JPH09148660A - 半導体レーザ装置および光増幅装置 - Google Patents
半導体レーザ装置および光増幅装置Info
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- JPH09148660A JPH09148660A JP30611395A JP30611395A JPH09148660A JP H09148660 A JPH09148660 A JP H09148660A JP 30611395 A JP30611395 A JP 30611395A JP 30611395 A JP30611395 A JP 30611395A JP H09148660 A JPH09148660 A JP H09148660A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １．０１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導
体レーザ装置５は、光出力が低く、比較的高価である。
一方、０．９８μｍ帯の波長帯域を有する半導体レーザ
装置５は、Ｐｒドープファイバ６に対する利得が低いな
どの課題があった。 【解決手段】 半導体レーザチップ１１から照射された
自然放出光は、低反射膜１１ａを透過して、レンズ１２
で集光された後、光ファイバ１３に結合する。そして回
折格子１４で矢印１６で示すように一部反射され、この
反射された自然放出光は逆進して、再びレンズ１２を介
して半導体レーザチップ１１に戻る。
体レーザ装置５は、光出力が低く、比較的高価である。
一方、０．９８μｍ帯の波長帯域を有する半導体レーザ
装置５は、Ｐｒドープファイバ６に対する利得が低いな
どの課題があった。 【解決手段】 半導体レーザチップ１１から照射された
自然放出光は、低反射膜１１ａを透過して、レンズ１２
で集光された後、光ファイバ１３に結合する。そして回
折格子１４で矢印１６で示すように一部反射され、この
反射された自然放出光は逆進して、再びレンズ１２を介
して半導体レーザチップ１１に戻る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、１．３μｍ帯の
光信号を増幅する光増幅装置、およびその励起用光源部
を構成する半導体レーザ装置に関するものである。
光信号を増幅する光増幅装置、およびその励起用光源部
を構成する半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ増幅器は、光ファイバにおけ
る伝送容量の一層の増大や中継距離の大幅な伸張など、
光通信の高度化や経済化を実現するために開発されたも
ので、ファイバのコアに活性イオンを添加し、それらの
誘導放出遷移を利用して信号光を直接増幅するものであ
る。なお、この光ファイバ増幅器に関しては、既に光通
信システムの一つの通信波長帯である１．５μｍ帯にお
いては、エルビウム（以下、Ｅｒという）イオン添加石
英ファイバを用いた光ファイバ増幅器の開発・実用化が
図られている。また、もう一方の通信波長帯である１．
３μｍ帯においては、プラセオジウム（以下、Ｐｒとい
う）イオンをドープした光ファイバ増幅器が、研究段階
である。
る伝送容量の一層の増大や中継距離の大幅な伸張など、
光通信の高度化や経済化を実現するために開発されたも
ので、ファイバのコアに活性イオンを添加し、それらの
誘導放出遷移を利用して信号光を直接増幅するものであ
る。なお、この光ファイバ増幅器に関しては、既に光通
信システムの一つの通信波長帯である１．５μｍ帯にお
いては、エルビウム（以下、Ｅｒという）イオン添加石
英ファイバを用いた光ファイバ増幅器の開発・実用化が
図られている。また、もう一方の通信波長帯である１．
３μｍ帯においては、プラセオジウム（以下、Ｐｒとい
う）イオンをドープした光ファイバ増幅器が、研究段階
である。
【０００３】図３は従来の光増幅装置の基本構成を示す
構成図であり、図において、１は光増幅装置全体、２は
光増幅装置１に接続され、例えば１．３μｍ帯の光信号
を伝搬する伝送用ファイバ、３は光アイソレータ、４は
ＷＤＭカプラー、５は励起光（１．０１７μｍ）を照射
する半導体レーザ装置であり、半導体レーザチップ１
１、レンズ１２および光ファイバ１３から構成されてい
る。６は伝送用ファイバ２からの１．３μｍ帯の光信号
と半導体レーザ装置５からの励起光（１．０１７μｍ）
とが、同時に入射されるＰｒイオン添加フッ化物光ファ
イバ（以下、ＰＤＦという）である。７は半導体レーザ
装置の駆動回路である。
構成図であり、図において、１は光増幅装置全体、２は
光増幅装置１に接続され、例えば１．３μｍ帯の光信号
を伝搬する伝送用ファイバ、３は光アイソレータ、４は
ＷＤＭカプラー、５は励起光（１．０１７μｍ）を照射
する半導体レーザ装置であり、半導体レーザチップ１
１、レンズ１２および光ファイバ１３から構成されてい
る。６は伝送用ファイバ２からの１．３μｍ帯の光信号
と半導体レーザ装置５からの励起光（１．０１７μｍ）
とが、同時に入射されるＰｒイオン添加フッ化物光ファ
イバ（以下、ＰＤＦという）である。７は半導体レーザ
装置の駆動回路である。
【０００４】次に動作について説明する。伝送用ファイ
バ２、光アイソレータ３、およびＷＤＭカプラー４を介
して入射された１．３μｍ帯の光信号と半導体レーザ装
置５からの励起光（１．０１７μｍ）とをＰＤＦ６に同
時に入射すると、Ｐｒイオンのあるエネルギー準位が励
起され、誘導放出による増幅作用を示す。
バ２、光アイソレータ３、およびＷＤＭカプラー４を介
して入射された１．３μｍ帯の光信号と半導体レーザ装
置５からの励起光（１．０１７μｍ）とをＰＤＦ６に同
時に入射すると、Ｐｒイオンのあるエネルギー準位が励
起され、誘導放出による増幅作用を示す。
【０００５】次に半導体レーザ装置５からの励起光に
１．０１７μｍの半導体レーザチップ１１を用いる理由
を説明する。ここで、図４はアイイーアイシーイー ト
ランスレーション コミュニケーション（IEICE TRANSL
ATION COMMUNICATION ）、第Ｅ７７−Ｂ巻、第４号、４
２７ページ（１９９４年発行）に記載されたＰＤＦの利
得の励起波長依存性を示すグラフであり、図において、
縦軸は光信号波長１．３μｍ帯における利得を示し、横
軸は半導体レーザ装置５から照射される励起波長を示し
ている。このグラフよりＰＤＦ６の利得は、Ｐｒの吸収
ピーク波長である１．０１７μｍ付近で最大となってい
る。したがって、半導体レーザ装置５から照射される励
起波長は、Ｐｒの吸収ピーク波長である１．０１７μｍ
付近が最適と考えられる。
１．０１７μｍの半導体レーザチップ１１を用いる理由
を説明する。ここで、図４はアイイーアイシーイー ト
ランスレーション コミュニケーション（IEICE TRANSL
ATION COMMUNICATION ）、第Ｅ７７−Ｂ巻、第４号、４
２７ページ（１９９４年発行）に記載されたＰＤＦの利
得の励起波長依存性を示すグラフであり、図において、
縦軸は光信号波長１．３μｍ帯における利得を示し、横
軸は半導体レーザ装置５から照射される励起波長を示し
ている。このグラフよりＰＤＦ６の利得は、Ｐｒの吸収
ピーク波長である１．０１７μｍ付近で最大となってい
る。したがって、半導体レーザ装置５から照射される励
起波長は、Ｐｒの吸収ピーク波長である１．０１７μｍ
付近が最適と考えられる。
【０００６】しかし、この波長帯域を有する半導体レー
ザチップ１１は、光出力が低く（一般に１．０１７μｍ
近傍の波長帯域を有する半導体レーザチップ１１の出力
は１００ｍＷである）、半導体レーザ装置５として使用
するためには充分ではない。また、ＰＤＦ６と容易に接
続できるように、シングルモード光ファイバ１３（１μ
ｍ帯波長の光通信では、長距離、大容量通信を目的にし
て、コア径が１０μｍ程度のシングルモードファイバが
用いられる）が装着された半導体レーザ装置５にあって
は、光出力がさらに低く、レンズ２によって光ファイバ
１３に結合される光出力は４０ｍＷ程度であった。な
お、１．０１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導体レー
ザチップ１１およびシングルモード光ファイバ１３が装
着された半導体レーザ装置５は、市販されてまもないた
め、まだ十分に普及してなく、比較的高価である。
ザチップ１１は、光出力が低く（一般に１．０１７μｍ
近傍の波長帯域を有する半導体レーザチップ１１の出力
は１００ｍＷである）、半導体レーザ装置５として使用
するためには充分ではない。また、ＰＤＦ６と容易に接
続できるように、シングルモード光ファイバ１３（１μ
ｍ帯波長の光通信では、長距離、大容量通信を目的にし
て、コア径が１０μｍ程度のシングルモードファイバが
用いられる）が装着された半導体レーザ装置５にあって
は、光出力がさらに低く、レンズ２によって光ファイバ
１３に結合される光出力は４０ｍＷ程度であった。な
お、１．０１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導体レー
ザチップ１１およびシングルモード光ファイバ１３が装
着された半導体レーザ装置５は、市販されてまもないた
め、まだ十分に普及してなく、比較的高価である。
【０００７】一方、これに対して、Ｅｒイオン添加フッ
化物光ファイバ増幅器（以下、Ｅｒファイバ増幅器とい
う）の励起には、０．９８μｍ帯の波長帯域を有する半
導体レーザ装置５が用いられている。この０．９８μｍ
帯の波長帯域を有する半導体レーザ装置５の出力は、
１．０１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導体レーザ装
置５の２倍以上の出力が得られ（たとえば、シースター
社の製品カタログによれば、シングルモードファイバが
装着された励起用半導体レーザ装置５にあって、９０ｍ
Ｗ程度である）、かつ、広く普及しているため価格は、
１．５１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導体レーザ装
置５の半分以下で市販されている。しかし、図４のグラ
フからわかるように、０．９８μｍ付近の励起波長で
は、ＰＤＦ６の利得は小さく、１．０１７μｍ近傍の波
長帯域を有する半導体レーザ装置５の半分以下に低下す
る。
化物光ファイバ増幅器（以下、Ｅｒファイバ増幅器とい
う）の励起には、０．９８μｍ帯の波長帯域を有する半
導体レーザ装置５が用いられている。この０．９８μｍ
帯の波長帯域を有する半導体レーザ装置５の出力は、
１．０１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導体レーザ装
置５の２倍以上の出力が得られ（たとえば、シースター
社の製品カタログによれば、シングルモードファイバが
装着された励起用半導体レーザ装置５にあって、９０ｍ
Ｗ程度である）、かつ、広く普及しているため価格は、
１．５１７μｍ近傍の波長帯域を有する半導体レーザ装
置５の半分以下で市販されている。しかし、図４のグラ
フからわかるように、０．９８μｍ付近の励起波長で
は、ＰＤＦ６の利得は小さく、１．０１７μｍ近傍の波
長帯域を有する半導体レーザ装置５の半分以下に低下す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の光増幅装置は以
上のように構成されているので、１．０１７μｍ近傍の
波長帯域を有する半導体レーザ装置５は、ＰＤＦ６に対
する利得が高いという利点はあるが、光出力が低く、半
導体レーザ装置５として使用するためには充分ではない
とともに、比較的高価であるなどの課題があった。一
方、０．９８μｍ帯の波長帯域を有する半導体レーザ装
置５は、光出力が高く、半導体レーザ装置５として使用
するためには充分であるとともに、比較的安価であると
いう利点はあるが、ＰＤＦ６に対する利得が低いなどの
課題があった。
上のように構成されているので、１．０１７μｍ近傍の
波長帯域を有する半導体レーザ装置５は、ＰＤＦ６に対
する利得が高いという利点はあるが、光出力が低く、半
導体レーザ装置５として使用するためには充分ではない
とともに、比較的高価であるなどの課題があった。一
方、０．９８μｍ帯の波長帯域を有する半導体レーザ装
置５は、光出力が高く、半導体レーザ装置５として使用
するためには充分であるとともに、比較的安価であると
いう利点はあるが、ＰＤＦ６に対する利得が低いなどの
課題があった。
【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、ＰＤＦ６に対する利得を高く保ち
ながら、励起用光源として使用できる出力を確保し、比
較的安価におさえることができる半導体レーザ装置およ
びそれを用いた光増幅装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、ＰＤＦ６に対する利得を高く保ち
ながら、励起用光源として使用できる出力を確保し、比
較的安価におさえることができる半導体レーザ装置およ
びそれを用いた光増幅装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る半導体レーザ装置は、０．９７５μｍから０．９９４
μｍの波長範囲内に利得ピークを有する半導体レーザチ
ップから照射された自然放出光をレンズにより集光し、
この集光された自然放出光のうち、光帰還手段により一
部を０．９９５μｍから１．０２μｍの波長範囲内の特
定の波長として半導体レーザチップに帰還し、レーザ共
振を発生させるようにしたものである。
る半導体レーザ装置は、０．９７５μｍから０．９９４
μｍの波長範囲内に利得ピークを有する半導体レーザチ
ップから照射された自然放出光をレンズにより集光し、
この集光された自然放出光のうち、光帰還手段により一
部を０．９９５μｍから１．０２μｍの波長範囲内の特
定の波長として半導体レーザチップに帰還し、レーザ共
振を発生させるようにしたものである。
【００１１】請求項２記載の発明に係る半導体レーザ装
置は、光帰還手段として光ファイバ内のコア部に形成さ
れた回折格子としたものである。
置は、光帰還手段として光ファイバ内のコア部に形成さ
れた回折格子としたものである。
【００１２】請求項３記載の発明に係る半導体レーザ装
置は、回折格子をシリカガラスを材料とする上記光ファ
イバのコア内に紫外線を照射して形成したものである。
置は、回折格子をシリカガラスを材料とする上記光ファ
イバのコア内に紫外線を照射して形成したものである。
【００１３】請求項４記載の発明に係る半導体レーザ装
置は、回折格子として光ファイバのコア部近傍のクラッ
ド部に凹凸を形成したものである。
置は、回折格子として光ファイバのコア部近傍のクラッ
ド部に凹凸を形成したものである。
【００１４】請求項５記載の発明に係る半導体レーザ装
置は、光帰還手段として特定の波長のみを透過するバン
ドパスフィルタと対面する端面に低反射膜を形成した光
ファイバを備え、一部は光ファイバ内に入射させ、残り
は低反射膜により半導体レーザチップに帰還させ、レー
ザ共振を発生させるようにしたものである。
置は、光帰還手段として特定の波長のみを透過するバン
ドパスフィルタと対面する端面に低反射膜を形成した光
ファイバを備え、一部は光ファイバ内に入射させ、残り
は低反射膜により半導体レーザチップに帰還させ、レー
ザ共振を発生させるようにしたものである。
【００１５】請求項６記載の発明に係る光増幅装置は、
半導体レーザ装置のレーザ光によってＰｒ添加光ファイ
バを励起することにより、１．３μｍ帯の光を増幅させ
るようにしたものである。
半導体レーザ装置のレーザ光によってＰｒ添加光ファイ
バを励起することにより、１．３μｍ帯の光を増幅させ
るようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による半
導体レーザ装置を示す構成図であり、図において、１１
は低反射膜１１ａおよび高反射膜１１ｂとから構成さ
れ、波長０．９７５から０．９９４μｍの波長範囲内に
利得ピークを有する自然放出光を放射する半導体レーザ
チップ、１２は半導体レーザチップ１１から照射された
レーザ光が広く広がる前に集光し、光ファイバ１３のコ
ア部１３ａに導くレンズ、１３はコア部１３ａおよびク
ラッド部１３ｂから構成された光ファイバ、１４は石英
ガラスを材料とするコア部１３ａに紫外線を照射し、周
期的に屈折率変化を生じさせて形成した回折格子であ
り、いわゆる、ファイバ・グレーティングと通称されて
いる。１５は半導体レーザチップ１１から照射されたレ
ーザ光、１６はレーザ光１５の進行、反射の様子を模式
的に表す矢印である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による半
導体レーザ装置を示す構成図であり、図において、１１
は低反射膜１１ａおよび高反射膜１１ｂとから構成さ
れ、波長０．９７５から０．９９４μｍの波長範囲内に
利得ピークを有する自然放出光を放射する半導体レーザ
チップ、１２は半導体レーザチップ１１から照射された
レーザ光が広く広がる前に集光し、光ファイバ１３のコ
ア部１３ａに導くレンズ、１３はコア部１３ａおよびク
ラッド部１３ｂから構成された光ファイバ、１４は石英
ガラスを材料とするコア部１３ａに紫外線を照射し、周
期的に屈折率変化を生じさせて形成した回折格子であ
り、いわゆる、ファイバ・グレーティングと通称されて
いる。１５は半導体レーザチップ１１から照射されたレ
ーザ光、１６はレーザ光１５の進行、反射の様子を模式
的に表す矢印である。
【００１７】この実施の形態１による半導体レーザ装置
の原理は、２枚の反射鏡を向かい合わせ、レーザ光をこ
れら反射鏡の間を往復させ、閉じこめることにより定在
波をつくり、定在波の位相と同位相で誘導放出を起こさ
せる光共振器の原型である「ファブリ・ペロー共振器」
を応用したものであり、片方の反射鏡を回折格子１４に
置き換えたものである。位相の変化も含めた共振条件は
以下の式のようになる。
の原理は、２枚の反射鏡を向かい合わせ、レーザ光をこ
れら反射鏡の間を往復させ、閉じこめることにより定在
波をつくり、定在波の位相と同位相で誘導放出を起こさ
せる光共振器の原型である「ファブリ・ペロー共振器」
を応用したものであり、片方の反射鏡を回折格子１４に
置き換えたものである。位相の変化も含めた共振条件は
以下の式のようになる。
【００１８】 ｅｘｐ［−２αa Ｌ＋２ｇＬ−ｊ２βＬ−ｊφ1 −ｊφ2 ］√Ｒ1 √Ｒ2 ＝１ ・・・（１） αa ：単位長さ当たりのモードの感じる光損失 Ｌ：高反射膜１１ｂから回折格子１４までの長さ ｇ：電力利得 β：伝搬定数 φ1 ，φ2 ：反射鏡での位相シフト Ｒ1 ，Ｒ2 ：反射鏡での電力反射率
【００１９】この共振条件を満足する利得をしきい値利
得と呼びｇthで表す。このモードしきい値利得ｇthは、
式（１）の実数部より、 ｇth＝αa ＋１／２Ｌ×ｌｎ（１／Ｒ1 Ｒ2 ） ・・・（２） となる。
得と呼びｇthで表す。このモードしきい値利得ｇthは、
式（１）の実数部より、 ｇth＝αa ＋１／２Ｌ×ｌｎ（１／Ｒ1 Ｒ2 ） ・・・（２） となる。
【００２０】光に対する増幅度が全損失（吸収損失など
と反射損を加えたもの）と等しくなり、かつ利得波長幅
内に共振波長が存在すれば、そこで発振を開始し、レー
ザ光の波長波は上記の発光可能な波長幅より狭くなる。
このような位相条件は虚数部より求まり、以下の式とな
る。 ２βＬ＋φ1 ＋φ2 ＝２πｑ ・・・（３） ｑ：正整数
と反射損を加えたもの）と等しくなり、かつ利得波長幅
内に共振波長が存在すれば、そこで発振を開始し、レー
ザ光の波長波は上記の発光可能な波長幅より狭くなる。
このような位相条件は虚数部より求まり、以下の式とな
る。 ２βＬ＋φ1 ＋φ2 ＝２πｑ ・・・（３） ｑ：正整数
【００２１】そして、φ1 ，φ2 を波長の関数としてφ
1 （λ），φ2 （λ），β＝２πｎeq／λとおくと、 ２πｎeq／λ＋φ1 （λ）＋φ2 （λ）＝２πｑ ・・・（４） を満足する波長が共振する。
1 （λ），φ2 （λ），β＝２πｎeq／λとおくと、 ２πｎeq／λ＋φ1 （λ）＋φ2 （λ）＝２πｑ ・・・（４） を満足する波長が共振する。
【００２２】次に動作について説明する。まず、半導体
レーザチップ１１から照射された自然放出光（例えば、
ピーク波長０．９８μｍ中心にブロードな広がりをもつ
自然放出光）は、低反射率（例えば３％の反射率）の低
反射膜１１ａを透過して、レンズ１２で集光された後、
光ファイバ１３に結合する。次に、例えば１．０μｍの
波長で反射率４％、透過率９６％の特性を示す回折格子
１４で矢印１６で示すように一部反射され、この反射さ
れた自然放出光は逆進して、再びレンズ１２を介して半
導体レーザチップ１１に戻る。そして、上述した「ファ
ブリ・ペロー共振器」の原理により、高反射率、例えば
９０％の高反射膜１１ｂと回折格子１４との間で共振器
が構成され、波長１．０μｍでレーザ発振が実現され
る。一方、レーザ光の大部分は、矢印１６で示すように
回折格子１４を透過し、光ファイバ１３の他端方向に取
り出される。
レーザチップ１１から照射された自然放出光（例えば、
ピーク波長０．９８μｍ中心にブロードな広がりをもつ
自然放出光）は、低反射率（例えば３％の反射率）の低
反射膜１１ａを透過して、レンズ１２で集光された後、
光ファイバ１３に結合する。次に、例えば１．０μｍの
波長で反射率４％、透過率９６％の特性を示す回折格子
１４で矢印１６で示すように一部反射され、この反射さ
れた自然放出光は逆進して、再びレンズ１２を介して半
導体レーザチップ１１に戻る。そして、上述した「ファ
ブリ・ペロー共振器」の原理により、高反射率、例えば
９０％の高反射膜１１ｂと回折格子１４との間で共振器
が構成され、波長１．０μｍでレーザ発振が実現され
る。一方、レーザ光の大部分は、矢印１６で示すように
回折格子１４を透過し、光ファイバ１３の他端方向に取
り出される。
【００２３】ところで、この実施の形態１では、波長
１．０μｍでレーザ発振が実現されるが、半導体レーザ
チップ１１の発光スペクトルは半導体のバンド構造を反
映してブロードな広がりを有しているので、半導体レー
ザチップ１１の利得ピーク０．９８μｍから０．０２μ
ｍ程度ずれた波長１．０μｍでも十分に発振する。な
お、レーザ発振の波長は、１．０μｍに限定されるもの
ではなく、図４からわかるように、０．９９５μｍから
１．０２μｍでも十分なＰＤＦの増幅特性が得られる。
また、この実施の形態１では、回折格子１４がファイバ
・グレーティングである場合を示したが、光ファイバ１
３のコア部１３ａに近接したクラッド部１３ｂに機械加
工によって周期的な凹凸を形成してもよい。
１．０μｍでレーザ発振が実現されるが、半導体レーザ
チップ１１の発光スペクトルは半導体のバンド構造を反
映してブロードな広がりを有しているので、半導体レー
ザチップ１１の利得ピーク０．９８μｍから０．０２μ
ｍ程度ずれた波長１．０μｍでも十分に発振する。な
お、レーザ発振の波長は、１．０μｍに限定されるもの
ではなく、図４からわかるように、０．９９５μｍから
１．０２μｍでも十分なＰＤＦの増幅特性が得られる。
また、この実施の形態１では、回折格子１４がファイバ
・グレーティングである場合を示したが、光ファイバ１
３のコア部１３ａに近接したクラッド部１３ｂに機械加
工によって周期的な凹凸を形成してもよい。
【００２４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、半導体レーザチップ１１から照射された０．９７５
μｍから０．９９４μｍの波長範囲内の０．９８μｍの
ピーク波長を有する自然放出光のうち、一部を０．９９
５μｍから１．０２μｍの波長範囲内の１．０μｍの波
長として半導体レーザチップ１１に帰還し、高反射膜１
１ｂと回折格子１４との間でレーザ共振を発生させ、こ
れをＰＤＦの励起に用いることで、図４からわかるよう
に、１．０１７μｍの利得ピークから−０．５ｄＢ程度
（〜１０％）の少ない低下で、比較的良好な１．３μｍ
帯における増幅特性を得ることができるなどの効果が得
られる。また、一般に広く普及している利得ピーク波長
０．９７５μｍから０．９９４μｍ帯の半導体レーザチ
ップ１１を使用することができるため、比較的安価に抑
えることができる効果が得られる。
ば、半導体レーザチップ１１から照射された０．９７５
μｍから０．９９４μｍの波長範囲内の０．９８μｍの
ピーク波長を有する自然放出光のうち、一部を０．９９
５μｍから１．０２μｍの波長範囲内の１．０μｍの波
長として半導体レーザチップ１１に帰還し、高反射膜１
１ｂと回折格子１４との間でレーザ共振を発生させ、こ
れをＰＤＦの励起に用いることで、図４からわかるよう
に、１．０１７μｍの利得ピークから−０．５ｄＢ程度
（〜１０％）の少ない低下で、比較的良好な１．３μｍ
帯における増幅特性を得ることができるなどの効果が得
られる。また、一般に広く普及している利得ピーク波長
０．９７５μｍから０．９９４μｍ帯の半導体レーザチ
ップ１１を使用することができるため、比較的安価に抑
えることができる効果が得られる。
【００２５】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２による光増幅装置を示す構成図であり、図におい
て、実施の形態１と同一符号は、同一または相当部分を
示すので説明を省略する。１７は１．０μｍの波長のみ
を透過する誘電体多層膜によるバンドパスフィルタ、１
８は光ファイバ１３の端面に形成された低反射膜、１９
はレーザ光１５の進行、反射の様子を模式的に表す矢印
である。
態２による光増幅装置を示す構成図であり、図におい
て、実施の形態１と同一符号は、同一または相当部分を
示すので説明を省略する。１７は１．０μｍの波長のみ
を透過する誘電体多層膜によるバンドパスフィルタ、１
８は光ファイバ１３の端面に形成された低反射膜、１９
はレーザ光１５の進行、反射の様子を模式的に表す矢印
である。
【００２６】次に動作について説明する。半導体レーザ
チップ１１から照射された波長ピーク０．９８μｍ中心
にブロードな広がりをもつ自然放出光は、低反射膜１１
ａを透過して、レンズ１２を介して１．０μｍの波長の
みがバンドパスフィルタ１７を通過して光ファイバ１３
の端面に集光される。そして、一部は光ファイバ１３に
入射し、その他は低反射膜１８で反射されて半導体レー
ザチップ１１に帰還し、実施の形態１と同様に高反射膜
１１ｂとバンドパスフィルタ１７との間で共振器が構成
され、波長１．０μｍのレーザ発振が実現される。
チップ１１から照射された波長ピーク０．９８μｍ中心
にブロードな広がりをもつ自然放出光は、低反射膜１１
ａを透過して、レンズ１２を介して１．０μｍの波長の
みがバンドパスフィルタ１７を通過して光ファイバ１３
の端面に集光される。そして、一部は光ファイバ１３に
入射し、その他は低反射膜１８で反射されて半導体レー
ザチップ１１に帰還し、実施の形態１と同様に高反射膜
１１ｂとバンドパスフィルタ１７との間で共振器が構成
され、波長１．０μｍのレーザ発振が実現される。
【００２７】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、実施の形態１と同様な効果が得られる。なお、この
実施の形態２では、誘電体多層膜で構成したバンドパス
フィルタ１７の代わりにプリズムを用いた構成でもよ
い。
ば、実施の形態１と同様な効果が得られる。なお、この
実施の形態２では、誘電体多層膜で構成したバンドパス
フィルタ１７の代わりにプリズムを用いた構成でもよ
い。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、０．９７５μｍから０．９９４μｍの波長範囲内
に利得ピークを有する半導体レーザチップから照射され
た自然放出光をレンズにより集光し、この集光された自
然放出光のうち、光帰還手段により一部を０．９９５μ
ｍから１．０２μｍの波長範囲内の特定の波長として半
導体レーザチップに帰還し、レーザ共振を発生させるよ
うに構成したので、ＰＤＦに対する利得を高く保ちなが
ら、励起用の半導体レーザ装置として使用できる出力を
確保し、比較的安価に抑えることができる効果がある。
れば、０．９７５μｍから０．９９４μｍの波長範囲内
に利得ピークを有する半導体レーザチップから照射され
た自然放出光をレンズにより集光し、この集光された自
然放出光のうち、光帰還手段により一部を０．９９５μ
ｍから１．０２μｍの波長範囲内の特定の波長として半
導体レーザチップに帰還し、レーザ共振を発生させるよ
うに構成したので、ＰＤＦに対する利得を高く保ちなが
ら、励起用の半導体レーザ装置として使用できる出力を
確保し、比較的安価に抑えることができる効果がある。
【００２９】請求項２記載の発明によれば、光帰還手段
として光ファイバ内のコア部に回折格子を構成したの
で、ＰＤＦに対する利得を高く保ちながら、励起用の半
導体レーザ装置として使用できる出力を確保し、比較的
安価に抑えることができる効果がある。
として光ファイバ内のコア部に回折格子を構成したの
で、ＰＤＦに対する利得を高く保ちながら、励起用の半
導体レーザ装置として使用できる出力を確保し、比較的
安価に抑えることができる効果がある。
【００３０】請求項３記載の発明によれば、回折格子を
シリカガラスを材料とする上記光ファイバのコア内に紫
外線を照射して形成するように構成したので、ＰＤＦに
対する利得を高く保ちながら、励起用の半導体レーザ装
置として使用できる出力を確保し、比較的安価に抑える
ことができる効果がある。
シリカガラスを材料とする上記光ファイバのコア内に紫
外線を照射して形成するように構成したので、ＰＤＦに
対する利得を高く保ちながら、励起用の半導体レーザ装
置として使用できる出力を確保し、比較的安価に抑える
ことができる効果がある。
【００３１】請求項４記載の発明によれば、回折格子と
して光ファイバのコア部近傍のクラッド部に凹凸を形成
するように構成したので、ＰＤＦに対する利得を高く保
ちながら、励起用の半導体レーザ装置として使用できる
出力を確保し、比較的安価に抑えることができる効果が
ある。
して光ファイバのコア部近傍のクラッド部に凹凸を形成
するように構成したので、ＰＤＦに対する利得を高く保
ちながら、励起用の半導体レーザ装置として使用できる
出力を確保し、比較的安価に抑えることができる効果が
ある。
【００３２】請求項５記載の発明によれば、光帰還手段
として特定の波長のみを透過するバンドパスフィルタと
対面する端面に低反射膜を形成した光ファイバを備え、
一部は光ファイバ内に入射させ、残りは低反射膜により
半導体レーザチップに帰還させ、レーザ共振を発生させ
るように構成したので、ＰＤＦに対する利得を高く保ち
ながら、励起用の半導体レーザ装置として使用できる出
力を確保し、比較的安価に抑えることができる効果があ
る。
として特定の波長のみを透過するバンドパスフィルタと
対面する端面に低反射膜を形成した光ファイバを備え、
一部は光ファイバ内に入射させ、残りは低反射膜により
半導体レーザチップに帰還させ、レーザ共振を発生させ
るように構成したので、ＰＤＦに対する利得を高く保ち
ながら、励起用の半導体レーザ装置として使用できる出
力を確保し、比較的安価に抑えることができる効果があ
る。
【００３３】請求項６記載の発明によれば、半導体レー
ザ装置のレーザ光によってＰｒ添加光ファイバを励起す
ることにより、１．３μｍ帯の光を増幅させるように構
成したので、１．３μｍ帯の利得を高く保ちながら、安
価な光増幅装置を得られる効果がある。
ザ装置のレーザ光によってＰｒ添加光ファイバを励起す
ることにより、１．３μｍ帯の光を増幅させるように構
成したので、１．３μｍ帯の利得を高く保ちながら、安
価な光増幅装置を得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による半導体レーザ
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による半導体レーザ
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図３】 従来の光増幅装置の基本構成を示す構成図で
ある。
ある。
【図４】 従来のＰＤＦの利得の励起波長依存性を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
１１ 半導体レーザチップ、１２ レンズ、１３ 光フ
ァイバ、１３ａ コア部、１３ｂ クラッド部、１４
回折格子（光帰還手段）、１７ バンドパスフィルタ
（光帰還手段）、１８ 低反射膜（光帰還手段）。
ァイバ、１３ａ コア部、１３ｂ クラッド部、１４
回折格子（光帰還手段）、１７ バンドパスフィルタ
（光帰還手段）、１８ 低反射膜（光帰還手段）。
Claims (6)
- 【請求項１】 ０．９７５μｍから０．９９４μｍの波
長範囲内に利得ピークを有する半導体レーザチップと、
この半導体レーザチップから照射された自然放出光を集
光するレンズと、このレンズにより集光された上記自然
放出光のうち、一部を０．９９５μｍから１．０２μｍ
の波長範囲内の特定の波長として上記半導体レーザチッ
プに帰還し、レーザ共振を発生させる光帰還手段とを備
えた半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 光帰還手段は、光ファイバ内のコア部に
形成された回折格子であることを特徴とする請求項１記
載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 回折格子は、シリカガラスを材料とする
光ファイバのコア内に紫外線を照射して形成したことを
特徴とする請求項２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 回折格子は、光ファイバのコア部近傍の
クラッド部に、凹凸が形成されたことを特徴とする請求
項２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 光帰還手段は、特定の波長のみを透過す
るバンドパスフィルタと、このバンドパスフィルタと対
面する端面に低反射膜が形成された光ファイバとを備
え、一部を上記光ファイバ内に入射させ、残りを上記低
反射膜により半導体レーザチップに帰還させ、レーザ共
振を発生させることを特徴とする請求項１記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の半導体レーザ装置のレー
ザ光によって、Ｐｒ添加光ファイバを励起することによ
り、１．３μｍ帯の光を増幅する光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30611395A JPH09148660A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 半導体レーザ装置および光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30611395A JPH09148660A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 半導体レーザ装置および光増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148660A true JPH09148660A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17953208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30611395A Pending JPH09148660A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 半導体レーザ装置および光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148660A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999054972A1 (en) * | 1998-04-21 | 1999-10-28 | Scientific-Atlanta, Inc. | Fiber grating feedback stabilization of broad area laser diode |
| EP1049220A1 (fr) * | 1999-04-30 | 2000-11-02 | Alcatel | Laser à gamme de température de fonctionnement étendue |
| US6178039B1 (en) | 1998-02-25 | 2001-01-23 | Nec Corporation | Light source module and an optical amplifier using the same |
| EP0944141A3 (en) * | 1997-12-25 | 2001-03-07 | Nec Corporation | Optical amplifier |
| EP1059712A3 (en) * | 1999-06-11 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Semiconductor laser module |
| WO2005043694A3 (en) * | 2002-12-23 | 2005-06-23 | Hrl Lab Llc | Fiber coupling enhancement via external feedback |
| JP2009513995A (ja) * | 2005-07-28 | 2009-04-02 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | サブ２１３ｎｍ波長を生成するためのＣＬＢＯにおける非臨界位相整合 |
| JP2011155194A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置および光ファイバ |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP30611395A patent/JPH09148660A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0944141A3 (en) * | 1997-12-25 | 2001-03-07 | Nec Corporation | Optical amplifier |
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| EP1049220A1 (fr) * | 1999-04-30 | 2000-11-02 | Alcatel | Laser à gamme de température de fonctionnement étendue |
| FR2793077A1 (fr) * | 1999-04-30 | 2000-11-03 | Cit Alcatel | Laser a gamme de temperature de fonctionnement etendue |
| EP1059712A3 (en) * | 1999-06-11 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Semiconductor laser module |
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| JP2011155194A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置および光ファイバ |
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