JP5556137B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザ装置に関するものである。

狭い線幅で高パワーの光信号を光ファイバに入力した場合、その線幅とパワーとから、ある閾値を超えた段階で誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ：Stimulated Brillouin Scattering）と呼ばれる現象が発生し、光信号が著しく劣化してしまうことが知られている。ＳＢＳによる信号劣化を抑制する方法として、狭線幅の光出力に任意の量の波長分散を加える制御技術が開発されている（ＳＢＳ抑圧技術）。

一方、発振波長を可変とする波長チューナブルレーザとして、ＳＧ−ＤＢＲ（Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）と、ＳＧ−ＤＦＢレーザ（Sampled Grating Distributed Feedback laser）とが接続された構造を有するものが知られている。

また、さらにその性能向上を目指し、前記ＳＧ−ＤＢＲに代えて、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Chirped Sampled Grating Distributed Bragg Reflector）をＳＧ−ＤＦＢレーザと接続した波長チューナブルレーザが知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−０４８９８８号公報

ＣＳＧ−ＤＢＲをチューニング要素として有する波長チューナブルレーザは、ＣＳＧ−ＤＢＲによって決定されるバーニア状の選択波長を利用している。このような波長チューナブルレーザにおいて、ＳＢＳ抑圧技術を採用する場合には、ＳＢＳ抑圧のための制御により、ＣＳＧ−ＤＢＲの波長選択特性を破綻させない必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＣＳＧ−ＤＢＲを備える半導体レーザにＳＢＳ抑圧技術を適用する際にバーニア特性を確保することができる、半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体レーザ装置は、回折格子部とスペース部とが連結されたセグメントが複数設けられ且つ複数のセグメントが同じ光学的長さでグループ分けされた複数のセグメント群を構成してなる反射領域と、レーザ発振のための利得領域と、複数のセグメント群のそれぞれに対応して設けられその等価屈折率を制御する複数の屈折率制御部とを備える半導体レーザと、複数の屈折率制御部を制御パラメータの少なくとも１つとして制御することで半導体レーザの発振波長を制御する波長制御部と、複数のセグメント群のうち内在するセグメント数が最も多いセグメント群の１つのみに対しそれに対応する屈折率制御部によりディザー入力をなすディザー制御回路と、を備え、屈折率制御部は、セグメント群の温度を制御するためのヒータであることを特徴とするものである。本発明に係る半導体レーザ装置においては、屈折率制御部にディザー入力を行っても、反射領域におけるバーニア特性を確保することができる。

ディザー入力がなされるセグメント群には、複数の屈折率制御部のうち、もっとも低い温度が付与される屈折率制御部以外の屈折率制御部が対応していてもよい。

本発明に係る半導体レーザ装置によれば、ＣＳＧ−ＤＢＲを備える半導体レーザにＳＢＳ抑圧技術を適用する際にバーニア特性を確保することができる。

第１の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す図である。 （ａ）はＣＳＧ−ＤＢＲ領域の光導波路の反射スペクトルを示し、（ｂ）はＳＧ−ＤＦＢ領域の光導波路の反射スペクトルの計算例を示す。 半導体レーザの出力光の線幅を説明するための図である。 変調信号が入力されるヒータと出力波長幅との関係を示す。 各チャネルと出力波長幅との関係を示す図である。 ヒータ１４ａへの注入電力に対する変調効率を示す図である。 変調信号発生器の詳細を説明するための回路図である。 第２の実施形態に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る半導体レーザ装置１００の全体構成を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、半導体レーザ装置１００は、半導体レーザ１０、温度制御装置２０およびコントローラ３０を備える。半導体レーザ１０は、温度制御装置２０上に配置されている。次に、各部の詳細を説明する。

半導体レーザ１０は、一方の反射領域として機能するＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）領域１１、他方の反射領域として機能するＳＧ−ＤＦＢ領域１２、および、半導体光増幅（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）領域１３が順に連結した構造を有する。

ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１は、グレーティングが所定の間隔で設けられた光導波路を含む。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路には、回折格子を有する回折格子部にスペース部が連結されたセグメントが複数設けられている。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路は、吸収端波長がレーザ発振波長よりも短波長側にある半導体結晶からなる。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１においては、複数のセグメントのうち少なくとも２つの光学的長さが異なっている。また、これらの異なる光学的長さの複数のセグメントごとに、ヒータが設けられている。

図１（ｂ）は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の詳細を説明する図である。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１は、ＩｎＰからなる半導体基板２００上にＩｎＰからなる下クラッド層１０１、ＩｎＧａＡｓＰからなるグレーティング層１０２、ＩｎＧａＡｓＰからなる断面ストライプ状の光導波層１０３、ＩｎＰからなる上クラッド層１０４、および、ＳｉＯ_２からなる絶縁層１０５が設けられた構造を有している。グレーティング層１０２は、下クラッド層１０１中に埋め込まれている。

グレーティング層は一様にＩｎＧａＡｓＰが配置されたスペース部１０２ａと、飛々にＩｎＧａＡｓＰが配置された回折格子部１０２ｂとが連結された構造を有している。また、絶縁膜１０５上には、ヒータ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられており、各ヒータの両端には、電極１０６が接続されている。

なお、効率的なヒータによる屈折率制御を実施するためには、熱的な配慮を行うことが好ましい。光導波層１０３の両側は図示しない埋込層により埋め込まれているが、光導波層１０３の両側に対応する埋込層に溝を設けることで、光導波層１０３を他の領域から断熱することができる。これにより、ヒータによる屈折率制御効率が向上する。また、本実施形態では採用していないが、光導波層１０３と半導体基板２００との間に熱伝導率の低い半導体層として、たとえばＩｎＡｌＡｓＰを介在させることも、効率的なヒータ制御に寄与する。

さらに、ヒータ１４ａ〜１４ｃに対してワイヤボンディングを行う際には、半導体レーザを収容するパッケージに設けられた外部リードとヒータ上の電極とを直接に接続すると、外部の熱が直接的にヒータに流入するので好ましくない。このため、ヒータの電極に接続されるボンディングワイヤは、パッケージに設けられたリードから、一旦、温度制御装置２０上のパッドに接続し、そこからヒータの電極へと接続を行うことが好ましい。この方法であれば、レーザ動作中は、温度制御装置２０の上面温度が殆ど変化しないことから、外部温度が変動しても、外部の熱が直接的にヒータに流入することを回避できる。これら熱的な配慮は、ヒータに変調信号を与える本実施形態においては、ヒータの変調応答速度を向上させ、精度の高いＳＢＳ抑圧制御に寄与するものである。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態においては、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１にセグメントが７組（セグメント１〜７）形成されているものとする。セグメント１〜３は、Ｌ１の光学的長さを有する。セグメント４，５は、Ｌ２の光学的長さを有する。セグメント６，７は、Ｌ３の光学的長さを有する。なお、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は互いに異なる値である。

各セグメント１〜７は、それぞれの光学的長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３によってグループ分けされたセグメント群を構成している。本実施形態においては、セグメント１〜３が第１のセグメント群、セグメント４，５が第２のセグメント群、セグメント６，７が第３のセグメント群となる。

ヒータ１４ａは、セグメント１〜３の上に、セグメント１〜３にまたがって設けられている。ヒータ１４ｂは、セグメント４，５の上に、セグメント４，５にまたがって設けられている。ヒータ１４ｃは、セグメント６，７の上に、セグメント６，７にまたがって設けられている。したがって、ヒータ１４ａはセグメント１〜３の温度を調節し、ヒータ１４ｂはセグメント４，５の温度を調節し、ヒータ１４ｃはセグメント６，７の温度を調節する。言い換えれば、ヒータ１４ａはセグメント１〜３の等価屈折率を調節し、ヒータ１４ｂはセグメント４，５の等価屈折率を調節し、ヒータ１４ｃはセグメント６，７の等価屈折率を調節する。

ＳＧ−ＤＦＢ領域１２は、グレーティングが所定の間隔で設けられた光導波路を含む。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２の光導波路には、回折格子を有する回折格子部にスペース部が連結されたセグメントが複数設けられている。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２においては、各セグメントの光学的長さが実質的に同一になっている。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２の光導波路は、目的とする波長でのレーザ発振に対して利得を有する半導体結晶からなる。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２上には、電極１５が設けられている。

ＳＯＡ領域１３は、電流制御によって光に利得を与える、または光を吸収するための半導体結晶からなる光導波路を含む。ＳＯＡ領域１３上には、電極１６が設けられている。なお、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２およびＳＯＡ領域１３の光導波路は、互いに光結合している。

温度制御装置２０は、ペルチェ素子等を備え、半導体レーザ１０の温度を制御する。コントローラ３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の制御部、電源等から構成される。コントローラ３０のＲＯＭには、半導体レーザ１０の制御情報、制御プログラム等が格納されている。

続いて、半導体レーザ装置１００の動作の概略について説明する。コントローラ３０は、電極１５に所定の電流を供給する。それにより、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２の光導波路において光が発生する。発生した光は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２およびＳＯＡ領域１３の光導波路を伝播しつつ繰返し反射および増幅されるとともに、外部に発振される。また、電極１６にコントローラ３０から所定の電流が供給される。それにより、半導体レーザ１０からの出力が一定に維持される。

次に、コントローラ３０は、ヒータ１４ａ〜１４ｃの制御によりセグメント１〜７の温度を制御することによって、セグメント１〜７の等価屈折率を変化させる。この場合、セグメント１〜３の反射特性とセグメント４，５の反射特性とセグメント６，７の反射特性とが個別に変化する。それにより、半導体レーザ１０の発振波長を変化させることができる。以上の制御により、半導体レーザ装置１００は、所望の波長において半導体レーザ１０にレーザ発振させることができる。

図２（ａ）は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路の反射スペクトルの計算例を示し、図２（ｂ）は、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２の光導波路の反射スペクトルの計算例を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）において、横軸は周波数（波長）を示し、縦軸は反射率を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）においては、簡便化のため、計算例を模式化してある。図２（ａ）に示すように、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域の光導波路は、所定の周波数（波長）周辺で相対的に高いピーク反射率を有し、所定の周波数において極大値を示す。この極大値を示す周波数（波長）において、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路の各セグメントを往復する光の位相が２πの整数倍になるからである。

一方、周波数（波長）が上記の極大値から遠ざかるにつれてピーク反射率は低下する。各セグメントの縦モード間隔をわずかにずらした結果、位相整合した重ね合わせが起こらないからである。

このように、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路における縦モードのピーク反射強度は、波長依存性を有する。一方、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２の光導波路における縦モードのピーク反射強度は、波長依存性を有さない。したがって、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路における縦モードのピーク反射強度が相対的に低くなる波長範囲におけるレーザ発振を防止しつつ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の光導波路における縦モードのピーク反射強度が相対的に大きくなる波長範囲において、安定したレーザ発振を実現することが可能である。

上記の極大値を示す周波数（波長）は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１の各セグメントの平均温度と温度勾配（セグメント同士の温度差）を制御することによって、移動させることができる。すなわち、ヒータ１４ａ〜１４ｃの平均温度と温度勾配とを制御することによって、発振波長（チャネル）を選択することができるのである。一例として、本実施形態においては、ヒータ１４ｂの温度を最も高く、ヒータ１４ｃの温度を最も低く設定する。ヒータ１４ａ〜ヒータ１４ｃの温度は、ヒータ１４ａ〜１４ｃへの駆動電流によって制御することができる。

次に、ＳＢＳ抑圧技術について説明する。まず、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２への駆動電流に変調信号（ＳＢＳディザー信号）を重畳させることによってＳＧ−ＤＦＢ領域１２の反射ピーク波長を振動させて、狭線幅の光出力に任意の量の波長分散を加えることができる。しかしながら、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２への駆動電流を振動させると、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２の利得が変化してしまう。

そこで、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１のヒータ１４ａ〜１４Ｃへの駆動電流に変調信号を重畳させることが考えられる。例えば、すべてのヒータへの駆動電流に変調信号を重畳させることによって各セグメントのバーニア特性を調整し、各セグメントのバーニア特性の合成結果により、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１全体として、所望のバーニア特性を得ることが考えられる。

この場合、各ヒータへの駆動電流に重畳させる変調信号を同期させることができれば、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１のバーニア特性を維持することができる。しかしながら、各セグメントへの変調信号を完全に同期させることは困難である。各セグメントへの変調信号の完全同期が実現できなければ、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１１はバーニア特性を維持できなくなる。本発明者は、複数のヒータのうち１つのみに変調信号を入力することによって、狭線幅の光出力に任意の量の波長分散を加えられることを見出した。

図３（ａ）は、ヒータ駆動電流に変調信号（ＳＢＳディザー変調）を加える前の出力波長の線幅を説明する図である。この状態では、ヒータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃには、所定の波長を選択するために予め決定された値の駆動電流が固定的に入力されている。ヒータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃの発熱により、セグメント１〜３のセグメント群、セグメント４，５のセグメント群、セグメント６，７のセグメント群のそれぞれは、所定の屈折率制御を受けている。各セグメント群それぞれは、与えられた屈折率制御値によって、所定のバーニア波長特性を実現し、ＣＳＧ−ＤＢＲ１１全体では、これらセグメント群のバーニア波長特性の合成によるバーニア波長特性を実現している。このように決定されたＣＳＧ−ＤＢＲ１１のバーニア波長特性と、ＳＧ−ＤＦＢ１２のバーニア波長特性との重ね合わせにより選択された波長が、発振波長となり、図３（ａ）の線幅で出力されている。

図３（ｂ）は、図１（ａ）における単一のヒータ（ヒータ１４ａ）のみ、その駆動電流に変調信号を加えた場合の出力波長の線幅を説明する図である。図３（ｂ）に示すように、単一のヒータに変調信号を印加することで、レーザ出力波長の線幅が広がる結果が得られることが分かる。

この場合、ヒータ１４ａ以外のヒータ１４ｂ，１４ｃには変調信号が印加されていないことから、セグメント４，５およびセグメント６，７の屈折率は、所定の波長を選択するために予め決定された状態を維持している。このため、ＣＳＧ−ＤＢＲ１１全体で実現されるバーニア波長特性の破綻限界は高く、波長チューナブルレーザは、正常に波長選択を維持することができる。

次に、変調信号が入力されるヒータの違いと波長線幅の拡大との関係について説明する。図４は、変調信号が入力されるヒータと出力波長幅との関係を示す。図４において、横軸は各ヒータに印加される電圧の変動幅を示し、縦軸は半導体レーザ１０の出力波長幅（ｐｍ）を示す。なお、電圧の変動幅は、上記変調信号の振幅に相当する。なお、図４において、「１４ａ」はヒータ１４ａのみに上記変調信号が入力された場合を示し、「１４ｂ」はヒータ１４ｂのみに上記変調信号が入力された場合を示し、「１４ｃ」はヒータ１４ｃのみに上記変調信号が入力された場合を示す。

図４に示すように、いずれのヒータに変調信号を入力しても、ＳＢＳディザーに必要な１ＧＨｚ（約８ｐｍ）の出力波長幅が実現される。したがって、いずれのヒータに変調信号を入力しても、ＳＢＳディザー効果が得られることがわかる。ただし、ヒータ１４ａに変調信号を入力した場合は、ヒータ１４ｂ，１４ｃに変調信号を入力した場合に比較して、同じ変調振幅において、大きな波長線幅の拡大効果が得られることが分かる。変調振幅に対する発振波長の線幅拡大効果は、ヒータに対する駆動電流の絶対値によって異なるが、本実施形態において、ヒータ１４ａは、ヒータ１４ｂおよびヒータ１４ｃの駆動電流の平均値が与えられている。それにもかかわらず、図４に示すようにヒータ１４ａによる線幅拡大の効果が最も大きいのは、ヒータ１４ａに対応するセグメント群が内包するセグメント数（セグメント数３）が、ヒータ１４ｂ，１４ｃに対応するセグメント群が内包するセグメント数（セグメント数２）に比較して多いためである。

各セグメント群それぞれのバーニア波長特性は、セグメント群に内包されるセグメント数が多いほど、選択される反射スペクトル線幅が狭くなる。本実施形態では、ヒータ１４ａに対応するセグメント群は、ヒータ１４ｂ，１４ｃに対応するセグメント群に比較して内包するセグメント数が多い。このため、ヒータ１４ａに対応するセグメント群が有するバーニア波長特性は、他のセグメント群に比較して反射スペクトル線幅が狭いといえる。

ＣＳＧ−ＤＢＲ１１全体としての波長特性は、各セグメント群の波長特性の重ね合わせである。このため、反射スペクトル線幅が他に比較して狭いセグメント群（セグメント１〜３）が有する波長特性は、他のセグメント群（セグメント４，５あるいはセグメント６，７）が有する波長特性に比較して、ＣＳＧ−ＤＢＲ全体の波長特性の決定に対する寄与度が大きいといえる。このため、ヒータ１４ａを変調した場合は、ヒータ１４ｂあるいは１４ｃを変調した場合に比較して、同じ変調電圧に対して、大きな線幅拡大効果が得られたのである。

前述したように、複数のヒータのうち、１つのみに変調信号を印加することは、ＣＳＧ−ＤＢＲ１１全体で実現されるバーニア波長特性の破綻限界を高くすることにつながるが、本発明ではさらに、この変調信号が印加される１つのみのヒータとして、内包するセグメント数の多いセグメント群に対応するヒータ（ヒータ１４ａ）を選んでいる。

図４から明らかなように、ヒータ１４ａに変調信号を印加することは、所期の線幅拡大効果を得るために必要な変調振幅が小さいことから、他のヒータ１４ｂ，１４ｃに変調信号を印加する場合に較べて、ＣＳＧ−ＤＢＲ１１全体のバーニア波長特性の破綻限界をさらに高めることができる。このことは、波長チューナブルレーザにおける安定した発振特性の実現に寄与するものである。

なお、変調信号が入力されるヒータは、印加電流が最小となるヒータ以外であることが好ましい。半導体レーザ１０は、ヒータ１４ａ〜１４ｃの平均温度と温度勾配とを制御することにより、発振波長を選択するために、最も温度設定の低いヒータには、ヒータに電流を印加しない場合が考えられる。このような場合には、正常に変調信号を入力することができない。このことから、本発明により変調信号が入力されるヒータは印加電流が最小となるヒータ以外であることが好ましい。

次に、チャネルと出力波長幅との関係について説明する。図５は、各チャネルと半導体レーザ１０の出力波長幅との関係を示す図である。チャネルとは、半導体レーザ１０が選択可能な出力波長に番号を付したものである。図５において、横軸はヒータ１４ａに印加される電圧の変動幅を示し、縦軸は半導体レーザ１０の出力波長幅（ｐｍ）を示す。なお、電圧の変動幅は、上記変調信号の振幅に相当する。図５に示すように、波長変動幅は、チャネルごとに異なっている。以上の結果から、チャネルに応じて変調信号の振幅を変えればよいことがわかる。本実施形態においては、コントローラ３０に含まれる変調信号発生器４０を用いて変調信号の重畳を実現する。

各チャネル毎の変調信号の振幅値は、出荷試験によって各チャンネル毎に求め、これをテーブルとしてコントローラ３０に内蔵されたＲＯＭ（図示せず）に格納すればよい。

また、ユーザが発振線幅の拡大度を変更可能にするためには、上記テーブルには、変調信号の振幅値ではなく、チャネル毎の変調効率値を格納すればよい。変調効率値を格納することにより、ユーザから与えられる線幅拡大度に対して、チャンネル毎の変調効率から、必要な変調信号の振幅値を演算すればよい。

なお、変調効率は、ヒータ電力と直線的な相関が認められる。図６は、ヒータ１４ａへの注入電力に対する変調効率を示す図である。図６から明らかなように、ヒータに注入される電力と変調効率との間にほぼ直線的な相関が認められるため、出荷試験時にヒータに注入される電力に対する変調効率の関係を数点サンプリングすれば、ヒータに注入される電力と変調効率の相関を特定することができる。

このように相関が特定できれば、これを利用して、チューニングによって決定されるヒータ１４ａへの注入電力値から、対応する変調効率を得ることができる。変調効率を得ることにより、所定の変調度を得るための変調振幅値を演算すれば、各チャンネル毎に変調振幅値を実測する必要がなくなる。

また、上記のようにして得られたヒータに注入される電力と変調効率との相関を係数あるいは式としてＲＯＭに格納しておくことにより、チャンネル毎の変調効率が求められるから、これを利用してユーザから与えられる線幅拡大度に対し、必要な変調信号の振幅値を演算することもできる。

図７は、変調信号発生器４０の詳細を説明するための回路図である。図７に示すように、変調信号発生器４０は、クロックジェネレータ５０、フィルタ回路６０、振幅調整回路７０、およびバッファ回路８０を含む。

クロックジェネレータ５０は、タイマーを利用した端子のＨｉｇｈ／Ｌｏｗ出力により、方形波からなる変調信号を生成する。フィルタ回路６０は、抵抗６１およびコンデンサ６２を含む。抵抗６１は、クロックジェネレータ５０からの配線に挿入されている。コンデンサ６２は、抵抗６１からの分岐配線に挿入され、接地されている。抵抗６１からの他方の分岐配線は、振幅調整回路７０に接続されている。クロックジェネレータ５０からの変調信号の形状は、フィルタ回路６０において鈍化し、三角波形状となる。

振幅調整回路７０は、抵抗７１、可変抵抗７２、コンデンサ７３、および抵抗７４を含む。抵抗７１は、フィルタ回路６０からの配線に挿入されている。可変抵抗７２は、抵抗７１からの分岐配線に挿入され、接地されている。抵抗７１からの他方の分岐配線は、コンデンサ７３に接続されている。コンデンサ７３からバッファ回路８０への配線から分岐する配線に抵抗７４が挿入され、接地されている。振幅調整回路７０においては、可変抵抗７２の抵抗値の調整による抵抗分割によって、バッファ回路８０に入力される変調信号の振幅が調整される。

バッファ回路８０は、振幅調整回路７０によって振幅が調整された変調信号を用いて、ヒータ１４への入力波形を生成する。抵抗９１および抵抗９２は、バッファ回路８０における増幅率を決定するために用いられる。

バッファ回路８０からヒータ１４までの配線には、抵抗９３およびコンデンサ９４がこの順に挿入されている。なお、ヒータ１４は、ヒータ１４ａ〜１４ｃのいずれか１つである。このコンデンサ９４によって変調信号の直流成分が除去される。直流成分が除去された変調信号は、ヒータ１４への駆動電流に重畳される。この場合、ヒータ１４への駆動電流が振動する。それにより、ヒータ１４下のセグメントの屈折率が変動する。この屈折率の変動に応じて、半導体レーザ１０の共振器長が変化する。その結果、半導体レーザ１０の出力光が所定の線幅を有するようになる（ＳＢＳディザー抑圧効果）。

なお、本実施形態においては、各ヒータによって加熱されるセグメントが複数設けられていたが、各ヒータによって加熱されるセグメント数は限定されない。また、ヒータ１４ａ〜１４ｃのうちヒータ１４ｂの温度が最も高くかつヒータ１４ｃの温度が最も低かったが、温度の高低関係は任意である。したがって、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２側から順に温度が高くてもよく、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２側から順に温度が低くてもよい。また、ヒータ１４ａ〜１４ｃは、温度の高低順に配置されていなくてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、セグメントの等価屈折率を制御するためにヒータを用いたが、それに限られない。実施例２においては、各セグメントへの電流注入によって等価屈折率を制御する例である。図８は、第２の実施形態に係る半導体レーザ装置１００ａの全体構成を示す模式図である。半導体レーザ装置１００ａにおいては、ヒータ１４ａ〜１４ｃの代わりに、電極１７ａ〜１７ｃが設けられている。電極１７ａ〜１７ｃは、金属層およびオーミックコンタクト層を含み、ヒータ１４ａ〜１４ｃの位置に設けられている。

電極１７ａ〜１７ｃに電流が供給されると、セグメント１〜７に電流が注入される。それにより、セグメント１〜７の等価屈折率が変化する。したがって、電極１７ａ〜１７ｃへの供給電流量を制御することによって、第１の実施形態と同様に各セグメントの等価屈折率を制御することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 半導体レーザ
１１ ＣＳＧ−ＤＢＲ領域
１２ ＳＧ−ＤＦＢ領域
１３ ＳＯＡ領域
１４ ヒータ
１５，１６，１７ 電極
２０ 温度制御装置
３０ コントローラ
４０ 変調信号発生器
５０ クロックジェネレータ
６０ フィルタ回路
７０ 振幅調整回路
１００ 半導体レーザ装置

Claims (2)

1. 回折格子部とスペース部とが連結されたセグメントが複数設けられ、且つ、前記複数のセグメントが、同じ光学的長さでグループ分けされた、複数のセグメント群を構成してなる反射領域と、レーザ発振のための利得領域と、前記複数のセグメント群のそれぞれに対応して設けられ、その等価屈折率を制御する複数の屈折率制御部と、を備える半導体レーザと、
   前記複数の屈折率制御部を制御パラメータの少なくとも１つとして制御することで、前記半導体レーザの発振波長を制御する波長制御部と、
   前記複数のセグメント群のうち、内在するセグメント数が最も多いセグメント群の１つのみに対し、それに対応する前記屈折率制御部により、ディザー入力をなすディザー制御回路と、を備え、
   前記屈折率制御部は、前記セグメント群の温度を制御するためのヒータであることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記ディザー入力がなされるセグメント群には、前記複数の屈折率制御部のうち、もっとも低い温度が付与される屈折率制御部以外の屈折率制御部が対応してなることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。

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