JPH1079551A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザの発振光の出力レベルと波長の
双方を安定化させる。 【解決手段】 半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子
の近傍の温度を検出する第１の温度検出器と、半導体レ
ーザ素子を加熱または冷却する電子冷却器とを備え、半
導体レーザ素子の発振光から第１及び第２の分岐光をそ
れぞれ取出す第１及び第２の分岐器と、第１の分岐光の
うちあらかじめ定められた波長帯域の光のみを透過させ
るバンドパスフィルタと、第２の分岐光を発振光の発振
可能な波長帯域内で波長の変化に伴って通過損失が一方
向に増加または減少するように透過させ、第２のモニタ
光を出力する光フィルタとを備えている。各波長を透過
する光のレベルをそれぞれ検出して、バンドパスフィル
タを透過する光のレベルが増加したときは、光フィルタ
を透過する光レベルの増加、減少により波長変移方向を
検出して電子冷却器により温度変化を与え半導体レーザ
素子の波長を制御する。
双方を安定化させる。 【解決手段】 半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子
の近傍の温度を検出する第１の温度検出器と、半導体レ
ーザ素子を加熱または冷却する電子冷却器とを備え、半
導体レーザ素子の発振光から第１及び第２の分岐光をそ
れぞれ取出す第１及び第２の分岐器と、第１の分岐光の
うちあらかじめ定められた波長帯域の光のみを透過させ
るバンドパスフィルタと、第２の分岐光を発振光の発振
可能な波長帯域内で波長の変化に伴って通過損失が一方
向に増加または減少するように透過させ、第２のモニタ
光を出力する光フィルタとを備えている。各波長を透過
する光のレベルをそれぞれ検出して、バンドパスフィル
タを透過する光のレベルが増加したときは、光フィルタ
を透過する光レベルの増加、減少により波長変移方向を
検出して電子冷却器により温度変化を与え半導体レーザ
素子の波長を制御する。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信や
光計測に用いられる半導体レーザ装置に関し、特に光出
力とともに発振波長も安定させる半導体レーザ装置に関
する。
光計測に用いられる半導体レーザ装置に関し、特に光出
力とともに発振波長も安定させる半導体レーザ装置に関
する。
【０００１】
【従来の技術】光通信や光計測器等に用いられる半導体
レーザ素子は、従来、半導体レーザから２方向に出射さ
れる光のうちの片方の光をフォトダイオードで検出し
て、その光の量が一定になるように半導体レーザへの駆
動電流を制御して、他方から出射される光を安定化して
いた。この方法により、半導体レーザ素子が劣化して半
導体レーザ素子の光出力が低下しそうになっても、駆動
電流を増加させ光出力が一定になるように制御すること
が可能である。
レーザ素子は、従来、半導体レーザから２方向に出射さ
れる光のうちの片方の光をフォトダイオードで検出し
て、その光の量が一定になるように半導体レーザへの駆
動電流を制御して、他方から出射される光を安定化して
いた。この方法により、半導体レーザ素子が劣化して半
導体レーザ素子の光出力が低下しそうになっても、駆動
電流を増加させ光出力が一定になるように制御すること
が可能である。
【０００２】従来、半導体レーザを温度制御するため
に、ペルチェ素子を用いた電子冷却器と半導体レーザ部
の温度検出用のサーミスタを組み合わせたものが多く用
いられており、この種の従来技術を図を用いて以下に説
明する。
に、ペルチェ素子を用いた電子冷却器と半導体レーザ部
の温度検出用のサーミスタを組み合わせたものが多く用
いられており、この種の従来技術を図を用いて以下に説
明する。
【０００３】図１０に示すように、半導体レーザ素子１
はヒートシンク２に半田（図示せず）固定されている。
ヒートシンク２はキャリア５２に半田（図示せず）固定
されている。サーミスタ５９は半導体レーザ素子１の近
傍のキャリア５２の上に半田（図示せず）固定されてい
る。フォトダイオード（以下「ＰＤ」と略記）ＰＤ５３
は半導体レーザ素子１からの後方出射光１３が入射され
るようにキャリア５２の上に半田（図示せず）固定され
ている。
はヒートシンク２に半田（図示せず）固定されている。
ヒートシンク２はキャリア５２に半田（図示せず）固定
されている。サーミスタ５９は半導体レーザ素子１の近
傍のキャリア５２の上に半田（図示せず）固定されてい
る。フォトダイオード（以下「ＰＤ」と略記）ＰＤ５３
は半導体レーザ素子１からの後方出射光１３が入射され
るようにキャリア５２の上に半田（図示せず）固定され
ている。
【０００４】また、図１１に示すように、電子冷却器６
７は下側基板５６の下側をパッケージ４４のベース５７
に半田（図示せず）で固定されている。電子冷却器６７
の上側基板５８の上側には半導体レーザ素子１やサーミ
スタ５９等を搭載したキャリア５２が半田（図示せず）
で固定されている。
７は下側基板５６の下側をパッケージ４４のベース５７
に半田（図示せず）で固定されている。電子冷却器６７
の上側基板５８の上側には半導体レーザ素子１やサーミ
スタ５９等を搭載したキャリア５２が半田（図示せず）
で固定されている。
【０００５】また、図１０に示すように、半導体レーザ
素子１の上面電極とバイアスラインパタン４はボンディ
ングワイヤ３で電気的に接続されている。バイアスライ
ンパタン４とパッケージ４４側の配線パタン３８はボン
ディングワイヤ５で電気的に接続され、パッケージ外部
のリード６に接続されている。一方、半導体レーザ素子
１の下面電極はヒートシンク２に電気的に接続されてい
る。ヒートシンク２はキャリア５２の上面に電気的に接
続され、キャリア５２の上面とパッケージ４４側の配線
パタン６５はボンディングワイヤ２６で電気的に接続さ
れ、パッケージ外部のリード２２に接続されている。サ
ーミスタ５９とパッケージ４４側の配線パタン６２はボ
ンディングワイヤ１１で電気的に接続され、パッケージ
外部のリード６１に接続されている。ＰＤ５３とパッケ
ージ４４側の配線パタン６０はボンディングワイヤ５５
で電気的に接続され、パッケージ外部のリード４１に接
続されている。
素子１の上面電極とバイアスラインパタン４はボンディ
ングワイヤ３で電気的に接続されている。バイアスライ
ンパタン４とパッケージ４４側の配線パタン３８はボン
ディングワイヤ５で電気的に接続され、パッケージ外部
のリード６に接続されている。一方、半導体レーザ素子
１の下面電極はヒートシンク２に電気的に接続されてい
る。ヒートシンク２はキャリア５２の上面に電気的に接
続され、キャリア５２の上面とパッケージ４４側の配線
パタン６５はボンディングワイヤ２６で電気的に接続さ
れ、パッケージ外部のリード２２に接続されている。サ
ーミスタ５９とパッケージ４４側の配線パタン６２はボ
ンディングワイヤ１１で電気的に接続され、パッケージ
外部のリード６１に接続されている。ＰＤ５３とパッケ
ージ４４側の配線パタン６０はボンディングワイヤ５５
で電気的に接続され、パッケージ外部のリード４１に接
続されている。
【０００６】電子冷却器のリード５４とパッケージ４４
側の配線パタン６４は電気的に接続され、パッケージ外
部のリード６３に接続されている。以上の部品を搭載し
た後に図１１に示すように、パッケージ４４内に窒素ガ
スを封入してカバー５１をパッケージ４４にシーム溶接
等で接合する。
側の配線パタン６４は電気的に接続され、パッケージ外
部のリード６３に接続されている。以上の部品を搭載し
た後に図１１に示すように、パッケージ４４内に窒素ガ
スを封入してカバー５１をパッケージ４４にシーム溶接
等で接合する。
【０００７】図１２は従来の実施例におけるＡｕｔｏｍ
ａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ（以下ＡＰＣと
表記）回路とＡｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅＣｏｎｔｒｏｌ（以下ＡＴＣと表記）回路を半導体
レーザユニットに接続した実施例を示すブロック図であ
る。まず、半導体レーザ素子の光出力を一定にするＡＰ
Ｃ回路６８について説明する。半導体レーザ素子１から
は図の左右方向の両端面からビームが出射される。図の
右側の後方出射光１３は左側の前方出射光１２の出力が
一定になるようにするＡＰＣ回路に使用される。後方出
射光１３はフォトダイオード５３で受光され、モニタ電
流に光電変換されＡＰＣ回路６８に入力される。モニタ
電流量が一定になるようにＡＰＣ回路６８で半導体レー
ザ素子１への駆動電流を制御して、前方出射光１２が一
定になるようにしている。
ａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ（以下ＡＰＣと
表記）回路とＡｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅＣｏｎｔｒｏｌ（以下ＡＴＣと表記）回路を半導体
レーザユニットに接続した実施例を示すブロック図であ
る。まず、半導体レーザ素子の光出力を一定にするＡＰ
Ｃ回路６８について説明する。半導体レーザ素子１から
は図の左右方向の両端面からビームが出射される。図の
右側の後方出射光１３は左側の前方出射光１２の出力が
一定になるようにするＡＰＣ回路に使用される。後方出
射光１３はフォトダイオード５３で受光され、モニタ電
流に光電変換されＡＰＣ回路６８に入力される。モニタ
電流量が一定になるようにＡＰＣ回路６８で半導体レー
ザ素子１への駆動電流を制御して、前方出射光１２が一
定になるようにしている。
【０００８】以下に半導体レーザ素子１の温度制御を行
うＡＴＣ回路６９について説明する。
うＡＴＣ回路６９について説明する。
【０００９】サーミスタ５９は半導体レーザ素子１の温
度を検出するために半導体レーザ素子１の近傍に配置さ
れている。ＡＴＣ回路６９ではサーミスタ５９の抵抗値
を検出し、その抵抗値が基準となる抵抗値と等しくなる
ように電子冷却器６７に電流を流すことによって、半導
体レーザ素子１の温度を一定に保つようにしている。サ
ーミスタ５９で検知された温度が設定温度より高い場合
には、サーミスタ５９を冷却する方向に電子冷却器６７
に電流を流す。逆に、設定温度より低い場合には、サー
ミスタ５９を加熱する方向に電流を流す。また、検知さ
れたサーミスタ５９の温度と設定温度との差が大きい場
合には、流す電流の値が大きくなるようにし、温度差が
小さい場合には、電流値が小さくなるように温度制御す
る。半導体レーザ素子の駆動電流に対する光出力特性は
温度によって変化し、温度が上昇すると所望の光出力を
得るための駆動電流値は増加する。半導体レーザ素子の
駆動電流が増加すると発振波長は長波長側に変化する。
度を検出するために半導体レーザ素子１の近傍に配置さ
れている。ＡＴＣ回路６９ではサーミスタ５９の抵抗値
を検出し、その抵抗値が基準となる抵抗値と等しくなる
ように電子冷却器６７に電流を流すことによって、半導
体レーザ素子１の温度を一定に保つようにしている。サ
ーミスタ５９で検知された温度が設定温度より高い場合
には、サーミスタ５９を冷却する方向に電子冷却器６７
に電流を流す。逆に、設定温度より低い場合には、サー
ミスタ５９を加熱する方向に電流を流す。また、検知さ
れたサーミスタ５９の温度と設定温度との差が大きい場
合には、流す電流の値が大きくなるようにし、温度差が
小さい場合には、電流値が小さくなるように温度制御す
る。半導体レーザ素子の駆動電流に対する光出力特性は
温度によって変化し、温度が上昇すると所望の光出力を
得るための駆動電流値は増加する。半導体レーザ素子の
駆動電流が増加すると発振波長は長波長側に変化する。
【００１０】これらの回路により、ＡＰＣ回路６８では
半導体レーザユニットの外部環境温度が変化しても半導
体レーザ素子１の温度は一定に保たれる。したがって、
この状態では駆動電流が一定であれば半導体レーザの発
振波長は一定に保たれる。ＡＰＣ回路６８では半導体レ
ーザ素子が劣化して半導体レーザ素子の駆動電流に対す
る光出力特性が変化しても、ＰＤのモニタ電流が一定に
なるように駆動電流を変化させることができ光出力が一
定になるように制御することが可能である。
半導体レーザユニットの外部環境温度が変化しても半導
体レーザ素子１の温度は一定に保たれる。したがって、
この状態では駆動電流が一定であれば半導体レーザの発
振波長は一定に保たれる。ＡＰＣ回路６８では半導体レ
ーザ素子が劣化して半導体レーザ素子の駆動電流に対す
る光出力特性が変化しても、ＰＤのモニタ電流が一定に
なるように駆動電流を変化させることができ光出力が一
定になるように制御することが可能である。
【００１１】また、この種の別の半導体レーザ装置の発
振波長安定化装置としては、例えば、特開昭６２−１３
６０８８号公報には光波長測定器を使用して波長を検出
することによって波長制御する技術が記載されている。
また、平１−１２３８０８３号公報にはガスセルと光検
出器を用いて波長制御する技術が記載されている。ま
た、特開平２−２８４４８７号公報にはハーフミラーと
１／２波長板と偏光ビームスプリッター（以下「ＰＢ
Ｓ」と略記）と波長選択素子と２つのＰＤを用いて光波
長を制御する技術が記載されている。
振波長安定化装置としては、例えば、特開昭６２−１３
６０８８号公報には光波長測定器を使用して波長を検出
することによって波長制御する技術が記載されている。
また、平１−１２３８０８３号公報にはガスセルと光検
出器を用いて波長制御する技術が記載されている。ま
た、特開平２−２８４４８７号公報にはハーフミラーと
１／２波長板と偏光ビームスプリッター（以下「ＰＢ
Ｓ」と略記）と波長選択素子と２つのＰＤを用いて光波
長を制御する技術が記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】近年、超大容量伝送や
光波ネットワークのために高密度な波長多重方式が要求
されている。このときの光伝送に用いられる個々の半導
体レーザは光出力の安定化のみならず、発振波長の安定
化も要求される。しかし、前記のような電流制御によっ
て光出力を安定化する方法では、半導体レーザが劣化し
たときに駆動電流は増加するが、このとき、電流の増加
に伴い発振波長も長波長側に変化してしまう。波長多重
光通信を行っている場合、この波長変化はクロストーク
や受信感度の低下の原因となり伝送特性を劣化させるこ
とになってしまう。
光波ネットワークのために高密度な波長多重方式が要求
されている。このときの光伝送に用いられる個々の半導
体レーザは光出力の安定化のみならず、発振波長の安定
化も要求される。しかし、前記のような電流制御によっ
て光出力を安定化する方法では、半導体レーザが劣化し
たときに駆動電流は増加するが、このとき、電流の増加
に伴い発振波長も長波長側に変化してしまう。波長多重
光通信を行っている場合、この波長変化はクロストーク
や受信感度の低下の原因となり伝送特性を劣化させるこ
とになってしまう。
【００１３】また、特開昭６２−１３６０８８号公報に
示されたような光波長測定器を使用して波長を検出する
ことによって波長制御する技術や、平１−１２３８０８
３号公報に示されたガスセルと光検出器を用いて波長制
御する技術では装置が大規模になるという問題点があ
る。また、特開平２−２８４４８７号公報に示されたハ
ーフミラーと１／２波長板とＰＢＳと波長選択素子と２
つのＰＤを用いて光波長を制御する技術では半導体レー
ザが劣化し、駆動電流が変化した場合に光出力と波長と
を同時に安定化させることができない。
示されたような光波長測定器を使用して波長を検出する
ことによって波長制御する技術や、平１−１２３８０８
３号公報に示されたガスセルと光検出器を用いて波長制
御する技術では装置が大規模になるという問題点があ
る。また、特開平２−２８４４８７号公報に示されたハ
ーフミラーと１／２波長板とＰＢＳと波長選択素子と２
つのＰＤを用いて光波長を制御する技術では半導体レー
ザが劣化し、駆動電流が変化した場合に光出力と波長と
を同時に安定化させることができない。
【００１４】本発明は半導体レーザユニットにおいて半
導体レーザが劣化し、駆動電流が変化しても光出力と波
長とを同時に安定化させることができる小型の半導体レ
ーザユニットの構成を提供することにある。
導体レーザが劣化し、駆動電流が変化しても光出力と波
長とを同時に安定化させることができる小型の半導体レ
ーザユニットの構成を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、上述した従来の半導体レーザ装置の欠点を挙挙す
るために、半導体レーザ素子と、半導体レーザに電流を
注入する端子と、半導体レーザ素子の近傍の温度を検出
する第１の温度検出器と、半導体レーザ素子を加熱また
は冷却する電子冷却器とを備えている。そして、半導体
レーザ素子から出射される発振光から第１の分岐光を取
り出す第１の分岐器と、第１の分岐光のうちあらかじめ
定められた波長帯域の光のみを透過させ第１のモニタ光
を出力する第１の光フィルタと、第１のモニタ光のレベ
ルを検出する第１のレベル検出器と、半導体レーザ素子
から出射される発振光から第２の分岐光を取り出す第２
の分岐器と、第２の分岐光を発振光の発振可能な波長帯
域内で波長の変化に伴って通過損失が一方向に増加また
は減少するように透過させ、第２のモニタ光を出力する
第２の光フィルタと、第２のモニタ光のレベルを検出す
る第２のレベル検出手段と、発振光から第３のモニタ光
を受光して第３のモニタ光のレベルを検出する第３のレ
ベル検出器とを備えていることを特徴としている。
置は、上述した従来の半導体レーザ装置の欠点を挙挙す
るために、半導体レーザ素子と、半導体レーザに電流を
注入する端子と、半導体レーザ素子の近傍の温度を検出
する第１の温度検出器と、半導体レーザ素子を加熱また
は冷却する電子冷却器とを備えている。そして、半導体
レーザ素子から出射される発振光から第１の分岐光を取
り出す第１の分岐器と、第１の分岐光のうちあらかじめ
定められた波長帯域の光のみを透過させ第１のモニタ光
を出力する第１の光フィルタと、第１のモニタ光のレベ
ルを検出する第１のレベル検出器と、半導体レーザ素子
から出射される発振光から第２の分岐光を取り出す第２
の分岐器と、第２の分岐光を発振光の発振可能な波長帯
域内で波長の変化に伴って通過損失が一方向に増加また
は減少するように透過させ、第２のモニタ光を出力する
第２の光フィルタと、第２のモニタ光のレベルを検出す
る第２のレベル検出手段と、発振光から第３のモニタ光
を受光して第３のモニタ光のレベルを検出する第３のレ
ベル検出器とを備えていることを特徴としている。
【００１６】さらに、半導体レーザ装置は、第３のモニ
タ光のレベルを一定とするように、注入電流を制御する
注入電流制御回路と、第１のモニタ光と第２のモニタ光
のレベルを一定にするように、加熱冷却手段を制御する
温度制御回路とを備えていることを特徴としている。
タ光のレベルを一定とするように、注入電流を制御する
注入電流制御回路と、第１のモニタ光と第２のモニタ光
のレベルを一定にするように、加熱冷却手段を制御する
温度制御回路とを備えていることを特徴としている。
【００１７】また、本発明の半導体レーザ装置は、発振
光のうち、半導体レーザ素子の前方から出射される前方
発振光は半導体レーザ素子に光学的に結合する光ファイ
バに出力され、第１の分岐光と第２の分岐光と第３のモ
ニタ光は、発振光のうち、半導体レーザ素子の後方から
出射される後方発振光であることを特徴としている。
光のうち、半導体レーザ素子の前方から出射される前方
発振光は半導体レーザ素子に光学的に結合する光ファイ
バに出力され、第１の分岐光と第２の分岐光と第３のモ
ニタ光は、発振光のうち、半導体レーザ素子の後方から
出射される後方発振光であることを特徴としている。
【００１８】半導体レーザ装置は、さらに、半導体レー
ザ素子の後方に配置される、後方発振光を集光するレン
ズを有する。第１の分岐器と第２の分岐器は、それぞれ
誘電体光分岐フィルタである。
ザ素子の後方に配置される、後方発振光を集光するレン
ズを有する。第１の分岐器と第２の分岐器は、それぞれ
誘電体光分岐フィルタである。
【００１９】これとは別の形態として、発振光のうち、
半導体レーザ素子の前方から出射される前方発振光は、
半導体レーザ素子に光学的に結合する光ファイバに出力
され、第１の分岐光と第２の分岐光と第３のモニタ光
は、前方発振光の一部であることを特徴とする形態も採
り得る。
半導体レーザ素子の前方から出射される前方発振光は、
半導体レーザ素子に光学的に結合する光ファイバに出力
され、第１の分岐光と第２の分岐光と第３のモニタ光
は、前方発振光の一部であることを特徴とする形態も採
り得る。
【００２０】また、第１の光フィルタはバンドパスフィ
ルタであり、第２の光フィルタは、波長が長くなるに従
って通過損失が増加するショートパスフィルタであるこ
とを特徴としている。この場合、上記温度制御回路は、
第１のモニタ光のレベルがあらかじめ定められた値より
も増加し、かつ第２のモニタ光のレベルが低下したとき
に、この温度を低下させるように電子冷却器を制御する
ことを特徴としている。
ルタであり、第２の光フィルタは、波長が長くなるに従
って通過損失が増加するショートパスフィルタであるこ
とを特徴としている。この場合、上記温度制御回路は、
第１のモニタ光のレベルがあらかじめ定められた値より
も増加し、かつ第２のモニタ光のレベルが低下したとき
に、この温度を低下させるように電子冷却器を制御する
ことを特徴としている。
【００２１】これとは逆に、第２の光フィルタは、波長
が長くなるに従って通過損失が減少するロングウェーブ
パスフィルタであってもよい。この場合は、温度制御回
路は、第１のモニタ光のレベルがあらかじめ定められた
値よりも増加し、かつ第２のモニタ光のレベルが低下し
たときに、この温度を上昇させるように電子冷却器を制
御することを特徴とする。
が長くなるに従って通過損失が減少するロングウェーブ
パスフィルタであってもよい。この場合は、温度制御回
路は、第１のモニタ光のレベルがあらかじめ定められた
値よりも増加し、かつ第２のモニタ光のレベルが低下し
たときに、この温度を上昇させるように電子冷却器を制
御することを特徴とする。
【００２２】電子冷却器は、ペルチェ素子を含むことを
特徴としている。また、第１の分岐手段と第２の分岐器
はそれぞれ第１の分岐光と第２の分岐光を円偏光にする
１／４λ板を含んでいる。また、第１の光フィルタと第
２の光フィルタはそれぞれこれらの周囲の温度を安定化
させる温度安定化回路を備えている。
特徴としている。また、第１の分岐手段と第２の分岐器
はそれぞれ第１の分岐光と第２の分岐光を円偏光にする
１／４λ板を含んでいる。また、第１の光フィルタと第
２の光フィルタはそれぞれこれらの周囲の温度を安定化
させる温度安定化回路を備えている。
【００２３】より具体的には、本発明の半導体レーザ装
置は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の温度を
検出する第１のサーミスタと、半導体レーザ素子から２
方向に出射される光のうちの片方の出射光を平行光に変
換するレンズと、半導体レーザ素子と第１のサーミスタ
とレンズとを搭載する第１のキャリアと第１のキャリア
を通して半導体レーザ素子と第１のサーミスタとレンズ
とを加熱・冷却する第１の電子冷却器を有していること
を特徴としている。
置は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の温度を
検出する第１のサーミスタと、半導体レーザ素子から２
方向に出射される光のうちの片方の出射光を平行光に変
換するレンズと、半導体レーザ素子と第１のサーミスタ
とレンズとを搭載する第１のキャリアと第１のキャリア
を通して半導体レーザ素子と第１のサーミスタとレンズ
とを加熱・冷却する第１の電子冷却器を有していること
を特徴としている。
【００２４】また、レンズを通過した半導体レーザ素子
の光を入射して、第１の出射光と第２の出射光に分離す
る第１のＰＢＳを有し、第１のＰＢＳの入射端面には半
導体レーザ素子の直線偏光を円偏光に変換する第１の１
／４波長膜を備えてあり、また、分離された第１の出射
光が通過する第１のＰＢＳの出射端面には半導体レーザ
素子の発振波長を安定化させる波長範囲を通過するバン
ドパスフィルタ膜を備えている。第１の出射光は第１の
ＰＤに入射する。また、第１のＰＢＳからの第２の出射
光を入射して、第３の出射光と第４の出射光に分離する
第２のＰＢＳを有し、第２のＰＢＳの入射端面には第１
のＰＢＳからの第２の出射光である直線偏光を円偏光に
変換する第２の１／４波長膜を備えてあり、また、分離
された第３の出射光が通過する第２のＰＢＳの第３の出
射端面には半導体レーザ素子の発振波長を安定化させる
波長の値を中心として、波長に対して一次の損失特性の
あるフィルタ膜を備えている。また、第３の出射光は第
２のＰＤに入射し、第４の出射光は第３のＰＤに入射す
ることを特徴としている。
の光を入射して、第１の出射光と第２の出射光に分離す
る第１のＰＢＳを有し、第１のＰＢＳの入射端面には半
導体レーザ素子の直線偏光を円偏光に変換する第１の１
／４波長膜を備えてあり、また、分離された第１の出射
光が通過する第１のＰＢＳの出射端面には半導体レーザ
素子の発振波長を安定化させる波長範囲を通過するバン
ドパスフィルタ膜を備えている。第１の出射光は第１の
ＰＤに入射する。また、第１のＰＢＳからの第２の出射
光を入射して、第３の出射光と第４の出射光に分離する
第２のＰＢＳを有し、第２のＰＢＳの入射端面には第１
のＰＢＳからの第２の出射光である直線偏光を円偏光に
変換する第２の１／４波長膜を備えてあり、また、分離
された第３の出射光が通過する第２のＰＢＳの第３の出
射端面には半導体レーザ素子の発振波長を安定化させる
波長の値を中心として、波長に対して一次の損失特性の
あるフィルタ膜を備えている。また、第３の出射光は第
２のＰＤに入射し、第４の出射光は第３のＰＤに入射す
ることを特徴としている。
【００２５】さらに、バンドパスフィルタ膜の温度を検
出する第２のサーミスタと第２のサーミスタ、第１のＰ
ＢＳ、第２のＰＢＳ、第１のＰＤ、第２のＰＤ、およ
び、第３のＰＤとを加熱・冷却する第２の電子冷却器を
有していることを特徴としている。そして、第１の電子
冷却器と第２の電子冷却器はパッケージに固定されて、
パッケージ内に窒素ガスを封入してカバーをパッケージ
にシーム溶接等で接合していることを特徴としている。
出する第２のサーミスタと第２のサーミスタ、第１のＰ
ＢＳ、第２のＰＢＳ、第１のＰＤ、第２のＰＤ、およ
び、第３のＰＤとを加熱・冷却する第２の電子冷却器を
有していることを特徴としている。そして、第１の電子
冷却器と第２の電子冷却器はパッケージに固定されて、
パッケージ内に窒素ガスを封入してカバーをパッケージ
にシーム溶接等で接合していることを特徴としている。
【００２６】なお、上記第１のＰＢＳは、これに代えて
ハーフミラーとすることもできる。同様に第２のＰＢＳ
についても、ハーフミラーに置き換えることができる。
ハーフミラーとすることもできる。同様に第２のＰＢＳ
についても、ハーフミラーに置き換えることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体レーザ装置
について図面を参照して詳細に説明する。
について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】図１は、本発明の半導体レーザ装置の一実
施例を示す図である。まず、第１の電子冷却器７の周辺
について説明する。半導体レーザ素子１はヒートシンク
２に半田（図示せず）固定されている。ヒートシンク２
はキャリア５２に半田（図示せず）固定されている。第
１のサーミスタ９は半導体レーザ素子１の近傍の第１の
キャリア１０の上に半田（図示せず）固定されている。
レンズ８は半導体レーザ素子１から２方向に出射される
光のうちの後方出射光１３を平行光に変換するように調
整されており、レンズホルダ４２に固定され、さらにレ
ンズホルダ４２は第１のキャリア１０に固定される。
施例を示す図である。まず、第１の電子冷却器７の周辺
について説明する。半導体レーザ素子１はヒートシンク
２に半田（図示せず）固定されている。ヒートシンク２
はキャリア５２に半田（図示せず）固定されている。第
１のサーミスタ９は半導体レーザ素子１の近傍の第１の
キャリア１０の上に半田（図示せず）固定されている。
レンズ８は半導体レーザ素子１から２方向に出射される
光のうちの後方出射光１３を平行光に変換するように調
整されており、レンズホルダ４２に固定され、さらにレ
ンズホルダ４２は第１のキャリア１０に固定される。
【００２９】また、図２に示すように、第１の電子冷却
器７は第１の下側基板７０の下側をパッケージ４４のベ
ース５７に半田（図示せず）で固定されている。第１の
電子冷却器７の第１の上側基板７１の上側には半導体レ
ーザ素子１や第１のサーミスタ９等を搭載した第１のキ
ャリア１０が半田（図示せず）で固定されている。
器７は第１の下側基板７０の下側をパッケージ４４のベ
ース５７に半田（図示せず）で固定されている。第１の
電子冷却器７の第１の上側基板７１の上側には半導体レ
ーザ素子１や第１のサーミスタ９等を搭載した第１のキ
ャリア１０が半田（図示せず）で固定されている。
【００３０】また、図１に示すように、半導体レーザ素
子１の上面電極とバイアスラインパタン４はボンディン
グワイヤ３で電気的に接続されている。バイアスライン
パタン４とパッケージ４４側の配線パタン３８はボンデ
ィングワイヤ５で電気的に接続され、パッケージ外部の
リード６に接続されている。一方、半導体レーザ素子１
の下面電極はヒートシンク２に電気的に接続されてい
る。ヒートシンク２はキャリア５２の上面に電気的に接
続され、第１のキャリア１０の上面とパッケージ４４側
の配線パタン７４はボンディングワイヤ２６で電気的に
接続され、パッケージ外部のリード２２に接続されてい
る。第１のサーミスタ９とパッケージ４４側の配線パタ
ン６２はボンディングワイヤ１１で電気的に接続され、
パッケージ外部のリード６１に接続されている。第１の
電子冷却器のリード１４とパッケージ４４側の配線パタ
ン６４は電気的に接続され、パッケージ外部のリード６
３に接続されている。
子１の上面電極とバイアスラインパタン４はボンディン
グワイヤ３で電気的に接続されている。バイアスライン
パタン４とパッケージ４４側の配線パタン３８はボンデ
ィングワイヤ５で電気的に接続され、パッケージ外部の
リード６に接続されている。一方、半導体レーザ素子１
の下面電極はヒートシンク２に電気的に接続されてい
る。ヒートシンク２はキャリア５２の上面に電気的に接
続され、第１のキャリア１０の上面とパッケージ４４側
の配線パタン７４はボンディングワイヤ２６で電気的に
接続され、パッケージ外部のリード２２に接続されてい
る。第１のサーミスタ９とパッケージ４４側の配線パタ
ン６２はボンディングワイヤ１１で電気的に接続され、
パッケージ外部のリード６１に接続されている。第１の
電子冷却器のリード１４とパッケージ４４側の配線パタ
ン６４は電気的に接続され、パッケージ外部のリード６
３に接続されている。
【００３１】次に、第２の電子冷却器４０の周辺につい
て説明する。レンズ８を通過した半導体レーザ素子１か
らの光は第１のＰＢＳ１８の入射端面４６に備えた第１
の１／４波長膜１７に入射し、半導体レーザ素子１の直
線偏光を円偏光に変換した後に第１のＰＢＳ１８に入射
する。この入射光は第１のＰＢＳ１８で、第１の出射光
２３と第２の出射光２７に分離される。第１の出射光２
３が通過する第１のＰＢＳ１８の第１の出射端面４５に
はバンドパスフィルタ膜２０を備えている。バンドパス
フィルタ膜２０を通過した第１の出射光２３は第１のＰ
Ｄ２４に入射する。バンドパスフィルタ膜２０の波長に
対する光阻止特性の例を図３に示す。バンドパスフィル
タでは半導体レーザ素子１の発振波長を安定化させる波
長の中心値に光阻止率が最も小さくなる波長を設定して
ある。図４に示すように半導体レーザ素子１の発振波長
が初期値Ｗ１から例えばＷ３にずれ、バンドパスフィル
タの光阻止域にはいると第１のＰＤ２４の受光量が減少
する。半導体レーザ素子１のスペクトルの発振波長がＷ
１からＷ３になったとき第１のＰＤ２４の受光量は７５
％に減少する。ここでは、半導体レーザ素子１は単一軸
モード発振をするＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆ
ｅｅｄｂａｃｋ）レーザを示している。また、ここでは
半導体レーザ素子１を安定化させる波長範囲はＷ２〜Ｗ
３とし、波長変化を検出する第１のＰＤの受光量変化は
初期値の７５％とした。
て説明する。レンズ８を通過した半導体レーザ素子１か
らの光は第１のＰＢＳ１８の入射端面４６に備えた第１
の１／４波長膜１７に入射し、半導体レーザ素子１の直
線偏光を円偏光に変換した後に第１のＰＢＳ１８に入射
する。この入射光は第１のＰＢＳ１８で、第１の出射光
２３と第２の出射光２７に分離される。第１の出射光２
３が通過する第１のＰＢＳ１８の第１の出射端面４５に
はバンドパスフィルタ膜２０を備えている。バンドパス
フィルタ膜２０を通過した第１の出射光２３は第１のＰ
Ｄ２４に入射する。バンドパスフィルタ膜２０の波長に
対する光阻止特性の例を図３に示す。バンドパスフィル
タでは半導体レーザ素子１の発振波長を安定化させる波
長の中心値に光阻止率が最も小さくなる波長を設定して
ある。図４に示すように半導体レーザ素子１の発振波長
が初期値Ｗ１から例えばＷ３にずれ、バンドパスフィル
タの光阻止域にはいると第１のＰＤ２４の受光量が減少
する。半導体レーザ素子１のスペクトルの発振波長がＷ
１からＷ３になったとき第１のＰＤ２４の受光量は７５
％に減少する。ここでは、半導体レーザ素子１は単一軸
モード発振をするＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆ
ｅｅｄｂａｃｋ）レーザを示している。また、ここでは
半導体レーザ素子１を安定化させる波長範囲はＷ２〜Ｗ
３とし、波長変化を検出する第１のＰＤの受光量変化は
初期値の７５％とした。
【００３２】また、第１のＰＢＳ１８からの第２の出射
光２７は第２のＰＢＳ２９の入射端面４７に備えた第２
の１／４波長膜２８に入射し、第２の出射光２７を直線
偏光から円偏光に変換した後に第２のＰＢＳ２９に入射
する。この入射光は、第３の出射光３１と第４の出射光
３４に分離される。また、分離された第３の出射光３１
が通過する第２のＰＢＳ２９の第３の出射端面４８には
半導体レーザ素子１の発振波長を安定化させる波長を中
心とした波長に対して一次の損失特性のあるフィルタ膜
３０を備えている。第３の出射光３１は第２のＰＤ３２
に入射する。フィルタ膜３０の波長に対する光阻止特性
の例を図５に示す。フィルタでは半導体レーザ素子１の
発振波長を安定化させる波長の中心値に光阻止率が５０
％になる波長を設定してある。図６に示すように半導体
レーザ素子１の発振波長が初期値Ｗ１から例えばＷ３に
ずれると、第２のＰＤ３２の受光量が初期の約１／２に
減少する。また、第４の出射光３４は第３のＰＤ３３に
入射する。
光２７は第２のＰＢＳ２９の入射端面４７に備えた第２
の１／４波長膜２８に入射し、第２の出射光２７を直線
偏光から円偏光に変換した後に第２のＰＢＳ２９に入射
する。この入射光は、第３の出射光３１と第４の出射光
３４に分離される。また、分離された第３の出射光３１
が通過する第２のＰＢＳ２９の第３の出射端面４８には
半導体レーザ素子１の発振波長を安定化させる波長を中
心とした波長に対して一次の損失特性のあるフィルタ膜
３０を備えている。第３の出射光３１は第２のＰＤ３２
に入射する。フィルタ膜３０の波長に対する光阻止特性
の例を図５に示す。フィルタでは半導体レーザ素子１の
発振波長を安定化させる波長の中心値に光阻止率が５０
％になる波長を設定してある。図６に示すように半導体
レーザ素子１の発振波長が初期値Ｗ１から例えばＷ３に
ずれると、第２のＰＤ３２の受光量が初期の約１／２に
減少する。また、第４の出射光３４は第３のＰＤ３３に
入射する。
【００３３】さらに、図２に示すように、第２の電子冷
却器４０は第２の下側基板７２の下側をパッケージ４４
のベース５７に半田（図示せず）で固定されている。第
２の電子冷却器４０の第２の上側基板７３の上側にはバ
ンドパスフィルタ膜２０の温度を検出する第２のサーミ
スタ３６と第２のサーミスタ３６、第１のＰＢＳ１８、
第２のＰＢＳ２９、第１のＰＤ２４、第２のＰＤ３２、
および、第３のＰＤ３３を搭載した第２のキャリア３５
が半田（図示せず）で固定されている。
却器４０は第２の下側基板７２の下側をパッケージ４４
のベース５７に半田（図示せず）で固定されている。第
２の電子冷却器４０の第２の上側基板７３の上側にはバ
ンドパスフィルタ膜２０の温度を検出する第２のサーミ
スタ３６と第２のサーミスタ３６、第１のＰＢＳ１８、
第２のＰＢＳ２９、第１のＰＤ２４、第２のＰＤ３２、
および、第３のＰＤ３３を搭載した第２のキャリア３５
が半田（図示せず）で固定されている。
【００３４】また、図２に示すように、第１のＰＤ２４
とパッケージ４４側の配線パタン７５はボンディングワ
イヤ２１で電気的に接続され、パッケージ外部のリード
２５に接続されている。また、第２のＰＤ３２と配線パ
タン７６はボンディングワイヤ１９で電気的に接続さ
れ、リード４６に接続されている。また、第３のＰＤ３
３と配線パタン７７はボンディングワイヤ７８で電気的
に接続され、リード１６に接続されている。さらに、第
２のサーミスタ３６とパッケージ４４側の配線パタン７
９はボンディングワイヤ３７で電気的に接続されてい
る。
とパッケージ４４側の配線パタン７５はボンディングワ
イヤ２１で電気的に接続され、パッケージ外部のリード
２５に接続されている。また、第２のＰＤ３２と配線パ
タン７６はボンディングワイヤ１９で電気的に接続さ
れ、リード４６に接続されている。また、第３のＰＤ３
３と配線パタン７７はボンディングワイヤ７８で電気的
に接続され、リード１６に接続されている。さらに、第
２のサーミスタ３６とパッケージ４４側の配線パタン７
９はボンディングワイヤ３７で電気的に接続されてい
る。
【００３５】以上の部品を搭載した後に、パッケージ７
内に窒素ガスを封入してカバー５５をシーム溶接等で接
合している。
内に窒素ガスを封入してカバー５５をシーム溶接等で接
合している。
【００３６】図７は本発明の実施例の半導体レーザ装置
にＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路とＡＰＣ回路とＡＴＣ回路とを接
続した実施例を示すブロック図である。
にＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路とＡＰＣ回路とＡＴＣ回路とを接
続した実施例を示すブロック図である。
【００３７】まず、半導体レーザ素子１の波長制御を行
うＡＦＣ回路８１について説明する。先に図４に示した
ように半導体レーザ素子１の発振波長が初期値Ｗ１から
例えばＷ３（もしくはＷ２）にずれ、バンドパスフィル
タ膜２０の光阻止域にはいると第１のＰＤ２４の受光量
が減少する。波長変化の検出閾値を第１のＰＤ２４の受
光量の変化が７５％に減少したとき、第１のＰＤ２４で
検出されたときの半導体レーザ素子１の発振波長はＷ２
またはＷ３であることがわかる。そして、図６に示した
ように、第２のＰＤ３２の受光量が初期の約１／２に減
少した場合、半導体レーザ素子１の発振波長が初期値Ｗ
１からＷ３にずれたことがわかる。また、第２のＰＤ３
２の受光量が約３／２に増加した場合、半導体レーザ素
子１の発振波長が初期値Ｗ１からＷ２にずれたことがわ
かる。半導体レーザ素子１の発振波長は温度特性をも
ち、温度が上がると長波長側へ、逆に温度が下がると短
波長側へ変化する。したがって、波長が長波長側のＷ３
へ変化した場合は電子冷却器７で半導体レーザ素子１の
温度を下げ、波長が短波長側のＷ２へ変化した場合は温
度を上げることにより発振波長を所望の範囲内に制御す
ることができる。また、第３のＰＤ３３のモニタ電流が
一定になるようにＡＰＣ回路６８で半導体レーザ素子１
への駆動電流を制御することにより、前方出射光１２が
一定になるように制御することができる。
うＡＦＣ回路８１について説明する。先に図４に示した
ように半導体レーザ素子１の発振波長が初期値Ｗ１から
例えばＷ３（もしくはＷ２）にずれ、バンドパスフィル
タ膜２０の光阻止域にはいると第１のＰＤ２４の受光量
が減少する。波長変化の検出閾値を第１のＰＤ２４の受
光量の変化が７５％に減少したとき、第１のＰＤ２４で
検出されたときの半導体レーザ素子１の発振波長はＷ２
またはＷ３であることがわかる。そして、図６に示した
ように、第２のＰＤ３２の受光量が初期の約１／２に減
少した場合、半導体レーザ素子１の発振波長が初期値Ｗ
１からＷ３にずれたことがわかる。また、第２のＰＤ３
２の受光量が約３／２に増加した場合、半導体レーザ素
子１の発振波長が初期値Ｗ１からＷ２にずれたことがわ
かる。半導体レーザ素子１の発振波長は温度特性をも
ち、温度が上がると長波長側へ、逆に温度が下がると短
波長側へ変化する。したがって、波長が長波長側のＷ３
へ変化した場合は電子冷却器７で半導体レーザ素子１の
温度を下げ、波長が短波長側のＷ２へ変化した場合は温
度を上げることにより発振波長を所望の範囲内に制御す
ることができる。また、第３のＰＤ３３のモニタ電流が
一定になるようにＡＰＣ回路６８で半導体レーザ素子１
への駆動電流を制御することにより、前方出射光１２が
一定になるように制御することができる。
【００３８】また、バンドパスフィルタ膜２０およびフ
ィルタ膜３０において温度が変化したときに波長に対す
る光阻止特性が変化する。この変化を抑制しＡＦＣ回路
を正常に動作させるために、まず、バンドパスフィルタ
膜２０およびフィルタ膜３０の温度を第２のサーミスタ
３６の抵抗値で検出する。そして、その抵抗値が基準と
なる抵抗値と等しくなるように第２の電子冷却器４０に
電流を流すことによって、バンドパスフィルタ膜２０お
よびフィルタ膜３０の温度を一定に保つように制御して
いる。
ィルタ膜３０において温度が変化したときに波長に対す
る光阻止特性が変化する。この変化を抑制しＡＦＣ回路
を正常に動作させるために、まず、バンドパスフィルタ
膜２０およびフィルタ膜３０の温度を第２のサーミスタ
３６の抵抗値で検出する。そして、その抵抗値が基準と
なる抵抗値と等しくなるように第２の電子冷却器４０に
電流を流すことによって、バンドパスフィルタ膜２０お
よびフィルタ膜３０の温度を一定に保つように制御して
いる。
【００３９】なお、本実施例では半導体レーザ素子１か
らの後方出射光１３をレンズ８で平行光に変換するとし
たが、集束光でもよい。また、半導体レーザ素子１とし
て単一軸モード発振をするＤＦＢレーザを示したが、Ｄ
ＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌ
ｅｃｔｏｒ）レーザ等でもかまわず、またバンドパスフ
ィルタ膜２０の光阻止域の幅より狭い波長幅であればＦ
Ｐ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）レーザでもかまわない。
また、半導体レーザ素子１の波長変化を検出する第１の
ＰＤの受光量変化を初期値の７５％として説明したがこ
れに限ることはない。
らの後方出射光１３をレンズ８で平行光に変換するとし
たが、集束光でもよい。また、半導体レーザ素子１とし
て単一軸モード発振をするＤＦＢレーザを示したが、Ｄ
ＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌ
ｅｃｔｏｒ）レーザ等でもかまわず、またバンドパスフ
ィルタ膜２０の光阻止域の幅より狭い波長幅であればＦ
Ｐ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）レーザでもかまわない。
また、半導体レーザ素子１の波長変化を検出する第１の
ＰＤの受光量変化を初期値の７５％として説明したがこ
れに限ることはない。
【００４０】また、バンドパスフィルタ膜の特性例を図
３、４に示したがこれに限ることはない。また、フィル
タ膜の特性例を図５、６に示したがこれに限ることはな
く検出する波長範囲で右上がり、または右下がりの特性
を示していればよい。
３、４に示したがこれに限ることはない。また、フィル
タ膜の特性例を図５、６に示したがこれに限ることはな
く検出する波長範囲で右上がり、または右下がりの特性
を示していればよい。
【００４１】次に、本発明の半導体レーザ装置の他の実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００４２】図８は、本発明の半導体レーザ装置の他の
実施例の構成を示す図である。また、図９はその縦断面
を示したもので、基本的には、図１に示される実施例と
同様の構成をとる。
実施例の構成を示す図である。また、図９はその縦断面
を示したもので、基本的には、図１に示される実施例と
同様の構成をとる。
【００４３】但し、本実施例においては、第１のＰＢＳ
に代えて第１のハーフミラー８２が、第２のＰＢＳに代
えて第２のハーフミラーが用いられている。なお、この
場合には、１／４波長板は不要となる。光を分岐する手
段として、ＰＢＳに代えてハーフミラーを用いても、同
様の効果が得られる。
に代えて第１のハーフミラー８２が、第２のＰＢＳに代
えて第２のハーフミラーが用いられている。なお、この
場合には、１／４波長板は不要となる。光を分岐する手
段として、ＰＢＳに代えてハーフミラーを用いても、同
様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、半導体
レーザの光出力の検出だけでなく、発振波長について安
定化させる範囲の波長を越えていないか、また、波長変
化の方向を検出する機能を有し、所望の波長範囲を越え
た場合には、半導体レーザの温度を第１の電子冷却器で
変化させることで波長を所望の値に変化させることがで
きる構成としてあり、半導体レーザが劣化し、駆動電流
が変化しても光出力と波長とを同時に安定化させること
ができる。
レーザの光出力の検出だけでなく、発振波長について安
定化させる範囲の波長を越えていないか、また、波長変
化の方向を検出する機能を有し、所望の波長範囲を越え
た場合には、半導体レーザの温度を第１の電子冷却器で
変化させることで波長を所望の値に変化させることがで
きる構成としてあり、半導体レーザが劣化し、駆動電流
が変化しても光出力と波長とを同時に安定化させること
ができる。
【図１】本発明の半導体レーザ装置の一実施例の構成を
示す上面図である。
示す上面図である。
【図２】本発明の半導体レーザ装置の一実施例の構成を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図３】本発明の半導体レーザ装置の一実施例に用いら
れているバンドパスフィルタの波長特性を示す図であ
る。
れているバンドパスフィルタの波長特性を示す図であ
る。
【図４】本発明の半導体レーザ装置の一実施例に用いら
れているバンドパスフィルタの波長特性と半導体レーザ
素子の発振波長の変化の様子を示す図である。
れているバンドパスフィルタの波長特性と半導体レーザ
素子の発振波長の変化の様子を示す図である。
【図５】本発明の半導体レーザ装置の一実施例に用いら
れている光フィルタの波長特性を示す図である。
れている光フィルタの波長特性を示す図である。
【図６】本発明の半導体レーザ装置の一実施例に用いら
れている光フィルタの波長特性と半導体レーザ素子の発
振波長の変化の様子を示す図である。
れている光フィルタの波長特性と半導体レーザ素子の発
振波長の変化の様子を示す図である。
【図７】本発明の半導体レーザ装置の一実施例における
ＡＦＣ回路とＡＰＣ回路とＡＴＣ回路を含む構成を示す
図である。
ＡＦＣ回路とＡＰＣ回路とＡＴＣ回路を含む構成を示す
図である。
【図８】本発明の半導体レーザ装置の他の実施例の構成
を示す上面図である。
を示す上面図である。
【図９】本発明の半導体レーザ装置の他の実施例の構成
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図１０】従来の半導体レーザ装置の一実施例の構成を
示す上面図である。
示す上面図である。
【図１１】従来の半導体レーザ装置の一実施例の構成を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図１２】従来の半導体レーザ装置に用いられているＡ
ＰＣ回路とＡＴＣ回路のブロック図である。
ＰＣ回路とＡＴＣ回路のブロック図である。
１ 半導体レーザ素子 ２ ヒートシンク ３ ボンディングワイヤ ４ バイアスラインパタン ５ ボンディングワイヤ ６ リード ７ 第１の電子冷却器 ８ レンズ ９ 第１のサーミスタ １０ 第１のキャリア １１ ボンディングワイヤ １２ 前方出射光 １３ 後方出射光 １４ 第１の電子冷却器のリード １５ 第２の電子冷却器のリード １６ リード １７ 第１の１／４波長膜 １８ 第１のＰＢＳ １９ ボンディングワイヤ ２０ バンドパスフィルタ膜 ２１ ボンディングワイヤ ２２ リード ２３ 第１の出射光 ２４ 第１のＰＤ ２５ リード ２６ ボンディングワイヤ ２７ 第２の出射光 ２８ 第２の１／４波長膜 ２９ 第２のＰＢＳ ３０ フィルタ膜 ３１ 第１の出射光 ３２ 第２のＰＤ ３３ 第３のＰＤ ３４ 第２の出射光 ３５ 第２のキャリア ３６ 第２のサーミスタ ３７ ボンディングワイヤ ３８ 配線パタン ３９ リード ４０ 第２の電子冷却器 ４１ リード ４２ レンズホルダ ４３ ガラス窓 ４４ パッケージ ４５ 第１の出射端面 ４６ 入射端面 ４７ 入射端面 ４８ 第３の出射端面 ４９ 第２の出射端面 ５０ 第４の出射端面 ５１ カバー ５２ キャリア ５３ ＰＤ ５４ 電子冷却器のリード ５５ ボンディングワイヤ ５６ 下側基板 ５７ ベース ５８ 上側基板 ５９ サーミスタ ６０ リード ６１ リード ６２ 配線パタン ６３ リード ６４ 配線パタン ６５ 配線パタン ６７ 電子冷却器 ６８ ＡＰＣ回路 ６９ ＡＴＣ回路 ７０ 第１の下側基板 ７１ 第１の上側基板 ７２ 第２の下側基板 ７３ 第２の上側基板 ７４ 配線パタン ７５ 配線パタン ７６ 配線パタン ７７ 配線パタン ７８ ボンディングワイヤ ７９ 配線パタン ８０ ＡＴＣ回路 ８１ ＡＦＣ回路 ８２ 第１のハーフミラー ８３ 第２のハーフミラー
Claims (18)
- 【請求項１】 半導体レーザ素子と、 前記半導体レーザ素子に電流を注入する電流注入手段
と、 前記半導体レーザ素子の近傍の温度を検出する温度検出
手段と、 前記半導体レーザ素子を加熱または冷却する加熱冷却手
段と、 前記半導体レーザ素子から出射される発振光から第１の
分岐光を取り出す第１の分岐手段と、 前記第１の分岐光のうちあらかじめ定められた波長帯域
の光のみを透過させ第１のモニタ光を出力する第１の波
長選択手段と、 前記第１のモニタ光のレベルを検出する第１のレベル検
出手段と、 前記半導体レーザ素子から出射される発振光から第２の
分岐光を取り出す第２の分岐手段と、 第２の分岐光を、前記発振光の発振可能な波長帯域内で
波長の変化に伴って通過損失が一方向に増加または減少
するように透過させ、第２のモニタ光を出力する第２の
波長選択手段と、 前記第２のモニタ光のレベルを検出する第２のレベル検
出手段と、 前記発振光から第３のモニタ光を受光して該第３のモニ
タ光のレベルを検出する第３のレベル検出手段とを備え
ていることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記半導体レーザ装置は、 前記第３のモニタ光のレベルを一定とするように、前記
注入電流を制御する注入電流制御手段と、 前記第１のモニタ光と第２のモニタ光のレベルを一定に
するように、前記加熱冷却手段を制御する温度制御手段
とを備えてい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】 前記発振光のうち、前記半導体レーザ素
子の前方から出射される前方発振光は、前記半導体レー
ザ素子に光学的に結合する光ファイバに出力され、 前記第１の分岐光と前記第２の分岐光と前記第３のモニ
タ光は、前記発振光のうち、前記半導体レーザ素子の後
方から出射される後方発振光である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】 前記発振光のうち、前記半導体レーザ素
子の前方から出射される前方発振光は、前記半導体レー
ザ素子に光学的に結合する光ファイバに出力され、 前記第１の分岐光と前記第２の分岐光と前記第３のモニ
タ光は、前記前方発振光の一部であることを特徴とする
請求項２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記半導体レーザ装置は、さらに、 前記半導体レーザ素子の後方に配置される、前記後方発
振光を集光する集光手段を有し、 前記第１の分岐手段と前記第２の分岐手段は、それぞれ
誘電体光分岐フィルタであることを特徴とする請求項３
記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記第１の波長選択手段は、バンドパス
フィルタであることを特徴とする請求項５記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項７】 前記第２の波長選択手段は、波長が長く
なるに従って通過損失が増加するショートパスフィルタ
であることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項８】 前記第２の波長選択手段は、波長が長く
なるに従って通過損失が減少するロングウェーブパスフ
ィルタであることを特徴とする請求項６記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項９】 前記温度制御手段は、 前記第１のモニタ光のレベルがあらかじめ定められた値
よりも増加し、かつ前記第２のモニタ光のレベルが低下
したときに、前記温度を低下させるように前記加熱冷却
手段を制御することを特徴とする請求項７記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項１０】 前記温度制御手段は、 前記第１のモニタ光のレベルがあらかじめ定められた値
よりも増加し、かつ前記第２のモニタ光のレベルが低下
したときに、前記温度を上昇させるように前記加熱冷却
手段を制御することを特徴とする請求項７記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項１１】 前記加熱冷却手段は、ペルチェ素子を
含む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１２】 前記第１の分岐手段は、前記第１の分
岐光を円偏光にする第１の１／４波長板を含んでいるこ
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１３】 前記第１の分岐手段は、前記第１の１
／４波長板の後段に第１の偏光ビームスプリッタを含ん
でいることを特徴とする請求項１２記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項１４】 前記第２の分岐手段は、前記第２の分
岐光を円偏光にする第１の１／４波長板を含んでいるこ
とを特徴とする請求項１３記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項１５】 前記第２の分岐手段は、前記第２の１
／４波長板の後段に第２の偏光ビームスプリッタを含ん
でいることを特徴とする請求項１４記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項１６】 前記第１の波長選択手段と、前記第２
の波長選択手段はそれぞれ該第１の波長選択手段と該第
２の波長選択手段の周囲の温度を安定化させる温度安定
化手段を備えている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１７】 前記第１の分岐手段は、前記第１の分
岐光の一部の光を透過させ、残りの光を反射させるハー
フミラーを含んでいることを特徴とする請求項２から請
求項１１までのいずれかの請求項に記載の半導体レーザ
装置。 - 【請求項１８】 前記第２の分岐手段は、前記第２の分
岐光の一部の光を透過させ、残りの光を反射させるハー
フミラーを含んでいることを特徴とする請求項１７記載
の半導体レーザ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258670A JP2871623B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-09-30 | 半導体レーザ装置 |
| US08/890,339 US5867513A (en) | 1996-07-11 | 1997-07-10 | Semiconductor laser unit having a function of stabilizing an optical output and a wavelength |
| EP97111759A EP0818857A1 (en) | 1996-07-11 | 1997-07-10 | Semiconductor laser unit having a function of stabilizing an optical output and a wavelength |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-182537 | 1996-07-11 | ||
| JP18253796 | 1996-07-11 | ||
| JP8258670A JP2871623B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-09-30 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079551A true JPH1079551A (ja) | 1998-03-24 |
| JP2871623B2 JP2871623B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=26501301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8258670A Expired - Lifetime JP2871623B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-09-30 | 半導体レーザ装置 |
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|---|---|
| US (1) | US5867513A (ja) |
| EP (1) | EP0818857A1 (ja) |
| JP (1) | JP2871623B2 (ja) |
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