JP5239559B2 - 外部共振器型レーザモジュール及びその製造方法 - Google Patents
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半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器の第1の光出射端面側に配置された第1のレンズと、
前記半導体光増幅器の第2の光出射端面側に配置された第2のレンズと、
前記半導体光増幅器を介して前記第2のレンズと対向して配置された外部ミラーとを備え、
前記半導体光増幅器の光導波路は、前記第1の光出射端面と垂直に交差し、前記第2の光出射端面と垂直から傾斜して交差し、
前記第1のレンズの光軸と前記第2のレンズの光軸とが平行であることを特徴とする外部共振器型レーザモジュールである。
半導体光増幅器の第1の光出射端面側に第1のレンズを配置するステップと、
前記半導体光増幅器の第2の光出射端面側に第2のレンズを配置するステップと、
前記半導体光増幅器を介して前記第2のレンズと対向して外部ミラーを配置するステップとを備え、
前記半導体光増幅器の光導波路は、前記第1の光出射端面と垂直に交差し、前記第2の光出射端面と垂直から傾斜して交差し、
前記第1のレンズの光軸と前記第2のレンズの光軸とが平行であることを特徴とする外部共振器型レーザモジュールの製造方法である。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1に、本発明の第1の実施の形態に係る外部共振器型レーザモジュールの構成図を示す。外部共振器型レーザモジュールは、第1のレンズ101、第2のレンズ102、SOA103、エタロンフィルタ105、液晶波長可変ミラー(LCミラー)106、ビームスプリッタ107、内蔵PD(Photodiode)108、集光レンズ111、光ファイバ112、サブキャリア113、パッケージ114を備える。
(2)第1のレンズ101の光軸C1と可視用カメラの光軸とを平行にし、第1のレンズ101の中心部を可視用カメラモニタ上の前記基準位置に合わせる。
(3)SOA103の電流をONにし、SOA103を発光させる。
(4)近赤外カメラを選択し、レンズ位置の粗調整と微調整とを行い、SOAからの第1のレンズ101を透過した光が、当該近赤外カメラモニタ上の所定の基準位置に入るようにする。
(5)第1のレンズ101の位置を光軸方向に微調整し良好なコリメート光を得る。
(6)最後に、第1のレンズ101を固定する。
通信用レーザモジュールでは、更なるモジュールの小型化への要求があり、レンズの小径化が求められる。他方、レンズの小径化により、NAも小さくなり、レンズの有効範囲も小さくなる。また、本発明では、SOA103からの光が斜めにレンズに入射されるため、レンズの端を光が透過する。さらに、図2に示すように、SOA103からのビームは約34°の広がりを有している。そのため、一部の光がレンズの有効半径Deffの外を通過する場合がある。この場合、光蹴られによる過剰損失が発生し、光出力が低下する可能性がある(以下、この過剰損失を蹴られ損と称す。)。
第3の実施の形態として、第2の実施の形態のSOA103の無反射端面S2側の斜め導波路104bにスポットサイズ変換器(SSC:Spot Size Converter)構造を導入し、SOA103からの光出射の放射角を小さくした素子を用いた構成がある。図5に斜め導波路104bにSSC構造を導入した素子の上面から見たときの活性層104幅の変化の模式図を示す。SOA103の第1の出射端面S1側の垂直導波路104aの幅は、一定である。一方、SOA103の第2の出射端面S2側の斜め導波路104bの幅は、第2の出射端面S2に向かって狭くなっている。具体的には、1.5μmから0.8μmへと狭くすることで、SOA103からの放射角が34°から25°まで低減することができる。この放射角の減少により、SOA103からの放射光もすべてレンズの有効径内を通ることが可能となり、第2の実施の形態で見られていたレンズ蹴られ損が無くなり、実施の形態1と同等の光出力を実現できた。また、SOA103内のS2端面への光は平面波に近づく。一般に、平面波に近い光ほど無反射コートによる無反射化は効果が大きく、反射率の低減が可能である。今回、反射率は1/5まで低減され、より高いモード安定性も実現できた。
第4の実施の形態として、実施の形態2においてレンズを非軸対称非球面レンズに置き換えた構造がある。通常光デバイスに用いられるレンズは、図6(a)に示すように、中心軸すなわち光軸に対称で作られている。しかし、実施の形態2のように、SOA103から出射される光の光軸と第2のレンズ102の光軸C2とがずれている場合、SOA103からの光は第2のレンズ102の中心部を通過しないため、レンズの周辺部Aにはほとんど光が通過しない。
102 第2のレンズ
103 半導体光増幅器(SOA)
104 導波路
104a 垂直導波路
104b 斜め導波路
105 エタロンフィルタ
106 液晶チューナブルミラー
107 ビームスプリッタ
108 内蔵PD
109 外部共振器波長可変レーザ
110 前方出力モニタ部
111 集光レンズ
112 光ファイバ
113 サブキャリア
114 パッケージ
Claims (9)
- 半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器の第1の光出射端面側に配置された第1のレンズと、
前記半導体光増幅器の第2の光出射端面側に配置され、光軸が前記第1のレンズの光軸に対して平行である第2のレンズと、
前記第2のレンズを介して前記半導体光増幅器と対向して配置された外部ミラーと、を備え、
前記半導体光増幅器の光導波路は、前記第1の光出射端面と垂直に交差し、前記第2の光出射端面と垂直から傾斜して交差し、
前記半導体光増幅器の前記第2の光出射端面に対して垂直な方向と、前記第2の光出射端面から出射された光の光軸と、が成す角度は第1の角度であり、
前記半導体光増幅器から前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの一方に入射される光の光軸と、入射された前記光が透過して出射されたときの光軸と、が成す角度が前記第1の角度であり、
前記半導体光増幅器から前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの他方に入射される光の光軸と、入射された前記光が透過して出射されたときの光軸と、が平行であり、
前記第1のレンズから出射される光の前記光軸と、前記第2のレンズから出射される光の前記光軸と、が平行であることを特徴とする、外部共振器型レーザモジュール。 - 前記半導体光増幅器が搭載されるヒートシンクを更に備え、
前記ヒートシンクの前記第1のレンズ側の面及び前記第2のレンズ側の面は、前記第1及び第2のレンズの光軸に対して垂直な面であることを特徴とする、請求項1に記載の外部共振器型レーザモジュール。 - 前記第1のレンズの光軸と、前記第1の光出射端面から出射された光の光軸と、が一致していることを特徴とする請求項1又は2に記載の外部共振器型レーザモジュール。
- 前記第2の光出射端面側の光導波路が、スポットサイズ変換器構造を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の外部共振器型レーザモジュール。
- 前記第1のレンズ又は前記第2のレンズが、非軸対称非球面レンズであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の外部共振器型レーザモジュール。
- 前記第2の光出射端面に、無反射となるようにコーティングが形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の外部共振器型レーザモジュール。
- 前記第2のレンズと、前記外部ミラーとの間に、波長可変フィルタを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の外部共振器型レーザモジュール。
- 半導体光増幅器の第1の光出射端面側に第1のレンズを配置するステップと、
前記半導体光増幅器の第2の光出射端面側に、光軸が前記第1のレンズの光軸に対して平行であるように第2のレンズを配置するステップと、
前記第2のレンズを介して前記半導体光増幅器と対向して外部ミラーを配置するステップと、を備え、
前記半導体光増幅器の光導波路は、前記第1の光出射端面と垂直に交差し、前記第2の光出射端面と垂直から傾斜して交差し、
前記半導体光増幅器の前記第2の光出射端面に対して垂直な方向と、前記第2の光出射端面から出射された光の光軸と、が成す角度は第1の角度であり、
前記半導体光増幅器から前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの一方に入射される光の光軸と、入射された前記光が透過して出射されたときの光軸と、が成す角度が前記第1の角度であり、
前記半導体光増幅器から前記第1のレンズ及び前記第2のレンズの他方に入射される光の光軸と、入射された前記光が透過して出射されたときの光軸と、が平行であり、
前記第1のレンズから出射される光の前記光軸と、前記第2のレンズから出射される光の前記光軸と、が平行であることを特徴とする外部共振器型レーザモジュールの製造方法。 - ヒートシンク上に前記半導体光増幅器が搭載するステップを更に備え、
前記ヒートシンクの前記第1のレンズ側の面及び前記第2のレンズ側の面は、前記第1及び第2のレンズの光軸に対して垂直な面であることを特徴とする請求項8に記載の外部共振器型レーザモジュールの製造方法。
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