CN1306318C - 半导体激光组件与光放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体激光组件具有偏振方向变换单元(6)，因而即令是在使用偏振相关型隔离器时，也能将第一与第二激光的偏振方向变换为相互正交。因此，入射到双折射元件内的各激光都不分离为寻常光和非常光而可沿双折射元件内传输到达输出单元，从而可以制得到达光输出单元的激光光量不减少的高输出的半导体激光组件。

Description

半导体激光组件与光放大器
发明领域
本发明涉及半导体激光组件与光放大器，特别涉及到由光纤对两束激光偏振合成的合成光作光耦合的半导体激光组件与光放大器。
背景技术
近年来，伴随着高密度的波分复用传输方式的光通信进展，对于光放大器中所用激励光源高输出化的要求也越来越高。
而作为光放大器，与迄今所用掺铒光放大器相比，愈益期望将喇曼放大器用作对更广带宽的光放大装置。喇曼放大是借助以激励光入射光纤时发生的感生喇曼散射，从激励光波长至约137Hz的低频侧表现出增益，在这样激励状态下的光纤中，当输入具有上述增益的波段的信号光时，利用此信号光放大现象的光信号放大方法。
喇曼放大中是在信号光与激励光(抽运光)的偏振光方向一致的状态下将信号光放大，因此需尽可能减少信号光与激励光两者偏振光方向偏离的影响。为此进行了消除激励光的偏振光(消偏振)来降低偏振度(DOP)。
作为将光放大器的激励光源等中所用的已有半导体激光器组件中激光消偏振的方法，已知例如有将两束激光进行偏振合成而从光纤输出的方法。
图21说明了美国专利NO.5589684号公报中所公开的已有的半导体激光器。
如图21所示，已有的半导体激光装置具有：以相同波长沿相互正交方向发射出激光的第一半导体激光元件100与第二半导体激光元件101；将第一半导体激光元件100发射出的激光变为平行光的第一平行透镜102；将第二半导体激光元件100发射出的激光变为平行光的第二平行透镜103；对第一平行透镜102与第二平行透镜103变为平行的激光进行正交偏振合成的偏振合成耦合器104；将偏振合成偶合器104进行了偏振合成的激光进行聚光的聚光镜105；以及使由聚光镜105会聚的激光入射而传送到外部的光纤106。
根据此已有的半导体激光装置，由于是将第一半导体激光元件100与第二半导体激光元件100相互正交方向出射的激光经偏振合成耦合器104进行了偏振合成，故能从光纤106出射偏振度小的激光(下面称此项技术为先有例1)。
另在特开昭60-76707号公报中公开了这样的半导体激光组件，它包括：配置于热沉上，光轴与偏振方向相互平行且出射端面大致一致地分别出射第一与第二激光的第一与第二半导体激光元件；配置于由第一半导体激光元件出射的第一激光光路中，使第一激光的偏振方向转过90°以相对第二激光的偏振方向成为直角的偏转旋转件；将偏振方向相互垂直的第一与第二激光光路经双折射效应合流的偏振元件(方解石板等)；接收来自偏振元件方面的激光而将其输送到外部的光纤；以及将通过偏振元件合流的激光耦合到光纤中的透镜。这种半导体激光组件将第一与第二半导体激光元件收纳于包装内而单元化(下面称此项技术为先有例2)。
此外，特开2000-031575号公报中则公开了这样的半导体激光组件，它包括电子冷却元件、安装于电子冷却元件上的第一与第二半导体激光元件、安装于电子冷却元件上将第一与第二半导体激光元件出射的第一与第二激光分别平行化的第一与第二透镜、将第一与第二激光进行偏振合成的偏振合成元件，以及接收偏接合成元件输出的激光而将其输送到外部的光纤。此第一与第二半导体激光器元件是作为以发射各激光的发光点的中心间节距(以后称作为发光中心间节距)500μm形成的CD阵列构成。再者前述第一与第二聚光镜则是作为球面透镜阵列或菲涅耳透镜阵列等的聚光用透镜阵列构成(下面称此项技术为先有例子)。
但在先有例1中由于需要相对于半导体激光元件输出的激光对透镜分别定位，会有制造工艺复杂和制造费时的问题。
先有例2是构成为由偏振旋转元件或偏振元件直接接收半导体激光元件的激光。因此，为了在此先有例2的结构下获得高的光耦合效率，需将半导体激光元件与透镜间的间隔设计成约300～500μm，这在实际上就非常难以在半导体激光元件与透镜之间再设置偏振旋转元件与偏振元件。通过加大透镜虽可形成大的间隔，但就会使包装比目前所用的大而大型化，结果就连带有半导体激光组件大型化的问题。
先有例3是构成为通过由分别不同的透镜接收以宽间隔(发光中心间节距500μm)发射出的两束光而获得相互平行的两束激光，使得半导体激光元件大型化，减少了可由一片晶片得到的半导体的芯片料，不适合于大规模生产。为了消除这种现象，当缩小半导体激光元件的条带间隔时就需将透镜小型化，从各条状激光器输出的光难以相互分离，而这以后就难以进行偏振合成或光合成。
为了解决上述问题，本申请人提出了对从具备两个条状发光单元(以下简称为“条状件”)的单一半导体激光元件出射的两束激光，进行偏振合成而由光纤接收的半导体组件(例如参看特愿2001-383840号，以下称此项技术为相关技术)。
图22模式化地说明了上述相关技术的半导体激光组件的结构。
如图22所示，依据此相关技术的半导体激光组件M11包括：具有按≤100μm的间隔分开相互平行形成的第一条状件9与第二条状件10，从第一条状件9与第二条状件10的前端面(图22中右侧)2a分别发射出第一激光K1与第二激光K2的单一半导体激光元件2；入射有从半导体激光元件发射出的第一激光K1与第二激光K2，而将第一激光K1与第二激光K2分离到第一、第二条状件9、10并列方向的第一激光器4；使第一、第二激光K1、K2至少一方(图22中为第一激光K1)的偏振方向转过预定角度(例如90°)的半波片6(偏振旋转装置)；对第一激光K1与第二激光K2进行光合成而发射的双折射元件7；以及与双折射元件7出射的合成光进行光耦合而将此合成光输送到外部的光纤8。
在第一透镜4与半波片6之间设有使第一激光K1与第二激光K2入射而以相互光轴大致平行出射的棱镜5。此外，在双折射元件7与光纤8之间设有将双折射元件偏振合成的第一、第二激光K1、K2耦合到由金属箍23保持的光纤8中的第二透镜16。
作为双折射元件7可采用金红石晶体、YVO4等
从半导体激光元件2的第一条状件9与第二条状件10前侧端面2a分别出射的第一激光K1与第二激光K2，通过第一透镜4交叉而以宽的间隔充分分离后，入射到棱镜5上。
通过棱镜5，第一激光K1与第二激光K2以间D相互平行地出射，第一激光K1入射到半波片6而使偏振方向转过90°再入射到双折射元件7的第一输入单元7a，第二激光K2则入射到双折射元件7的第二输入单元7b。
双折射元件7将第一输入单元7a入射的第一激光K1和第二输入单元7b入射的第二激光K2作偏振合波，从输出部7c出射。
从双折射元件7出射的激光由第二透镜16聚光，入射到由金属箍23保持的光纤8的端面，再传送到外部。
根据此相关技术的半导体激光组件171，从一个半导体激光元件2中以≤100μm窄间隔形成的第一、第二条状件9、10出射偏振方向一致的第一激光K1与第二激光K2，经第一透镜4充分分离后，由半波片6将第一激光K1的偏振方向转过90°。也就是说这时的激光K1、K2的偏振方向相互正交。在此状态下，由于通过双折射元件7将第一激光K1与第二激光K2进行了偏振合成，就能从光纤8以高的输出输出偏振光小的激光。
因此，上述半导体激光组件M1可以用作要求高输出的掺铒光放大器(EDFA)以及在放大增益中要求低的偏振光依存性与稳定性的喇曼放大器的激励光源。
此外由于采用了具有出射两束激光的两个条状件的单一半导体激光元件2以及将激光K1与K2两者分离的第一透镜中，故可减少半导体激光元件2与第一透镜4的定位时间。结果能缩短半导体激光组件M1的制造时间。
还由于是将单一半导体激光元件2出射的两束光沿大致相同方向传输，就可将收容着半导体激光器元件2、第一透镜4、半波长6、双折射元件7与第二透镜16等光学器件的包装翘曲的影响在一个方向(图22中的Z方向)加以抑制，而能谋求光纤8出射的光输出稳定化。
但在此相关申请的半导体激光组件M11中，如图22虚线所示，为了防止从光纤8有光反射回以稳定半导体激光元件2的工作，有时在第一透镜4与第二光纤16之间设置光隔离器，使半导体激光元件2出射的第一激光K1与第二激光K2只朝光纤8的方向通过。
一般地说，光隔离器具有使光与入射光的偏振方向无关地只沿一个方向通过功能的偏振无关型光隔离器，以及将法拉第元件夹于入射侧与反射侧的偏振器之间而构成的偏振相关型隔离器。如图23(A)所示，偏振相关型隔离器具有以下几种形式：将法拉第元件66由一对偏振器65、65夹持配置，使出射光的偏振方向相对于入射光的偏振方向转过45°的所谓单型；如图23(B)所示，于三个偏振器65之间分别设置两个法拉第元件66a、66b的半双型；如图23(C)所示，于四个偏振器65之间分别设置两个法拉第元件66a、66b的双型。半双型与双型的法拉第元件66a使入射光的偏振方向转过45°，或者是法拉第元件66b使通过中间偏振器65的偏振光与法拉第元件66a沿同一方向转过45°或沿相反方向转过45°，由此，出射光的偏振方向相对于入射光的偏振方向转过90°或是0°。至于双型的，它与半双型相比，由于只多一个偏振器65，隔离性(反向损耗)会增大。
单型的偏振相关型隔离器，它与半双型或双型的偏振相关型隔离器相比，由于能制成小型的低损耗的且具有充分隔离性的制品，已多用于半导体激光组件内。
但当将这种单型的偏振相关型隔离器用于上述相关申请的半导体激光组件M11中时，由于此光隔离器108的作用到激光的偏振面转过45°，因而如图22所示，经棱镜5、半波片6入射到双折射率7的激光K1、K2分别分离为寻常光K1n、K2n和非常光K1a、K2b，沿双折射元件7内传输的结果，虚线所示偏振方向的激光未到达输出部7c，因此有到达输出部7c的激光光量减少而有不能获得高输出的半导体激光组件的问题。此外，图22中所示双向箭头表示的是从光纤8一侧观察到的激光偏振方向。
发明内容
本发明是为了解决上述各问题而提出的，目的在于提供，即使将偏振相关型的隔离器用于输出将两束激光偏振合成的合成光的半导体激光器组件内部时，也能获得高输出的激光的半导体激光组件与光放大器。
本发明的半导体激光组件的特征在于，它包括：发射出方向相互平行的第一激光与第二激光的半导体激光元件；通过上述半导体激光射出的上述第一激光与第二激光的第一凸镜；使上述半导体激光元件发射出的第一激光与第二激光只沿一个方向通过，同时使上述第一与第二激光两者的偏振方向变换为相互正交的偏正方向变换单元；由上述偏振方向变换单元出射的上述第一激光与第二激光分别入射的第一与第二输入单元；具有将上述第一与第二输入部入射的第一与第二激光合波而出射的输出单元的偏振合成元件；以及接收从上述偏振合成元件的输出单元出射的激光而将其传送到外部的光纤。
上述偏振方向变换单元也可以包括：使上述第一与第二激光只沿一个方向通过的光隔离单元和使上述第一激光与第二激光的偏振方向正交而旋转的偏振旋转单元。
上述光隔离单元包括：当n为整数时，使入射到上述光隔离单元的上述第一与第二激光的偏振方向沿同一方向旋转(45×2n)°而出射的偏光相关型光隔离器，而上述偏振旋转单元也可以是使上述光隔离单元出射的上述第一激光或第二激光的偏振方向只转过90°。
上述光隔离单元包括：当m为整数时，使入射到上述光隔离单元的上述第一与第二激光的偏振方向沿同一方向旋转{45×(2m-1)}°而出射的偏振相关型光隔离器，而上述偏振旋转单元也可以是使上述光隔离单元出射的上述第一激光与第二激光的偏振方向相互沿相反方向旋转45°。
上述光隔离单元包括：当m为整数时，使入射到上述光隔离单元的上述第一与第二激光的偏振方向沿同一方向旋转{45×(2m-1)}°而出射的偏振相关型光隔离器，而上述偏振旋转单元也可以包括：使上述光隔离单元出射的上述第一激光与第二激光的偏振方向沿同一方向旋转45°的第一旋转单元、只使上述第一激光或第二激光旋转90°的第二旋转单元。
上述光隔离单元导致的偏振方向旋转方向与上述第一旋转单元导致的偏振方向旋转方向也可以是相互相反的方向。
上述偏振合成元件也可以是在将上述第一输入单元中所入射的第一激光与所述第二输入单元中入射的第二激光中之一作为寻常光传输到上述输出单元，同时将其中之另一作为非常光而传输上述输出部的双折射元件。
上述半导体激光元件也可以是具有间隔开形成的第一条状件与第二条状件，而从此第一条状件与第二条状件一方的端面分别发射出偏振方向相互平行的前述第一激光与第二激光的单一半导体激光元件。
上述第一透镜也可以是使上述半导体激光元件出射的上述第一与第二激光入射而分离到上述第一与第二条状件并列方向出射的单一透镜。
也可以在上述第一透镜与上述偏振合成元件之间设置使第一激光与第二激光入射而以相互光轴大致平行的方式出射的棱镜。
上述棱镜也可以设置于上述光隔离单元与偏振旋转单元之间。
上述棱镜也可以设置于上述第一透镜与光隔离单元之间。
上述棱镜也可以设置于上述偏振旋转部的第一旋转部与第二旋转部之间。
上述棱镜也可以与所述光隔离单元、偏振旋转单元与双折射元件固定于同一支座上。
上述光隔离单元也可以是使上述第一与第二激光两者只沿一个方向通过的单一的偏振相关型隔离器。
上述半导体激光元件是具备对包括有预定中心波长的光进行选择的衍射光栅的激光元件。
本发明的光放大器的特征在于，它是把前面所述的半导体激光组件用作光放大用的激励光源。
上述激励光源也可用于喇曼放大。
附图说明
图1(A)是示明本发明第一实施形式的半导体激光组件结构的侧视剖面图，图1(B)为示明半导体激光元件固定安装到热沉上状态的侧视剖面图。
图2(A)是示明本发明第一实施形式的半导体激光组件的光学***结构的模式图。
图3(A)是示明棱镜结构的侧视图，图3(B)为其平面图。
图4(A)示明偏振合成组件是图4(B)的A-A线平剖图、图4(B)是其侧视剖面图、图4(C)是其正面图、图4(D)是其透视图。
图5是本发明的实施形式例的半导体激光组件变形例结构的模式图。
图6是本发明的实施形式例的半导体激光组件变形例结构的模式图。
图7是本发明的实施形式例的半导体激光组件变形例结构的模式图。
图8是本发明的实施形式例的半导体激光组件变形例结构的模式图。
图9(A)、(B)是半导体激光元件结构的说明图，图9(B)是图9(A)的a-a线剖面图。
图10是半导体激光元件另一例子的说面图。
图11是本发明实施形式例的半导体激光元件变形例的说明图。
图12(A)～(C)是用于本发明第二实施形式例的半导体激光组件中的半导体激光元件结构的说明图。
图13是示明本发明第二实施形式例的半导体激光组件中所用半导体激光元件的振荡波谱与振荡模关系的曲线图。
图14(A)与14(B)说明单一纵模振荡与多个纵模振荡各种情形下振荡纵模强度与感应布里渊散射阈值的关系。
图15是本发明第三实施形式例的半导体激光组件的结构的模式图。
图16是本发明第四实施形式例的半导体激光组件的结构的模式图。
图17是本发明第五实施形式例的半导体激光组件的结构的M8结构的模式图。
图18是本发明第六实施形式例的半导体激光组件的结构的M9结构的模式图。
图19是本发明第七实施形式例的半导体激光组件的结构的M10结构的模式图。
图20是本发明第十一实施形式例的喇曼放大器结构的框图。
图21说明美国专利NO.5589684号公报中公开的已有半导体激光装置。
图22是前述相关技术的半导体激光组件结构的模式图。
图23(A)是单型偏振相关型隔离器的说明图、图23(B)是半双型偏振相关型隔离器的说明图、图23(C)是双型偏振相关型隔离器的说明图。
图24是本发明第八实施形式例半导体激光组件M11结构的模式图。
图25是本发明第九实施形式例半导体激光组件M12结构的模式图。
图26是本发明第十实施形式例半导体激光组件M13结构的模式图。
图27(A)与(B)是第一透镜调芯工序的说明图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形式。
第一实施形式例
图1(A)为本发明第一实施形式例的半导体激光组件结构的侧视剖面图、图1(B)为本发明第一实施形式说明半导体激光组件光学***结构的模式图。
如图1(A)所示，本发明第一实施形式例的半导体激光组件的模式图。
如图1(A)所示，本发明的第一实施形式的半导体激光组件M1具有内部气密封接的包装1、设于此包装内发射出激光的半导体激光元件2、光电二极管(光接收元件)3、第一透镜4、棱镜5、偏振方向变换单元6、双折射元件7与光纤8。
半导体激光元件2，如图所示，具有沿纵向相互间隔开在同一平面上平行形成的第一条状件9和第二条状件10，而从第一条状件9与第二条状件10的端面分别发射出第一激光K1与第二激光K2。图2中所示的K1与K2分别表明的是从第一条状件9与第二条状件10发射出的激光的中心轨迹。这种激光如图2虚线所示，是在上述中心周围以某种宽度传输。第一条状件9与第二条状件10的间隔设定在100μm以下例如约40～60μm，以使从它们各自发射出的激光K1、K2能入射到同一的第一透镜4中。此外，缩小条状件的相互间隔，也可减小条状件相互的光输出特性的差别。
如图1(A)所示，半导体激光元件2固定地安装于芯片托架11上。半导体激光元件2由于发射两束激光K1、K2，要比发射一束激光的半导体激光元件容易发热。由于半导体激光器2的散热性高，如图1(B)所示，因此半导体激光元件2便固定安装到以金刚石等导热率良好的材料制成的热沉58上，此热沉58则最好固定安装于芯片托架11上。
光电二极管3接收半导体激光元件2后侧(图1(A)中左侧)端面2b(参见图2)出射的监控器用激光。光电二极管3固定地安装于同光电二极管托架上。
第一透镜4入射有从半导体激光器元件2前侧(图1(A)中右侧)端面(参考图2)出射的第一激光K1和第二激光K2，这两束激光交叉且使其间间隔在条状件9、10的并行方向展宽与分离，同时还将这两束光会聚于不同的焦点位置(F1、F2)(参考图2)。
一般，在变换为大的光斑直径的平行光束相互之间，对于光学器件的偏差要求≤0.1°，但在使激光聚焦而传输的聚光***中，角度的公差可以放宽。因此，通过将第一透镜4用作聚焦透镜，光学器件的器件形状与定位、光学器件的角度调整的允差都可以放宽，这是有利的。
再有，通过将第一透镜4用作聚焦透镜，由于所传输的激光的光点直径小，故能够使所用的光导器件小型化。
如图1(A)所示，第一透镜4由第一透镜保持件13保持。第一透镜4如图2(A)所示，最好定位成使第一条状件9出射的第一激光K1的光轴与第二条状件10出射的第二激光K2的光轴为第一透镜4的中心轴隔开成大致地轴对称形式。这样，由于第一激光K1与第二激光K2都通过像差小的区域第一透镜4的中心轴附近，激光的波面便较少紊乱。而能提高与光纤的耦合效率。结果可以制得光输出较高的半导体激光组件M1。此外，为了抑制球差的影响以获得高的耦合效率，第一透镜4最好采用非球面透镜。
棱镜5设于第一透镜4与双折射元件之间，校正入射的第一激光K1与第二激光K2的光路，使两者的光轴大致平行地出射。棱镜5由BK7(硼硅酸盐冕玻璃)等光学玻璃制作。从第一透镜4非平行传送出的第一与第二激光K1、K2的光轴因棱镜5折射而成为平行光束。因此易于制作设于棱镜5后方的双折射元件，同时可使双折射元件7小型化以及使半导体激光组件M1小型化。
图3(A)是棱镜5结构的侧视图，(B)为其平面图。如图3所示，棱镜5具有形成平坦状的入射面5a和按预定角度α倾斜的出射面5b。例如棱镜5由BK7光学玻璃制成，当采用半导体激光元件各条状件间的间隔40μm而焦距为0.7mm的第一棱镜时，棱镜5的全长L1约1.0μm，角度α为3.2±0.1°。
偏振方向变换单元6包括使第一与第二激光只沿一个方向通过的光隔离单元60、为使第一激光与第二激光的偏振方向相互正交而旋转的偏振旋转单元61。
光隔离单元60包括：对于整数m，使入射到光隔离单元60的第一激光与第二激光的偏振方向按同一方向旋转{45×(2m-1)}°而出射的偏振相关型光隔离器66。在图2的例子中，光隔离单元60中用到的是法拉第元件66由一对偏振镜65夹持配置的单型的，当m＝1时，出射光的偏振方向相对于入射光的偏振方向转过45°。
偏振旋转单元61包括：使第一激光K1与第二激光K2的偏振方向沿同一方向旋转45°的第一旋转单元61a、使第一激光或第二激光中之一(图2例子中的第二激光K2)的偏振方向转近90°的第二旋转单元61b。第一旋转部61a应用法拉第元件，第二旋转部61b应用半波片等。
光隔离单元60与第一旋转单元61a也可固定于同一支座60a上。
最好是使光隔离单元60导致的激光K1、K2的偏振方向的旋转方向同第一旋转单元61a所致偏振方向的旋转方向设定成相互反向。如后所述，在本实施形式例中采用的是将棱镜5、半波片61b与双折射元件7固定于同一支座上的偏振合成组件59，但若设定第一旋转单元61a导致偏振方向的旋转方向同光隔离单元60所致激光K1、K2的偏振方向的旋转方向反向，则由于从第一旋转单元61a出射的激光K1、K2各个的偏振方向可以与不存在光隔离单元60与第一旋转单元61a时相同，因而内置隔离器的本发明的半导全激光组件与未内置隔离器的半导体激光组件可以采用同一设计的偏振合成组件59，有利于降低零部件成本。
在本实施形式例中，棱镜5设于第一旋转单元61a与第二旋转单元61b之间。
双折射元件7包括：第一激光K1所入射的第一输入单元7a、第二激光K2入射的第二输入单元7b，以及使由第一输入单元7a入射的第一激光K1与第二输入部7b入射的第二激光K2复合后而发射出的输出单元7C。双折射元件7例如将第一激光K1作为寻常光输出给输出单元7C，而将第二激光K2作为非常光而输出给输出单元7c。双折射元件7为加大双折射性高的激光间分离亮度，例如由TiO2(金红石)制作。
本实施形式例中的棱镜5与半波片61b和双折射元件7采用固定于同一支座件14上的偏振合成组件59。图4(A)示明偏振合成组件59，它是图4(B)的A-A线的平剖图，图4(B)是此组件的侧剖图，图4(C)是其正视图，图4(D)是与第二支承件19b一起出现的透视图。如图4所示，偏振合成组件59的支座件14由适合用YAG激光焊接的材料(例如SUS403、304等)形成，在其收容部14a中分别固定着棱镜5、半波长61b与双折射元件7。支座件14的上部与下部呈平坦形。
此偏振合成组件59如图4(D)所示，嵌入于剖面略呈U字形的第二支承件19b的两个坚壁之间，在这两个竖壁之间依Y、Z方向与θ(绕Z轴转动的角度)以及ψ(绕X轴转动的角度)方向定位，各个第二支承件19b在沿X方向与φ(绕Y轴转动的角度)方向定位后通过此第二支承件19b经YAG激光焊接固定于第二基台18(后述)之上。
这样，为了要将从双折射元件7的第一输入部7a入射第一激光K1和从第二输入部7b入射的第二激光K2部由输出部7C出射，是很容易通过调节棱镜5、双折射元件7的位置来实现。
于是借助支座件将上述光学器件整体化，只需通过第二支承件19b移动支座件14，就能将激光K1、K2相互在双折射元件7的输出部7C中调节到相重合的状况。
在本实施形式例中采用的是将棱镜5、半波片61b(第二旋转单元61b)与双折射元件7固定的偏振合成组件59，但也可采用将光隔离单元60与第一旋转单元61a固定于同一支座14上的偏振合成组件。
如图2所示，光纤8接收从双折射元件7的输出单元7C出射的激光而输送到包装1的外部。
双折射元件7与光纤8之间设有第二透镜16以使双折射元件7的输出单元7C出射的激光与光纤8偶合。本实施形式例中，第一透镜4定位于使第一激光K1与第二激光K2的焦点(F1、F2)出现在第一透镜4与第二透镜6之间。于是，第一透镜4与第二透镜16之间激光的光点直径变小而可防止两激光重叠，这样，为了获得能只于第二激光K2的光路上***半波片61b而使第一激光K1与第二激光K2充分分开的宽度D而所需的传输距离L(参看图2)变距3。因此可以减短半导体激光组件M1的光轴方向的长度。结果得以提供例如高温环境下半导体激光元件2与光纤8光耦合长时间稳定性的可靠性高的半导体激光组件M1。
此外，由于能使第一透镜4与第二透镜16之间的激光光点直径减小，故可使所用光学器件小型化。
如图1所示，固定半导体激光元件2的芯片载体11与固定光电二极管3的光电二极管载件12经软焊固定于剖面略呈L字形的第一基台17上。第一基台17为了加大相对于半导体激光元件2发热的散热性，最好由CuW系合金制作。
将固定第一凸镜4的第一透镜保持件13以及将棱镜5、半波片16与双折射元件7固定于支座件14上的偏振合成组件59，分别通过第一支承件19a与第二支承件19b，经YAG激光焊接固定到预先经银焊固定于第一基台17上的不锈钢制的第二基台18上。
在第一基台17的下部设有珀尔帖元件组成的冷却装置20。因半导体元件2的发热导致的温度上升由设于芯片载体11上的热敏电阻检测由冷却装置20控制，以使热敏电阻20a检测出的温度为恒温。这样可使半导体激光元件2的激光作高输出化与稳定化的出射。
在形成于包装1侧部中的凸缘1a的内部设有使通过双折射元件7的光入射的窗口1b，而在凸缘1a的端部则固定着会聚激光的第二透镜1b。第二透镜1b由通过YAG激光焊接固定于凸缘1a端部上的第二透镜保持件21保持，在第二透镜保持件21的端部上还通过YAG激光焊接着经由金属制滑环保持光纤的金属箍23。
下面说明本发明第一实施形式例的半导体激光组件M1的作业。
如图2所示，从半导体激光元件2的第一条状件9和第二条状件10的前端面2a分别出射的第一激光K1与第二激光K2通过第一凸镜交叉后，以宽广的间隔充分分离，通过光隔离单元60与偏振旋转单元61的第一旋转单元61a。通过光隔离单元60的第一与第二激光K1、K2各自的偏振方向转过45°，而通过偏振旋转单元61的第一旋转单元61a的第一与第二激光K1、K2各自的偏振方向转过45°，总合使偏振方向旋转90°。
通过偏振旋转单元61的第一旋转单元61a的第一与第二激光K1、K2入射到棱镜5。入射到棱镜5时的第一激光K1与第二激光K2的间隔(D)约为460μm。通过棱镜5，第一激光K1与第二激光K2为为平行地出射(两者的间隔约500μm)，第一激光K1入射到双折射元件7的第一输入单元7a，第二激光K2入射到偏振旋转单元61的第二旋转单元61b，在使偏振方向旋转90°后，入射到双折射元件7的第二输入单元7b。
双折射元件7使从第一输入单元7a入射的第一激光K1和从第二输入部7b入射的第二激光K2进行波的整成而从输出单元7C出射。
从双折射元件7出射的激光为第二透镜16聚焦，入射到光纤8的端面，经过光纤传输到外部。
根据本发明的第一实施形式例的半导体激光组件M1，当把单型偏振相关型隔离器用作光隔离单元60时，即使在激光的偏振方向旋转45°的情形下，由于偏振旋转单元的第一旋转单元61a与第二旋转单元61b分别设于光隔离单元61的后段，因而第一激光K1与第二激光便分别依预定偏振状态输入双折射元件的第一输入单元7a与第二输入单元7b。因此入射到双折射元件7中的各激光不分离成寻常光和非常光，沿双折射元件7内传输到输出单元7C，于是到达输出单元7C的激光不会减少而能获得高输出的半导体激光组件。
下面说明本发明第一实施形式例的半导体激光组件M1的制造方法。
首先将固定着半导体激光元件2的芯片载体11和固定光电二极管3的光电二极管载体12经软钎焊固定于第一基台17之上。
随后将第一透镜4经调心而固定于第二基台18上。在此第一透镜4的调心工序中，将电流供给半导体激光元件2，而从半导体激光元件2的第一条状件9和第二条状件10两者发射出第一激光K1与第二激光K2，将此出射方向设定为基准方向后，***第一透镜4，确定X、Y、Z各轴向位置。
图27说明第一透镜4的调心工序。对于X轴向如图27(A)所示定位成，使前面设定的基准方向(中心轴C2)与第一激光束K1构成的角度θ1等于中心轴C2与第二激光束K2交成的角度。对于Y轴方向如图27(B)所示定位成，使第一激光K1与第二激光K2通过第一透镜4的中心位置。对于Z轴，确定第一透镜4的Z轴方向的位置，使得经过第一透镜4出射的各激光在第一透镜4与第二透镜16之间预定位置处的光点直径为最小。在由以上调整工序确定的位置处，将保持第一透镜4的第一透镜保持件13通过第一支承件19a由YAG激光焊接到第二基台18上。
然后将光隔离单元60与第一旋转单元61a固定于第二基台18上。光隔离单元60是在第二基台18上沿基准方向(中心轴CL)旋转至使出射光强为最大的位置处，由YAG激光焊接等固定)。
再在第二基台18上将棱镜5、半波片6、双折射元件7整体化的偏振合成组件59调心后固定，在此偏振合成组件59的调心工序中，将对位用的假光纤(带透镜的光纤，未图示)定位于能从双折射元件7的输出单元7C接收其合成光的位置，按照使耦合到该光纤中的光强为最大而确定支座件14的X、Y、Z各轴向以及θ(绕Z轴的角度)、φ(绕Y轴的角度)、ψ(绕X轴的角度)的位置。此时，支座件14，如图4(D)所示，在嵌入剖面略呈U字形的第二支承件19b的两个坚壁间的状态下相对于Y、Z、θ、ψ的各方向对位。而对于各第二支承件19b则通过沿X轴方向与φ方向移动定位。
在按上述调心工序确定的位置处，如图4(D)所示，将第二支承件19b焊接到第二基台18上，然后将支座件14由YAG激光焊接到第二支承件19b的竖壁上。这样就使支座件14固定到第二基台18上。
再将第一基台17在预先固定于包装1底板上的冷却装置20上定位成使双折射元件7的输出单元7C出射的激光通过凸缘1a的中心而由软钎焊固定。
将半导体激光元件2和监控器用光电二极管3通过金属线(未图示)与包装1的引线(未图示)电连。
随后于惰性气体(例如N2、Xe)气氛中将盖1C覆盖于包装1上，将其周缘部分经通过电阻焊作气密密封。
继而相对于包装1的凸缘1a将第二透镜16于XY平面内和Z方向上进行调心固定。在此工序中，首先于凸缘7a的端面上将第二透镜保持件21在***滑环1d的状态下移动，在第二透镜16的出射光与包装1的凸缘1a的中心轴(平行于Z轴)成为平行的位置，将滑环1d由YAG激光焊接到凸缘1a的端部上。再监控第二透镜16出射光的扩展角，同时沿Z方向移动第二透镜保持件21，在此扩展角略等于光纤8的受射角(NA)的位置，由YAG激光焊接第二透镜保持件21与滑环1d。
最后，对光纤8进行调心固定。在此工序中，将金属箍23保持于插过滑环22的状态下，使金属箍23与滑环22在与光纤8的光轴垂直的面(XY平面)内和光纤8的光轴方向(Z方向)中调位到使耦合到光纤8中的光量为最大。
这样，在完成光纤8的定位后，在此位置上将金属箍23用YAG激光焊接固定于滑环内。再将滑环22与第二透镜保持件21在其两者界面处经YAG激光焊接固定。
至此结束了半导体激光组件M1的组装。
本发明的半导体激光组件不限于上述结构，例如也可以是如图5所示的半导体激光组件M2，使第一激光K1与第二激光K2非平行地入射，作为寻常光的第一激光K1沿光纤8的轴线方向传输而非常光的第二激光K2则从双折射元件7的输出单元7C与第一激光K1一起沿平行光纤的轴线方向出射，为此也可使双折射元件7的入射面倾斜成楔形。
图6中示明半导体激光组件M3，为使第一透镜4出射后的第一激光K1沿光纤8的轴线方向传输而将半导体激光元件2与第一透镜4相对于该轴线方向依预定角度倾斜设置，而双折射元件7的第二输入单元7b则可以形成为相对于第一输入单元7a倾斜。
图7中示明半导体激光组件M4，按照使第二激光K2通过第一透镜的大致中心的要求设置第一透镜4，同时为使第二激光K2沿光纤8的轴线方向传输且使第一激光K1与输出单元7C输出的第二激光K2一起出射，也可以使第一输入单元7a形成为相对于第二输入单元7b倾斜。
在上述半导体激光组件M2～M4中不需另设棱镜5，可以简化结构，由于能缩短半导体激光组件在光轴方向的长度，故在高温环境下不易发生因包装翘曲对光输出特性的影响。
再如图8所示的半导体激光组件M5，沿光轴方向设有多个(在此为两个)模形棱镜5a、5b，由此也可构成为使从第一透镜4出射的两束激光K1、K2平行。在此实施形式例中，这两束激光K1、K2可以以良好的精度相互平行。
下面说明本发明实施形式例的半导体激光组件中所用的半导体激光元件2。图9(A)与(B)是用于说明本发明半导体激光组件中所用半导体激光元件2的结构的说明图。图10是示明半导体激光元件2另一例子的说明图。图9(B)是图9(A)的a-a线剖面图。
如图9(A)所示，半导体激光元件2例如可以由有机金属气相生长法、液相法、分子束外延生长法、气体源分子束外延生长法等周知的外延生长法，于由预定的半导体组成的基片24上进行预定的半导体外延晶体生长，在形成后述的叠层结构25后，于基片24的底面形成下部电极26而于叠层结构25的上面形成上部电极27，进行解理，设定预定的谐振腔长度L3，在一方的解理面(前端面2a)上形成低反射膜，而在另一解理面(后端面2b)上则形成高反射(例如反射率≥90％)膜。
如图9(B)所示，基片24上的叠层结构25例如为埋置型BH(隐埋异质结)结构，例如在InP组成的基片24上顺次叠积例如n-InP包层31、例如GaInAsP多层膜构成的GRIN-SCH-MQW(梯度折射率分立限制异质结多量子阱)组成的激活层32、例如p-InP包层33，再在p-InP包层33之上叠置例如p-InP组成的埋层34、例如p-GaInAsP组成的间隙层35。然后在间隙层35之上形成上部电极27而在基片24的底面形成下部电极26。
上述下部n-InP包层31、激活层32、p-In包层33加工成分开40～60μm间隔相互平行并列的两个条状件，而于其侧面例如依次叠积p-InP阻挡层36和n-InP阻挡层37，形成为激活层注入电流的狭窄单元。
作为上述激活层32，例如采用相对于基片24的晶格失配率在0.5％以上和1.5％以下的压缩应变量子阱结构，且量子阱数约5个的多量子阱结构，这从高输出化的观点考虑是有利的。此外，作为应变量子阱结构，若取使其阻挡层为导入与势阱层应作相反的拉伸应变而形成的补偿结构，由于能等效地满足晶格匹配条件，故对于势阱层的晶格不匹配度允许采用更高的值。
在本实施形式例中，由下部n-InP包层31、GRIN-SCH-MQW激活层32、p-InP包层33组成的发光单元，形成沿垂直于图9(B)图面的方向延伸的条状，将这种部分分别称为条状件9、10。
此半导体激光元件2将上部电极27由AuSn等软钎料焊接到图1(B)所示的热沉58上。所述两个条状件则通过上部电极27(本实施形式为P侧)与下部电极(本实施形式例为n侧)从外部供给电流同时进行激光振荡，通过低反射膜发射出两束激光。
在此，若这两个条状件的特性完全相同，则本实施形式例的半导体激光元件2的阈值电流是一个条状件的阈值电流的2倍，总的光输出也成为一个条状件的光输出的2倍。这就是说，作为半导体激光元件2的整体，在每一条状件的驱动电流约2倍的驱动电流作用下，可得到约2倍的光输出，而半导体激光元件2的斜度效率与具有1个条状件的半导体激光元件2的相同。
在上述例子中，对于半导体激光元件2说明的是InP系隐埋型BH结构的，但它也可以是例如图10所示的GaAs系脊型光波导式的半导体激光元件2。如图10所示，这种半导体激光元件2是在n-GaAs组成的基片40上叠置n型下部包层41、激活层42、p型上部包层43、绝缘层44、p-GaAs层45，形成两个脊部。在绝缘层44与p-GaAs层45上形成上部电极(p电极)46，在基片40的底面形成下部电极(n电极)47。
脊部沿垂直于图10图面的方向延伸成条状，在这种脊部正下方部分的激活层42分别发光。将这样的发光部分别称为条状件9、10。不言而喻，也可以由InP系制作脊型LD。
上述半导体激光元件2的第一条状件9和第二条状件10相互延纵向平行延伸，但并不局限于这种形式，例如也可如图11所示，形成倾斜的形式。图11中，右侧为光出射方向，条状件9与10的间隔随着靠近右侧而变窄。这时从两个条状件9、10出射的两束激光于离半导体激光元件2不远处交叉，因而第一激光K1与第二激光K2在通过第一透镜4后，在第二激光K2的光路上为使半波片61b能***所作充分分离程度(图2中即D′要充分地增大)必要的传输距离(L)即变短，因此可以缩短半导体激光组件M1于光轴方向的长度。
此外，若与图11所示情形相反，条状件9与10的间隔随着靠近右侧而渐增宽时，则同样可缩短上述传输距离L。
第二实施形式例
图12(A)～(C)示明用于本发明第二实施形式例的半导体激光组件中的，具有与图9所示半导体激光元件2有不同结构的半导体激光元件68。图12(B)与(C)分别为图12(A)的b-b线、c-c线剖面图。
在此第二实施形式例中，通过于半导体元件68的各条状件中形成能选择具有预定中心波长λ0的光的衍射光栅75，可使各条状件发射出的激光K1、K2具有稳定的波长。
如图12所示，第二实施形式例的半导体激光元件68构造成在n-InP基片69的(100)面上顺次叠置有：并用作缓冲层和下部包层的n-InP缓冲层70、GRIN-SCH-MQW激活层71、p-InP包层72以及隐埋层73、GaInAsP间隙层74。
在两个条状件9、10之上，分别以预定节距周期地形成有膜厚20nm的p-InGaAs的衍射光栅。此衍射光栅75是由以反射率≤2％，更好是≤1％而最好是≤0.2％的低反射率的第二反射膜81，到具有反射率在80％以上的高反射率的第一反射膜80，依预定长度LG1部分形成，而不形成于预定长度LG1以外的部分。通过此衍射光栅75可选择中心波长λ0为1300nm～1550nm的激光。此外，谐振腔长度LR设定为≥800μm。其他方面的结构则与第一实施例中所用半导体激光元件2(图9)中的相同。
由第一反射膜80和第二反射膜81形成的光谐振腔的GRIN-SCH-MQW激活层71内发生的光，在第一反射膜80与第二反射膜之间反复来回反射面放大，通过第二反射膜81发射出激光。
一般，由半导体激光元件的谐振器发生的纵模的模间隔Δλ，若以“n”表示等效折射率时，可表示为下式：
Δλ＝λ0 2/(2·n·LR)
例如设振荡波长λ0为1480μm，等效折射率为3.5，则谐振腔长为800μm时，纵模的模间隔Δλ约为0.39nm，而谐振腔长为3200μm时，纵模的模间隔Δλ约为0.1nm。这就是说，谐振腔LR越长，纵模的模间隔Δλ越窄。此事实表明，一般，谐振器的长度越长，则用于产生单一纵模激光的选择条件就越严格。
本实施形式例的半导体激光元件各条状件中形成的衍射光栅75是根据其布喇格波长选择纵模的。由此衍射光栅75所选择的波长特性，可表示为图13所示的振动光谱82。
在此实施形式例中，由具有衍射光栅75的半导体激光元件的振动光谱中半宽度Δλh表示的波长选择特性内，表明存在多个振荡纵模。
在现有的DFB(分布反馈)等半导体激光元件中，为了达到获得单一纵模振荡的目的，由于纵模的间隔窄，模选择性弱，故没有使用单一纵模振荡困难的800μm以上的谐振腔长度。但是本实施形式例的半导体激光元件的，有效地将谐振腔长设定为≥800μm，而通过改变衍射光栅的长度LG1或改变耦合系数使振荡光谱82的半宽度Δλh改变，由此来增加半宽度Δλh内的纵模数。例如图13所示，在振动光谱的半宽度Δλh内有三个振荡组膜83a～83c。
本发明中由于在半导体激光元件与光纤之间设有光隔离器，应用从光纤布喇格光栅(FBG)的反馈光使振荡波长稳定在原理上虽不可能，但此第二实施形式例的半导体激光组件中所用的半导体激光元件68，由于条状件中具有衍射光栅75而可实现振荡波长稳定化。同应用FBG来谋求振荡波长稳定化的情形相比，还能获得相对强度噪声(RIN)低的激光。因此这样的半导体激光组件能良好地用作低噪声喇曼放大器用激励光源。
此外，在振动光谱半宽度Δλh内有多个振荡纵模的本第二实施形式例的半导体激光元件68，将它与作为整体以同一光输出作单一纵模振荡的半导体激光元件相比，各振荡模所负载的强度要低。
图14(A)、(B)所示的是，以同一光输出振荡的半导体激光元件68，(A)以单一振从模振荡情形下的，(B)以多个振荡纵模振荡情形下的，各个振荡纵模的模式图，图中以Pth所示的虚线表示的是引致发生受激布里渊散射(SBS)的阈值(简称SBS阈值)。这种于振动光谱半宽度Δλh内具有多个振荡纵模的第二实施形式例的半导体激光元件68，由于能将各振荡纵模所负载的强度抑制到SBS阈值以下，就可抑制SBS的发生而能进行高增益、低噪声的放大。
此外，在以多个振荡纵模振荡的情形下，当振动光谱宽度过大而且由波长合成耦合器造成的合波损耗大时，有时会由于振动光谱内纵模的变动而发生噪声与增益的变动。因此，振荡光谱82的半宽度Δλh宜≤3nm而最好是≤2nm。
第三实施形式例
图15是本发明第三实施形式例的半导体激光组件结构的模式图。
如图15所示，本发明的第三实施形式例的半导体激光组件M6中，棱镜5是设置在光隔离单元60与偏振旋转单元62之间。偏振旋转单元62由设于棱镜5与双折射元件7的第一输入单元7a之间使第一激光K1的偏振方向旋转45°的第一偏振旋转元件62a，以及设于棱镜5与双折射元件7的第二输入单元7b之间使第二激光K2的偏振方向旋转-45°的第二偏振旋转元件62b组成。作为偏振旋转元件62a、62b，可以采用半波片6与法拉第元件66等，至于其他结构则与第一实施例的相同。
本发明第三实施形式例的半导体激光组件M6中是把单型偏振相关型隔离器用作光隔离单元60，这样，即使在激光的偏振方向旋转45°时，由于在光隔离单元60的后段设有使激光偏振方向相互依相反方向旋转45°的第一与第二偏振旋转元件62a与62b组成的偏振旋转单元62，于是第一激光K1的偏振方向旋转90°而第二激光方向则保持不变(旋转0°)，在这样的状态下分别输入双折射元件7的第一输入单元7a和第二输入单元7b。因此，入射到双折射元件7中的各激光不再分离为寻常光和非常光而能沿双折射元件内传输到达输出单元7c，于是到达输出单元7c的激光光量不会减少而能获得高输出的半导体激光组件。
第四实施形式例
图16是本发明的第四实施形式例的半导体激光组件结构的模式图。
如图16所示，本发明第四实施形式例的半导体激光组件M7中，光隔离单元63是由这样的偏振相关型光隔离器组成，它当n为整数时使入射到光隔离单元63上的第一激光K1与第二激光K2的偏振方向依同一方向旋转(45×2n)°而出射。图16的例子中，光隔离单元63采用的是在三个偏振片65各两两之间分别设有法拉第元件66a、66b的半双型的，当n＝1时，即出射光的偏振方向相对于入射光的偏振方向旋转90°。
偏振旋转单元64例如采用使第二激光K2的偏振方向旋转90°的半波片。棱镜5设置于光隔离单元63与偏振旋转单元64之间，其他结构与第一实施形式例相同。
本发明的第四实施形式例的半导体激光组件M7由于将半双型偏振相关型隔离器用作光隔离单元63，故可提高激光相对于反射器的光的稳定性。
此外，第一激光的偏振方向在由光隔离单元63旋转90°的状态下输入双折射元件7的第一输入部7a，而第二激光的偏振方向则通过光隔离单元63与偏振旋转单元64无实质性旋转，分别输入双折射元件7的第二输入单元7b。因此，入射到双折射元件的各激光不分离为寻常光与非常光而于双折射元件7内传输到达输出单元7c，于是到达输出单元7c的激光强度不减少从而可以获得高输出的半导体激光组件。
也可以把双型偏振相关型光隔离器用作光隔离单元63。
再有，若将两个法拉第元件66a、66b导致的激光偏振的旋转方向取相互相反的方向，则可使经光隔离单元63出射的激光K1、K2的偏振方向与不存在光隔离单元63的情形下相同。因此，内设有隔离器的本发明的半导体激光组件与内部未设置隔离器的半导体激光组件能使用同一设计的偏振合成组件59，而这有利于降低部件成本。
第五实施形式例
图17是本发明第五实施形式例的半导体激光组件M8结构的模式图。
第五实施形式例的半导体激光组件M8是第一实施形式例的半导体激光组件M1的变形例，棱镜5设置于第一透镜4和光隔离单元60之间，至于其他结构则与第一实施形式例相同。
第六实施形式例
图18是本发明第六实施形式例的半导体激光组件M9的结构的模式图。
此第六实施形式例的半导体激光组件M9是图15所示第三实施形式例的半导体激光组件M6的变形例，棱镜5设置于第一透镜4与光隔离单元60之间。其他结构与第三实施形式例相同。
第七实施形式例
图19是本发明第七实施形式例的半导体激光组件M10的结构的模式图。
此第七实施形式例的半导体激光组件M10是图16所示第四实施形式例的半导体激光组件M7的变形例，棱镜5设在第一透镜4与光隔单元63之间。其他结构与第四实施形式例相同。
第八实施形式例
图24是本发明第八实施形式例的半导体激光组件M11的结构的模式图。
第八实施形式例的半导体激光组件M11包括：具有按约500μm间隔分开的形互平行相形的第一与第二条状件9、10的单一半导体激光元件2；将第一与第二条状件出射的两束激光K1、K2分别变为平行光的两个第一透镜4(本实施形式例中两个第一透镜4构成为透镜阵列)；使第一与第二激光只沿一个方向通过的光隔离单元60；使光隔离单元60出射的第一与第二激光的偏振方向旋转45°的两个偏转旋转元件61a(第一旋转单元)与只使第一激光K1的偏振方旋转90°的偏转旋转振元件61b(第二旋转单元)组成的偏振旋转单元61；对第一与第二激光进行偏振合成的双折射元件7；以及接收双折射元件7的输出单元7c出射的合成光而将其传送的光纤8。
在图24所示的本实施形式例中，作为光隔离单元60对于各激光分别设有两个光隔离器，但显然也可使两束激光通过一个隔离器。此外，第一偏振旋转单元61a也可以利用单一的偏振旋转元件。
本实施形式例也与第一～七实施形式例相同，使入射到双折射元件7中的各束激光不分离为寻常光和非常光而沿双折射元件7内传输到达输出单元7c，从而激光强度不会减弱而可制成高输出的半导体激光组件。
在此第八实施形式例中，作为光隔离单元60与偏振旋转单元61只相对于一个例子进行了说明，但只要是在双折射元件7的输入单元7a、7b中两束激光的偏振方向正交而偏振合成的激光是出输出单元7c出射，显然也是可以采用上述第一～第七实施形式例中所示种种光隔离单元60与偏振旋转单元61的。
第九实施形式例
图25是本发明第九实施形式例的半导体激光组件M12的结构的模式图。
第九实施形式例的半导体激光组件M12包括：分别具有第一、第二条状件9、10的两个半导体激光元件2；使第一与第二条状件出射的两束激光K1、K2分别成平行光的两个第一透镜4；使第一与第二激光只沿一个方向通过的光隔离单元60；使光隔离单元60出射的第一与第二激光K1、K2的偏振方向相互反向旋转45°的两个偏振旋转元件62a、62b组成的偏转旋转单元62；将第一与第二激光进行偏振合成的偏振合成元件7；使第一或第二激光光路偏转入射到偏振合成元件7的反射镜94；以及接收偏振合成元件7的输出部出射的合成光而传送的光纤8。
图25所示的第九实施形式例中，光隔离单元60是相对于各激光分别设有两个隔离器，但也可以让两束激光通过单一的隔离器。
此第九实施形式例与第一～八实施形式例相同，使入射到偏振合成元件7的各激光不作偏振分离而到达输出单元7c，于是可不减弱激光光强而制成高输出的半导体激光组件。
在第九实施形式例中虽只作为一个例子说明了光隔离单元60与偏振旋转单元62，但只要是在折射元件7的输入单元7a、7b中两束激光的偏振方向正交而偏振合成的激光是从输出单元7c出射，显然也可采用上述第一～八实施形式例中所示各光隔离单元60与偏振旋转单元62。
第十实施形式例
图26说明本发明第十实施形式例的半导体激光组件M13的结构的模式图。
此第十实施形式例的半导体激光组件M13包括：具有以约500μm间隔分开成相互平行的第一与第二条状件9、10的单一半导体激光元件2；使第一与第二条状件出射的两束激光分别成为平行光的两个第一透镜4(本实施形式例中这两个第一透镜4构成透镜阵列)；使第一与第二激光的各个只沿一个方向通过的两个偏振相关型光隔离器6a、6b组成的偏振方向变换单元6；将第一与第二激光作偏振合成的双折射元件7；以及接收双折射元件7的输出单元7c出射的合成光而传送的光纤8。
这里的实施形式例的半导体激光组件M13中，第一激光K1通过的偏振相关型光隔离器6a和第二激光K2通过的偏振相关型光隔离器6b虽都是图23(B)或(C)所示的半双型或双型光隔离器，但不同的是，为第一激光K1通过的偏振相关型光隔离器6a使出射光的偏振方向相对于入射光的偏振方向无变化，而为第二激光K2通过的偏振相关型光隔离器6b则使出射光的偏振方向相对于入射光的偏振方向旋转90°。通过采用两个具有这样关系的偏振相关型光隔离器，可以构成使第一激光K1与第二激光K2是沿一个方向通过同时使这两束激光的偏振方向变换为互相正交的偏振方向变换部6。
再如以前所述，半双型成双型的偏振相关型光隔离器6a、6b中，若是将法拉第元件66ba、66bb中的偏振旋转方向设定为分别相对于法拉第元件66aa或66ab的偏振旋转方向为反方向和同方向，则可获得具有上述特性的偏振相关型光隔离器6a、6b。
本实施形式例也与第一～九各实施形式例相同，能使入射到双折射元件7的各激光不分离为寻常光和非常光而沿双折射元件7内传输到达输出单元7c，使激光的光滑不减弱而可制成高输出的半导体激光组件。
另外，在此第十实施形式例中虽然采用了由具有第一与第二条状件9、10的单一半导体激光元件2以及将第一与第二条状件出射的两束激光分别变为平行光的两个第一透镜组成的透镜阵列4的结构，但显然此第一透镜不一定要构成为透镜阵列，而半导体激光元件也可以如第九实施形式所示，是各具有一个条状件的两个半导体激光元件。
第十一实施形式例
第十一实施形式例是适用上述第一～十实施形式例所示的半导体激光组件的喇曼放大器。
图20是示明本发明第十一实施形式例的喇曼放大器的结构的框图。此喇曼放大器例如可用于WDM通信***。
如图20所示，本发明的第十一实施形式例的喇曼放大器48包括：输入信号光的输入单元49；输出信号光的输出单元50；在输入单元49和输出单元50之间传送信号光的光纤(放大用光纤)51；发生激励光的激励光发生单元52；以及将激励光发生单元52发生的激励光与传送给光纤(放大用光纤)51的信号光进行合波的WDM耦合器53。在输入单元49与WDM耦合器53之间以及在输出单元50与WDM耦合器53之间分别设有只让从输入单元49到输出单元50方向的信号光通过的光隔离器54。
激励光发生单元52具有：发射出不同波段的激光的本发明实施形式例的多个半导体激光组件M；将此多个半导体激光组件M出射的激光进行复合的WDM耦合器55。
从半导体激光组件M出射的激励光经过光纤55a由WDM耦合器55复合，成为激励光发生部52的出射光。
激励光发生单元52发生的激励光通过WDM耦合器53耦合到光纤51中，另一方面，从输入单元49输入的信号光经光纤51与激励光合波而放大，通过WDM耦合器53从输出单元50输出。
在光纤51内放大的信号光(放大信号光)经由WDM耦合器53与光隔离器54输入监控光分配用耦合器56。此监控光分配用耦合器56将放大信号光的一部分分配给控制电路57，而将余剩的放大信号光作为出射激光从输出单元50输出。
控制电路57根据输入的一部分放大信号光控制各半导体激光组件M的激光出射状态，例如控制光强，控制反馈以使光放大的增益相对于波长呈平均变化的特性。
这种喇曼放大器48由于采用了将各条状件的出射光进行偏振合成的半导体激光组件，故能在获得高增益的同时，获得与信号光的偏振状态无关的稳定的增益。
此外，当像第二实施形式例那样，采用内设有于条状件中设置衍射光栅75而由多个纵模振荡的半导体激光元件的半导体激光组件时，由于与采用FGB的半导体激光组件相比可降低激励光的相对强度噪声(RIN)，故可抑制放大信号光的噪声。还由能防止激励光感生的布里渊散射，从而可以求得低噪声高喇曼增益。
图20所示的喇曼放大器虽为后激励方式，但如以上所述，由于半导体激光组件的消偏振化而且能输出RIN降低了的激励光，因而即使是前激励方式或者是双向激励方式，也能获得与信号光的偏振状态无关的稳定的增益。
本发明并不局限于上述实施形式而是可以在权利要求书中记述的范围内作种种可能的变动。例如作为光隔离单元也可以采用有三个以上法拉第元件的。
根据本发明，用于配备有激光方向变换单元，能使半导体激光元件出射的两束激光只沿一个方向通过，同时能使这些偏振方向相互正交，因而能使入射到双折射元件内的各激光都不分离为寻常光与非常光而沿双折射元件内传输到输出单元，由此而能获得不使到达输出单元的激光光量减少的高输出的半导体激光组件。

Claims (22)

1、一种半导体激光组件，其特征在于包括：
形成于半导体基片上，分别从端面出射出偏振方向相互平行的第一激光与第二激光的第一条状件和第二条状件；
使上述第一条状件和第二条状件分别出射的上述第一激光与第二激光通过的至少一个第一透镜；
偏振方向变换单元，包括偏振相关型光隔离单元，所述偏振方向变换单元构成为使上述第一条状件和第二条状件分别出射的上述第一激光与第二激光的偏振方向变换成相互正交，所述偏振相关型光隔离单元使上述第一激光与第二激光只沿一个方向通过；
具有使上述偏振方向变换单元出射的第一激光入射的第一输入单元和使上述偏振方向变换单元出射的第二激光入射的第二输入单元以及将来自此第一输入单元的上述第一激光与来自此第二输入单元的上述第二激光合波作为合成激光而出射的输出单元的偏振合成元件；以及
接收上述合成激光的光纤。
2、根据权利要求1所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振方向变换单元还包括，使上述第一激光与第二激光的偏振方向旋转而相互正交的偏振旋转单元。
3、根据权利要求2所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振相关型光隔离单元具有：当n为整数时，使入射到上述偏振相关型光隔离单元的上述第一激光与上述第二激光的偏振方向按相同方向旋转(45×2n)°的偏振相关型光隔离器；
上述偏振旋转单元则使从上述偏振相关型光隔离单元出射的上述第一激光与上述第二激光中只有一个的偏振方向旋转90°。
4、根据权利要求2所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振相关型光隔离单元具有：当m为整数时，使入射到上述偏振相关型光隔离单元的上述第一激光与上述第二激光的偏振方向按相同方向旋转{45×(2m-1)}°的偏振相关型光隔离器；
上述偏振旋转单元则使从上述偏振相关型光隔离单元出射的上述第一激光与上述第二激光的偏振方向相互反向旋转45°。
5、根据权利要求2所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振相关型光隔离单元具有：当m为整数时，使入射到上述光隔离单元的上述第一激光与上述第二激光的偏振方向按相同方向旋转{45×(2m-1)}°的偏振相关型光隔离器；
上述偏振旋转单元具有：使上述光隔离单元出射的上述第一激光与第二激光的偏振方向依相同方向旋转45°的第一旋转单元；只使上述第一激光与第二激光的一方的偏振方向旋转90°的第二旋转单元。
6、根据权利要求5所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振相关型光隔离单元导致的偏振方向旋转方向与上述第一旋转单元导致的偏振方向旋转方向相互反向。
7、根据权利要求6所述的半导体激光组件，其特征在于，上述第二旋转单元与上述偏振合成元件固定于共同的支座上。
8、根据权利要求1所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振合成元件是将入射到上述第一输入单元的上述第一激光与入射到上述第二输入单元的第二激光二者中之一作为寻常光传输到上述输出单元而同时将此二者中之另一个作为非常光传输到上述输出单元的双折射元件。
9、根据权利要求1所述的半导体激光组件，其特征在于，上述第一条状件与第二条状件间隔排列于单一的半导体基片上而构成单一的半导体激光元件。
10、根据权利要求9所述的半导体激光组件，其特征在于，上述至少一个第一透镜是入射从上述第一条状件与第二条状件分别出射的上述第一与第二激光，而沿上述第一条状件与第二条状件并列方向分离出射的单一透镜。
11、根据权利要求10所述的半导体激光组件，其特征在于，在上述第一透镜与上述偏振合成元件之间设有使上述第一与第二激光入射且在它们的光轴大致地平行下出射的棱镜。
12、根据权利要求2所述的半导体激光组件，其特征在于，在上述第一透镜与上述偏振合成元件之间设有棱镜；
上述第一与第二条状件间隔地排列于单一的半导体基片上而构成单一的半导体激光元件；
上述至少一个第一透镜是入射上述第一与第二条状件分别发射出的上述第一与第二激光而使它们沿此第一与第二条状件并列方向分离出射的单一透镜；
上述棱镜入射上述第一激光与第二激光并在两者光轴大致平行下出射。
13、根据权利要求12所述的半导体激光组件，其特征在于，上述棱镜设于上述偏振相关型光隔离单元与上述偏振旋转单元之间。
14、根据权利要求12所述的半导体激光组件，其特征在于，上述棱镜设于上述单一的第一透镜与上述偏振相关型光隔离单元之间。
15、根据权利要求12所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振相关型光隔离单元具有：当m为整数时，使入射到上述光隔离单元的上述第一激光与上述第二激光的偏振方向按相同方向旋转{45×(2m-1)}°的偏振相关型光隔离器；
上述偏振旋转单元具有：使上述偏振相关型光隔离单元出射的上述第一激光与第二激光的偏振方向依相同方向旋转45°的第一旋转单元和只使上述第一激光与第二激光的一方的偏振方向旋转90°的第二旋转单元；
上述棱镜设置在上述偏振旋转单元的上述第一旋转单元和第二旋转单元之间。
16、根据权利要求12所述的半导体激光组件，其特征在于，上述棱镜与所述偏振相关型光隔离单元、所述偏振旋转单元和所述偏振合成元件固定于同一支座上。
17、根据权利要求2所述的半导体激光组件，其特征在于，上述偏振相关型光隔离单元具有使上述第一与第二激光两者只沿一个方向通过的单一的偏振相关型隔离器。
18、根据权利要求1所述的半导体激光组件，其特征在于，上述第一与第二条状件两者包括对具有预定中心波长的光进行选择的衍射光栅。
19、根据权利要求18所述的半导体激光组件，其特征在于，上述第一与第二条状件在振动光谱的半宽度内分别发射具有多个纵模的前述第一与第二激光。
20、一种光放大器，它包括：用作光放大用激励光源的半导体激光组件，
光放大光纤，以及
将上述半导体激光组件产生的合成激光耦合到上述光放大光纤中的WDM耦合器，
所述半导体激光组件包括：
形成于半导体基片上，分别从端面上出射偏振方向相互平行的第一激光与第二激光的第一与第二条状件；
使上述第一与第二条状件分别发射出的上述第一与第二激光两者中通过的至少一个第一透镜；
偏振方向变换单元，包括偏振相关型光隔离单元，所述偏振方向变换单元构成为使上述第一条状件和第二条状件分别出射的上述第一激光与第二激光的偏振方向变换成相互正交，所述偏振相关型光隔离单元使上述第一激光与第二激光只沿一个方向通过；
具有使上述偏振方向变换单元出射的第一激光入射的第一输入单元和使上述偏振方向变换单元出射的第二激光入射的第二输入单元以及将来自此第一输入单元的上述第一激光与来自此第二输入单元的上述第二激光合波作为合成激光而出射的输出单元的偏振合成元件；以及
接收上述合成激光的光纤。
21、根据权利要求20所述的光放大器，其特征在于，上述第一与第二条状件包括可选择具有预定中心波长的光衍射光栅。
22、根据权利要求20所述的光放大器，其特征在于上述激励光源用于喇曼放大。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4265308B2 (ja) 2003-06-27 2009-05-20 日本電気株式会社 光学素子ホルダ及びこれを用いた光通信モジュール
JP4639578B2 (ja) * 2003-06-27 2011-02-23 日本電気株式会社 半導体レーザモジュール及びその製造方法
JP2005109055A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 光半導体装置及びその製造方法
JP2005203011A (ja) * 2004-01-14 2005-07-28 Pioneer Electronic Corp ２波長レーザモジュール及び光ピックアップ装置
JP2006066875A (ja) * 2004-07-26 2006-03-09 Fuji Photo Film Co Ltd レーザモジュール
JP2007101652A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Kyocera Corp 光アイソレータ、およびこれを備えた光デバイス
US8391330B2 (en) * 2009-04-20 2013-03-05 Corning Incorporated Fracture resistant metallization pattern for semiconductor lasers
US20120288231A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Applied Optoelectronics, Inc. Laser package including tilted laser and method of using same
GB201108470D0 (en) * 2011-05-19 2011-07-06 Spi Lasers Uk Ltd Apparatus and method for optical isolation
US8837883B2 (en) * 2011-09-23 2014-09-16 Alcon Research, Ltd. Shaping laser beam launches into optical fibers to yield specific output effects
JP2013134320A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Fujitsu Telecom Networks Ltd ラマン増幅用励起光源、ラマン増幅器および光伝送システム
US9910301B2 (en) 2012-02-23 2018-03-06 Switch Materials, Inc. Switchable optical filter apparatus with light
JP5733832B2 (ja) * 2012-03-26 2015-06-10 日本電信電話株式会社 波長多重光送信器
GB2505180A (en) * 2012-08-20 2014-02-26 Ii Vi Inc Beam combiner with birefringent and isotropic prisms
JP6446955B2 (ja) * 2013-10-09 2019-01-09 住友電気工業株式会社 光送信モジュール
US9871590B2 (en) * 2014-10-10 2018-01-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transceiver implementing erbium doped fiber amplifier
US9405066B2 (en) * 2014-11-11 2016-08-02 Finisar Corporation Two-stage adiabatically coupled photonic systems
WO2017106880A1 (en) 2015-12-17 2017-06-22 Finisar Corporation Surface coupled systems
US10992104B2 (en) 2015-12-17 2021-04-27 Ii-Vi Delaware, Inc. Dual layer grating coupler
JPWO2017138649A1 (ja) * 2016-02-12 2018-12-13 古河電気工業株式会社 レーザモジュール
EP3552281B1 (en) 2016-12-06 2024-05-29 Finisar Corporation Surface coupled laser with optical interposer
JP6293385B1 (ja) 2017-03-17 2018-03-14 三菱電機株式会社 レーザ発振装置
WO2018216216A1 (ja) * 2017-05-26 2018-11-29 三菱電機株式会社 光合波器
US10809456B2 (en) 2018-04-04 2020-10-20 Ii-Vi Delaware Inc. Adiabatically coupled photonic systems with fan-out interposer
US11435522B2 (en) 2018-09-12 2022-09-06 Ii-Vi Delaware, Inc. Grating coupled laser for Si photonics
CN113260890B (zh) * 2018-12-13 2024-06-11 索尼集团公司 光学连接器、光缆和电子设备
CN113383432A (zh) * 2019-02-08 2021-09-10 古河电气工业株式会社 光模块
CN113491010B (zh) * 2019-03-05 2024-05-03 罗姆股份有限公司 半导体装置以及接合方法
CN109960081B (zh) * 2019-04-04 2024-01-26 许江珂 一种窄边框侧入式液晶显示器激光背光源
US11404850B2 (en) 2019-04-22 2022-08-02 Ii-Vi Delaware, Inc. Dual grating-coupled lasers
CN112505853A (zh) * 2020-12-11 2021-03-16 江苏奥雷光电有限公司 一种DC~50Mbps兼容的低速信号传输光电模块设计方法
US11733156B2 (en) * 2021-02-23 2023-08-22 Joseph R. Demers Semiconductor package for free-space coupling of radiation and method
WO2022208662A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06 日本電信電話株式会社 光接続構造、パッケージ構造および光モジュール
CN115128821B (zh) * 2022-08-30 2022-12-06 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于偏振分离外腔反馈的光谱合束装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62189422A (ja) * 1986-02-17 1987-08-19 Copal Electron Co Ltd 光アイソレ−タ
EP0268523A1 (en) * 1986-11-04 1988-05-25 Oki Electric Industry Company, Limited An optical launching device for optical direct amplifier
US4822151A (en) * 1987-10-19 1989-04-18 Hitachi Ltd. Optical device with phase-locked diodelaser array
JPH0772426A (ja) * 1993-09-01 1995-03-17 Shin Etsu Chem Co Ltd 光アイソレーター
JPH09214022A (ja) * 1996-02-07 1997-08-15 Sun Tec Kk 回転機構及び外部共振器型波長可変半導体レーザ
JPH1062720A (ja) * 1996-06-12 1998-03-06 Oyo Koden Kenkiyuushitsu:Kk 光結合モジュール

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076707A (ja) 1983-10-04 1985-05-01 Nec Corp 半導体レ−ザ二重化モジユ−ル
JPH01291480A (ja) 1988-05-19 1989-11-24 Fujitsu Ltd 外部共振器付半導体レーザ
JPH03135511A (ja) 1989-10-20 1991-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザダイオードモジュール
JPH04180282A (ja) 1990-11-14 1992-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザダイオードモジュール
JPH04369888A (ja) 1991-06-19 1992-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザモジュール
JP2943436B2 (ja) 1991-08-29 1999-08-30 日本電気株式会社 半導体レーザモジュール
JPH05121838A (ja) 1991-10-29 1993-05-18 Nec Corp 半導体レーザチツプキヤリア及び偏波合成システム
JP3284507B2 (ja) 1993-06-28 2002-05-20 富士通株式会社 光通信システム用の光送信装置及び光増幅装置
US5589684A (en) * 1994-06-28 1996-12-31 Sdl, Inc. Multiple diode lasers stabilized with a fiber grating
JPH08248259A (ja) 1995-03-09 1996-09-27 Anritsu Corp 光部品の組立方法及び装置
JPH08254668A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Fujitsu Ltd レーザ・ダイオード・モジュール及びデポラライザ
JPH09162490A (ja) 1995-12-05 1997-06-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子モジュール
US6847742B2 (en) * 1997-06-16 2005-01-25 Novera Optics, Inc. Tunable dynamic gain flattening filter using polarization delays
JP2000031575A (ja) 1998-07-09 2000-01-28 Oki Electric Ind Co Ltd Ｌｄモジュール
JP2001059925A (ja) 1999-06-15 2001-03-06 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール
JP3857868B2 (ja) 1999-09-16 2006-12-13 古河電気工業株式会社 半導体レーザモジュール
US6560015B1 (en) * 1999-09-23 2003-05-06 Avanex Corporation High-isolation dense wavelength division multiplexer utilizing birefringent plates and a non-linear interferometer
US6404542B1 (en) * 2000-07-10 2002-06-11 Sdl, Inc. Multiple emitter semiconductor laser pump source for scaling of pump power and generation of unpolarized light for light signal amplification
JP3691361B2 (ja) 2000-06-30 2005-09-07 日本オプネクスト株式会社 光素子モジュールの組み立て装置及び光軸調整方法
US6362919B1 (en) * 2000-08-22 2002-03-26 Axsun Technologies, Inc. Laser system with multi-stripe diode chip and integrated beam combiner
US6600597B2 (en) * 2001-03-19 2003-07-29 Jds Uniphase Corporation Photonic crystal amplifier for optical telecommunications system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62189422A (ja) * 1986-02-17 1987-08-19 Copal Electron Co Ltd 光アイソレ−タ
EP0268523A1 (en) * 1986-11-04 1988-05-25 Oki Electric Industry Company, Limited An optical launching device for optical direct amplifier
US4822151A (en) * 1987-10-19 1989-04-18 Hitachi Ltd. Optical device with phase-locked diodelaser array
JPH0772426A (ja) * 1993-09-01 1995-03-17 Shin Etsu Chem Co Ltd 光アイソレーター
JPH09214022A (ja) * 1996-02-07 1997-08-15 Sun Tec Kk 回転機構及び外部共振器型波長可変半導体レーザ
JPH1062720A (ja) * 1996-06-12 1998-03-06 Oyo Koden Kenkiyuushitsu:Kk 光結合モジュール

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