example, in a GaInAsP-based material, when the proportion of P is increased and the proportion of As is decreased, the peak wavelength at which the amplification gain is maximized is shortened. Similarly, when the proportion of Ga is increased and the proportion of In is decreased, The peak wavelength at which the amplification gain is maximized is shortened. As a result, as in the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment, SOAs having different peak wavelengths that maximize the amplification gain can be manufactured. Therefore, the ASE light can be reduced by optimizing the composition so that the saturation wavelength bands of the three SOAs cover the oscillation wavelength band of the DFB laser. Thus, by changing not only the thickness of the active layer but also the composition of the active layer, it is possible to realize an integrated semiconductor laser device that is excellent in low noise over a wide band.

次に、本実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例について説明する。図11〜図16は、本発明の実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。はじめに、図11に示すように、n型InP基板21上に、n型InPバッファ層22からn型InP層41までを順次積層し、さらに、活性層24−1およびp型InP層28を積層する。そして、図12に示すように、SOA14−1となるべき領域の最表面にマスクMを形成し、マスクMが形成されていない領域の活性層24−1およびp型InP層28をエッチングによって除去する。次に、図13に示すように、マスクMが形成されていない領域に選択的に活性層24−2およびp型InP層28を積層する。さらに、図14に示すように、SOA14−1となるべき領域のみならずSOA14−2となるべき領域の最表面にもマスクMを形成する。そして、図15に示すように、マスクMが形成されていない領域の活性層24−2およびp型InP層28をエッチングによって除去する。最後に、図16に示すように、マスクMの形成されていない、SOA14−3となるべき領域に活性層24−3およびp型InP層28を選択的に成長させる。これによって、SOA14−1、14−2、14−3が形成される。ここに、p型InPクラッド層34からp側電極39までを、SOAごとに形成すると、本実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子を製造することができる。   Next, an example of a manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment will be described. FIGS. 11 to 16 are views for explaining an example of a manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 11, an n-type InP buffer layer 22 to an n-type InP layer 41 are sequentially laminated on an n-type InP substrate 21, and an active layer 24-1 and a p-type InP layer 28 are further laminated. To do. Then, as shown in FIG. 12, a mask M is formed on the outermost surface of the region to be the SOA 14-1, and the active layer 24-1 and the p-type InP layer 28 in the region where the mask M is not formed are removed by etching. To do. Next, as shown in FIG. 13, an active layer 24-2 and a p-type InP layer 28 are selectively stacked in a region where the mask M is not formed. Further, as shown in FIG. 14, a mask M is formed not only on the region to be the SOA 14-1 but also on the outermost surface of the region to be the SOA 14-2. Then, as shown in FIG. 15, the active layer 24-2 and the p-type InP layer 28 in the region where the mask M is not formed are removed by etching. Finally, as shown in FIG. 16, the active layer 24-3 and the p-type InP layer 28 are selectively grown in a region where the mask M is not formed and is to be the SOA 14-3. As a result, SOAs 14-1, 14-2, and 14-3 are formed. When the p-type InP cladding layer 34 to the p-side electrode 39 are formed for each SOA, the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment can be manufactured.

なお、このような選択成長とエッチングとを繰り返し行う方法によって、実施の形態1のような活性層の厚さが異なる複数のSOAを形成してもよい。   A plurality of SOAs having different active layer thicknesses as in the first embodiment may be formed by a method of repeatedly performing such selective growth and etching.

(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子について説明する。図17は、本発明の実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。図17に示すように、本実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子の半導体光増幅部は、紙面左側が厚く、紙面右側が薄くなるよう、連続的に厚さが変化している。それ以外の構成は実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1と同一の構成である。ここに、各SOAとなるべき領域に対応して、離間して電極を形成することにより、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1と同様に、増幅利得が最大となるピーク波長が異なるSOAを製造することができる。したがって、3つのSOAの飽和波長帯が、DFBレーザの発振波長帯カバーするよう活性層の厚さを最適化することによって、ASE光を低減することができる。このように、活性層の厚さが連続的に変化する場合においても、電極を離間して形成することによって、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子を実現することができる。
(Embodiment 3)
Next, an integrated semiconductor laser element according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, the thickness of the semiconductor optical amplifier of the integrated semiconductor laser device according to the third embodiment is continuously changed so that the left side of the paper is thick and the right side of the paper is thin. Other configurations are the same as those of the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. Here, by forming the electrodes apart from each other corresponding to the area to be the SOA, the peak wavelength at which the amplification gain is maximized is different as in the integrated semiconductor laser element 1 according to the first embodiment. An SOA can be manufactured. Therefore, the ASE light can be reduced by optimizing the thickness of the active layer so that the saturation wavelength bands of the three SOAs cover the oscillation wavelength band of the DFB laser. As described above, even when the thickness of the active layer continuously changes, an integrated semiconductor laser element excellent in low noise over a wide band can be realized by forming the electrodes apart from each other.

次に、本実施の形態2に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例について説明する。図18は、本発明の実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための図である。n型InP基板21上に、n型InPバッファ層22からn型InP層41までを順次積層した後、活性層24を積層する際に、最表面に形成するマスクMを、図18のような形状とすることで、活性層の厚さを連続的に変化させることができる。さらに、活性層の上に離間してp側電極39を形成することで、3つの活性層に対して、それぞれ異なる強度の電流を印加することができ、3つのSOA14−1、SOA14−2、SOA14−3を形成することができる。これによって、本実施の形態3に係る集積型半導体レーザ素子を実現することができる。   Next, an example of a manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the second embodiment will be described. FIG. 18 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method of the integrated semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. After the n-type InP buffer layer 22 to the n-type InP layer 41 are sequentially laminated on the n-type InP substrate 21, a mask M formed on the outermost surface when the active layer 24 is laminated is shown in FIG. By making the shape, the thickness of the active layer can be continuously changed. Further, by forming the p-side electrode 39 apart from the active layer, currents of different strengths can be applied to the three active layers, respectively, and the three SOAs 14-1, SOA 14-2, SOA 14-3 can be formed. Thus, the integrated semiconductor laser element according to the third embodiment can be realized.

(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4に係る集積型半導体レーザ素子について説明する。図19は、本発明の実施の形態4に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。図19に示すように、本実施の形態4に係る集積型半導体レーザ素子の半導体光増幅部は、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1のトレンチ溝50−1、50−2に対応する領域に、i型InP電流ブロッキング層51−1、51−2を形成した構成である。このように、各SOAの電極は、トレンチ溝でなく、i型InP電流ブロッキング層のような絶縁層によって、電気的に離間していてもよい。
(Embodiment 4)
Next, an integrated semiconductor laser element according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 19, the semiconductor optical amplifier of the integrated semiconductor laser device according to the fourth embodiment corresponds to the trench grooves 50-1 and 50-2 of the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. The i-type InP current blocking layers 51-1 and 51-2 are formed in the region to be formed. Thus, the electrodes of each SOA may be electrically separated by an insulating layer such as an i-type InP current blocking layer instead of the trench groove.

(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5に係る集積型半導体レーザ素子について説明する。図20は、本発明の実施の形態5に係る集積型半導体レーザ素子における半導体光増幅部の長手方向の断面図である。図20に示すように、本実施の形態5に係る集積型半導体レーザ素子の半導体光増幅部は、実施の形態1に係る集積型半導体レーザ素子1のトレンチ溝50−1、50−2に対応する領域、および、その下部のp型InP層28からn型InPバッファ層22までの層に樹脂層52−1、樹脂層52−2を形成した構成である。樹脂層52−1、樹脂層52−2は、各SOAの電極を電気的に離間するため、絶縁性の材料であり、さらに、各SOA間で光の損失が生じないようInPと屈折率が近い材料であることが好ましい。このように、樹脂層等の絶縁性の材料によって、各SOA間の電極を電気的に離間してもよく、さらに、この絶縁層は、活性層より下部まで形成されていてもよい。
(Embodiment 5)
Next, an integrated semiconductor laser element according to Embodiment 5 of the present invention will be described. FIG. 20 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the semiconductor optical amplifier in the integrated semiconductor laser device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 20, the semiconductor optical amplifier of the integrated semiconductor laser device according to the fifth embodiment corresponds to the trench grooves 50-1 and 50-2 of the integrated semiconductor laser device 1 according to the first embodiment. The resin layer 52-1 and the resin layer 52-2 are formed in the region from the p-type InP layer 28 to the n-type InP buffer layer 22 below it. The resin layer 52-1 and the resin layer 52-2 are insulating materials for electrically separating the electrodes of each SOA, and further, InP and refractive index are set so that no light loss occurs between the SOAs. A close material is preferred. Thus, the electrodes between the SOAs may be electrically separated by an insulating material such as a resin layer, and the insulating layer may be formed below the active layer.

以上、説明したように、上記実施の形態によれば、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子を提供することができる。さらに、上記実施の形態に電源装置を接続することによって、広帯域にわたって低雑音性に優れた半導体レーザ装置を提供することができる。   As described above, according to the above embodiment, an integrated semiconductor laser device excellent in low noise over a wide band can be provided. Furthermore, by connecting the power supply device to the above embodiment, a semiconductor laser device having excellent low noise performance over a wide band can be provided.

なお、上記実施の形態において、SOAに出力光を入射させる光源はDFBレーザとしたが、本発明はこれに限らず、互いに異なる2以上の波長の光を出力する光源であればよい。このとき、飽和波長帯の異なる複数形成されたSOAのうち、光源が出力した光の波長に対応する飽和波長帯を有するSOAを増幅用に用いることによって、ASE光を低減した信号光を得ることができる。これによって、DFBレーザ以外の光源を用いても、広帯域にわたって低雑音性に優れた集積型半導体レーザ素子を提供することができる。   In the above embodiment, the light source that makes the output light incident on the SOA is a DFB laser. However, the present invention is not limited to this, and any light source that outputs light having two or more different wavelengths may be used. At this time, signal light with reduced ASE light is obtained by using, for amplification, an SOA having a saturation wavelength band corresponding to the wavelength of light output from the light source among a plurality of formed SOAs having different saturation wavelength bands. Can do. As a result, an integrated semiconductor laser device excellent in low noise over a wide band can be provided even if a light source other than a DFB laser is used.

また、上記実施の形態においてSOAは3つとしたが、3つ以上であってもよく、2つであってもよい。そして、各SOAの飽和波長帯が波長に対して隙間なく連続的に形成されていることが好ましいが、必ずしも連続でなくてもよく、各SOAの飽和波長帯が、SOAに出力光を入射させる光源の出力波長帯をカバーしていることが好ましいが、必ずしも全ての出力波長帯をカバーしていなくてもよい。   In the above embodiment, the number of SOAs is three, but may be three or more or two. The saturated wavelength band of each SOA is preferably formed continuously with no gap with respect to the wavelength. However, it is not necessarily continuous, and the saturated wavelength band of each SOA causes the output light to enter the SOA. Although it is preferable to cover the output wavelength band of the light source, it is not always necessary to cover the entire output wavelength band.

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   Further, the present invention is not limited by the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

1 集積型半導体レーザ素子
11−1〜11−N DFBレーザ
12−1〜12−N 光導波路
13 光合流器
13a 出力ポート
14−1、14−2、14−3 SOA
14a 出力端
15 埋め込み部
16−1〜16−M、50−1、50−2 トレンチ溝
17 電源装置
21 n型InP基板
22 n型InPバッファ層
23 下部InGaAsP−SCH層
24、24−1、24−2、24−3 活性層
25 上部InGaAsP−SCH層
26 InPスペーサ層
27 グレーティング層
28 p型InP層
30 InGaAsPコア層
31 i型InP層
32 p型InP埋め込み層
33 n型InP電流ブロッキング層
34 p型InPクラッド層
35 InGaAsコンタクト層
38 SiN保護膜
39 p側電極
40 n側電極
41 n型InP層
51−1、51−2 i型InP電流ブロッキング層
52−1、52−2 樹脂層
100 半導体レーザ装置
A、B、C 飽和波長帯
M マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Integrated semiconductor laser element 11-1 to 11-N DFB laser 12-1 to 12-N Optical waveguide 13 Optical combiner 13a Output port 14-1, 14-2, 14-3 SOA
14a Output end 15 Embedded portion 16-1 to 16-M, 50-1, 50-2 Trench groove 17 Power supply device 21 n-type InP substrate 22 n-type InP buffer layer 23 Lower InGaAsP-SCH layer 24, 24-1, 24 -2, 24-3 Active layer 25 Upper InGaAsP-SCH layer 26 InP spacer layer 27 Grating layer 28 p-type InP layer 30 InGaAsP core layer 31 i-type InP layer 32 p-type InP buried layer 33 n-type InP current blocking layer 34 p Type InP cladding layer 35 InGaAs contact layer 38 SiN protective film 39 p-side electrode 40 n-side electrode 41 n-type InP layer 51-1 and 51-2 i-type InP current blocking layer 52-1 and 52-2 Resin layer 100 Semiconductor laser Equipment A, B, C Saturation wavelength band M Mask

Claims (9)

互いに異なる2つ以上の波長のレーザ光を出力する半導体光出力部と、
半導体活性層に電流を印加するための電極を備え、前記半導体光出力部からの出力レーザ光を長手方向に導波しながら増幅する半導体光増幅部と、
が集積され、前記半導体光増幅部は、前記長手方向に増幅利得のピーク波長の互いに異なる2つ以上の半導体光増幅器が配列され、
前記電極は、前記半導体光増幅器ごとに離間して形成されていることを特徴とする集積型半導体レーザ素子。
A semiconductor light output unit that outputs laser beams having two or more wavelengths different from each other;
A semiconductor optical amplifying unit comprising an electrode for applying a current to the semiconductor active layer, and amplifying the laser light output from the semiconductor optical output unit while guiding the laser beam in the longitudinal direction;
Are integrated, and the semiconductor optical amplifier section includes two or more semiconductor optical amplifiers having different peak wavelengths of amplification gain in the longitudinal direction.
The integrated semiconductor laser device, wherein the electrodes are formed separately for each of the semiconductor optical amplifiers.
前記半導体光増幅部は、前記長手方向に活性層の厚さ、または、活性層の組成が異なることを特徴とする請求項1に記載の集積型半導体レーザ素子。   2. The integrated semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor optical amplifying unit is different in thickness of the active layer or composition of the active layer in the longitudinal direction. 前記半導体光出力部は、互いに異なる発振波長で単一モード発振する複数の分布帰還型の半導体レーザであって、
さらに、前記複数の半導体レーザからの出力レーザ光がそれぞれ入力され、該出力レーザ光を合流させて出力させることができる光合流部を備え、
前記半導体光増幅器は、前記光合流部を介して、前記半導体光出力部からの出力レーザ光を前記長手方向に導波しながら増幅することを特徴とする請求項1または2に記載の集積型半導体レーザ素子。
The semiconductor optical output unit is a plurality of distributed feedback semiconductor lasers that oscillate in a single mode at different oscillation wavelengths,
Furthermore, an output laser beam from each of the plurality of semiconductor lasers is input, and an optical confluence unit that can output the combined laser beams is output.
3. The integrated type according to claim 1, wherein the semiconductor optical amplifier amplifies an output laser beam from the semiconductor optical output unit while being guided in the longitudinal direction via the optical converging unit. Semiconductor laser element.
前記半導体光出力部が出力するレーザ光の波長は、前記半導体光増幅器のうち、少なくとも1つの半導体光増幅器の増幅利得の飽和波長帯に含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の集積型半導体レーザ素子。   The wavelength of the laser beam output from the semiconductor optical output unit is included in a saturation wavelength band of amplification gain of at least one semiconductor optical amplifier among the semiconductor optical amplifiers. The integrated semiconductor laser device according to one. 前記半導体光出力部が出力するレーザ光の波長は、1520nm以上1610nm以下のうち、いずれかの波長であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の集積型半導体レーザ素子。   5. The integrated semiconductor laser device according to claim 1, wherein the wavelength of the laser light output from the semiconductor light output unit is any one of 1520 nm to 1610 nm. . 前記半導体光出力部が出力するいずれの波長のレーザ光に対しても、前記集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光の信号光対自然放出光比が、40dB/nm以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の集積型半導体レーザ素子。   The ratio of the signal light to the spontaneous emission light of the laser light finally output from the integrated semiconductor laser element is 40 dB / nm or more with respect to the laser light of any wavelength output from the semiconductor light output unit. The integrated semiconductor laser device according to claim 1, wherein the integrated semiconductor laser device is a semiconductor laser device. 前記半導体光増幅部は、長波長側に増幅利得のピーク波長を有する前記半導体光増幅器が、前記半導体光出力部に近い位置に配置され、短波長側に増幅利得のピーク波長を有する前記半導体光増幅器が、前記半導体光出力部から遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の集積型半導体レーザ素子。   In the semiconductor optical amplifier, the semiconductor optical amplifier having an amplification gain peak wavelength on the long wavelength side is disposed at a position close to the semiconductor optical output unit, and the semiconductor optical amplifier has an amplification gain peak wavelength on the short wavelength side. The integrated semiconductor laser device according to claim 1, wherein an amplifier is disposed at a position far from the semiconductor optical output unit. 請求項1〜7のいずれか1つに記載の集積型半導体レーザ素子と、前記半導体光増幅部に対して電流を印加する電流印加部と、を備え、
前記電流印加部は、前記半導体光増幅器のうち、前記半導体光出力部からの出力レーザ光の波長に近い増幅利得のピーク波長を有する前記半導体光増幅器に最も多くの電流を印加することを特徴とする半導体レーザ装置。
An integrated semiconductor laser device according to claim 1, and a current application unit that applies a current to the semiconductor optical amplification unit,
The current application unit applies the largest amount of current to the semiconductor optical amplifier having a peak wavelength of an amplification gain close to the wavelength of the laser beam output from the semiconductor optical output unit among the semiconductor optical amplifiers. Semiconductor laser device.
前記半導体光出力部からの出力レーザ光の波長が、前記半導体光増幅器のうち、いずれか1つの半導体光増幅器の増幅利得の飽和波長帯であるとき、該半導体光増幅器に前記集積型半導体レーザ素子から最終的に出力されるレーザ光強度が波長によらず一定となるよう電流を印加し、さらに、前記電流印加部は、該半導体光増幅器以外の前記半導体光増幅器に、その半導体光増幅器から出力される光強度が、その半導体光増幅器に入力される光強度以下となるようその半導体光増幅器に電流を印加することを特徴とする請求項8に記載の半導体レーザ装置。   When the wavelength of the output laser light from the semiconductor optical output unit is a saturation wavelength band of the amplification gain of any one of the semiconductor optical amplifiers, the integrated semiconductor laser element is included in the semiconductor optical amplifier. Current is applied so that the laser light intensity finally output from the semiconductor optical amplifier is constant regardless of the wavelength, and the current application unit outputs the semiconductor optical amplifier other than the semiconductor optical amplifier from the semiconductor optical amplifier. 9. The semiconductor laser device according to claim 8, wherein a current is applied to the semiconductor optical amplifier so that a light intensity to be applied is equal to or lower than a light intensity input to the semiconductor optical amplifier.
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