WO2007004509A1 - 外部共振器型波長可変レーザ装置および光出力モジュール - Google Patents

Abstract

　半導体光増幅器（２）を含み外部から光をフィードバックさせてレーザ発振動作させる外部共振器（２０）を備えた外部共振器型波長可変レーザ装置において、レーザの波長可変範囲内において少なくとも単峰なピークの反射スペクトル特性を有する波長可変ミラー（７）を、外部共振器（２０）の一端に配置し、波長可変ミラー７の反射帯域半値全幅に対して、外部共振器（２０）の実効長で決定されるファブリーペローモード間隔が１／１０倍以上１０倍以下とする。

Description

外部共振器型波長可変レーザ装置および光出力モジュール 技術分野

[0001] 本発明は、波長分割多重方式光通信システムにおける所望のレーザ発振波長を 選択するための機構に係り、特にチューナブルフィルタを用いた外部共振器構造を 有する波長可変レーザ装置、および外部共振器型波長可変レーザ装置を有する光 出力モジュールに関するものである。

背景技術

[0002] 近年、急速なインターネットの普及に伴い、通信トラフィックのさらなる大容量ィ匕が求 められ、システム単チャンネルあたりの伝送速度の向上、ならびに波長分割多重 (Wa velength Division Multiplexing,以下、 WDMと略する）ィ匕によるチャンネル数の拡大 が進んでいる。 WDMは、異なる搬送波長（チャンネル）に割り当てられる複数の光信 号を同時に伝送できる方式で、チャンネル数に応じて通信容量を増大させることがで きる。各チャンネル波長は、十分に隔てられており、例えば 1チャンネルあたり 10ギガ ビット Z秒で変調して、 100チャンネル分を 1つの共通な光ファイバで伝送することに よって、通信容量は 1テラビット Z秒に達する。

[0003] 近年の中長距離光通信で用いられる波長帯としては、光ファイバ増幅器 (エルピウ ム.ドープ.ファイノく.アンプリファイャ、以下、 EDFAと略する）で増幅することのでき る C帯（1530〜1570nm)が広く用いられている。通常は、光通信で用いられる標準 チャンネルに対して、それぞれの波長に応じたレーザ装置を用意しており、 100チヤ ンネル分に対しては、 100品種のレーザ装置が必要であり、在庫管理と棚卸しのコス トが増大するという問題点があった。以上のことから、中長距離通信においては、 ED FAで増幅できる波長帯である C帯を 1台のレーザ装置で全てカバーできる波長可変 レーザ装置の実用化が求められている。 1台のレーザ装置で C帯を全てカバーするこ とができれば、製造側も使用者側も、単一品種のみを取扱うだけで良くなり、在庫管 理と棚卸しのコストを大幅に削減することができる。

[0004] 一方、トラフィックの増減や障害に応じて、動的にパス設定が可能となるような柔軟 なネットワークの構築も求められており、より多様なサービスの提供を可能とするネット ワークの基盤整備が待望されている。このような大容量で高機能、高信頼性のフォト ニックネットワークを構築するためには、波長を自在に制御する技術が必要不可欠で あり、波長可変レーザは極めて重要なシステムキーデバイスとなってきている。

[0005] このような要求を満足する波長可変レーザとして、複数の分布帰還型（Distributed Feedback,以下、 DFBと略する）レーザを並列に並べて、各 DFBレーザの発振波長 をあらかじめずらして設定しておき、レーザを切り替えることで波長を粗調整し、さらに 温度による屈折率変化を利用して波長を微調整するという構造が、特開 2003— 023 208号公報（以下、文献 1という）に記載されている。しかしながら、文献 1に開示され た波長可変レーザでは、出力ポートを 1つにして光ファイバへ結合しなければならな いため、各 DFBレーザの出力ポートを 1つにする光結合器が必要であり、 DFBレー ザの並列数を増加させると、光結合器での損失が増大するため、波長可変範囲と光 出力とがトレードオフの関係にあるという問題があった。

[0006] ただし、 DFBレーザをベースとした波長可変レーザは、温度による微調が可能なた め、特開 2001— 257419号公報（以下、文献 2という）に記載の波長ロッ力と組み合 わせることができるという利点がある。波長ロッカは、周波数軸上で周期的な透過振 幅を持つエタロン型フィルタである。振幅の中心付近ではエタロン型フィルタの透過 光強度がレーザ周波数に応じて敏感に変化するため、透過光強度を光電変換素子 のモニタ電流で検出することにより、所望のレーザ周波数にチューニングすることが できる。このように、 DFBレーザと波長ロッ力の組み合わせは、標準チャンネル波長 に対して高精度にレーザ波長をロックするのに有効な手段である。

[0007] 一方、前記のトレードオフ力 脱却して、波長を自在に制御するという要求を満たす 波長可変レーザとして、半導体光増幅器 (セミコンダクタ一 ·オプティカル ·アンプリフ アイャ)と外部反射鏡とを用いて外部共振器を形成し、外部共振器内に波長可変フィ ルタゃ波長可変ミラー等を挿入することにより波長選択特性を実現する外部共振器 型波長可変レーザが提案されている。この外部共振器型波長可変レーザでは、比較 的容易に C帯全てをカバーする波長可変幅を得られることから、盛んに研究開発が 行われている。 [0008] 外部共振器型波長可変レーザでは、共振器内に挿入される波長可変フィルタや波 長可変ミラーにより、その基本特性の大部分が決まるため、優れた特性を有する様々 な波長可変フィルタや波長可変ミラーが開発されてきている。波長可変フィルタとして は、例えば特開平 4— 69987号公報（以下、文献 3という）に開示されたエタロンを回 転させるフィルタ、特開平 5— 48220号公報（以下、文献 4という）に開示された回折 格子を回転させるフィルタ、特開 2000— 261086号公報（以下、文献 5という）に開 示された音響工学フィルタや誘電体フィルタなどがある。波長可変ミラーとしては、例 えば米国特許第 US6215928B1号明細書 (以下、文献 6という）に開示された、外部 鏡そのものが波長可変特性を持つ電気制御型波長可変ミラーなどがある。

[0009] 波長可変フィルタまたは波長可変ミラーを用いて外部共振器型波長可変レーザを 構成する方法は種々存在するが、特に文献 5に開示されているように、半導体光増 幅器等の利得媒質と周波数軸上で周期的な透過特性を有する波長選択フィルタ (以 下、波長選択フィルタと略す)と波長可変フィルタと反射ミラーとを組み合わせた構成 や、「K.Mizutani, et al., 'Over 15 dBm Fiber-し oupled Power Broadband Externalし avity Tunable Laser using a Voltage-Controlled Tunable Mirror", ECOC (European Conference on Optical Communication) Proceedings, Vol.4, Th2.4.5, 2004, p.868- 8 69」（以下、文献 7という）に開示されているように、波長選択フィルタと波長可変ミラー とを組み合わせた構成が、高性能な光源を実現する上で有効である。波長選択フィ ルタとしては、周波数軸上で周期的な透過特性を有するエタロンが用いられ、波長可 変フィルタとしては音響工学フィルタが用いられ、波長可変ミラーとしては電気制御型 波長可変ミラーが用いられる。

[0010] 外部共振器型波長可変レーザによる波長選択動作の原理を図 13、図 14A、図 14 B、図 14C、図 14Dを用いて簡単に説明する。図 13は従来の外部共振器型波長可 変レーザ装置の構成を示す側面図、図 14A、図 14B、図 14C、図 14Dは図 13の外 部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを説明するための図である。図 13において、 51は半導体素子、 52は半導体光増幅器、 53は低反射コート面、 54は 無反射コート面、 55はコリメートレンズ、 56はエタロン、 57は波長可変フィルタ、 58は 全反射ミラー、 59はサブキャリア、 101は温度コントローラである。低反射コート面 53 、半導体光増幅器 52、無反射コート面 54、コリメートレンズ 55、エタロン 56、波長可 変フィルタ 57及び全反射ミラー 58から外部共振器が構成される。図 14Aは波長可 変フィルタ 57の透過特性を示す図、図 14Bはエタロン 56の透過特性を示す図、図 1

4Cは外部共振器のフアブリ一ペローモードを示す図、図 14Dは外部共振器のレー ザ発振モードを示す図である。

[0011] まず、利得媒質である半導体光増幅器 52から出る光は、図 14Cに示すように外部 共振器全長に依存する多数のフアブリ一ペローモード 63を含んでいる力 これらの モードのうち、波長選択フィルタであるエタロン 56の周期的な透過帯域 62 (図 14B) の周期と一致する複数のモードのみが選択され、波長選択フィルタを通過する。この 時、波長選択フィルタを透過できないフアブリ一ペローモードは抑制されるため、ファ ブリーペローモードの周波数間隔が比較的狭い構成、すなわち外部共振器全長が 比較的長 、構成にぉ 、ても、容易にチャンネル以外の副モードを抑圧できるのが利 点である。

[0012] 次に、図 14Aのような透過特性 61を示す波長可変フィルタ 57により、波長選択フィ ルタを透過した複数のモードのうちの 1つだけが選ばれ、波長可変フィルタ 57を透過 する。図 14Dの 64は波長可変フィルタ 57を透過するモードを示している。波長可変 フィルタ 57を透過した光は全反射ミラー 58で反射されて、最終的に半導体光増幅器 52まで戻る。こうして、帰還ループが構成される。図 13の構成によれば、比較的容易 にモード安定性の高 、波長可変レーザを実現することができ、また比較的単純な制 御で波長選択特性を実現することができる。

[0013] 図 13の構成においては、波長選択フィルタの周期的な波長は固定されており、そ の透過ピークの波長は光通信用の標準チャンネルに一致している。図 13の構成で は外部共振器内部に波長選択フィルタを配置したため、波長可変 DFBレーザにお V、て必要であった波長口ッカを用いなくても、波長選択フィルタのチャンネル精度内 で波長精度が得られる。

さらに、図 13の構成では、半導体光増幅器から出射される光線が直線的に進行す るようにフィルタおよびミラー等を配置することで、外部共振器を小型化することがで き、かつ実際の実装工程においても、所望のキヤビティモード間隔を実現するための 物理的配置が容易になるため、優れた構成といえる。このような配置を行った代表例 としては、特開 2004— 356504号公報（以下、文献 8という）に開示されたレーザ装 置がある。

[0014] し力しながら、文献 5や文献 8に開示された外部共振器波長可変レーザにおいても 、いくつかの課題が内在していた。

第 1の問題点は、レーザの高出力化には不向きであるということである。レーザの高 出力化に不向きな理由は、半導体光増幅器と全反射ミラーとの間に、波長選択フィ ルタが挿入されているため、光が波長選択フィルタを透過する際に光損失が生じ、レ 一ザの高出力化が阻害される力 である。

[0015] 従来の外部共振器波長可変レーザが高出力化に不向きな理由をさらに詳細に説 明する。前述のとおり、波長選択フィルタとして代表的な例はエタロンである。エタ口 ンは、一般にフアブリ一ペロー構造といって、対向する 2つの反射ミラーが、ある固定 された間隔で配置されて 、るものであり、最も簡単な例としてガラスの立方体がある。 ガラスと空気との界面が反射ミラーの役割を担っており、ガラスの立方体の厚みが固 定された間隔となっている。これら 2つの反射ミラーの間で繰り返し光が反射されるた め、光の共振が生じる。ここで、光の周波数 (波長）に対して、繰り返し透過ピークが 現れ、その周期 FSR(Free Spectral Range)は以下の式で表すことができる。

FSR=C/ (2nd) · · · (1)

式（1)において、 Cは光速度（毎秒 300000km)である。例えばガラスの屈折率を n = 1. 5とし、厚さを d= 2mmとするならば、透過ピークの周期 FSRはちょうど 50GHz となって、標準チャンネル間隔と一致させることができる。

[0016] このように、エタロンには、干渉により完全に透過するチャンネル波長が周期的に存 在し、それ以外の波長の光がエタロンに入射した場合には干渉により一部または全 ての光パワーが反射される。また、エタロンの反射面が光線に対して完全に垂直であ れば、周期的なチャンネル波長の光はエタロンを完全透過する。一方、エタロンを透 過しない光パワー分が反射されて半導体光増幅器に戻ってしまうと、レーザ発振モ ードの安定性を阻害するため、実際にはエタロンを光線に対して傾けて配置し、エタ ロン力 の反射光が半導体光増幅器に戻らな 、ようにして!/、る。 [0017] し力しながら、エタロンを光線に対して傾けて配置すると、エタロン内部の光線が反 射の度に位置ずれを起こし、干渉効果が低減する。そのため、本来は完全に透過し ていた波長の光でさえも、一部の光は干渉に使われず、放射されてしまう。これが光 損失が生じる理由である。また、エタロンに限らず、このような波長選択フィルタには、 必ず損失が存在する。このため、外部共振器としては過剰な光損失を生じ、このこと が要因となって、レーザの高光出力化を阻害していた。

[0018] 従来の外部共振器波長可変レーザの第 2の問題点は、標準チャンネル波長に対し て、得られる波長精度に限度があることである。波長精度に限度がある理由について 以下に詳細に述べる。波長選択フィルタを用いた外部共振器波長可変レーザの場 合には、何らかの方法でレーザ発振モードの位相調整を行う機構が付随して 、る。 例えば文献 7に示されているように、半導体光増幅器に位相調整機構が集積化され ている例がある。位相調整機構を用いると、レーザ発振波長を微調整することができ る。通常は光通信で用いられる標準チャンネルに波長選択フィルタの透過ピーク波 長を一致させているために、レーザ発振波長は、単純に波長選択フィルタで最も損 失が無いように制御されている。つまり、実際にはレーザ発振光出力が、波長選択フ ィルタの透過ピーク波長近傍にぉ 、て最大になるように制御されて 、る。

[0019] し力しながら、波長選択フィルタの透過ピーク付近では光出力の変化量が小さいた め、上記のように光出力が最大となるような制御では、レーザ発振波長を波長選択フ ィルタの透過ピークと完全に一致させる制御は困難であり、ある程度の誤差を生じて しまう。したがって、文献 2に開示されたレーザ共振器外部に波長ロック機構を付カロ する構造と比較すると、標準チャンネルに対する波長精度には限度があり、通常の誤 差は数 GHz程度発生する。この誤差は、文献 2に開示されている波長ロック機構によ る波長精度に対して 1桁以上悪い値である。

[0020] 従来の外部共振器波長可変レーザの第 3の問題点は、周波数変調 (FM変調)効 率が低いことである。 FM変調効率が低い理由は、レーザ発振波長が波長選択フィ ルタの周期的な透過ピーク波長にロックされているためである。 FM変調効率が低い 理由を以下に詳細に述べる。波長選択フィルタは、例えばエタロンのように内部で共 振構造となっている。したがって、最も透過する波長近傍では、光がエタロン内で最 も多く往復しており、実効光路長が何倍も長くなつているため、レーザの位相制御、 すなわち光路長調整に対する波長の動きは鈍感になっている。

[0021] 近年の光ファイバ通信においては、レーザ発振波長を意図的に FM変調することに よって、光ファイバ内における誘導ブリルアン散乱（SBS)を抑圧して、光ファイバ内 の光損失を低減できることが知られている。しかしながら、波長選択フィルタを用いる と、 FM変調効率が低下し、 SBSを抑制することができず、光ファイバ内における損 失が増大し、長距離通信で問題となっていた。

[0022] 従来の外部共振器波長可変レーザの第 4の問題点は、連続した波長可変動作が できないことである。連続した波長可変動作ができない理由は、波長選択フィルタの 周期的な透過ピーク波長近傍でのみレーザ発振が可能だ力もである。これは、将来 的に波長チャンネル間隔が狭くなつて、密になっていった場合に、チャンネルの高密 度化に対応できな 、ことを意味して 、る。

[0023] 従来の外部共振器波長可変レーザの第 5の問題点は、コストが高いことである。前 述のように、実際に DWDM光通信システムへ応用することを考えると、その発振波 長は必ず標準チャンネルに一致させる必要がある。このためには、基本コンポーネン トに必ず位相調整機構を必要とし、チャンネル波長設定時には、位相調整機構を用 いて波長を微調整する必要があった。このことは、外部共振器波長可変レーザの光 学構成、制御回路構成が複雑化することを意味し、コストアップの要因、さらに、波長 切り換え速度の低速ィ匕の要因となっていた。

[0024] 以上の問題を一部解決するものとして、「J.Berger, et al.， "Widely Tunable, Narrow Optical Bandpass Gaussian Filter Using a Silicon Microactuator", OFC (Optical Fib er Communication Conference) 2003, VOL.1, TuN2,2003,p.252-253j (以下、文献 9 という）に開示された外部共振器波長可変レーザがある。この外部共振器波長可変 レーザの構成を図 15に示す。図 15の外部共振器波長可変レーザは、半導体光増 幅器 71と、コリメートレンズ 72と、角度が可動式の回折格子型波長可変フィルタ 73と 、同じく可動式の全反射ミラー 74とから構成されている。また、同様の構成として、角 度が可動式のマイクロエタロン型波長可変フィルタを用いた外部共振器波長可変レ 一ザが特開 2004— 348136号公報（以下、文献 10という）に開示されている。文献 9 、文献 10に開示された外部共振器波長可変レーザでは、エタロン等の波長選択フィ ルタを使用していないので、前述の第 1〜第 5の問題点のうち、第 1、第 3、第 4の問 題点を解決することができる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0025] しかしながら、文献 9、文献 10に開示された外部共振器波長可変レーザの構造で は、所望のチャンネル波長近傍のフアブリ一ペローモードを抑制しにくいという問題 点があった。一般に、共振器長が長い程、フアブリ一ペローモード間隔は狭くなり、レ 一ザ発振モードが安定しないことが知られており、文献 9、文献 10に開示された外部 共振器波長可変レーザでは、レーザ発振モードの高安定性は期待できな 、。

[0026] また、文献 9、文献 10に開示された外部共振器波長可変レーザでは、半導体光増 幅器から出射された光線が直線的に進行せず、可動式の回折格子型波長可変フィ ルタで反射されて光線が折れ曲がる複雑な構造となっており、各要素の配置に十分 配慮して、光線が各要素に蹴られるのを避けなければならず、外部共振器を小型化 することが難しいという問題点があった。そのため、共振器長で決定されるフアブリ一 ペローモード間隔を十分広くするような構成がとれている力 物理的配置だけでは確 認が難しぐマイクロマシン (MEMS)のような可動部品を用いて実装後調整しなけれ ばならな ヽと 、う問題点も有して 、た。

[0027] 本発明の目的は、上記の課題を解決し、高いレーザモード安定性、高光出力、高 波長精度、高 FM変調効率を実現することができ、低コストで小型化が可能な外部共 振器型波長可変レーザ装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0028] 本発明の外部共振器型波長可変レーザ装置は、半導体光増幅器を含み外部から 光をフィードバックさせてレーザ発振動作させる外部共振器と、この外部共振器の一 端に配置され、レーザの波長可変範囲内において少なくとも単峰なピークの反射ス ベクトル特性を有する波長可変ミラーとを備え、前記波長可変ミラーの反射帯域半値 全幅に対して、前記外部共振器の実効長で決定されるフアブリーペローモード間隔 力 S1Z10倍以上 10倍以下であることを特徴とするものである。 また、本発明の外部共振器型波長可変レーザ装置は、半導体光増幅器と外部から 光をフィードバックさせてレーザ発振動作させるための全反射ミラーとを含む外部共 振器と、前記半導体光増幅器と前記全反射ミラーとの間に配置され、レーザの波長 可変範囲内において少なくとも単峰なピークの透過スペクトル特性を有する透過型 の波長可変フィルタとを備え、前記波長可変フィルタの透過帯域半値全幅に対して、 前記外部共振器の実効長で決定されるフアブリーペローモード間隔が lZio倍以上

10倍以下であることを特徴とするものである。

発明の効果

本発明によれば、半導体光増幅器を含み外部力も光をフィードバックさせてレーザ 発振動作させる外部共振器を備えた外部共振器型波長可変レーザ装置において、 レーザの波長可変範囲内において少なくとも単峰なピークの反射スペクトル特性を 有する波長可変ミラーを、外部共振器の一端に配置し、波長可変ミラーの反射帯域 半値全幅に対して、外部共振器の実効長で決定されるフアブリーペローモード間隔 力 S1Z10倍以上 10倍以下とすることにより、以下のような効果が得られる。第 1の効 果は、レーザのモード安定性が高ぐ高光出力動作の外部共振器型波長可変レー ザを実現できることである。その理由は、外部共振器内の損失を極力低減し、かつレ 一ザモードを考慮した構成になっているからである。従来の外部共振器型波長可変 レーザと同じ光出力で比較すれば、駆動電流を削減することができる。第 2の効果は

、レーザ共振器外部に波長口ッカを搭載した分布帰還型半導体レーザで得られる波 長精度と同等に高い波長精度を実現できることである。その理由は、本発明におい てもレーザ共振器外部に波長口ッカを搭載することが可能になるからである。第 3の 効果は、周波数変調 (FM変調)効率が高く得られることである。その理由は、波長選 択フィルタのような狭帯域のフィルタを用いて 、な 、ため、 FM変調しやす!/、からであ る。これにより、光ファイバ中の誘導ブリルアン散乱を抑制し、長距離通信を実現する ことができる。第 4の効果は、レーザ発振波長を連続的に可変することができ、将来、 波長多重通信用チャンネル間隔が密になった場合にも容易に対応可能なことである 。第 5の効果は、レーザ部品点数を削減することができ、位相調整機構を簡略ィ匕でき るため、低コストかつ制御容易な波長可変レーザを実現できることである。また、位相 調整が不要になると、波長切り換え速度を高速ィ匕することができる。本発明は、以上 の第 1〜第 5の効果により、消費電力を抑え、チャンネル波長精度が高ぐ長距離通 信に向いた低コストな外部共振器型波長可変レーザ装置を実現することができる。

[0030] また、本発明では、半導体光増幅器と外部力も光をフィードバックさせてレーザ発 振動作させるための全反射ミラーとを含む外部共振器を備えた外部共振器型波長可 変レーザ装置において、レーザの波長可変範囲内において少なくとも単峰なピーク の透過スペクトル特性を有する透過型の波長可変フィルタを、半導体光増幅器と全 反射ミラーとの間に配置し、波長可変フィルタの透過帯域半値全幅に対して、外部共 振器の実効長で決定されるフアブリーペローモード間隔が 1Z10倍以上 10倍以下と することにより、前記第 1〜第 5の効果を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]図 1は、本発明の第 1実施例となる外部共振器型波長可変レーザ装置の構成 を示す側面図である。

[図 2A]図 2Aは、図 1の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを説 明するための図であり、波長可変ミラーの反射特性を示す図である。

[図 2B]図 2Bは、図 1の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを説 明するための図であり、外部共振器のフアブリ一ペローモードを示す図である。

[図 2C]図 2Cは、図 1の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを説 明するための図であり、外部共振器のレーザ発振モードを示す図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 1実施例において波長可変ミラーの反射帯域半値全幅と外 部共振器のフアブリ一ペローモード間隔との比に対する副モード抑圧比を示す図で ある。

[図 4]図 4は、本発明の第 2実施例となる外部共振器型波長可変レーザ装置の構成 を示す側面図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 2実施例において位相調整量に対する波長可変フィルタの 透過帯域半値全幅と副モード抑圧比との関係を示す図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 3実施例となる外部共振器型波長可変レーザモジュールの 構成を示す上面図である。 圆 7A]図 7Aは、本発明の第 3実施例における波長ロッ力の動作原理を説明するた めの図であり、レーザ共振器の外部に波長口ッカを配置した場合の周波数と波長ロッ 力のモニタ電流との関係を示す図である。

圆 7B]図 7Bは、本発明の第 3実施例における波長ロッ力の動作原理を説明するため の図であり、外部共振器内に波長口ッカを配置した場合の周波数と波長ロッ力のモ- タ電流との関係を示す図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 4実施例となる外部共振器型波長可変レーザモジュールの 構成を示す上面図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 5実施例となる外部共振器型波長可変レーザ装置の構成 を示す側面図である。

[図 10A]図 10Aは、図 9の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを 説明するための図であり、波長可変ミラーの反射特性を示す図である。

[図 10B]図 10Bは、図 9の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを 説明するための図であり、外部共振器のフアブリ一ペローモードを示す図である。

[図 10C]図 10Cは、図 9の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを 説明するための図であり、外部共振器のレーザ発振モードを示す図である。

[図 10D]図 10Dは、図 9の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを 説明するための図であり、チャンネル間隔を示す図である。

[図 11 A]図 11 Aは、従来の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、波長可変ミラーの反射特性を示す図である。

[図 11B]図 11Bは、従来の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを 説明するための図であり、外部共振器のフアブリ一ペローモードを示す図である。

[図 11C]図 11Cは、従来の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、外部共振器のレーザ発振モードを示す図である。

[図 11D]図 11Dは、従来の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、チャンネル間隔を示す図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 5実施例となる外部共振器型波長可変レーザ装置にお いて位相調整領域を省略した場合の構成を示す側面図である。 [図 13]図 13は、従来の外部共振器型波長可変レーザ装置の構成を示す側面図であ る。

[図 14A]図 14Aは、図 13の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、波長可変フィルタの透過特性を示す図である。

[図 14B]図 14Bは、図 13の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、エタロンの透過特性を示す図である。

[図 14C]図 14Cは、図 13の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、外部共振器のフアブリ一ペローモードを示す図である。

[図 14D]図 14Dは、図 13の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モード を説明するための図であり、外部共振器のレーザ発振モードを示す図である。

[図 15]図 15は、従来の外部共振器型波長可変レーザ装置の他の構成を示す上面 図である。

発明を実施するための最良の形態

[0032] [第 1実施例]

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図 1は本発明の第 1実 施例となる外部共振器型波長可変レーザ装置の構成を示す側面図である。本実施 例では、波長選択フィルタを用いることによる光損失を除去するために、波長選択フ ィルタを用いな 、構成として 、る。本実施例の外部共振器型波長可変レーザ装置は 、半導体光増幅器 2を含む半導体素子 1と、コリメートレンズ 6と、使用する波長帯域 内で反射特性が周期的でない波長可変ミラー 7とから構成されている。

[0033] 半導体素子 1は、能動素子である半導体光増幅器 2に、受動素子である位相調整 領域 3を集積したものである。本実施例では、半導体光増幅器 2の左端面からレーザ 光が出力される。この半導体光増幅器 2の左端面には、反射率が 1〜10%の低反射 コーティング 4が施されている。一方、位相調整領域 3の右端面には、反射率が 1% 以下の無反射コーティング 5が施されている。これにより、低反射コーティング 4と半導 体光増幅器 2と位相調整領域 3と無反射コーティング 5とコリメートレンズ 6と波長可変 ミラー 7とが外部共振器 20を構成することになる。なお、本実施例では、位相調整領 域 3と反対側の半導体光増幅器 2の端面を光出力側としているが、半導体光増幅器 2と反対側の位相調整領域 3の端面を光出力側としてもよい。

[0034] 能動素子である半導体光増幅器 2は、多重量子井戸（Multiple Quantum WelhMQ W )で構成されており、電流の注入に応じて光を発生 ·増幅するものである。受動素 子である位相調整領域 3は、バルタ組成または多重量子井戸で構成されており、レ 一ザ発振光を吸収しない程度にバンドギャップが広く設定された領域であるが、電流 の注入または電圧の印加に応じて領域の屈折率が変化するものである。半導体光増 幅器 2と位相調整領域 3とを作製するには、公知のバットジョイント技術を用いてもよ いし、公知の選択成長技術を用いてもよい。半導体光増幅器 2と位相調整領域 3とは 、十分に電気的に離れており、 lk Ω以上の分離抵抗があって、お互いに電流が干 渉しな 、配慮がなされて 、る。

[0035] 半導体素子 1の光出力側と反対の側には、コリメートレンズ 6が配置されている。コリ メートレンズ 6は、半導体素子 1からの光ビームを平行光に変換する。そして、コリメ一 トレンズ 6で平行になったビームは次に波長可変ミラー 7にあたって反射され、もとの 半導体素子 1にフィードバックされる。

[0036] 以上の外部共振器 20を構成する各要素は、光線が直線的に進行するように共通 のサブキャリア 8上に配置されている。さらに、サブキャリア 8が温度コントローラ（Ther mo-Electric Cooler:TEC) 100上に搭載されている。その他、図 1には記載していな いが、温度モニタ用のサーミスタゃ光出力モニタ用の PD (Photo Detector)等が適切 な位置に配置されている。

[0037] 次に、本実施例の外部共振器型波長可変レーザ装置のレーザモード選択原理に ついて図 2A、図 2B、図 2Cを用いて説明する。図 2A、図 2B、図 2Cは本実施例の外 部共振器型波長可変レーザ装置のレーザ発振モードを説明するための図であり、図 2Aは波長可変ミラー 7の反射特性を示す図、図 2Bは外部共振器 20のフアブリーペ ローモードを示す図、図 2Cは外部共振器 20のレーザ発振モードを示す図である。 なお、図 2A、図 2B、図 2Cの横軸は周波数である力 使用する範囲全てを示してい るのではなぐ周波数軸上で、ある一部分を拡大して示したものである。

[0038] ここで、外部共振器 20の実効長 nLを以下のように定義する。レーザ共振器を構成 する各要素において、各要素の屈折率 niと実長さ Liの積をすベて足しあわせたもの 力 実効長 nLであると定義する。すなわち、実効長 nLは以下の式で表される。

nL=∑ (niX Li) …（2)

[0039] これにより、外部共振器 20の実効長 nLで決定されるフアブリーペローモード間隔

Δ V cavは、次の式で決定される。

Δ v cav=C/ (2nL) · · · (3)

ここで、 λはレーザの波長である。光速度 C= ν Χ λ ( νは光の周波数、 λは光の波 長）の関係がある。式 (3)より、外部共振器 20の実効長 nLが長いほど、フアブリーペ ローモード間隔 Δ V cavは狭くなるため、レーザの副モード抑圧比が低下することが 一般的に知られている。

[0040] 図 2Aは、波長可変ミラー 7の反射スペクトル 21を示している。波長可変ミラー 7は、 反射ピークを示す周期が原理的に長ぐ例えば中長距離光通信で用いられる C帯の 帯域内においてただ 1つの反射ピークしか存在しないものである。例えば、波長可変 ミラー 7の反射ピークの 1Z2の強度におけるスペクトルの幅である反射帯域半値全 幅（Full Width Half Maximum、以下、 FWHMと略する） 22は lOOGHzであり、使用 波長帯域は 4THzである。

[0041] 本実施例では、外部共振器 20の実効長 nLで決定されるフアブリーペローモード 2 3 (図 2B)の間隔を 20GHzとしている。したがって、実効長 nLは約 5mmである。この 場合、従来の外部共振器型波長可変レーザのように波長選択フィルタを設けなくても 、波長可変ミラー 7の FWHM22に対して 1Z5程度のフアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavを有するような外部共振器 20の実効長 nLであれば、十分な副モード抑圧比 力 Sとれ、図 2Cに示すようなレーザ発振モード 24が得られる。

[0042] ただし、波長可変ミラー 7の FWHM22に対してフアブリ一ペローモード間隔 Δ v ca vが狭すぎると、安定なレーザ発振に至らない。この安定なレーザ発振に至らない理 由を図 3を用いて説明する。図 3の横軸は、波長可変ミラー 7の FWHM ( Δ v 3dB) をフアブリーペローモード間隔 Δ V cavで割った値を示し、縦軸は横軸に対するレー ザの副モード抑圧比（Sub- Mode Suppression Ratio:SMSR )をシミュレーションした 結果を示す。

[0043] 図 3に示したように、波長可変ミラー 7の FWHMに対してフアブリ一ペローモード間 隔 Δ v cavが ΙΖΙΟ倍以上であれば、レーザの副モード抑圧比は 40dB以上が得ら れる。前述のように、波長可変ミラー 7の FWHMが 100GHzで、フアブリ一ペローモ ード間隔 Δ V cavが 20GHzであれば、 FWHMに対して、 Δ v cavは 1Z5倍の関係 になっており、図 3から副モード抑圧比は 45dB以上が得られることが分かる。

[0044] 40dBというのは、長距離系光通信のキャリア用レーザとして求められるモード安定 度の得られる必要最小限の値として一般的に知られている。また、図 3では、横軸の 値が小さいほど、副モード抑圧比は上昇する傾向にあるが、常識的に半導体素子や コリメートレンズといった長さが 0にならない要素を含んでいるため、フアブリ一ペロー モード間隔が無限大になることはない。例えば、半導体素子の長さは最低でも 300 m以上必要で、外部ミラーまでの距離力^よりも大きい値であるとすると、 Δ v cav は 100GHzを超えることはない。一方、波長可変ミラー 7の FWHMは、狭くすればす るほど、損失が増大するため、最低でも 10GHz以上である。したがって、波長可変ミ ラー 7の FWHMとフアブリーペローモード間隔 Δ V cavとの比は最大でも 10以下と するのが妥当である。

[0045] 以上のように、本実施例では、従来のような波長選択フィルタを使用しないため、波 長選択フィルタによる光損失を回避することができ、従来よりもレーザ光出力を向上さ せることができる。また、モード安定性の向上については、実効的な共振器長を短く して、フアブリ一ペローモード間隔を拡大することにより、実現する。すなわち、本実施 例では、波長可変ミラー 7の FWHMに対して、フアブリ一ペローモード間隔が 1Z10 倍以上 10倍以下とすることを特徴としている。これにより、本実施例では、 40〜60dB の副モード抑圧比を得ることができる。

[0046] また、本実施例では、フアブリ一ペローモード間隔を、波長可変ミラー 7の FWHM の 1Z2以上にすることにより、さらにレーザ発振モードを安定させることができる。こ の時には、波長可変ミラー 7の反射ピーク波長における反射率に対し、副モードにお ける波長可変ミラー 7の反射率が 1Z2以下になる。これは、モード利得差として 3dB 以上が得られることを意味し、レーザのダイナミクスを考慮しても特にモードが安定す る。

[0047] また、本実施例では、波長可変ミラー 7の反射ピーク波長における反射率は 50% 以上であることが望ましい。また、波長可変ミラー 7では、前記反射ピーク波長以外の 波長において、波長無依存の反射が若干存在することがあり、それによつて、波長可 変動作を阻害し、レーザ発振モードを不安定にさせる要因となりうることがある。そこ で、本実施例においては、その波長無依存の反射が十分影響の無い程度に小さい ことが必要である。したがって、前記波長無依存の反射率は、前記反射ピーク波長に おける反射率に比べて、 1Z10以下であることが望ましい。すなわち、本実施例にお いては、 5%以下であることが望ましい。

[0048] また、本実施例では、外部共振器 20の実効長 nLをできるだけ短くするために、外 部共振器 20を構成する部分において光線が直線的に進行するように各要素を配置 することができる。

また、本実施例では、波長選択フィルタのような狭帯域のフィルタを用いていないた め、周波数変調しゃすぐレーザ FM変調効率が高い。これにより、光ファイバ中の誘 導ブリルアン散乱による損失を小さくできるレーザを実現することができる。

[0049] なお、本実施例では、レーザ発振周波数 (波長）を、波長可変ミラー 7の最大反射ピ ーク周波数 (波長）に完全に一致させることで、波長可変ミラー 7における損失をより 低減することができる。この周波数 (波長)の一致を実現するための機構が外部共振 器内に設けられた位相調整領域 3である。

[0050] また、本実施例において、光出力側の低反射コーティング 4の反射率を 1〜10%と した理由は、反射率が 1%未満になると、レーザしきい値が上昇して、高い光出力が 得られなくなり、さらに反射率を 10%より高くした場合には、低反射コーティング 4の 透過率が 90%未満となって、光出力が減少してしまうためである。

[0051] [第 2実施例]

次に、本発明の第 2実施例について説明する。図 4は本発明の第 2実施例となる外 部共振器型波長可変レーザ装置の構成を示す側面図であり、図 1と同一の構成には 同一の符号を付してある。本実施例の外部共振器型波長可変レーザ装置は、半導 体光増幅器 2を含む半導体素子 1と、コリメートレンズ 6と、使用する波長帯域内で透 過特性が周期的でない波長可変フィルタ 10と、全反射ミラー 11とから構成されてい る。 [0052] 本実施例は、第 1実施例の波長可変ミラー 7の代わりに、波長可変フィルタ 10と全 反射ミラー 11とを用いたものである。これにより、低反射コーティング 4と半導体光増 幅器 2と位相調整領域 3と無反射コーティング 5とコリメートレンズ 6と波長可変フィルタ 10と全反射ミラー 11とが外部共振器 20aを構成することになる。図 4における 12は、 外部共振器 20aを構成する各要素を搭載するサブキャリアである。

[0053] 第 1実施例と同様に、半導体素子 1で発生した光ビームは、コリメートレンズ 6で平 行光に変換される。コリメートレンズ 6で平行になった光ビームは、波長可変フィルタ 1 0を透過し、次に全反射ミラー 11にあたって反射され、もとの半導体素子 1にフィード ノ ックされる。

[0054] 本実施例の基本原理は、第 1実施例と同じく図 2A、図 2B、図 2Cを用いて説明でき る。第 1実施例では、図 2Aに示した 21を波長可変ミラーの反射スペクトルとしたが、 本実施例では、図 2Aの縦軸が透過率となり、図 2Aの 21が波長可変フィルタ 10の透 過スペクトルとなる。したがって、図 2Aの 22は透過ピークの 1Z2の強度におけるス ベクトルの幅である透過帯域半値全幅 (FWHM)となる。全反射ミラー 11には周波 数依存性がな 、ため、特に考える必要はな 、。

[0055] したがって、本実施例のレーザモード選択原理は第 1実施例と同様に説明できる。

ただし、本実施例では、実効的な外部共振器長 nLは、半導体素子 1の半導体光増 幅器 2の左端面力も全反射ミラー 11までの距離にぉ 、て、式 (2)を用いて計算するこ とができる。その他の点においては第 1実施例と全く同様に説明できるため、割愛す る。波長可変フィルタ 10の FWHMを 100GHz、外部共振器長を 5mmとすれば、フ アブリーペローモード間隔は約 20GHzである。したがって、波長可変フィルタ 10の F WHMとフアブリーペローモード間隔は 1Z5倍の関係になっており、図 3から副モー ド抑圧比は 45dB以上が得られることが分かる。

[0056] 本実施例の場合、波長可変フィルタ 10を、透過する光線方向に対して完全に垂直 に配置しない方が良い。その理由は、波長可変フィルタ 10の表面からの不要な反射 光が半導体素子 1に戻ることによって、外部共振器レーザ発振モードを擾乱するため である。この問題は、使用する波長帯域内で透過特性が周期的でない波長可変フィ ルタ 10を用いた場合、特に顕著に表れる。波長可変フィルタ 10は、使用する波長帯 域内ではその透過ピークが周期的ではない。しかし、一般的に共振を利用した波長 可変フィルタにおいては、使用する波長帯域外で同様な透過ピーク帯を有する。す なわち、波長可変フィルタ 10は、使用する波長帯域以上の周期で見ると、透過ピー クが周期的に現れるフィルタとなっている。

[0057] 本実施例のように、波長可変フィルタ 10の FWHMに対してフアブリ一ペローモード 間隔が 1Z10倍以上 10倍以下である場合には、波長可変フィルタ 10の FWHMに 対して透過ピークの周期は数十倍になっている。例えば、波長可変フィルタ 10の FW HMは 100GHzで、透過ピークの周期は 5THzである。周期 5THzに対して FWHM 100GHzの波長可変フィルタを実現するには、例えば文献 10に開示されたマイクロ エタロンを用いることが考えられる。マイクロエタロンの表面反射率は 99%以上である 。この表面反射率は、通常の波長選択フィルタとして用いられるエタロンの反射率、 例えば 50%に比べて非常に高いため、表面反射光が半導体素子 1に戻る問題がよ り顕著となる。

[0058] そこで、本実施例では、このような問題を回避するため、波長可変フィルタ 10を光 軸に対する垂直方向から傾けるようにする。波長可変フィルタ 10の表面を、光軸に対 する垂直方向力も傾けて配置することにより、波長可変フィルタ 10の表面からの不要 な反射光が半導体光増幅器 2に戻ることによって外部共振器レーザ発振モードが擾 乱することを回避することができる。垂直方向からずらす角度としては、光が半導体素 子 1へ結合することを避けるために 0. 1度以上必要で、角度が大きすぎると損失が増 大することから、最大角度は 2度が妥当である。

[0059] なお、波長可変フィルタ 10を、光軸に対する垂直方向から 0. 1〜2度ずらすと、特 に調整をしない限り、角度ばらつきが発生する。この角度ばらつきの影響は大きぐレ 一ザ発振モードが波長可変フィルタ 10の透過ピーク周波数 (波長）と一致したりしな かったりする場合が発生する。

[0060] これに対して、本実施例では、外部共振器内に設けられた位相調整領域 3により、 レーザ発振周波数を波長可変フィルタ 10の透過ピーク周波数に完全に一致させるこ とができるので、波長可変フィルタ 10の角度のばらつきを吸収することができ、波長 可変フィルタ 10の角度調整を高精度に行う必要がなくなる。これにより、組み立てコ ストを削減できるという利点がある。

[0061] 参考のために、図 5に、外部共振器レーザのフアブリ一ペローモード間隔が 22GH zの場合で、波長可変フィルタ 10の FWHM (3dB帯域）に対して、位相調整によって 副モード抑圧比（SMSR)がどのように変化するかを示す。図 5において、 A1は SMS Rが 50[dB]の領域、 A2は SMSR力 5 [dB]の領域、 A3は SMSR力 0[dB]の領 域、 A4は SMSRが 35 [dB]の領域、 A5は SMSRが 30 [dB]の領域、 A6は SMSR 力 S 25 [dB]の領域である。図 5によれば、波長可変フィルタ 10の FWHMが狭いほど 、容易に副モード抑圧比が高く得られることが分かる。これは、第 1実施例の波長可 変ミラー 7の場合も同様である。

[0062] [第 3実施例]

次に、本発明の第 3実施例について説明する。図 6は本発明の第 3実施例となる外 部共振器型波長可変レーザモジュールの構成を示す側面図であり、図 1と同一の構 成には同一の符号を付してある。第 1実施例においては、文献 2で公知の波長ロッカ 機構をレーザ共振器の外部に配置することができ、これにより標準チャンネル波長に 対する波長精度を向上させることができる。本実施例は第 1実施例の外部共振器型 波長可変レーザをモジュールに組み込み、光出力側に波長口ッカを配置したもので ある。

[0063] 図 6において、 1は半導体素子、 2は半導体光増幅器、 3は位相調整領域、 7は波 長可変ミラー、 20は外部共振器、 31は外部共振器波長可変レーザモジュール、 32 は第 1のコリメートレンズ（図 1のコリメートレンズ 6)、 33は第 2のコリメートレンズ、 34は 部分反射ミラー、 35は第 3のコリメートレンズ、 36はエタロン力もなる波長ロッ力、 37 は第 1の光電変換素子、 38は第 2の光電変換素子、 39は光ファイバ、 40は演算回 路である。半導体光増幅器 2の左端面には低反射コーティングが施され、位相調整 領域 3の右端面には無反射コ一ティングが施されて 、るが、図 6では記載を省略する 。また、図 6では温度コントローラ 100の記載を省略している。

[0064] 第 1実施例と同様に、半導体素子 1で発生した光ビームは、第 1のコリメートレンズ 3 2で平行光に変換される。コリメートレンズ 32で平行になった光ビームは、次に波長 可変ミラー 7にあたって反射され、もとの半導体素子 1にフィードバックされる。一方、 半導体素子 1の光出力側から出射した光ビームは、第 2のコリメートレンズ 33で平行 光に変換される。コリメートレンズ 33で平行になった光ビームは、その一部が部分反 射ミラー 34により反射され、残りが透過する。部分反射ミラー 34を透過した光は、第 3 のコリメートレンズ 35を介して光ファイバ 39に導かれる。

[0065] 部分反射ミラー 34で反射された光の一部は第 1の光電変換素子 37に入射し、残り は波長ロッカ 36を通過した後に第 2の光電変換素子 38に入射する。波長ロッカ 36は 、入射した光の波長に依存して透過率が変化した光を出射させる。第 1、第 2の光電 変換素子 37, 38は、入射光をモニタ電流に変換する。第 1の光電変換素子 37のモ ニタ電流は、レーザのその時点での光出力情報を担っており、第 2の光電変換素子 3 8のモニタ電流は、レーザのその時点での光出力情報とその時点でレーザが発振し て 、る光の波長情報とが共に含まれた情報を担って 、る。

[0066] 演算回路 40は、第 1の光電変換素子 37のモニタ電流と第 2の光電変換素子 38の モニタ電流とから波長変動に依存する信号成分を取り出し、予め演算回路内に記憶 されている波長に対する透過率のスペクトルデータを参照して、レーザが現在発振し ている光波長を求め、この現行波長と安定化の目標とする標準チャンネル波長との 差を波長偏倚信号として生成する。レーザの発振波長は一般に注入電流と温度とに 依存して変動するので、演算回路 40は、この波長偏倚信号を、レーザの注入電流調 節手段 (不図示）および温度コントローラ 100のいずれか一方または双方にフィード ノ ックすることにより、レーザの発振波長を標準チャンネル波長に一致させることがで きる。

[0067] 参考のために、波長ロッカ 36の動作原理を図 7A、図 7Bに示す。図 7Aにおける P1 は波長ロッカ動作ポイント、図 7Bにおける P2は波長ロッキングポイント、図 7A、図 7B における fはレーザ発振周波数である。レーザ共振器の外部に波長ロッカ 36を配置 すると、図 7Aのように、波長ロッ力のモニタ電流（第 2の光電変換素子 38のモニタ電 流) laの振幅の中央で波長口ッカを動作させることができるため、変化量 dlaZd ( λは波長）が大きい。一方、波長ロッ力が外部共振器内にある場合の波長ロッキング ポイントは、図 7Βに示すようにモニタ電流 lbのピーク位置にあるため、変化量 dlbZd λは図 7Aの場合より小さい。 なお、本実施例では、第 1実施例に波長口ッカを適用している力 第 2実施例に波 長口ッカを適用することも可能である。

[0068] [第 4実施例]

次に、本発明の第 4実施例について説明する。図 8は本発明の第 4実施例となる外 部共振器型波長可変レーザモジュールの構成を示す側面図であり、図 4、図 6と同様 の構成には同一の符号を付してある。本実施例は第 2実施例の外部共振器型波長 可変レーザをモジュールに組み込み、光出力側に波長口ッカを配置し、さらに半導 体素子 1の右端面に公知の斜め端面導波路を設けたものである。

[0069] 図 8において、 1は半導体素子、 2は半導体光増幅器、 3は位相調整領域、 10は波 長可変フィルタ、 11は全反射ミラー、 13は斜め端面導波路 (光導波路）、 20aは外部 共振器、 31は外部共振器波長可変レーザモジュール、 32は第 1のコリメートレンズ、 33は第 2のコリメートレンズ、 34は部分反射ミラー、 35は第 3のコリメートレンズ、 36は エタロン力 なる波長ロッ力、 37は第 1の光電変換素子、 38は第 2の光電変換素子、 39は光ファイバ、 40は演算回路である。半導体光増幅器 2の左端面には低反射コ 一ティングが施され、斜め端面導波路 13の右端面には無反射コーティングが施され ているが、図 8では記載を省略する。また、図 8では温度コントローラ 100の記載を省 略している。

[0070] 本実施例の外部共振器型波長可変レーザモジュールの動作は第 2実施例及び第 3実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。

本実施例では、公知の斜め端面導波路 13を導入することにより、半導体素子 1の 右端面では垂直方向からずれた角度で光を出射させることができる。これにより、半 導体素子 1の右端面の低反射コーティングの反射率を実質的にさらに低減すること ができるので、外部共振器レーザ発振モードへの擾乱を低減することができ、モード 安定性をさらに向上させることができる。なお、斜め端面導波路 13を第 1実施例に適 用してちょい。

[0071] 本実施例では、波長可変ミラー 7又は波長可変フィルタ 10と対向する半導体光増 幅器 2の端面又は位相調整領域 3の端面に、この端面と斜めに交差する斜め端面導 波路 13を配置することにより、波長可変ミラー 7又は波長可変フィルタ 10と対向する 側にある半導体光増幅器 2の端面又は位相調整領域 3の端面の反射率を実質的に さらに低減することができるので、外部共振器レーザ発振モードへの擾乱を低減する ことができ、モード安定性をさらに向上させることができる。

[0072] [第 5実施例]

次に、本発明の第 5実施例について説明する。図 9は本発明の第 5実施例となる外 部共振器型波長可変レーザ装置の構成を示す側面図である。図 9にあるように、外 部共振器型波長可変レーザの共振器長 nLは、半導体光増幅器 2の出射側端面と波 長可変ミラー 7との距離で定義される。したがって、前述のように、フアブリ一ペローモ ード間隔 Δ V cavは、式（3)で表される。本実施例は、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cavの整数倍が標準チャンネル間隔と等しくなる条件を満たす実効長 nLを構成す るように、波長可変ミラー 7を配置することが特徴であり、それ以外の部分については 、前述の第 1実施例から第 4実施例に準ずる。

[0073] ここでは一例として、チャンネル間隔 50GHzのシステムを考えた場合に、フアブリ一 ペローモード間隔 Δ v cav= 12. 5GHzとすることができる。フアブリ一ペローモード 間隔 Δ v cav= 12. 5GHzを実現するには、半導体素子 1の屈折率を nl = 3. 5、半 導体素子 1の長さを L1 = 0. 8mmとし、半導体素子 1からコリメートレンズ 6までの空 間の屈折率を n2= l、この空間の長さを L2 = 0. 6mmとし、コリメートレンズ 6の屈折 率を n3 = l. 5、コリメートレンズ 6の長さを L3 = lmmとし、コリメートレンズ 6から波長 可変ミラー 7までの空間の屈折率を n4= l、この空間の長さを L4 = 7. 1mmとすると 、外部共振器 20の実効長 nL= 12mmとなる。式（3)により、光速度 Cを毎秒 30000 Okmとすると、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 12. 5GHzとできる。

[0074] この場合のレーザ発振モードを図 10A、図 10B、図 10C、図 10Dを用いて説明す る。図 10Aは波長可変ミラー 7の反射特性を示す図、図 10Bは外部共振器 20のファ ブリーペローモードを示す図、図; LOCは外部共振器 20のレーザ発振モードを示す 図、図 10Cはチャンネル間隔を示す図である。 80は波長可変ミラー 7の反射スぺタト ル、 81は波長可変動作後の波長可変ミラー 7の反射スペクトル、 82はフアブリーペ口 一モード、 84は標準チャンネル、 85はレーザ発振モード、 86は波長可変動作後の レーザ発振モード、 87, 88はチャンネル、 flは波長可変ミラー 7の反射ピーク周波数 、 f2は波長可変動作後の波長可変ミラー 7の反射ピーク周波数、 CIはチャンネル間 隔である。

[0075] 一方、従来例の一例として、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavの整数倍が標準 チャンネル間隔と等しくなるという条件を満たさない従来の外部共振器型波長可変レ 一ザ装置の場合を図 11 A、図 11B、図 11C、図 1 IDに示す。図 11Aは波長可変ミラ 一 7の反射特性を示す図、図 11Bは外部共振器のフアブリ一ペローモードを示す図 、図 11Cは外部共振器のレーザ発振モードを示す図、図 11Cはチャンネル間隔を示 す図である。 92はフアブリーペローモード、 95はレーザ発振モード、 96は波長可変 動作後のレーザ発振モードである。ここでは、コリメートレンズ 6から波長可変ミラー 7 までの空間の長さを L4 = 2. 24mmとし、その他の空間の長さや屈折率については 図 10A、図 10B、図 10C、図 10Dの場合と同じとする。図 11A、図 11B、図 11C、図 11Dの場合は、式（3)によりフアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 21GHzになる。

[0076] 図 10A、図 10B、図 10C、図 10Dと図 11A、図 11B、図 11C、図 11Dを用いて本 実施例の作用および効果を説明する。

フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 12. 5GHzの場合、フアブリ一ペローモード 間隔 Δ v cavはチャンネル間隔 50GHzのちようど 1Z4になる。これは、全てのチャン ネルにおいて位相条件が全て等しいことを意味する。したがって、初期設定としてど れカ 1つのチャンネルにおいて、チャンネル波長に位相調整をすることができれば、 全てのチャンネルにおいて位相調整が不要となる。すなわち、図 10Aに示す波長可 変ミラー 7の反射スペクトル 80において、フアブリ一ペローモード 82を位相調整して、 図 10Dに示すチャンネル 87にどれか 1つのフアブリ一ペローモードを一致させれば、 図 10Cに示すようなレーザ発振モード 85が得られる。さらに、波長可変ミラー 7を波 長可変動作させて、波長可変ミラー 7の反射スペクトルを図 10Aの 81に動力した時 には、フアブリ一ペローモード 82をもはや調整する必要はなぐ図 10Dに示すチャン ネル 88に図 10Cに示すようなレーザ発振モード 86が得られることになる。

[0077] 一方、図 11A、図 11B、図 11C、図 1 IDの場合には、フアブリ一ペローモード間隔

Δ v cav= 21GHzであり、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cavの整数倍をチャンネ ル間隔 50GHzにすることはできな 、。従来の外部共振器型波長可変レーザ装置で は、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavについて注意をすることはなかった。したが つて、図 11Aに示す波長可変ミラー 7の反射スペクトル 80において、フアブリーペ口 一モード 92を位相調整して、図 11Dに示すチャンネル 87にどれ力 1つのファブリー ペローモードを一致させて、図 l ieに示すレーザ発振モード 95を得た後に、さらに 波長可変ミラー 7を波長可変動作させて、波長可変ミラー 7の反射スペクトルを図 11 Aの 81に動力すと、図 11C、図 1 IDに示すようにレーザ発振モード 96とチャンネル 8 8との間に波長のずれ Dが生じるので、再度位相調整を行って、フアブリ一ペローモ ード 92のうちどれかを標準チャンネル波長に一致させる必要があった。

[0078] なお、本実施例において、位相調整が不要ということは、位相調整はほとんど不要 ではあるが、僅かな位相調整は許容することを意味する。これは、標準チャンネルに 対する波長精度を高精度にするために、僅かに位相を調整する必要な場合がありう るカゝらである。したがって、本実施例の位相調整不要の定義には、全チャンネルに渡 つて士 π Z4程度までの位相調整は含まれることとする。

[0079] また、本実施例では、第 1実施例の構成に適用した場合を説明しているが、波長可 変ミラー 7の代わりに、波長可変フィルタ 10と全反射ミラー 11とを用いた第 2実施例 の構成に適用することもできる。第 2実施例に適用した場合は、全反射ミラー 11の配 置により、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavの整数倍を標準チャンネル間隔と等 しくすることができる。第 2実施例に適用した場合にも、上記と同様の作用効果となる ため、詳細な説明は省略する。

[0080] また、本実施例において、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cav= 25GHzとするこ ともできる。この場合、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavは標準チャンネル間隔 50 GHzの 1Z2となり、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 12. 5GHzの場合と同様 の効果が得られる。すなわち、初期設定として、どれカゝ 1つの位相条件を合わせるこ とができれば、全てのチャンネルにお 、て位相調整が不要となる効果は前記と同様 である。

[0081] 本実施例では、周波数軸上でフアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavの整数倍がチ ヤンネル間隔に等しくなるように全反射ミラー 11または波長可変ミラー 7を配置するこ とにより、波長可変範囲内における全チャンネルにおける位相の設定値を等しくする ことができる。このため、初期設定において 1度位相調整した後は、全チャンネルに お!、て位相調整を不要とすることができる。

[0082] このように、位相調整が不要となれば、半導体素子 1につ!/、ても、位相調整領域 3を 省略することができる。位相調整領域 3を省略した場合の外部共振器型波長可変レ 一ザ装置の構成を図 12に示す。位相調整領域 3を省略することにより、半導体素子 1のコストを削減する効果がある。また、位相調整が不要になれば、制御回路構成が 簡易となるため、波長制御動作を簡易化することができる。これにより、制御回路を含 めた装置のコストを削減する効果がある。さらに、位相調整が不要になれば、波長可 変速度を高速にすることができる。

[0083] なお、位相調整領域 3を省略した場合にも、初期設定として一度は位相調整が必 要で、その手法として、半導体素子 1の温度を調整することにより、半導体素子 1の屈 折率 nlを調整することができる。この半導体素子 1の屈折率 nlの調整は、標準チヤ ンネルに対する波長精度を高精度化する際にも用いることができる。

[0084] また、本実施例は、システムのチャンネル間隔が変更される場合にも、レーザ構成 を変更することなぐ用いることができる条件がある。この条件について以下に詳細に 説明する。

[0085] 光通信で用いられる標準チャンネル間隔は、 200GHz、 100GHz、 50GHz、 25G Hzというように 1Z2ずつ狭くすることによって、同じ帯域内のチャンネル数を増大さ せることができる。これは、チャンネル数を増大するといつたアップグレードがされて行 つても、従来のチャンネルがそのまま使えるようにするためである。本実施例において 、以下の式 (4)の条件が満たされるフアブリ一ペローモード間隔 Δ v cavを構成する と、システムが狭間隔のチャンネルを用いるようにアップグレードされたとしても、レー ザ構成を変更することなぐ位相調整が不要となる効果を得ることができ、さらに、レ 一ザ品種数は一品種で足りるため、棚卸しコスト削減の効果が得られる。

Δ v cavX 2"M= 100GHz …（4)

[0086] 式（4)において、 Mは整数であり、 2"Mは 2の M乗を意味する。一例として、 M = 3 の場合を説明する。 M = 3の場合、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 12. 5GH となる。この場合、 Δ v cavX 8 = 100GHzゝ Δ v cavX 4 = 50GHzゝ Δ v cav X 2 = 25GHzというように、全てのチャンネル間隔のシステムに対して、フアブリ一ペローモ ード間隔 Δ V cavの整数倍がチャンネル間隔と等しくなる。 M = 2としてフアブリーペ ローモード間隔 Δ v cav= 25GHzとした場合も同様に、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavの整数倍がチャンネル間隔と等しくなる。したがって、式 (4)を満たす場合に は、狭間隔のチャンネルを用いたシステムに対して常に位相調整が不要となる。

[0087] M力 以上の場合にっ 、ても同様に説明できる。 Mが大きくなるにつれて、式 (4)を 満たしながら、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavは小さくなることが分かる。すなわ ち、大きな Mは、より狭間隔のチャンネルのシステム向けに用いることができる。

以上のように周波数軸上でフアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavの 2の M乗倍がチ ヤンネル間隔に等しくなるように全反射ミラー 11または波長可変ミラー 7を配置するこ とにより、システムのチャンネル間隔幅が 1Z2や 1Z4にアップグレードされた場合で も、レーザ構成を変更することなく適用することができる。

[0088] なお、 M= lの場合は、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cav= 50GHzとなってし まい、チャンネル間隔が 25GHzのシステムには適用できなくなる。このような構成に 対しては、以下の第 6実施例によって問題を解決する。

[0089] [第 6実施例]

次に、本発明の第 6実施例について説明する。本実施例の構成は、第 5実施例に 準ずるため、図 9を用いて説明する。第 5実施例では、位相調整が不要になる効果を 述べた。これは、全チャンネルにおける位相設定値が一定であることを意味している 。すなわち、位相設定値が 1値であるということである。これに対して、本実施例では、 位相設定値が全チャンネルにおいて 2値、 3値、 4値という限られた数の位相設定値 を用いる構成とする。

[0090] 一例として、式 (4)において、 M= lとする。この場合、フアブリ一ペローモード間隔

Δ V cav= 50GHzとなり、チャンネル間隔 25GHzのシステムにおいて、位相設定値 力 値しかない場合には、チャンネル 1つ飛びにし力 f立相条件を満足することができ ない。しかしながら、ここでフアブリ一ペローモード間隔 Δ V cavの半周期だけ位相調 整を行うと、満足できないチャンネルの全てで位相条件を満たすことが分かる。なぜ ならば、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 50GHzに一致しないチャンネルは 全て、 Δ ν cavZ2分ずれている力もである。すなわち、式 (4)において M= lの場合 、位相設定値を 2値用意するだけで、全てのチャンネルの波長に調整することができ る。

[0091] 同様な例として、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cav= 20GHzで、チャンネル間 隔 50GHzのシステムに適用する場合がある。これも、 100GHz間隔で、位相調整不 要にすることができるから、 50GHz間隔へ適用の場合には、位相調整の設定値は 2 値必要になる。同様な例として、フアブリ一ペローモード間隔 Δ v cav= 16. 666GH z、チャンネル間隔 25GHzの場合が考えられる。この場合、 Δ v cav X 3 = 50GHz のように、 50GHz間隔で位相調整不要にすることができるから、 25GHz間隔へ適用 の場合には、位相調整の設定値は 2値必要になる。

[0092] このように、位相設定値を 2値だけ用いることもできるし、以下に述べるように、 3値 や 4値といった構成にすることもできる。一例として、フアブリ一ペローモード間隔 Δ V cav= 14. 286GHz,チャンネル間隔 25GHzがある。この場合、 Δ v cav X 7= 100 GHzであるため、 100GHz毎には位相設定値が一致する。したがって、 25GHz間 隔のシステムに対しては位相調整値を 4値用意することにより、全てのチャンネルを 設定することができる。

[0093] ただし、位相設定値の数が多すぎる場合には、制御回路を簡略化できる効果が減 少してしまう。そこで、実用的な位相設定値の数として、 4以下が妥当である。

[0094] これにより、本実施例において、全チャンネルにおいて位相設定値の数は 4以下に 限られているため、制御回路の構成を従来に比べて簡略化できる効果は、第 5実施 例に準ずることができる。

[0095] なお、第 1実施例〜第 6実施例では、波長可変ミラー 7または波長可変フィルタ 10 を、可動部品を有しない非機械型にすることにより、外部力 の擾乱に対して外部共 振器を安定動作させることができる。

また、第 1実施例〜第 6実施例では、外部共振器型波長可変レーザ装置の波長可 変範囲を、光ファイバ通信における C帯、 L帯、 S帯のいずれか 1つ、またはこれらの 帯域のうち少なくとも 2つの帯域の和とすることにより、光ファイバ増幅器の増幅できる 帯域を用いることができるため、 100kmを超える長距離通信を行うことができる。 [0096] また、第 1実施例〜第 6実施例では、屈折率を変化させることによって光路長を実 効的に変化させることが可能な位相調整領域 3を、外部共振器 20内に配置すること により、レーザ発振周波数を、波長可変ミラー 7の最大反射ピーク周波数に完全に一 致させることができるので、波長可変ミラー 7における損失をより低減することができる 。また、第 1実施例〜第 6実施例では、位相調整領域 3を外部共振器 20a内に配置 することにより、レーザ発振周波数を波長可変フィルタ 10の透過ピーク周波数に完全 に一致させることができるので、波長可変フィルタ 10の角度のばらつきを吸収するこ とができ、波長可変フィルタ 10の角度調整を高精度に行う必要がなくなる。

[0097] また、第 1実施例〜第 6実施例では、外部共振器 20, 20aを構成する各構成要素 を、光線が外部共振器内を直線的に進行するように配置することにより、外部共振器 20, 20aを小型化することができ、かつ実際の実装工程においても、所望のキヤビテ ィモード間隔を実現するための物理的配置を容易にすることができる。

なお、第 1実施例〜第 6実施例において、外部共振器 20, 20aの外部に、レーザ 光出力量を調整する調整機構を設けるようにしてもよい。

産業上の利用可能性

[0098] 本発明は、幹線系、メトロ系、アクセス系に使用される波長多重通信用の中長距離 光源に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 半導体光増幅器を含み外部から光をフィードバックさせてレーザ発振動作させる外 部共振器と、

この外部共振器の一端に配置され、レーザの波長可変範囲内にお 、て少なくとも 単峰なピークの反射スペクトル特性を有する波長可変ミラーとを備え、

前記波長可変ミラーの反射帯域半値全幅に対して、前記外部共振器の実効長で 決定されるフアブリーペローモード間隔が 1Z10倍以上 10倍以下であることを特徴と する外部共振器型波長可変レーザ装置。

[2] 半導体光増幅器と外部から光をフィードバックさせてレーザ発振動作させるための 全反射ミラーとを含む外部共振器と、

前記半導体光増幅器と前記全反射ミラーとの間に配置され、レーザの波長可変範 囲内において少なくとも単峰なピークの透過スペクトル特性を有する透過型の波長 可変フィルタとを備え、

前記波長可変フィルタの透過帯域半値全幅に対して、前記外部共振器の実効長 で決定されるフアブリーペローモード間隔が 1Z10倍以上 10倍以下であることを特 徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[3] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

レーザ光が入出射する前記波長可変フィルタの表面は、光軸に対する垂直方向か ら傾いて配置されることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[4] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変ミラーの反射帯域半値全幅に対して、前記外部共振器の実効長で 決定されるフアブリーペローモード間隔が、 1Z2倍以上であることを特徴とする外部 共振器型波長可変レーザ装置。

[5] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変フィルタの透過帯域半値全幅に対して、前記外部共振器の実効長 で決定されるフアブリーペローモード間隔が、 1Z2倍以上であることを特徴とする外 部共振器型波長可変レーザ装置。

[6] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、 前記波長可変ミラーは、可動部品を有しな!/ヽ非機械型であることを特徴とする外部 共振器型波長可変レーザ装置。

[7] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変フィルタは、可動部品を有しな 、非機械型であることを特徴とする外 部共振器型波長可変レーザ装置。

[8] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変範囲は、光ファイバ通信における C帯、 L帯、 S帯のいずれか 1つ、ま たはこれらの帯域のうち少なくとも 2つの帯域の和であることを特徴とする外部共振器 型波長可変レーザ装置。

[9] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変範囲は、光ファイバ通信における C帯、 L帯、 S帯のいずれか 1つ、ま たはこれらの帯域のうち少なくとも 2つの帯域の和であることを特徴とする外部共振器 型波長可変レーザ装置。

[10] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器内に、屈折率を変化させることによって光路長を実効的に 変化させることが可能な位相調整領域を備えることを特徴とする外部共振器型波長 可変レーザ装置。

[11] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器内に、屈折率を変化させることによって光路長を実効的に 変化させることが可能な位相調整領域を備えることを特徴とする外部共振器型波長 可変レーザ装置。

[12] 請求項 10に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記位相調整領域は、前記半導体光増幅器と一体で形成されることを特徴とする 外部共振器型波長可変レーザ装置。

[13] 請求項 11に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置にぉ 、て、

前記位相調整領域は、前記半導体光増幅器と一体で形成されることを特徴とする 外部共振器型波長可変レーザ装置。

[14] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、 前記外部共振器を構成する各構成要素を、光線が外部共振器内を直線的に進行 するように配置することを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[15] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記外部共振器を構成する各構成要素を、光線が外部共振器内を直線的に進行 するように配置することを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[16] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記波長可変ミラーと対向する前記半導体光増幅器の端面に、この端面と 斜めに交差する光導波路を備えることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装 置。

[17] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記波長可変フィルタと対向する前記半導体光増幅器の端面に、この端面 と斜めに交差する光導波路を備えることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ 装置。

[18] 請求項 10に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記波長可変ミラーと対向する前記位相調整領域の端面に、この端面と斜 めに交差する光導波路を備えることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置

[19] 請求項 11に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置にぉ 、て、

さらに、前記波長可変フィルタと対向する前記位相調整領域の端面に、この端面と 斜めに交差する光導波路を備えることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装 置。

[20] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記半導体光増幅器において、前記波長可変ミラーと反対側にある光出 射側端面の反射率が、 1から 10%であることを特徴とする外部共振器型波長可変レ 一ザ装置。

[21] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記半導体光増幅器において、前記波長可変フィルタと反対側にある光出 射側端面の反射率が、 1から 10%であることを特徴とする外部共振器型波長可変レ 一ザ装置。

[22] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記波長可変ミラーに含まれる波長無依存の反射率は、前記波長可変ミラ 一の反射ピーク波長における反射率に比べて、 1Z10倍以下であることを特徴とす る外部共振器型波長可変レーザ装置。

[23] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器の外部に、レーザ発振波長をロックする波長ロッカ機構を 備えることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[24] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器の外部に、レーザ発振波長をロックする波長ロッカ機構を 備えることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[25] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器の外部に、レーザ光出力量を調整する調整機構を備える ことを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[26] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器の外部に、レーザ光出力量を調整する調整機構を備える ことを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[27] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変ミラーは、周波数軸上で前記フアブリ一ペローモード間隔の整数倍 がチャンネル間隔に等しくなるように配置されることを特徴とする外部共振器型波長 可変レーザ装置。

[28] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記全反射ミラーは、周波数軸上で前記フアブリ一ペローモード間隔の整数倍が チャンネル間隔に等しくなるように配置されることを特徴とする外部共振器型波長可 変レーザ装置。

[29] 請求項 1に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記波長可変ミラーは、周波数軸上で前記フアブリ一ペローモード間隔の 2の m (m は整数)乗倍がチャンネル間隔に等しくなるように配置されることを特徴とする外部共 振器型波長可変レーザ装置。

[30] 請求項 2に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

前記全反射ミラーは、周波数軸上で前記フアブリ一ペローモード間隔の 2の M (M は整数)乗倍がチャンネル間隔に等しくなるように配置されることを特徴とする外部共 振器型波長可変レーザ装置。

[31] 請求項 27に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器内に、屈折率を変化させることによって光路長を実効的に 変化させることが可能な位相調整領域を備え、

この位相調整領域の位相設定値が、全波長可変範囲内において 1値以上 4値以 内で設定されることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[32] 請求項 28に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器内に、屈折率を変化させることによって光路長を実効的に 変化させることが可能な位相調整領域を備え、

この位相調整領域の位相設定値が、全波長可変範囲内において 1値以上 4値以 内で設定されることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[33] 請求項 29に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器内に、屈折率を変化させることによって光路長を実効的に 変化させることが可能な位相調整領域を備え、

この位相調整領域の位相設定値が、全波長可変範囲内において 1値以上 4値以 内で設定されることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[34] 請求項 30に記載の外部共振器型波長可変レーザ装置において、

さらに、前記外部共振器内に、屈折率を変化させることによって光路長を実効的に 変化させることが可能な位相調整領域を備え、

この位相調整領域の位相設定値が、全波長可変範囲内において 1値以上 4値以 内で設定されることを特徴とする外部共振器型波長可変レーザ装置。

[35] 少なくとも外部共振器型波長可変レーザ装置を有し、

この外部共振器型波長可変レーザ装置は、半導体光増幅器を含み外部から光を フィードバックさせてレーザ発振動作させる外部共振器と、この外部共振器の一端に 配置され、レーザの波長可変範囲内において少なくとも単峰なピークの反射スぺタト ル特性を有する波長可変ミラーとを備え、

前記波長可変ミラーの反射帯域半値全幅に対して、前記外部共振器の実効長で 決定されるフアブリーペローモード間隔が 1Z10倍以上 10倍以下であることを特徴と する光出力モジュール。

少なくとも外部共振器型波長可変レーザ装置を有し、

この外部共振器型波長可変レーザ装置は、半導体光増幅器と外部力 光をフィー ドバックさせてレーザ発振動作させるための全反射ミラーとを含む外部共振器と、前 記半導体光増幅器と前記全反射ミラーとの間に配置され、レーザの波長可変範囲内 において少なくとも単峰なピークの透過スペクトル特性を有する透過型の波長可変フ イノレタとを備え、

前記波長可変フィルタの透過帯域半値全幅に対して、前記外部共振器の実効長 で決定されるフアブリーペローモード間隔が 1Z10倍以上 10倍以下であることを特 徴とする光出力モジュール。