JPH11177178A - 半導体レーザモジュ−ル - Google Patents

半導体レーザモジュ−ル

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JPH11177178A
JPH11177178A JP36361297A JP36361297A JPH11177178A JP H11177178 A JPH11177178 A JP H11177178A JP 36361297 A JP36361297 A JP 36361297A JP 36361297 A JP36361297 A JP 36361297A JP H11177178 A JPH11177178 A JP H11177178A
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JP
Japan
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semiconductor laser
fabry
perot
laser device
light
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Pending
Application number
JP36361297A
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English (en)
Inventor
Masahiko Namiwaka
雅彦 波若
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モジュール外部での反射光がファブリペロー
型半導体レーザ素子やモニタ用受光素子に戻入せず、か
つ、安価に半導体レーザモジュールを構成すること。 【解決手段】 ファブリペロー型半導体レーザ素子1か
ら出射して拡がった光は、第1レンズ2で平行光に変換
され、狭帯域反射フィルタ3で一部反射される。反射さ
れた光が第1レンズ2を介してファブリペロー型半導体
レーザ素子1に戻ることによって、ファブリペロー型半
導体レーザ素子1の後面と狭帯域反射フィルタ3との間
で外部共振器が形成される。光アイソレータ6が第1レ
ンズ1と第2レンズ2の間に挿入されているので、モジ
ュール外部での反射光は光アイソレータ6で吸収され、
ファブリペロー型半導体レーザ素子1やモニタ用の受光
素子10に戻ることが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
と外部共振器とによって、狭帯域の光を安定して発振す
る半導体レーザモジュ−ルに関する。
【0002】
【従来の技術】ファブリペロー型半導体レーザ素子を用
いた半導体レーザモジュ−ルにおいて、狭帯域の波長で
発振させる方法として、ファブリペロー型半導体レーザ
素子の波長帯で回析するファイバグレ−ティングを有す
る光ファイバを用いた外部共振器を用いる方法がある。
【0003】図3は、そのような外部共振器型の半導体
レーザを示す構成図である。図に示すように、光ファイ
バ9のコアの中に周期的な屈折率変化を形成することに
より回析格子が形成されたファイバグレ−ティング16
が設けられる。ファブリペロー型半導体レーザ素子1か
ら出射して拡がった光は、第1レンズ2で平行光に変換
される。平行光は、光取り出し窓15を通過後、第2レ
ンズ5で集光された後、光ファイバ9に結合する。そし
て、第2レンズ5からの光は、ファイバグレ−ティング
16で一部反射される。反射した光は逆方向に光路をと
って、すなわち第2レンズ5から第1レンズ2を通っ
て、ファブリペロー型半導体レーザ素子1に戻る。この
ように、ファブリペロー型半導体レーザ素子1の後面と
ファイバグレ−ティング16との間で外部共振器が形成
される。
【0004】なお、ファブリペロー型半導体レーザ素子
1はヒートシンク12上に設置される。ヒートシンク1
2、第1レンズ2およびモニタ用の受光素子10が、パ
ッケージ本体14内でキャリア11上に載置される。そ
して、キャリア11の下部には、ファブリペロー型半導
体レーザ素子1を一定温度に保つための電子冷却素子が
設置されている。また、光ファイバ9はフェルール8で
固定され、フェルール8はフェルールサポ−ト7で第2
レンズ5に固定される。
【0005】この外部共振器によって、発振波長幅40
nm(40dBダウン幅)以上と広いファブリペロー型
半導体レーザ素子1の波長範囲のうち、ファイバグレ−
ティング16のブラッグ波長で決定される任意の波長
(例えば1nm以下)のみで狭帯域発振させることが可
能になる。
【0006】ところで、モジュール外部からの戻り光に
よって素子の発振状態が乱れないように、かつ、モニタ
用の受光素子10がファブリペロー型半導体レーザ素子
1の後方出力光以外の光を受光しないように、ファブリ
ペロー型半導体レーザ素子1と同じ波長帯でアイソレ−
ション量の高い光アイソレ−タをモジュールの内部に挿
入する必要がある。例えば、第1レンズ2と第2レンズ
5の間に光アイソレ−タを挿入する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3に示され
るように、ファブリペロー型半導体レーザ素子1の後面
と光ファイバ9に形成されたファイバグレ−ティング1
6とで外部共振器が形成されている場合には、外部共振
器内すなわちモジュ−ル内部に光アイソ−タを挿入する
と、ファイバグレ−ティング16で一部反射した光は、
光アイソレ−タで吸収されてしまう。よって、ファイバ
グレ−ティング16で一部反射した光がファブリペロー
型半導体レーザ素子1に戻ることができなくなり、ファ
ブリペロー型半導体レーザ素子1の後面とファイバグレ
−ティング16とで外部共振器を形成できなくなる。
【0008】この不都合を回避するための方法として、
ファイバグレーティング16の先にインラインアイソレ
−タと呼ばれる両端に光ファイバのついた光アイソレ−
タをスプライス等で接続する方法がある。しかし、イン
ラインアイソレータは高価であり、また収納スペースを
必要する。従って、半導体レーザモジュールが大型で高
価なものになってしまうという問題がある。
【0009】本発明はそのような課題を解決するための
ものであって、モジュール外部での反射光がファブリペ
ロー型半導体レーザ素子やモニタ用受光素子に戻入せ
ず、かつ、安価に構成できる半導体レーザモジュールを
提供することを目的とする。なお、同様の目的を有する
発明として、特開平2−77186号公報や特開平3−
161986号公報に記載されたものがあるが、いずれ
も解決手段が本発明とは異なる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザモジュ−ルは、外部共振器がファブリペロー型半導体
レーザ素子とモジュール内部に設けられた狭帯域反射フ
ィルタとで形成され、モジュール内の光路における外部
共振器の外側に光アイソレータが設けられているもので
ある。狭帯域反射フィルタは、パッケージ内部に設けら
れていてもよいし、パッケージの外部に設けられていて
もよい。光アイソレータは、ファブリペロー型半導体レ
ーザ素子の発振波長帯でアイソレーション量を有するも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明による半導体レーザ
モジュールの第1の実施の形態を示す構成図である。図
に示すように、この半導体レーザモジュールは、ファブ
リペロー型半導体レーザ素子1と光ファイバ9とを高効
率で結合し、ファブリペロー型半導体レーザ素子1から
の出射光を光ファイバ9から取り出すものである。
【0012】図1において、ヒ−トシンク12は、ファ
ブリペロー型半導体レーザ素子1とほぼ同じ熱膨張係数
を有す材料(例えば、シリコン等)で形成され、ファブ
リペロー型半導体レーザ素子1を搭載してその放熱を行
う。モニタ用の受光素子10は、ファブリペロー型半導
体レーザ素子1の後面からの光出力をモニタするもので
ある。そして、受光素子10でモニタされた光出力が一
定となるように、駆動回路(図示せず)がファブリペロ
ー型半導体レーザ素子1の駆動電流にフィードバックを
かける。第1レンズ2は、ファブリペロー型半導体レー
ザ素子1から拡がった出射光を平行光に変換し、第2レ
ンズ5は、その平行光を効率よく光ファイバ9に入射さ
せるために光ファイバ9の端面に焦点を結ぶ。
【0013】この実施の形態では、狭帯域反射フィルタ
3が、モジュール内部に設けられている。狭帯域反射フ
ィルタ3は、ファブリペロー型半導体レーザ素子1の波
長帯での回析格子を有し、0.1〜50%の反射率、好
ましくは2〜20%の反射率を有する光フィルタであ
る。なお、狭帯域反射フィルタ3の半値幅は、ファブリ
ペロー型半導体レーザ素子1を狭帯域に発振させたい任
意の半値幅に設定する。また、狭帯域反射フィルタ3
は、狭帯域化させたい所望の波長、半値幅になるよう
に、石英基板等のガラス基板にSiO2 等のなどの誘電
体膜を蒸着して作製されたものである。キャリア11
は、ファブリペロー型半導体レーザ素子1を搭載したヒ
ートシンク12、モニタ用の受光素子10、第1レンズ
2および狭帯域反射フィルタ3を搭載するものである。
【0014】ファブリペロー型半導体レーザ素子1とモ
ニタ用の受光素子10とは半田付けでキャリア11に固
定され、第1レンズ2は、ファブリペロー型半導体レー
ザ素子1からの出射され拡がった光が平行光になるよう
に精度よく調整され、半田またはYAGレーザ溶接でキ
ャリア11に固定される。また、狭帯域反射フィルタ3
は、第1レンズ2で平行光に変換された光を受光できる
位置に設定され、フィルタホルダ4に接着等で固定され
た後、半田またはYAGレーザ溶接でキャリア11に固
定される。
【0015】キャリア11の下部に設けられた電子冷却
素子13は、ファブリペロー型半導体レーザ素子1の温
度が一定になるよう調整するためのものである。ファブ
リペロー型半導体レーザ素子1の光出力特性は温度依存
性を有し、発熱で温度が高くなるにつれ光出力が低下す
るので、それを防ぐために、電子冷却素子12はファブ
リペロー型半導体レーザ素子1が一定温度になるよう調
整する。
【0016】パッケージ本体14は、側面において端子
がハーメチックで設けられたバタフライ型やDIP型の
パッケージを構成されている。パッケ−ジ本体14に
は、光軸方向に光取り出し窓14が設けられている。電
子冷却素子12の上には、キャリア11が半田固定さ
れ、電子冷却素子12の下側はパッケージ13の底面に
半田固定される。このとき、ファブリペロー型半導体レ
ーザ素子1から出射し第1レンズ2で平行光に変換され
た光が、パッケージ本体14に設けられた光取り出し窓
15の中心を通過するよう、キャリア11は、精度よく
調整された後に電子冷却素子13の上に固定される。
【0017】さらに、この実施の形態では、ファブリペ
ロー型半導体レーザ素子1と同じ波長帯でのアイソレ−
ション量を有する光アイソレ−タ6が、パッケージ本体
14に設けられた光取り出し窓15を通過する光が光ア
イソレ−タ6の中心を通るように調整された後、パッケ
−ジ本体14にYAGレーザ溶接で固定されている。な
お、光ファイバ9はフェルール8で固定され、フェル−
ル8フェル−ルサポート7によって第2レンズ5に固定
される。ここで、第2レンズ5からの出射光が光ファイ
バ9に効率よく入射するように、光ファイバ9の光軸が
調整され、フェル−ルサポ−ト7とフェル−ル8とがY
AGレーザ溶接で固定される。
【0018】次に動作について説明する。ファブリペロ
ー型半導体レーザ素子1から出射して拡がった光は、第
1レンズ2で平行光に変換され、狭帯域反射フィルタ3
で一部反射される。反射された光が第1レンズ2を介し
てファブリペロー型半導体レーザ素子1に戻ることによ
って、ファブリペロー型半導体レーザ素子1の後面と狭
帯域反射フィルタ3との間で外部共振器が形成される。
この外部共振器によって、発振波長幅40nm(40d
Bダウン幅)以上と広いファブリペロー型半導体レーザ
素子の波長範囲のうち、狭帯域反射フィルタ3の回析格
子で決定される任意の波長(例えば1nm以下)のみを
狭帯域発振させることが可能になる。
【0019】その狭帯域で発振した光は、パッケージ本
体14に設けられた光取り出し窓15および光アイソレ
ータ6を通過した後、第2レンズ5で集光された、光フ
ァイバ9に結合して出射する。このとき、フェルール8
での反射光や光ファイバ9の線路上からの反射光が、第
2レンズ5を通過してファブリペロー型半導体レーザ素
子1に戻り、その発振状態を不安定にしたり、モニタ用
の受光素子10に入射する可能性がある。しかし、この
実施の形態では、光アイソレータ6が第1レンズ1と第
2レンズ2の間に挿入されている。従って、モジュール
の外部での反射光、すなわち、フェルール8での反射光
や光ファイバ9の線路上からの反射光は光アイソレータ
6で吸収され、ファブリペロー型半導体レーザ素子1や
モニタ用の受光素子10に戻ることは防止される。
【0020】以上のように、この実施の形態では、ファ
ブリペロー型半導体レーザ素子1の波長帯での回析格子
を有する狭帯域反射フィルタ3がモジュール内部に設け
られてファブリペロー型半導体レーザ素子1と狭帯域反
射フィルタ3とで外部共振器が形成されるとともに、モ
ジュール内部であって外部共振器の外側に光アイソレー
タ6が設けられている。よって、ファブリペロー型半導
体レーザ素子1の波長を狭帯域化することができるとと
もに、モジュール外部からの反射光がファブリペロー型
半導体レーザ素子1およびモニタ用の受光素子10に戻
っしまうことが防止される。つまり、ファブリペロー型
半導体レーザ素子1と同じ波長帯でアイソレ−ション量
の高い光アイソレータ6が、外部共振器よりも光ファイ
バ9側で、かつモジュール内部に設けられているので、
フェルール8や外部からの反射光は光アイソレータ6で
吸収される。この結果、ファブリペロー型半導体レーザ
素子1の発振状態を不安定にしたり、モニタ用受光素子
10がファブリペロー型半導体レーザ素子1の後面以外
からの光出力を受光することはなく、半導体レーザモジ
ュールを安定動作させることが可能になる。
【0021】図2に示すように、狭帯域反射フィルタ3
は、キャリア11上に搭載されるのではなく、パッケ−
ジ本体14よりも外側すなわち光取り出し窓15の光フ
ァイバ側にあってもよい。つまり、狭帯域反射フィルタ
3は、ファブリペロー型半導体レーザ素子1と光アイソ
レータ6との間に挿入されていればよい。このような構
成であっても、第1の実施の形態の場合と同様の効果を
奏する。また、このような構成によれば、半導体レーザ
モジュールの作製が容易になる。
【0022】なお、上記の各実施の形態では、拡散光を
平行光に変換する第1のレンズ2と焦点を結ぶための第
2レンズとの2枚のレンズによるレンズ系を用いたが、
1枚レンズ系を用いてもよい。また、上記の各実施の形
態では、電子冷却素子13を用いてファブリペロー型半
導体レーザ素子1の温度を制御しているが、電子冷却素
子13を使用しない構成でもよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
レーザモジュ−ルを、外部共振器がファブリペロー型半
導体レーザ素子とモジュール内部に設けられた狭帯域反
射フィルタとで形成され、モジュール内の光路における
外部共振器の外側に光アイソレータが設けられている構
成としたので、半導体レーザモジュ−ルの発振波長を所
望の波長で狭帯域化でき、モジュール外部での反射光が
ファブリペロー型半導体レーザ素子やモニタ用受光素子
に戻入せず安定して発振動作が行われる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体レーザモジュールの第1
の実施の形態を示す構成図である。
【図2】 本発明による半導体レーザモジュールの第2
の実施の形態を示す構成図である。
【図3】 従来の半導体レーザモジュールを示す構成図
である。
【符号の説明】
1 ファブリペロー型半導体レーザ素子 2 第1レンズ 3 狭帯域反射フィルタ 4 フィルタサポート 5 第2レンズ 6 光アイソレータ 7 フェルールサポート 8 フェルール 9 光ファイバ 10 受光素子 11 キャリア 12 ヒートシンク 13 電子冷却素子 14 パッケージ本体 15 光取り出し窓 16 ファイバグレーティング

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファブリペロー型半導体レーザ素子と外
    部共振器によって所望の波長の光を発振するものであっ
    て、パッケージ内部に前記ファブリペロー型半導体レー
    ザ素子とモニタ用の受光素子とが設けられている半導体
    レーザモジュ−ルにおいて、 前記外部共振器は前記ファブリペロー型半導体レーザ素
    子と狭帯域反射フィルタとで形成され、 モジュール内の光路における前記外部共振器の外側に光
    アイソレータが設けられていることを特徴とする半導体
    レーザモジュ−ル。
  2. 【請求項2】 狭帯域反射フィルタはパッケージ内部に
    設けられている請求項1記載の半導体レーザモジュ−
    ル。
  3. 【請求項3】 狭帯域反射フィルタはパッケージの外部
    に設けられている請求項1記載の半導体レーザモジュ−
    ル。
  4. 【請求項4】 光アイソレータは、ファブリペロー型半
    導体レーザ素子の発振波長帯でアイソレーション量を有
    する請求項1ないし請求項3記載の半導体レーザモジュ
    −ル。
JP36361297A 1997-12-16 1997-12-16 半導体レーザモジュ−ル Pending JPH11177178A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001085785A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザダイオードモジュール
JP2003086893A (ja) * 2001-09-07 2003-03-20 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール及びこれを用いたラマン増幅器
US6697414B1 (en) 1999-09-20 2004-02-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Light emitting apparatus
JP2007086757A (ja) * 2005-08-23 2007-04-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光モジュール
US8363685B2 (en) 2010-10-14 2013-01-29 Electronics And Telecommunications Research Institute Wavelength tunable external cavity laser beam generating device

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