JP7370506B1

JP7370506B1 - 半導体レーザモジュール、および光通信装置

Info

Publication number: JP7370506B1
Application number: JP2023552299A
Authority: JP
Inventors: 弘介篠原; 浩一秋山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2023-04-20
Filing date: 2023-04-20
Publication date: 2023-10-27
Anticipated expiration: 2043-04-20

Abstract

半導体レーザ素子（１）、前記半導体レーザ素子（１）から出力されるレーザ光が入射される入力導波路（２１）と、この導波路を複数の出力導波路（２３ａ、２３ｂ）に分岐する分岐部（２２）と、を備え、前記複数の出力導波路（２３ａ、２３ｂ）の各出力導波路（２３ａ、２３ｂ）からレーザ光が出力される、誘電体で構成する光分岐基板（２）、前記複数の出力導波路（２３ａ、２３ｂ）から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ（３ａ、３ｂ）、を備える半導体レーザモジュール。

Description

本願は、半導体レーザモジュール、および光通信装置に関するものである。

通信速度の高速化に対応するため、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｏｐｔｉｃｓという方式が提案されている（例えば特許文献１）。Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｏｐｔｉｃｓでは、中心ユニット（Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐ）内のＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）の温度上昇による半導体レーザの特性劣化を抑制するため、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐから離れた位置に半導体レーザモジュールを設け、半導体レーザモジュールからの出力光を、光ファイバを通して、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐ内のＰＩＣ（ＰｈｏｔｏｎｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）に結合する。

欧州特許出願公開第３９７９５２４号明細書特開２００２－２４４０７８号公報

Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｏｐｔｉｃｓでは、半導体レーザモジュールとＰＩＣの光学的な結合に光ファイバを用いるため、光ファイバの損傷閾値以上の光を利用できない。したがって、光ファイバの損傷閾値以上の光出力を持つ半導体レーザ素子を使用する場合、半導体レーザモジュール内で光を分岐し、光強度を落としてから光ファイバに結合する必要がある。光を分岐する方法として、例えば特許文献２のように空間光学系を用いる方法があるが、空間光学系によって半導体レーザモジュールが大型化するという課題が生じる。

本願は、上記の課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が、光ファイバの損傷閾値を超える光強度を有する場合であっても、光ファイバが損傷せず、小型化が可能な半導体レーザモジュールを提供することを目的としている。

本願に開示される半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、を備えるものである。

本願によれば、半導体レーザから出力されるレーザ光が、光ファイバの損傷閾値を超える光強度を有する場合であっても、光ファイバが損傷せず、小型化が可能な半導体レーザモジュールが得られる。

実施の形態１による半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な斜視図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の構成を示す平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の構成を示す図２ＡのＡ－Ａ位置での断面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の構成を示す図２ＡのＢ－Ｂ位置での断面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の構成を示す図２ＡのＣ－Ｃ位置での断面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の別の構成を示す平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のさらに別の構成を示す平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のさらに別の構成を示す平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のさらに別の構成を示す平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のレーザ光の入射部分の構成の一例を示す拡大斜視図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のレーザ光の入射部分の構成の別の例を示す拡大平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のレーザ光の入射部分の構成のさらに別の例を示す拡大平面図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の図９ＡのＡ－Ａ位置での断面図によりレーザ光の結合の様子を示す模式図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板のレーザ光の出力部分に回折格子構造を用いて出力光を光ファイバに結合する様子を拡大断面図により示す模式図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールのさらに別の構成を示す模式的な斜視図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの図１０Ａにおける半導体レーザ素子の光軸を含む断面図によりレーザ光の結合の様子を示す模式図である。実施の形態１による図１０Ａおよび図１０Ｂの構成の半導体レーザモジュールの半導体レーザ素子の活性層を含む拡大断面図によりレーザ光の結合の様子を示す模式図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の光ファイバとの結合部分の構成の一例を示す拡大斜視図である。実施の形態１による半導体レーザモジュールの光分岐基板の出力部分の構成の別の一例を示す平面図である。実施の形態２による半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な斜視図である。実施の形態３による半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な斜視図である。実施の形態４による半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な斜視図である。実施の形態５による光通信装置の概略構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による半導体レーザモジュール１００の構成を示す模式的な斜視図である。半導体レーザモジュール１００は、少なくとも半導体レーザ素子１と、板状の誘電体で形成された光分岐基板２と、２本の光ファイバ３ａ、３ｂを有する。半導体レーザ素子１と光ファイバ３ａ、３ｂの間に光分岐基板２が配置される。半導体レーザモジュール１００では、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光が光分岐基板２の入力導波路２１に光学的に結合され、分岐部２２において２つの出力導波路２３ａ、２３ｂに分岐され、出力導波路２３ａおよび２３ｂから出力されるレーザ光が、それぞれ光ファイバ３ａおよび光ファイバ３ｂに光学的に結合される。後述のように、出力導波路の数、および光ファイバの数は、２に限らず、２以上であればよい。

半導体レーザ素子１は、電流を印加することでレーザ発振を生じるデバイスである。すなわち、半導体レーザ素子１はレーザ光を出力する素子である。半導体レーザ素子１として、分布帰還型レーザ、外部共振器型レーザ、フォトニック結晶レーザ、フォトニック結晶面発光レーザなどの各種レーザ構造の素子を用いることができる。光分岐基板２は、レーザ光の損傷閾値が光ファイバ３ａおよび光ファイバ３ｂの損傷閾値に比較して高い閾値を有するように構成する。したがって、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光の光強度が、光ファイバ３ａあるいは光ファイバ３ｂの損傷閾値以上であったとしても、光分岐基板２で光ファイバの損傷閾値未満に光を分岐することで、光ファイバ３ａおよび光ファイバ３ｂを損傷することなく光結合が可能である。

光分岐基板２は、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光を受け、複数の導波路に分岐し、複数の光ファイバに光学的に結合する部材である。図２Ａ～２Ｄに光分岐基板２の詳細な構成を示す。図２Ａは光分岐基板２の平面図、図２Ｂは図２ＡのＡ－Ａ位置での断面図、図２Ｃは図２ＡのＢ－Ｂ位置での断面図、図２Ｄは図２ＡのＣ－Ｃ位置での断面図である。図２Ａに示すように、光分岐基板２には、入力導波路２１と、分岐部２２と、分岐部２２で分岐された２つの出力導波路２３ａおよび２３ｂで構成される導波路が形成されている。図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄの各断面図に示すように、光分岐基板２は、ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）あるいはＳｉＮのようなＳｉベースの構造を有する。光分岐基板２の導波路は、ＳｉあるいはＳｉＮなどの板状の誘電体基板２０ａの表面に形成された、第一誘電体層２０ｂ内部に、第一誘電体層２０ｂよりも屈折率が高い第二誘電体材料で形成されている。

光分岐基板２の導波路（図２Ｂ、図２Ｃの入力導波路２１、図２Ｄの出力導波路２３ａおよび２３ｂ）の周囲には、クラッド層となる第一誘電体層２０ｂとして、例えばＳｉＯ_２層（波長１３１０ｎｍで屈折率約１．４５）が設けられる。導波路はこのクラッド層に囲まれた、クラッド層よりも屈折率が高い第二誘電体材料で形成されている。第二誘電体材料として、Ｓｉ（波長１３１０ｎｍで屈折率約３．５０）あるいはＳｉＮ（波長１３１０ｎｍで屈折率約１．９９）が用いられる。導波路を構成する第二誘電体材料とクラッド層となるＳｉＯ_２層との屈折率差によって、Ｓｉの導波路であれば、例えば高さ２２０ｎｍ×幅５００ｎｍ、ＳｉＮの導波路であれば、例えば幅４００ｎｍ×幅１０００ｎｍの小型な導波路寸法を用いることができる。また、同様にＭＭＩカプラ、方向性結合器、曲がり導波路等の分岐部についても小型化することが可能となる。したがって、半導体レーザ素子１から出力されるレーザ光の分岐に、光分岐基板２を用いることで、従来のような空間光学系を用いた場合に対して、光分岐部の小型化が可能となる。半導体レーザ素子１からのレーザ光の分岐に、従来のような空間光学系を用いた場合、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｏｐｔｉｃｓでの使用が検討されている半導体レーザモジュールの筐体（例えば、ＱＳＦＰ－ＤＤ（長さ３６ｍｍ）あるいはＯＳＦＰ（長さ７５．５ｍｍ）など）への搭載が困難であるが、本願で示すように半導体レーザ素子１からのレーザ光の分岐に、光分岐基板２を用いることで、半導体レーザモジュールの筐体への搭載が可能となる。

図２Ａでは、１つの入力導波路２１が、Ｙ分岐型導波路で構成される分岐部２２において２つの出力導波路２３ａおよび２３ｂに分岐する構成を示している。複数の出力導波路に分岐する構成、すなわち分岐部は図２Ａに示す構成に限らず、図３に分岐部２２ａとして示す１×２ＭＭＩ（ＭｕｌｔｉＭｏｄｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）カプラ、図４に分岐部２２ｂとして示す方向性結合器などを用いることができる。分岐数を３以上、すなわち出力導波路の数を３以上とする場合、分岐部を、図５に分岐部２２ｃとして示すように複数のＹ分岐導波路を用いて３以上の複数の出力導波路２３に分岐する構成、あるいは図６に分岐部２２ｄとして示すように、１×ＮＭＭＩカプラを用いてＮ個の出力導波路２３に分岐する構成とすることも可能である。もちろん、図２ＡのＹ分岐型導波路２２、図３の１×２ＭＭＩカプラ２２ａ、あるいは図６の１×ＮＭＭＩカプラ２２ｄ、図４の方向性結合器２２ｂを組み合わせて、３つ以上の出力導波路に分岐するように構成してもよい。分岐数は光強度が光ファイバの損傷閾値未満となる最小分割数となるよう選択することが望ましいが、ＭＰＯ（Ｍｕｌｔｉ－ｆｉｂｅｒＰｕｓｈＯｎ）コネクタのように、複数の光ファイバで構成されるファイバコネクタを用いる場合には、光ファイバ数に合わせて分岐数を設定してもよい。

さらに、半導体レーザ素子１からのレーザ光を光ファイバではなく、光分岐基板２で受ける利点は、導波路の設計自由度にある。例えばシングルモードファイバでは、モードフィールド径が波長１３１０ｎｍで９．２μｍと固定値であるのに対し、光分岐基板２に形成される導波路では、導波路構造を適切に設計することにより、モードフィールド径を調整できる。例えば図７に示すような、光分岐基板２の入射端面３４に向かって導波路の幅と高さを変えるスポットサイズ変換器３１、あるいは図８に示すような入射端面３４近傍に導波路の存在しない窓構造３２、を設けることによってモードフィールド径を調整可能である。光分岐基板２の設計によって、モードフィールド径を適切に調整することで、光ファイバに比べて光分岐基板２の入射端面の光密度を低減することができ、光ファイバの損傷閾値よりも高い強度の光を結合することが可能となる。

同様に、出射端面においても、図７に示すスポットサイズ変換器３１、あるいは図８に示す窓構造３２を設けることによってモードフィールド径を調整可能である。出射端面のモードフィールド径を光ファイバのモードフィールド径に近づけることによって、出力導波路と光ファイバの結合効率を向上することができる。

また、半導体レーザ素子１と光分岐基板２を光学的に結合するために、光分岐基板２に図９Ａ、および図９ＡのＡ－Ａ位置での断面図である図９Ｂに示す回折格子構造４１を形成してもよい。半導体レーザ素子１からの入射レーザ光が回折格子構造４１に結合されて入力導波路２１に伝搬される。この場合、光分岐基板２の上面からレーザ光を入射するため、光分岐基板２の端面からレーザ光を入射する場合に対して、レーザモジュールの小型化が可能となる。なお、図９Ｃに示すように、回折格子構造４１によるレーザ光の結合は、光分岐基板２の出力光をファイバ３に結合する部分にも用いることができる。

さらに、半導体レーザ素子１と光分岐基板２を光学的に結合するために、光分岐基板２上に半導体レーザ素子１を設置し、半導体レーザ素子１の活性層１１から染み出すエバネッセント光を用いて、半導体レーザ素子１が出力するレーザ光と入力導波路２１を光学的に結合してもよい。この構成を、図１０Ａの斜視図、半導体レーザ素子１のレーザ光の光軸を含む断面図で示す模式図である図１０Ｂ、および半導体レーザ素子１の活性層１１を含む断面図で示す模式図である図１０Ｃに示す。この構成によれば、光分岐基板２の端面から光を入射する場合、および光分岐基板２に回折格子構造４１を形成して結合する場合に対して、半導体レーザ素子１と光分岐基板２の結合効率の向上および半導体レーザモジュールの小型化が可能となる。

光ファイバは、光分岐基板２の出力導波路から出力されるレーザ光を受け、ＰＩＣに光を導波する構成要素である。光ファイバは、光分岐基板２の出力導波路の位置に合わせて配置される。光ファイバの実装を簡略化するため、光分岐基板２の出射端面に図１１に示す溝２５を設けてもよい。図１１に示すように、溝２５に光ファイバ３を設置することで実装を簡略化することが可能となる。

光ファイバは、光分岐基板２の出力導波路と同じ数設ける必要はなく、光分岐基板２の出力導波路の一部を、半導体レーザ素子１の出力モニタ用の出力、あるいは波長モニタ用の出力として使用してもよい。この場合、例えば、図１２に示すように、方向性結合器を用いて、光ファイバに結合する出力導波路２３ａから、出力導波路２３ａよりも弱い強度の光を出力導波路２３ｃに取り出して、出力モニタ用の出力、あるいは波長モニタ用の出力とする構成にしてもよい。

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２による半導体レーザモジュール６００の模式図である。半導体レーザモジュール６００は、少なくとも半導体レーザ素子１と、光分岐基板２と、光ファイバ３ａおよび３ｂと、集光用レンズ４を有する。半導体レーザ素子１と光分岐基板２の間に集光用レンズ４が配置されており、集光用レンズ４と光ファイバ３ａおよび３ｂの間に、入力導波路２１、分岐部２２、および分岐部２２で分岐された出力導波路２３ａおよび２３ｂを備えた光分岐基板２が配置される。半導体レーザモジュール６００では、半導体レーザ素子１からのレーザ光が、集光用レンズ４で集光されたあと入力導波路２１に光学的に結合され、分岐部２２において、２つの出力導波路２３ａおよび２３ｂに分岐されたあと、出力導波路２３ａおよび２３ｂから出力されるレーザ光が、それぞれ光ファイバ３ａおよび３ｂに光学的に結合される。光分岐基板２としては、実施の形態１で説明した、種々の光分岐基板を用いることができ、出力導波路の数も２に限らず、２以上の出力導波路としても良いのは言うまでもない。

集光用レンズ４は、半導体レーザ素子１からのレーザ光を集光し、モードサイズを低減する構成要素である。半導体レーザ素子１からのレーザ光のモードサイズを小さくし、それに合わせて光分岐基板２の導波路構造を適切に設計することによって、半導体レーザ素子１と光分岐基板２の結合効率を向上することができる。

実施の形態３．
図１４は、実施の形態３による半導体レーザモジュール７００の模式図である。半導体レーザモジュール７００は、２つの半導体レーザ素子１ａおよび１ｂと、光分岐基板２ａと、４本の光ファイバ３ａ１、３ｂ１、３ａ２、３ｂ２を有する。光分岐基板２ａは、入力導波路２１１に続く分岐部２２１、分岐部２２１で分岐された出力導波路２３ａ１および２３ｂ１で構成される第一分岐ユニット２ａ１と、入力導波路２１２に続く分岐部２２２、分岐部２２２で分岐された出力導波路２３ａ２および２３ｂ２で構成される第二分岐ユニット２ａ２を備える。半導体レーザ素子１ａからのレーザ光が入力導波路２１１に結合され、出力導波路２３ａ１から出力されるレーザ光が光ファイバ３ａ１に、出力導波路２３ｂ１から出力されるレーザ光が光ファイバ３ｂ１に光学的に結合される。同様に、半導体レーザ素子１ｂからのレーザ光が入力導波路２１２に結合され、出力導波路２３ａ２から出力されるレーザ光が光ファイバ３ａ２に、出力導波路２３ｂ２から出力されるレーザ光が光ファイバ３ｂ２に光学的に結合される。図１４では、第一分岐ユニット２ａ１および第二分岐ユニット２ａ２において、一つの入力導波路が２つの出力導波路に分岐される例を示しているが、出力導波路の数は２つに限らず、３つ以上に分岐される構成でもよいのは言うまでもない。また、図１４では、第一分岐ユニット２ａ１と、第二分岐ユニット２ａ２が一つの光分岐基板２ａに備えられるようにしたが、それぞれ別の光分岐基板に備えられるようにしても良い。この場合、それぞれの光分岐基板の分岐の構成、あるいは入射端面、出射端面の構成は同じである必要は無い。

本実施の形態３による半導体レーザモジュール７００は、２つ以上の半導体レーザ素子を備えることで、半導体レーザモジュール７００から出力される光強度の総量を増大することができる。

実施の形態４．
図１５は、実施の形態４による半導体レーザモジュール８００の模式図である。半導体レーザモジュール８００は、２つのレーザ光を出力する半導体レーザ素子（半導体レーザアレイ素子）１ｃと、光分岐基板２ａと、４本の光ファイバ３ａ１、３ｂ１、３ａ２、３ｂ２を有する。半導体レーザ素子１ｃと光ファイバの間に光分岐基板２ａが配置される。半導体レーザモジュール８００における光分岐基板２ａは実施の形態３で説明した光分岐基板２ａと同様な、第一分岐ユニット２ａ１と第二分岐ユニット２ａ２を備える構成となっている。半導体レーザ素子１ｃから出力される各レーザ光が入力導波路２１１および２１２に光学的に結合され、それぞれ２つの出力導波路２３ａ１、２３ｂ１、および出力導波路２３ａ２、２３ｂ２に分岐されて、それぞれの出力導波路から出力されるレーザ光が、それぞれ光ファイバ３ａ１、３ｂ１、３ａ２、３ｂ２に光学的に結合される。図１５では、出力されるレーザ光が２つの半導体レーザ素子１ｃを図示しているが、２つに限らず、３つ以上、すなわち複数のレーザ光が出力される半導体レーザ素子（半導体レーザアレイ）であってもよく、出力されるレーザ光の数に対応して、光分岐基板の入力導波路の数、すなわち分岐ユニットの数を設定すればよい。図１５では、第一分岐ユニット２ａ１および第二分岐ユニット２ａ２において、一つの入力導波路が２つの出力導波路に分岐される例を示しているが、出力導波路は２つに限らず、３つ以上に分岐される構成でもよいのは言うまでもない。また、図１５では、第一分岐ユニット２ａ１と、第二分岐ユニット２ａ２が一つの光分岐基板２ａに備えられるようにしたが、それぞれ別の光分岐基板に備えられるようにしても良い。この場合、それぞれの光分岐基板の分岐の構成、あるいは入射端面、出射端面の構成は同じである必要は無い。

本実施の形態５による半導体レーザモジュールによれば、２つ以上のレーザ光を出力する半導体レーザ素子１ｃを備えることで、半導体レーザモジュールから出力される光強度の総量を増大することができる。

実施の形態５．
図１６は、実施の形態５による光通信装置９００の概略構成図である。光通信装置９００は、図１６の半導体レーザモジュール９１として、実施の形態１から４で説明した、いずれかの半導体レーザモジュールを備える。図１６では、半導体レーザモジュール９１と光ファイバ９２に加え、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐ９３内のＰＩＣ９４、ＡＳＩＣ９５、ＰＩＣ９４とＡＳＩＣ９５をつなぐ電子回路９６のみを図示しているが、光通信装置として必要な、その他の部材を備えることもある。光通信装置９００では、半導体レーザモジュール９１から、複数の光ファイバ９２を通して、ＰＩＣ９４に光が伝搬される。従来は、１つの半導体レーザモジュールからＰＩＣに伝搬される光強度の総量は光ファイバの損傷閾値によって制限されていたが、本実施の形態の構成であれば、光ファイバの損傷閾値以上の光強度をＰＩＣに伝搬することが可能となる。さらに、半導体レーザモジュール９１を用いることによって、半導体レーザモジュール内で光を分岐する場合においても、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｏｐｔｉｃｓでの使用が検討されている半導体レーザモジュールの筐体（例えば、ＱＳＦＰ－ＤＤ（長さ３６ｍｍ）、ＯＳＦＰ（長さ７５．５ｍｍ）など）への半導体レーザ素子、光分岐方法（光分岐基板）、光ファイバの搭載が可能となる。

また、本実施の形態の構成によれば、半導体レーザモジュール９１とＣｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐ９３の間を光ファイバ９２で接続していることから、半導体レーザモジュール９１とＣｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐ９３の物理的距離を離すことができる。したがって、半導体レーザモジュール９１とＡＳＩＣ９５の物理的距離を離すことができるため、従来のＣｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｏｐｔｉｃｓの目的の一つである、Ｃｏ－ｐａｃｋａｇｅｄｃｈｉｐ９３内のＡＳＩＣ９５の温度上昇による半導体レーザの特性劣化を抑制する効果も保たれる。

本願には、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ半導体レーザ素子、２、２ａ光分岐基板、３、３ａ、３ｂ、３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２、９２光ファイバ、４集光用レンズ、４１回折格子構造、２０ａ誘電体基板、２０ｂ第一誘電体層、２１、２１１、２１２入力導波路、２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２１、２２２分岐部、２３、２３ａ、２３ｂ、２３ａ１、２３ａ２、２３ｂ１、２３ｂ２出力導波路、２５溝、３１スポットサイズ変換器、３２窓構造、１００、６００、７００、８００、９１半導体レーザモジュール、９００光通信装置

Claims

半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備え、
前記レーザ光は窓構造を介して前記入力導波路に結合される半導体レーザモジュール。
半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備え、
前記入力導波路の前記レーザ光が結合される部分にはスポットサイズ変換器を有する半導体レーザモジュール。
半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備えるとともに、
前記入力導波路の入力側に回折格子構造を備え、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光は、前記回折格子構造に結合されて前記入力導波路に伝搬される半導体レーザモジュール。
半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備え、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光はエバネッセント光を有し、このエバネッセント光が前記入力導波路に結合される半導体レーザモジュール。
半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備え、
前記光分岐基板の、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力されるそれぞれの位置に溝が設けられ、これらの溝に前記複数の光ファイバの各光ファイバが配置される半導体レーザモジュール。
半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備え、
前記複数の光ファイバの各光ファイバの光損傷閾値は、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光の最大光強度よりも低い値である半導体レーザモジュール。
前記光分岐基板は、誘電体基板とこの誘電体基板の表面に形成された第一誘電体層を含み、前記入力導波路、前記分岐部、前記出力導波路のそれぞれの導波路は、前記第一誘電体層の屈折率よりも高い屈折率の第二誘電体材料により前記第一誘電体層の内部に形成された請求項６に記載の半導体レーザモジュール。
前記第一誘電体層の材料はＳｉＯ₂であり、前記第二誘電体材料は、ＳｉまたはＳｉＮである請求項７に記載の半導体レーザモジュール。
請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュールを備えた光通信装置。
半導体レーザ素子、
前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光が結合される入力導波路と、この入力導波路を複数の出力導波路に分岐する分岐部と、を備え、前記複数の出力導波路の各出力導波路からレーザ光が出力され、誘電体で構成される光分岐基板、
前記複数の出力導波路から出力される複数のレーザ光の各レーザ光がそれぞれ結合される複数の光ファイバ、
を備えた半導体レーザモジュールを備えた光通信装置。