JP5306942B2 - 半導体レーザ及び光モジュール - Google Patents
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各々異なる波長で単一モードレーザ発振可能な複数の導波路型レーザキャビティと、
複数の前記導波路型レーザキャビティに各々接続された第1の接続導波路と、
複数の前記第1の接続導波路が接続され、前記導波路型レーザキャビティから発振されて前記第1の接続導波路を伝搬したレーザ光を合流させる第1の光合流回路と、
前記第1の光合流回路の出力側に接続された少なくとも2つの第2の接続導波路と、
前記少なくとも2つの第2の接続導波路が接続され、前記第2の接続導波路を各々伝搬したレーザ光同士を互いに合流させる第2の光合流回路と、
前記第2の光合流回路の出力側に接続され、前記第2の光合流回路で合流させたレーザ光を出力する1つの出力導波路とを有し、
全ての前記第2の接続導波路に、当該第2の接続導波路を伝搬するレーザ光の位相を調整する位相調整領域を各々設け、
全ての前記第2の接続導波路に、前記位相調整領域に従属して、前記第1の光合流回路により合流されたレーザ光を増幅する導波路型光増幅器を各々設け、
所望の前記導波路型レーザキャビティからレーザ光を発振することにより、波長可変光源とすることを特徴とする。
上記第1の発明に記載の半導体レーザにおいて、
前記第1の光合流回路を多モード干渉型カプラ又はファネル型カプラとしたことを特徴とする。
上記第1又は第2のいずれか1つの発明に記載の半導体レーザにおいて、
前記第2の光合流回路を多モード干渉型カプラ、方向性結合器、Y字型光合流器のいずれかとしたことを特徴とする。
上記第1〜第3のいずれか1つの発明に記載の半導体レーザにおいて、
前記第2の光合流回路の出力側に、レーザ光の強度又は位相の少なくとも一方を変調する光変調器を設けたことを特徴とする。
上記第4の発明に記載の半導体レーザにおいて、
前記光変調器を電界吸収型変調器又はマッハツェンダ変調器としたことを特徴とする。
上記第1〜第3のいずれか1つの発明に記載の半導体レーザにおいて、
全ての前記第2の接続導波路に、又は、1つを除いた残りの前記第2の接続導波路に、前記第2の接続導波路を伝搬するレーザ光同士の位相差を調整して、光強度を変調する光位相変調器を設けたことを特徴とする。
上記第1〜第6のいずれか1つの発明に記載の半導体レーザにおいて、
前記導波路型レーザキャビティ又は前記光変調器の少なくとも一方をストライプ構造に加工すると共に、ルテニウムをドーピングした半絶縁性半導体結晶で前記ストライプ構造の両側を埋め込んだことを特徴とする。
上記第1〜第7のいずれか1つの発明に記載の半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射された光を平行光線にする第1のレンズと、
平行光線とした前記光を集光する第2のレンズと、
第1のレンズと第2のレンズの間に配置され、前記半導体レーザへの前記光の反射を防止するアイソレータとを有し、
集光された前記光を光ファイバに結合させて出力することを特徴とする。
上記第8の発明に記載の光モジュールにおいて、
更に、前記半導体レーザから出射される光の波長及びパワーを制御する波長ロッカを有することを特徴とする。
図3は、本参考例の波長可変レーザを示す図であって、単一モードレーザ発振可能な導波路型レーザキャビティとしてDFBレーザを用い、これを複数整列したDFBアレイを用いた波長可変レーザの構造を示している。図中301a〜301jはDFBレーザ、302a〜302jは第1の接続導波路、303は第1の光合流回路、304a、304bは第2の接続導波路、305は光増幅器、306は第2の光合流回路、307は出力導波路、308a、308bは位相調整領域をそれぞれ示している。
図4は、本参考例の波長可変レーザを示す図であって、図3に示した参考例1において、第2の光合流回路として2入力1出力の光合流回路を用いた場合を示している。図中401a〜401jはDFBレーザ、402a〜402jは第1の接続導波路、403は第1の光合流回路、404a、404bは第2の接続導波路、405は光増幅器、406は第2の光合流回路、407は出力導波路、408a、408bは位相調整領域をそれぞれ示している。
図5は、本実施例の波長可変レーザを示す図であって、単一モードレーザ発振可能な導波路型レーザキャビティとしてDFBレーザを用い、これを複数整列したDFBアレイを用いた波長可変レーザの構造を示している。図中501a〜501jはDFBレーザ、502a〜502jは第1の接続導波路、503は第1の光合流回路、504a、504bは第2の接続導波路、505a、505bは光増幅器、506は第2の光合流回路、507は出力導波路、508a、508bは位相調整領域をそれぞれ示している。
図7は、本実施例の波長可変レーザを示す図であって、図5に示した実施例1において、第2の光合流回路として2入力1出力の光合流回路を用いた場合を示している。図中701a〜701jはDFBレーザ、702a〜702jは第1の接続導波路、703は第1の光合流回路、704a、704bは第2の接続導波路、705a、705bは光増幅器、706は第2の光合流回路、707は出力導波路、708a、708bは位相調整領域をそれぞれ示している。
図8は、本実施例の波長可変レーザを示す図であって、図4に示した参考例2の構造の出力部において、光増幅器の出力側に光変調器を配置した場合を示している。図中801a〜801jはDFBレーザ、802a〜802jは第1の接続導波路、803は第1の光合流回路、804a、804bは第2の接続導波路、805は光増幅器、806は第2の光合流回路、807は出力導波路、808a、808bは位相調整領域、809は光変調器をそれぞれ示している。
図9は、本実施例の波長可変レーザを示す図であって、図7に示した実施例2の構造の第2の接続導波路において、光増幅器の出力側に光位相変調器を配置した場合を示している。図中901a〜901jはDFBレーザ、902a〜902jは第1の接続導波路、903は第1の光合流回路、904a、904bは第2の接続導波路、905a、905bは光増幅器、906は第2の光合流回路、907は出力導波路、908a、908bは位相調整領域、909a、909bは光位相変調器をそれぞれ示している。
図10は、本実施例の波長可変レーザを示す図であって、図8に示した実施例3の構造において、第2の接続導波路の本数が4本の場合を示している。図中1001a〜1001jはDFBレーザ、1002a〜1002jは第1の接続導波路、1003は第1の光合流回路、1004a〜1004dは第2の接続導波路、1005は光増幅器、1006は第2の光合流回路、1007は出力導波路、1008a〜1008dは位相調整領域、1009は光変調器をそれぞれ示している。
図11は、本実施例の波長可変レーザを示す図であって、導波路型レーザキャビティの断面構造を示している。図中1101はn−InP基板、1102はInGaAsP−MQW活性層、1103a、1103bはInGaAsP−SCH層、1104はp−InPクラッド、1105はp−InGaAsPコンタクト層、1106a、1106bはRuドープInP埋込層、1107はp側電極、1108はn側電極をそれぞれ示している。
図12に、上記参考例1、参考例2、実施例1〜実施例6の半導体レーザを用いた本実施例の光モジュールの構成を示す。図中1201は半導体レーザ、1202はペルチェ素子、1203はレンズ、1204はアイソレータ、1205は波長ロッカ、1206はレンズ、1207はファイバ、1208は金属筐体、1209はレンズホルダ、1210はサブマウント、1211はペルチェ素子をそれぞれ示している。
102a〜j・・・S字型接続導波路
103・・・光合流回路
104・・・出力導波路
105・・・光増幅器
301a〜j・・・DFBレーザ
302a〜j・・・S字型接続導波路
303・・・光合流回路
304a、b・・・接続導波路
305・・・光増幅器
306・・・光合流回路
307・・・出力導波路
308a、b・・・位相調整領域
401a〜j・・・DFBレーザ
402a〜j・・・S字型接続導波路
403・・・光合流回路
404a、b・・・接続導波路
405・・・光増幅器
406・・・光合流回路
407・・・出力導波路
408a、b・・・位相調整領域
501a〜j・・・DFBレーザ
502a〜j・・・S字型接続導波路
503・・・光合流回路
504a、b・・・接続導波路
505a、b・・・光増幅器
506・・・光合流回路
507・・・出力導波路
508a、b・・・位相調整領域
701a〜j・・・DFBレーザ
702a〜j・・・S字型接続導波路
703・・・光合流回路
704a、b・・・接続導波路
705a、b・・・光増幅器
706・・・光合流回路
707・・・出力導波路
708a、b・・・位相調整領域
801a〜j・・・DFBレーザ
802a〜j・・・S字型接続導波路
803・・・光合流回路
804a、b・・・接続導波路
805a・・・光増幅器
806・・・光合流回路
807・・・出力導波路
808a、b・・・位相調整領域
809・・・変調器
901a〜j・・・DFBレーザ
902a〜j・・・S字型接続導波路
903・・・光合流回路
904a、b・・・接続導波路
905a、b・・・光増幅器
906・・・光合流回路
907・・・出力導波路
908a、b・・・位相調整領域
909a、b・・・光位相変調器
1001a〜j・・・DFBレーザ
1002a〜j・・・S字型接続導波路
1003・・・光合流回路
1004a〜d・・・接続導波路
1005・・・光増幅器
1006・・・光合流回路
1007・・・出力導波路
1008a〜d・・・位相調整領域
1009・・・変調器
1101・・・n−InP基板
1102a・・・InGaAsP−MQW活性層
1103a、b・・・InGaAsP−SCH層
1104・・・p−InPクラッド
1105・・・p−InGaAsPコンタクト層
1106a、b・・・RuドープInP埋込層
1107・・・電極
1108・・・電極
1201・・・半導体レーザ
1202・・・ペルチェ素子
1203・・・レンズ
1204・・・アイソレータ
1205・・・波長ロッカ
1206・・・レンズ
1207・・・ファイバ
1208・・・金属筐体
1209・・・レンズホルダ
1210・・・サブマウント
1211・・・ペルチェ素子
Claims (9)
- 各々異なる波長で単一モードレーザ発振可能な複数の導波路型レーザキャビティと、
複数の前記導波路型レーザキャビティに各々接続された第1の接続導波路と、
複数の前記第1の接続導波路が接続され、前記導波路型レーザキャビティから発振されて前記第1の接続導波路を伝搬したレーザ光を合流させる第1の光合流回路と、
前記第1の光合流回路の出力側に接続された少なくとも2つの第2の接続導波路と、
前記少なくとも2つの第2の接続導波路が接続され、前記第2の接続導波路を各々伝搬したレーザ光同士を互いに合流させる第2の光合流回路と、
前記第2の光合流回路の出力側に接続され、前記第2の光合流回路で合流させたレーザ光を出力する1つの出力導波路とを有し、
全ての前記第2の接続導波路に、当該第2の接続導波路を伝搬するレーザ光の位相を調整する位相調整領域を各々設け、
全ての前記第2の接続導波路に、前記位相調整領域に従属して、前記第1の光合流回路により合流されたレーザ光を増幅する導波路型光増幅器を各々設け、
所望の前記導波路型レーザキャビティからレーザ光を発振することにより、波長可変光源とすることを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項1に記載の半導体レーザにおいて、
前記第1の光合流回路を多モード干渉型カプラ又はファネル型カプラとしたことを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項1又は請求項2に記載の半導体レーザにおいて、
前記第2の光合流回路を多モード干渉型カプラ、方向性結合器、Y字型光合流器のいずれかとしたことを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の半導体レーザにおいて、
前記第2の光合流回路の出力側に、レーザ光の強度又は位相の少なくとも一方を変調する光変調器を設けたことを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項4に記載の半導体レーザにおいて、
前記光変調器を電界吸収型変調器又はマッハツェンダ変調器としたことを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の半導体レーザにおいて、
全ての前記第2の接続導波路に、又は、1つを除いた残りの前記第2の接続導波路に、前記第2の接続導波路を伝搬するレーザ光同士の位相差を調整して、光強度を変調する光位相変調器を設けたことを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の半導体レーザにおいて、
前記導波路型レーザキャビティ又は前記光変調器の少なくとも一方をストライプ構造に加工すると共に、ルテニウムをドーピングした半絶縁性半導体結晶で前記ストライプ構造の両側を埋め込んだことを特徴とする半導体レーザ。 - 請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射された光を平行光線にする第1のレンズと、
平行光線とした前記光を集光する第2のレンズと、
第1のレンズと第2のレンズの間に配置され、前記半導体レーザへの前記光の反射を防止するアイソレータとを有し、
集光された前記光を光ファイバに結合させて出力することを特徴とする光モジュール。 - 請求項8に記載の光モジュールにおいて、
更に、前記半導体レーザから出射される光の波長及びパワーを制御する波長ロッカを有することを特徴とする光モジュール。
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2009
- 2009-08-21 JP JP2009191715A patent/JP5306942B2/ja active Active
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