JP6375869B2 - 光モジュール - Google Patents
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図2は、本実施形態における波長可変半導体レーザ素子の模式的な断面図である。半導体レーザ素子10は第一領域10aと、波長選択機能を有する第二領域10b及び第三領域10cと、第四領域10dとを含む。第一領域(第1のSOA領域)10a、第二領域(SG−DFB領域)10b、第三領域(CSG−DBR領域)10c及び第四領域(第2のSOA領域)10dは、半導体レーザ素子10の光軸に沿ってこの順に配置されている。第一領域10a及び第四領域10dは、光増幅機能を有する半導体光増幅器(Semiconductor Optical Amplifier device:SOAデバイス)とすることができ、第二領域10bおよび第三領域10cはともに離散的な回折格子(標本化回折格子、Sampled Grating:SG)を含み、前者は発光デバイス(SampledGrating Distributed Feedback:SG−DFB)、後者は光反射デバイス(ChirpedSampled Grating Bragg Reflector)に相当する。
図4は、半導体変調器の平面図である。半導体変調器20は、例えば、InP基板上に設けられ複数のマッハツェンダ(Mach-Zhender:MZ)型変調器51〜54を含む。MZ型変調器51〜54に光を分配するために、あるいは、それぞれのMZ型変調器51〜54が出力する位相変調光を合波するために、半導体変調器20は、1:2カプラ50a〜50c、51b〜54b、および、2:2カプラ50d、50eを有する。それぞれのカプラは半導体基板上に形成された導波路により接続されている。MZ型変調器51〜54は光入力部24に対して並列に接続されており全て同じ構成を有する。すなわち、MZ型変調器51を例にとると、その光入力側から、入力CW光を二分する1:2カプラ51a;変調部51M;位相調整電極51h、51i;2:1カプラ51b;および位相差形成電極51cを備える。
図5は、波長モニタユニットの平面図である。波長モニタユニット30は、第3温度制御素子31に搭載された第1分波器(Beam Splitter:BS)32、エタロンフィルタ33、第1検出器(PhotoDiode:PD)34、第2分波器(BS)35、及び第2検出器(PD)36を備える。エタロンフィルタ33は、例えば平行平板型光透過部材であり、その母材の厚さと屈折率に依存して周期的な光透過特性を示す。
図6は入力光学系の平面図である。入力光学系60は、第1ミラー61及び入力レンズ系62を備える。第1ミラー61は、例えばプリズム型の形状を有し、第1コリメートレンズ19aが出力する第1CW光L1を光入力部24に向けてその光路をほぼ直角に変更する。入力光学系60は、第2キャリア60aを介して第2温度制御素子21に搭載されており、第1ミラー61により反射された第1CW光L1を半導体変調器20の光入力部24に導入する。
図9は、本実施形態における出力光学系の平面図である。図9(a)に示すように、出力光学系70は、半導体変調器20の光出力部22が出力する変調光M2b、M2cをコリメートし、第1出力ポート3aに向けて出力する出力レンズ系71を備える。出力レンズ系71は、第1出力レンズ系72及び第2出力レンズ系73を含む。出力光学系70は更に光学遅延素子79、第2アイソレータ74、第3アイソレータ75、偏光合波器76、及びVOA(Variable Optical Attenuator)77を更に備える。第2アイソレータ74及び第3アイソレータ75はそれぞれ1/2波長板を備え、また、偏光合波器76は、第2ミラー76aとPBC(Polarization Beam Combiner)76bを含む。PBC76bは、例えば、光学多層膜からなる。VOA77は、その透過光強度を任意に変更することができる。
図10は、本実施形態における半導体変調器キャリアを示す図である。光モジュール1は、半導体変調器20を搭載する半導体変調器キャリア80及び半導体変調器20に接続される第1配線基板81aを更に備える(図11を参照)。半導体変調器20は、半導体変調器キャリア80を介して第2温度制御素子21に搭載される。半導体変調器キャリア80は、半導体変調器20を搭載する本体部82と、その周囲に設けられた庇部83を含む。本体部82は、第2温度制御素子21を半導体変調器キャリア80に投影した領域である。庇部83は、第2温度制御素子21を半導体変調器キャリア80に投影した領域の外に存在する領域A1〜A3を有し、領域A1は、半導体変調器20の辺20Cに接し、領域A2は辺20Dに接し、領域A3は辺20Aに接する。領域A1は第2キャリア60aを介して第1配線基板81a、第1終端基板84a、及び第1モニタ基板85aを搭載する(図6を参照)。領域A2は位相調整電極51h〜52iに印加するバイアス信号を供給する第3配線基板81c、第3終端基板84c、及び第3モニタ基板85cを搭載する(図6を参照)。領域A3は第3キャリア70aを介して出力光学系70を搭載する(図9を参照)。
Claims (10)
- 第1端面と、該第1端面とは反対の第2端面を有し、前記第1端面から第1CW光を出射し、前記第2端面から第2CW光を出射する波長可変半導体レーザ素子と、
前記第1CW光を変調して第1出力光を生成する半導体変調器と、
前記第2CW光を分波して、モニタ光と第2出力光とを生成し、前記モニタ光を用いて前記波長可変半導体レーザ素子の発振波長をモニタする波長モニタユニットと、
前壁、後壁、及び前記前壁と前記後壁とを接続する側壁を有し、前記波長可変半導体レーザ素子、前記半導体変調器、及び前記波長モニタユニットを前記前壁、前記後壁、及び前記側壁で形成される空間に収容する筐体と、
前記前壁に設けられ、前記第1出力光を前記筐体の外部に出力する第1出力ポートと、前記第2出力光を前記筐体の外部に出力する第2出力ポートと、を備え、
前記波長モニタユニットと前記波長可変半導体レーザ素子とは、前記側壁に対向して前記第2出力ポートの光軸上に配置されており、
前記半導体変調器は前記第1出力ポートの光軸上に配置されており、前記側壁に対向する辺に前記第1CW光を受信する光入力部と、前記前壁に対向する辺に前記第1出力光を出力する光出力部と、前記後壁に対向する辺に駆動信号を受信する信号入力部とを有する、光モジュール。 - 前記波長可変半導体レーザ素子を搭載する第1温度制御素子と、
前記半導体変調器を搭載する第2温度制御素子と、
前記波長モニタユニットを搭載する第3温度制御素子と、
を独立に備える、請求項1に記載の光モジュール。 - 前記第1CW光を第1コリメート光に変換する第1コリメートレンズと、
前記第1コリメート光を前記半導体変調器の光入力部に導入する入力光学系と、を更に備え、
前記入力光学系は第1ミラーと、第1入力レンズと、第2入力レンズとを含む入力レンズ系を有し、前記第1ミラーは前記第1コリメート光を前記光入力部に向けて反射し、前記第1入力レンズと前記第2入力レンズとは、前記第1ミラーによって反射された前記第1コリメート光を前記光入力部に集光する、請求項2に記載の光モジュール。 - 前記第1入力レンズは非球面レンズであり、前記光入力部と直接光結合し、
前記第2入力レンズは、前記第1入力レンズと対向する面を凸面として、前記第1ミラーと対向する面を平面とするレンズである、請求項3に記載の光モジュール。 - 前記半導体変調器と前記第1出力ポートとを光結合する出力レンズ系を更に備え、
前記出力レンズ系は、前記光出力部と直接光結合する第1出力レンズと、前記第1出力レンズおよび前記第1出力ポートと光結合する第2出力レンズとを含む、請求項3又は請求項4に記載の光モジュール。 - 前記第2CW光を第2コリメート光に変換する第2コリメートレンズを更に備え、
前記波長モニタユニットは、前記第2コリメート光を分波する第1分波器と、前記第1分波器により分岐された一方の分波光を更に分波する第2分波器とを有し、
前記第2分波器は前記第2出力ポートの光軸上に搭載されており、当該第2分波器により分岐した一方の分岐光を前記第2出力光として前記第2出力ポートに向けて出力する、請求項3〜請求項5のいずれか一項に記載の光モジュール。 - 前記波長モニタユニットは、エタロンフィルタと、第1検出器と、第2検出器と、を更に前記第3温度制御素子上に有し、
前記第1分波器、前記エタロンフィルタ及び前記第1検出器は、前記第2CW光の光軸上に配置され、
前記第1分波器、前記第2分波器及び前記第2検出器は、前記第1分波器と前記第2分波器とを結ぶ光軸上であって前記第2CW光の光軸と90°の角を為す光軸上に配置されている、請求項6に記載の光モジュール。 - 前記半導体変調器を搭載する半導体変調器キャリアと、
前記半導体変調器に接続される第1配線基板と、
を更に備え、
前記第1配線基板は、前記第1端面から前記入力光学系に向かう前記第1CW光の光路を干渉せずに前記半導体変調器キャリア上に搭載されている、請求項3〜請求項7のいずれか一項に記載の光モジュール。 - 前記半導体変調器を搭載する半導体変調器キャリアと、
前記半導体変調器に接続される第1配線基板と、
を更に備え、
前記第1配線基板は、前記第1端面から前記入力光学系に向かう前記第1CW光の光路を干渉せずに前記半導体変調器キャリア上に搭載されており、
前記半導体変調器は前記第2温度制御素子を投影した前記半導体変調器キャリア上の領域に搭載されており、
前記第1配線基板、前記入力光学系、および前記出力レンズ系は前記半導体変調器キャリア上であって、前記第2温度制御素子を投影した前記領域外に配置されている、請求項5に記載の光モジュール。 - 前記半導体レーザ素子にバイアス電流を提供するための第2配線基板を更に備え、
前記第2配線基板は前記出力レンズ系の下方において前記出力レンズ系と交差し前記筐体の底面上に配置されている、請求項9に記載の光モジュール。
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