JP2003338659A

JP2003338659A - Semiconductor laser device, semiconductor laser module and raman amplifier using it

Info

Publication number: JP2003338659A
Application number: JP2002350145A
Authority: JP
Inventors: Jiyunji Yoshida; 順自吉田; Naoki Hayamizu; 尚樹早水; Toshio Kimura; 俊雄木村; Naoki Tsukiji; 直樹築地; Yutaka Shimizu; 裕清水
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2022-12-02
Also published as: JP4043929B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably and highly effectively emit a laser beam of a desired oscillation wavelength which is proper for an excitation light source such as a Raman amplifier. <P>SOLUTION: The semiconductor laser device has a diffraction grating 13 partially provided along the vicinity of an active layer formed between an emission-side reflection film 15 provided to an emission edge face of a laser beam and the opposite edge face of the laser beam and emits the laser beam having a plurality of oscillation vertical modes according to wavelength selectivity by at least the diffraction grating 13. In the semiconductor laser device, a modulation frequency signal which modulates a bias current injected to the active layer is generated. It has a modulation signal applying part 22 which superposes the modulation frequency signal on the bias current. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ラマン増幅器な
どの励起用光源に適した半導体レーザ装置、半導体レー
ザモジュールおよびこれを用いたラマン増幅器に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device suitable for a pumping light source such as a Raman amplifier, a semiconductor laser module, and a Raman amplifier using the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする様
々なマルチメディアの普及に伴って、光通信に対する大
容量化の要求が大きくなっている。従来、光通信では、
光ファイバによる光の吸収が少ない波長である１３１０
ｎｍもしくは１５５０ｎｍの帯域において、それぞれ単
一の波長による伝送が一般的であった。この方式では、
多くの情報を伝達するためには伝送経路に敷設する光フ
ァイバの芯数を増やす必要があり、伝送容量の増加に伴
ってコストが増加するという問題点があった。2. Description of the Related Art In recent years, with the widespread use of various multimedia such as the Internet, there has been an increasing demand for a large capacity for optical communication. Conventionally, in optical communication,
1310, which has a wavelength at which light absorption by an optical fiber is small
In the band of nm or 1550 nm, transmission with a single wavelength is common. With this method,
In order to transmit a lot of information, it is necessary to increase the number of cores of the optical fiber laid in the transmission path, and there is a problem that the cost increases as the transmission capacity increases.

【０００３】そこで、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：
Dense-Wavelength Division Multiplexing）通信方式が
用いられるようになった。このＤＷＤＭ通信方式は、主
にエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium D
oped Fiber Amplifier）を用い、この動作帯域である１
５５０ｎｍ帯において、複数の波長を使用して伝送を行
う方式である。このＤＷＤＭ通信方式あるいはＷＤＭ通
信方式では、１本の光ファイバを用いて複数の異なる波
長の光信号を同時に伝送することから、新たな線路を敷
設する必要がなく、ネットワークの伝送容量の飛躍的な
増加をもたらすことを可能としている。Therefore, dense wavelength division multiplexing (DWDM:
Dense-Wavelength Division Multiplexing) communication method has come to be used. This DWDM communication system is mainly used for erbium-doped fiber amplifier (EDFA).
oped fiber amplifier), this operating band is 1
This is a method of performing transmission using a plurality of wavelengths in the 550 nm band. In this DWDM communication system or WDM communication system, since optical signals of a plurality of different wavelengths are simultaneously transmitted using one optical fiber, it is not necessary to lay new lines, and the transmission capacity of the network is dramatically increased. It is possible to bring an increase.

【０００４】このＥＤＦＡを用いた一般的なＷＤＭ通信
方式では、利得平坦化の容易な１５５０ｎｍから実用化
され、最近では、利得係数が小さいために利用されてい
なかった１５８０ｎｍ帯にまで拡大している。しかしな
がら、ＥＤＦＡで増幅可能な帯域に比して光ファイバの
低損失帯域の方が広いことから、ＥＤＦＡの帯域外で動
作する光増幅器、すなわちラマン増幅器への関心が高ま
っている。In this general WDM communication system using the EDFA, it has been put to practical use from 1550 nm, which is easy to flatten the gain, and has recently been expanded to the 1580 nm band which has not been used because of its small gain coefficient. . However, since the low-loss band of the optical fiber is wider than the band that can be amplified by the EDFA, there is an increasing interest in optical amplifiers that operate outside the band of the EDFA, that is, Raman amplifiers.

【０００５】ラマン増幅器は、エルビウムのような希土
類イオンを媒体とした光増幅器がイオンのエネルギー準
位によって利得波長帯が決まるのに対し、励起光の波長
によって利得波長帯が決まるという特徴を持ち、励起光
波長を選択することによって任意の波長帯を増幅するこ
とができる。The Raman amplifier is characterized in that the gain wavelength band is determined by the wavelength of the pump light, whereas the gain wavelength band is determined by the energy level of the ion in an optical amplifier using a rare earth ion such as erbium as a medium. An arbitrary wavelength band can be amplified by selecting the pumping light wavelength.

【０００６】ラマン増幅では、光ファイバに強い励起光
を入射すると、誘導ラマン散乱によって、励起光波長か
ら約１００ｎｍ程度、長波長側に利得が現れ、この励起
された状態の光ファイバに、この利得を有する波長帯域
の信号光を入射すると、この信号光が増幅されるという
ものである。したがって、ラマン増幅器を用いたＷＤＭ
通信方式では、ＥＤＦＡを用いた通信方式に比して、信
号光のチャネル数をさらに増加させることができる。In Raman amplification, when strong pumping light is incident on the optical fiber, a gain appears on the long wavelength side of about 100 nm from the pumping light wavelength due to stimulated Raman scattering, and this gain is applied to the optical fiber in this pumped state. When the signal light in the wavelength band having is incident, this signal light is amplified. Therefore, WDM using Raman amplifier
In the communication system, the number of channels of signal light can be further increased as compared with the communication system using the EDFA.

【０００７】図３８は、ＷＤＭ通信システムに用いられ
る従来のラマン増幅器の構成を示すブロック図である。
図３８において、ファブリペロー型の半導体発光素子１
８０ａ〜１８０ｄとファイバグレーティング１８１ａ〜
１８１ｄとがそれぞれ対となった半導体レーザモジュー
ル１８２ａ〜１８２ｄは、励起光のもとになるレーザ光
を偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂに出力する。各半導体
レーザモジュール１８２ａ，１８２ｂが出力するレーザ
光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ６１ａによっ
て異なる偏波面をもった光を合成している。同様にし
て、各半導体レーザモジュール１８２ｃ，１８２ｄが出
力するレーザ光の波長は同じであるが、偏波合成カプラ
６１ｂによって異なる偏波面をもった光を合成してい
る。偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂは、それぞれ偏波合
成したレーザ光をＷＤＭカプラ６２に出力する。なお、
偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力されるレーザ光
の波長は異なる。FIG. 38 is a block diagram showing the structure of a conventional Raman amplifier used in a WDM communication system.
In FIG. 38, a Fabry-Perot type semiconductor light emitting device 1
80a to 180d and fiber grating 181a to
The semiconductor laser modules 182a to 182d, each paired with 181d, output the laser light that is the source of the pumping light to the polarization beam combiners 61a and 61b. Although the wavelengths of the laser lights output from the respective semiconductor laser modules 182a and 182b are the same, lights having different polarization planes are combined by the polarization combining coupler 61a. Similarly, the wavelengths of the laser lights output from the semiconductor laser modules 182c and 182d are the same, but lights having different polarization planes are combined by the polarization combining coupler 61b. The polarization combining couplers 61 a and 61 b output the polarization-combined laser lights to the WDM coupler 62. In addition,
The wavelengths of the laser lights output from the polarization combining couplers 61a and 61b are different.

【０００８】ＷＤＭカプラ６２は、アイソレータ６０を
介して偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力されたレ
ーザ光を合波し、ＷＤＭカプラ６５を介し、励起光とし
て増幅用ファイバ６４に出力する。この励起光が入力さ
れた増幅用ファイバ６４には、増幅対象の信号光が、信
号光入力ファイバ６９からアイソレータ６３を介して入
力され、励起光と合波してラマン増幅される。The WDM coupler 62 multiplexes the laser beams output from the polarization combining couplers 61a and 61b via the isolator 60 and outputs the multiplexed laser beams to the amplification fiber 64 via the WDM coupler 65 as pumping light. The signal light to be amplified is input to the amplification fiber 64 to which the pumping light is input from the signal light input fiber 69 via the isolator 63, and is multiplexed with the pumping light and Raman-amplified.

【０００９】増幅用ファイバ６４内においてラマン増幅
された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ６５およ
びアイソレータ６６を介してモニタ光分配用カプラ６７
に入力される。モニタ光分配用カプラ６７は、増幅信号
光の一部を制御回路６８に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ７０に出力す
る。The signal light Raman-amplified in the amplification fiber 64 (amplified signal light) is transmitted through a WDM coupler 65 and an isolator 66 to a monitor light distribution coupler 67.
Entered in. The monitor light distribution coupler 67 outputs a part of the amplified signal light to the control circuit 68, and outputs the remaining amplified signal light to the signal light output fiber 70 as output laser light.

【００１０】制御回路６８は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体発光素子１８０ａ〜１８０ｄの発
光状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増幅の利得帯
域が平坦な特性となるようにフィードバック制御する。The control circuit 68 controls the light emitting state of each of the semiconductor light emitting elements 180a to 180d, for example, the light intensity, based on a part of the input amplified signal light, so that the Raman amplification gain band has a flat characteristic. Feedback control.

【００１１】図３９は、ファイバグレーティングを用い
た半導体レーザモジュールの概要構成を示す図である。
図３９において、この半導体レーザモジュール２０１
は、半導体発光素子２０２と光ファイバ２０３とを有す
る。半導体発光素子２０２は、活性層２２１を有する。
活性層２２１は、一端に光反射面２２２が設けられ、他
端に光出射面２２３が設けられる。活性層２２１内で生
じた光は、光反射面２２２で反射して、光出射面２２３
から出力される。FIG. 39 is a diagram showing a schematic structure of a semiconductor laser module using a fiber grating.
In FIG. 39, this semiconductor laser module 201
Has a semiconductor light emitting element 202 and an optical fiber 203. The semiconductor light emitting device 202 has an active layer 221.
The active layer 221 has a light reflecting surface 222 at one end and a light emitting surface 223 at the other end. The light generated in the active layer 221 is reflected by the light reflecting surface 222, and the light emitting surface 223
Is output from.

【００１２】半導体発光素子２０２の光出射面２２３に
は、光ファイバ２０３が配置され、光出射面２２３と光
結合される。光ファイバ２０３内のコア２３２には、光
出射面２２３から所定位置にファイバグレーティング２
３３が形成され、ファイバグレーティング２３３は、特
性波長の光を選択的に反射する。すなわち、ファイバグ
レーティング２３３は、外部共振器として機能し、ファ
イバグレーティング２３３と光反射面２２２との間で共
振器を形成し、ファイバグレーティング２３３によって
選択された特定波長のレーザ光が増幅されて出力レーザ
光２４１として出力される。An optical fiber 203 is arranged on the light emitting surface 223 of the semiconductor light emitting device 202 and is optically coupled to the light emitting surface 223. The core 232 in the optical fiber 203 has a fiber grating 2 at a predetermined position from the light emitting surface 223.
33 is formed, and the fiber grating 233 selectively reflects light having a characteristic wavelength. That is, the fiber grating 233 functions as an external resonator, forms a resonator between the fiber grating 233 and the light reflecting surface 222, and a laser beam of a specific wavelength selected by the fiber grating 233 is amplified to output laser light. It is output as light 241.

【００１３】[0013]

【特許文献１】特開平５−１４５１９４号公報[Patent Document 1] JP-A-5-145194

【００１４】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体レーザモジュール２０１（１８２ａ〜１８２
ｄ）は、ファイバグレーティング２３３と半導体発光素
子２０２との間隔が長いため、ファイバグレーティング
２３３と光反射面２２２との間の共振によって相対強度
雑音（ＲＩＮ：Relative Intensity Noise）が大きくな
る。ラマン増幅では、増幅の生じる過程が早く起こるた
め、励起光強度が揺らいでいると、ラマン利得も揺らぐ
ことになり、このラマン利得の揺らぎがそのまま増幅さ
れた信号強度の揺らぎとして出力されてしまい、安定し
たラマン増幅を行わせることができないという問題点が
あった。However, the above-mentioned semiconductor laser module 201 (182a to 182) is used.
In d), since the distance between the fiber grating 233 and the semiconductor light emitting element 202 is long, the resonance between the fiber grating 233 and the light reflecting surface 222 causes a relative intensity noise (RIN) to increase. In Raman amplification, the process of amplification occurs quickly, so if the pumping light intensity fluctuates, the Raman gain also fluctuates, and this fluctuation of Raman gain is output as it is as fluctuation of the amplified signal strength, There was a problem that stable Raman amplification could not be performed.

【００１５】ここで、ラマン増幅器としては、図３８に
示したラマン増幅器のように信号光に対して後方から励
起する後方励起方式のほかに、信号光に対して前方から
励起する前方励起方式および双方向から励起する双方向
励起方式がある。現在、ラマン増幅器として多用されて
いるのは、後方励起方式である。その理由は、弱い信号
光が強い励起光とともに同方向に進行する前方励起方式
が、ファイバグレーティングを用いた半導体レーザモジ
ュールにおいて、励起光強度が揺らぐという問題がある
からである。したがって、前方励起方式にも適用できる
安定した励起光源の出現が要望されている。すなわち、
従来のファイバグレーティングを用いた半導体レーザモ
ジュールを用いると、適用できる励起方式が制限される
という問題点があった。Here, as the Raman amplifier, in addition to the backward pumping method of pumping the signal light from the rear like the Raman amplifier shown in FIG. 38, the forward pumping method of pumping the signal light from the front and There is a bidirectional excitation method that excites from both directions. At present, the backward pumping method is widely used as the Raman amplifier. The reason is that the forward pumping method in which the weak signal light travels in the same direction as the strong pumping light has a problem that the pumping light intensity fluctuates in the semiconductor laser module using the fiber grating. Therefore, the emergence of a stable pumping light source applicable to the forward pumping method is desired. That is,
When a conventional semiconductor laser module using a fiber grating is used, there is a problem that applicable pumping methods are limited.

【００１６】また、上述した半導体レーザモジュール２
０１は、ファイバグレーティング２３３を有した光ファ
イバ２０３と、半導体発光素子２０２とを光結合する必
要があり、共振器内における機械的な光結合であるため
に、レーザの発振特性が機械的振動などによって変化し
てしまうおそれがあり、安定した励起光を提供すること
ができない場合が生じるという問題点があった。Further, the above-mentioned semiconductor laser module 2
01 is required to optically couple the optical fiber 203 having the fiber grating 233 and the semiconductor light emitting element 202, and since it is mechanical optical coupling in the resonator, the oscillation characteristic of the laser is mechanical vibration or the like. However, there is a problem in that stable excitation light may not be provided in some cases.

【００１７】さらに、ラマン増幅器におけるラマン増幅
では、信号光の偏波方向と励起光の偏波方向とが一致す
ることを条件としている。すなわち、ラマン増幅では、
増幅利得の偏波依存性があり、信号光の偏波方向と励起
光の偏波方向とのずれによる影響を小さくする必要があ
る。ここで、後方励起方式の場合、信号光は、伝搬中に
偏波がランダムとなるため、問題は生じないが、前方励
起方式の場合、偏波依存性が強く、励起光の直交偏波合
成、デポラライズなどによって偏波依存性を小さくする
必要がある。すなわち、偏光度（ＤＯＰ：Degree Of Po
larization）を小さくする必要がある。Further, the Raman amplification in the Raman amplifier is conditioned on that the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pumping light match. That is, in Raman amplification,
Since the amplification gain has polarization dependency, it is necessary to reduce the influence of the deviation between the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pump light. Here, in the case of the backward pumping method, there is no problem because the polarization of the signal light becomes random during propagation, but in the case of the forward pumping method, the polarization dependence is strong and the orthogonal polarization combining of the pumping light is performed. , It is necessary to reduce the polarization dependence by depolarizing. That is, the degree of polarization (DOP: Degree Of Po)
larization) needs to be small.

【００１８】ここで、半導体レーザ素子をラマン増幅器
などの分布型増幅器の励起用光源として用いる場合、ラ
マン増幅利得を大きくするために励起光出力を増大する
ことが好ましいが、そのピーク値が高いと、誘導ブリル
アン散乱が発生し、雑音が増加するという不具合が発生
する。誘導ブリルアン散乱の発生は、誘導ブリルアン散
乱が発生する閾値を有し、この閾値を高くする必要があ
る。Here, when the semiconductor laser device is used as a pumping light source for a distributed amplifier such as a Raman amplifier, it is preferable to increase the pumping light output in order to increase the Raman amplification gain, but the peak value is high. , Stimulated Brillouin scattering occurs and noise increases. The occurrence of stimulated Brillouin scattering has a threshold value at which stimulated Brillouin scattering occurs, and this threshold value needs to be increased.

【００１９】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
ラマン増幅器などの励起用光源に適し、所望の発振波長
のレーザ光を安定かつ高効率に出力することができる半
導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよびこれを
用いたラマン増幅器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above,
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device suitable for a pumping light source such as a Raman amplifier and capable of stably and efficiently outputting laser light having a desired oscillation wavelength, a semiconductor laser module, and a Raman amplifier using the same. .

【００２０】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる半導体レーザ装置は、レーザ光の
出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ光の反射端面に
設けた第２反射膜との間に形成された活性層の近傍に沿
って部分的に設けられた回折格子を有し、少なくとも該
回折格子による波長選択特性によって複数の発振縦モー
ドをもつレーザ光を出力する半導体レーザ装置におい
て、前記活性層に注入されるバイアス電流を変調する変
調信号を生成し、該変調信号を前記バイアス電流に重畳
する変調手段を備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor laser device in which a first reflecting film is provided on a laser light emitting end face and a second reflecting film is provided on the laser light reflecting end face. A semiconductor which has a diffraction grating partially provided along the vicinity of the active layer formed between the reflection film and at least a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes due to wavelength selection characteristics of the diffraction grating. The laser device is provided with a modulation means for generating a modulation signal for modulating the bias current injected into the active layer and superimposing the modulation signal on the bias current.

【００２１】この請求項１の発明によれば、回折格子に
よる波長選択特性によって複数の発振縦モードをもた
せ、かつ、変調手段が、前記活性層に注入されるバイア
ス電流を変調する変調信号を生成し、該変調信号を前記
バイアス電流に重畳し、各発振縦モードのスペクトル幅
を広げるようにしている。According to the invention of claim 1, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the modulation means generates a modulation signal for modulating the bias current injected into the active layer. Then, the modulated signal is superimposed on the bias current to widen the spectrum width of each oscillation longitudinal mode.

【００２２】また、請求項２にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記回折格子を含む周囲近傍
への電流注入が抑制される非電流注入領域が形成され、
前記変調手段によって前記変調信号が重畳された電流を
前記非電流注入領域外の領域から注入することを特徴と
する。According to a second aspect of the semiconductor laser device of the present invention, in the above invention, a non-current injection region is formed in which current injection into the vicinity of the periphery including the diffraction grating is suppressed.
The current on which the modulation signal is superimposed by the modulator is injected from a region outside the non-current injection region.

【００２３】この請求項２の発明によれば、前記変調手
段が、前記変調信号が重畳された電流を前記非電流注入
領域外の領域から注入するようにしているので、たとえ
ば、回折格子近傍の屈折率が変化しないようにしてい
る。According to the invention of claim 2, the modulating means injects the current on which the modulation signal is superimposed from a region outside the non-current injection region. Therefore, for example, in the vicinity of the diffraction grating. The refractive index does not change.

【００２４】また、請求項３にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に活性層と光導
波路層とを設け、該光導波路層の近傍に沿って部分的に
設けられた回折格子を有し、少なくとも該回折格子によ
る波長選択特性によって複数の発振縦モードをもつレー
ザ光を出力する半導体レーザ装置において、前記活性層
に注入されるバイアス電流を変調する変調信号を生成
し、該変調信号を前記バイアス電流に重畳する変調手段
を備えたことを特徴とする。According to a third aspect of the semiconductor laser device, the active layer and the optical waveguide are provided between the first reflection film provided on the emitting end face of the laser beam and the second reflection film provided on the reflecting end face of the laser beam. A semiconductor laser device having a plurality of layers and a diffraction grating partially provided along the vicinity of the optical waveguide layer, and outputting a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes at least by wavelength selection characteristics of the diffraction grating. In the above, it is characterized in that a modulation means for generating a modulation signal for modulating the bias current injected into the active layer is generated and the modulation signal is superimposed on the bias current.

【００２５】この請求項３の発明によれば、回折格子に
よる波長選択特性によって複数の発振縦モードをもた
せ、かつ、変調手段が、前記活性層に注入されるバイア
ス電流を変調する変調信号を生成し、該変調信号を前記
バイアス電流に重畳し、各発振縦モードのスペクトル幅
を広げるようにしている。According to the invention of claim 3, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the modulation means generates a modulation signal for modulating the bias current injected into the active layer. Then, the modulated signal is superimposed on the bias current to widen the spectrum width of each oscillation longitudinal mode.

【００２６】また、請求項４にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に活性層と光導
波路層とを設け、該光導波路層の近傍に沿って部分的に
設けられた回折格子を有し、少なくとも該回折格子によ
る波長選択特性によって複数の発振縦モードをもつレー
ザ光を出力する半導体レーザ装置において、前記光導波
路層に変調信号を印加する変調手段を備えたことを特徴
とする。According to a fourth aspect of the semiconductor laser device, the active layer and the optical waveguide are provided between the first reflection film provided on the emitting end face of the laser light and the second reflection film provided on the reflecting end face of the laser light. A semiconductor laser device having a plurality of layers and a diffraction grating partially provided along the vicinity of the optical waveguide layer, and outputting a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes at least by wavelength selection characteristics of the diffraction grating. In the above, it is characterized in that a modulation means for applying a modulation signal to the optical waveguide layer is provided.

【００２７】この請求項４の発明によれば、回折格子に
よる波長選択特性によって複数の発振縦モードをもた
せ、かつ、変調手段が、前記光導波路層に変調信号を印
加し、各発振縦モードのスペクトル幅を広げるようにし
ている。According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the modulation means applies a modulation signal to the optical waveguide layer to cause each oscillation longitudinal mode. The spectrum width is widened.

【００２８】また、請求項５にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記変調信号は、正弦波信号
であることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the modulation signal is a sine wave signal.

【００２９】この請求項５の発明によれば、前記変調信
号を正弦波信号としているので、ノイズ成分の広がりを
抑えることができる。According to the invention of claim 5, since the modulation signal is a sine wave signal, the spread of the noise component can be suppressed.

【００３０】また、請求項６にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記変調信号の電流振幅は、
前記バイアス電流の電流値の０．１〜１０％の電流振幅
をもつことを特徴とする。According to a sixth aspect of the semiconductor laser device of the present invention, in the above invention, the current amplitude of the modulated signal is
It has a current amplitude of 0.1 to 10% of the current value of the bias current.

【００３１】この請求項６の発明によれば、前記変調信
号の電流振幅を、前記バイアス電流の電流値の０．１〜
１０％とすることによって、レーザ光のスペクトル幅を
所望の値に設定でき、かつ誘導ブリルアン散乱を抑制す
ることができる。According to the sixth aspect of the present invention, the current amplitude of the modulation signal is set to 0.1 to the current value of the bias current.
By setting it to 10%, the spectral width of the laser beam can be set to a desired value and the stimulated Brillouin scattering can be suppressed.

【００３２】また、請求項７にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記変調信号の光振幅は、前
記レーザ光の光出力の０．１〜１０％の光振幅をもつこ
とを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the optical amplitude of the modulation signal has an optical amplitude of 0.1 to 10% of the optical output of the laser light. To do.

【００３３】この請求項７の発明によれば、前記変調信
号の光振幅を、前記レーザ光の光出力の０．１〜１０％
とすることによって、レーザ光のスペクトル幅を所望の
値に設定でき、かつ誘導ブリルアン散乱を抑制すること
ができる。According to the invention of claim 7, the optical amplitude of the modulated signal is 0.1 to 10% of the optical output of the laser light.
With this, the spectral width of the laser light can be set to a desired value, and stimulated Brillouin scattering can be suppressed.

【００３４】また、請求項８にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記変調信号の周波数は、５
〜１０００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the frequency of the modulation signal is 5
It is characterized by being in the range of up to 1000 kHz.

【００３５】この請求項８の発明によれば、前記変調信
号の周波数は、５〜１０００ｋＨｚの範囲とすることに
よって、レーザ光のスペクトル幅を所望の値に設定で
き、かつ誘導ブリルアン散乱を抑制することができる。According to the eighth aspect of the present invention, by setting the frequency of the modulation signal in the range of 5 to 1000 kHz, the spectral width of the laser light can be set to a desired value and the stimulated Brillouin scattering is suppressed. be able to.

【００３６】また、請求項９にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記変調信号の周波数および
変調度は、当該半導体レーザ装置のレーザ光を用いる装
置に最終的に外部出力されるまでの減衰量を加味して決
定することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above-mentioned invention, the frequency and the modulation degree of the modulation signal are output to an external device which finally uses a laser beam of the semiconductor laser device. It is characterized in that it is determined in consideration of the amount of attenuation.

【００３７】この請求項９の発明によれば、前記変調信
号の周波数および変調度を、当該半導体レーザ装置のレ
ーザ光を用いる装置に最終的に外部出力されるまでの減
衰量を加味して決定し、可能な限り小さな値にすること
によってＲＩＮの抑制とともに誘導ブリルアン散乱を抑
制することができる。According to the ninth aspect of the present invention, the frequency and the modulation degree of the modulation signal are determined in consideration of the attenuation amount until the external output to the device using the laser light of the semiconductor laser device. However, by setting the value as small as possible, it is possible to suppress RIN and suppress stimulated Brillouin scattering.

【００３８】また、請求項１０にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子は、回折格子
長が３００μｍ以下であることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the above invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating has a diffraction grating length of 300 μm or less.

【００３９】この請求項１０の発明によれば、第１反射
膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、３００
μｍ以下としている。According to the tenth aspect of the invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is 300
μm or less.

【００４０】また、請求項１１にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子の回折格子長
は、前記共振器長の（３００／１３００）倍の値以下で
あることを特徴とする。According to the eleventh aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating length of the diffraction grating is not more than (300/1300) times the resonator length. .

【００４１】この請求項１１の発明によれば、第１反射
膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、前記共
振器長の（３００／１３００）倍の値以下としている。According to the eleventh aspect of the present invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length.

【００４２】また、請求項１２にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子は、該回折格
子の結合係数と回折格子長との乗算値が０．３以下であ
ることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating has a multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length of 0.3 or less. To do.

【００４３】この請求項１２の発明によれば、前記回折
格子は、該回折格子の結合係数と回折格子長との乗算値
が０．３以下とし、駆動電流−光出力特性の線形性を良
好にし、光出力の安定性を高めるようにしている。According to the twelfth aspect of the invention, in the diffraction grating, the multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length is 0.3 or less, and the linearity of the drive current-optical output characteristic is good. To increase the stability of the light output.

【００４４】また、請求項１３にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記回折格子は、グレーテ
ィング周期をランダムあるいは所定周期で変化させたこ
とを特徴とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser device is characterized in that the diffraction grating changes the grating period randomly or at a predetermined period.

【００４５】この請求項１３の発明によれば、前記回折
格子のグレーティング周期をランダムあるいは所定周期
で変化させ、回折格子の波長選択に揺らぎを発生させ、
発振波長スペクトルの半値幅を広げるようにしている。According to the thirteenth aspect of the present invention, the grating period of the diffraction grating is changed randomly or at a predetermined period to cause fluctuation in wavelength selection of the diffraction grating,
The half-width of the oscillation wavelength spectrum is widened.

【００４６】また、請求項１４にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記第１反射膜と前記第２
反射膜との間に形成された活性層によって形成された共
振器の長さは、８００μｍ以上であることを特徴とす
る。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser device according to the above invention, the first reflection film and the second reflection film are provided.
The resonator formed by the active layer formed between the reflective film and the reflective film has a length of 800 μm or more.

【００４７】この請求項１４の発明によれば、前記第１
反射膜と前記第２反射膜との間に形成された活性層によ
って形成された共振器の長さを、８００μｍ以上とし、
高出力動作を可能としている。According to the invention of claim 14, the first
The resonator formed by the active layer formed between the reflective film and the second reflective film has a length of 800 μm or more,
It enables high output operation.

【００４８】また、請求項１５にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項１〜１４に記載の半導体レーザ装置
と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外
部に導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前
記光ファイバとの光結合を行う光結合レンズ系とを備え
たことを特徴とする。A semiconductor laser module according to a fifteenth aspect is the semiconductor laser device according to any one of the first to fourteenth aspects, an optical fiber for guiding the laser light emitted from the semiconductor laser device to the outside, and the semiconductor. It is characterized by comprising a laser device and an optical coupling lens system for optically coupling the optical fiber.

【００４９】この請求項１５の発明によれば、ＲＩＮを
小さく、誘導ブリルアン散乱の閾値を大きくすることが
できることに加え、ファイバグレーティングを用いない
半導体レーザ装置を用いて該半導体レーザ装置の共振器
が物理的に分離されていないため、光軸合わせなどを行
う必要がなく、半導体レーザモジュールの組立が容易に
なるとともに、機械的振動などによってレーザの発振特
性が変化しにくくなり、安定したレーザ光を信頼性高
く、かつ安定して出力し、さらに低コスト化を実現する
ことができる。According to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to being able to reduce RIN and increasing the threshold value for stimulated Brillouin scattering, a resonator of the semiconductor laser device using a semiconductor laser device not using a fiber grating is provided. Since it is not physically separated, there is no need to align the optical axis, etc., making it easier to assemble the semiconductor laser module and making it difficult for the laser oscillation characteristics to change due to mechanical vibration, etc. Highly reliable and stable output is possible, and further cost reduction can be realized.

【００５０】また、請求項１６にかかる半導体レーザモ
ジュールは、上記の発明において、前記半導体レーザ装
置の温度を制御する温度制御装置と、前記光結合レンズ
系内に配置され、光ファイバ側からの反射戻り光の入射
を抑制するアイソレータと、をさらに備えたことを特徴
とする。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the semiconductor laser module according to the above invention, the temperature control device for controlling the temperature of the semiconductor laser device and the optical coupling lens system are provided, and reflection from the optical fiber side is performed. An isolator that suppresses incidence of return light is further provided.

【００５１】この請求項１６の発明によれば、ファイバ
グレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いてい
るため、インライン式のファイバ型と異なり、偏波無依
存アイソレータを使用することができ、挿入損失が小さ
く、さらにＲＩＮが小さい半導体レーザモジュールを実
現することができる。According to the sixteenth aspect of the invention, since the semiconductor laser device which does not use the fiber grating is used, the polarization independent isolator can be used unlike the in-line type fiber type, and the insertion loss is reduced. It is possible to realize a semiconductor laser module that is small and has a small RIN.

【００５２】また、請求項１７にかかるラマン増幅器
は、請求項１〜１４に記載の半導体レーザ装置、あるい
は請求項１５または１６に記載の半導体レーザモジュー
ルを広帯域ラマン増幅用の励起光源として用いたことを
特徴とする。Further, in a Raman amplifier according to a seventeenth aspect, the semiconductor laser device according to any one of the first to fourteenth aspects or the semiconductor laser module according to the fifteenth or sixteenth aspect is used as an excitation light source for wideband Raman amplification. Is characterized by.

【００５３】この請求項１７の発明によれば、請求項１
〜１４に記載の半導体レーザ装置、あるいは請求項１５
または１６に記載の半導体レーザモジュールを広帯域ラ
マン増幅用の励起光源として用い、上述した各半導体レ
ーザ装置あるいは各半導体レーザモジュールの作用効果
を奏するようにしている。According to the invention of claim 17, claim 1
16. A semiconductor laser device according to claim 14 or claim 15.
Alternatively, the semiconductor laser module described in 16 is used as a pumping light source for wideband Raman amplification so as to achieve the action and effect of each semiconductor laser device or each semiconductor laser module described above.

【００５４】また、請求項１８にかかるラマン増幅器
は、請求項１〜１４に記載の半導体レーザ装置、あるい
は請求項１５または１６に記載の半導体レーザモジュー
ルは、広帯域ラマン増幅用の励起光源であって、前方励
起用光源あるいは双方向励起方式における前方励起用光
源として用いられることを特徴とする。The Raman amplifier according to claim 18 is the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 14, or the semiconductor laser module according to claim 15 or 16 is a pumping light source for wideband Raman amplification. It is used as a forward pumping light source or a forward pumping light source in a bidirectional pumping method.

【００５５】この請求項１８の発明によれば、請求項１
〜１４に記載の半導体レーザ装置、あるいは請求項１５
または１６に記載の半導体レーザモジュールを、広帯域
ラマン増幅用の励起光源であって、前方励起用光源ある
いは双方向励起方式における前方励起用光源として用
い、上述した各半導体レーザ装置あるいは各半導体レー
ザモジュールの作用効果を奏するようにしている。According to the invention of claim 18, claim 1
16. A semiconductor laser device according to claim 14 or claim 15.
Alternatively, the semiconductor laser module described in 16 is used as a pumping light source for wideband Raman amplification and is used as a forward pumping light source or a forward pumping light source in a bidirectional pumping method, and the semiconductor laser device or the semiconductor laser module described above is used. I am trying to have an effect.

【００５６】[0056]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュー
ルおよびこれを用いたラマン増幅器の好適な実施の形態
について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a semiconductor laser device, a semiconductor laser module and a Raman amplifier using the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００５７】（実施の形態１)まず、この発明の実施の
形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形
態１である半導体レーザ装置を斜めからみた破断図であ
る。図２は、図１に示した半導体レーザ装置の長手方向
の縦断面図である。また、図３は、図２に示した半導体
レーザ装置のＡ−Ａ線断面図である。図１〜図３におい
て、この半導体レーザ装置２０は、ｎ−ＩｎＰ基板１の
（１００）面上に、順次、ｎ−ＩｎＰによるバッファ層
と下部クラッド層とを兼ねたｎ−ＩｎＰバッファ層２、
圧縮歪みをもつＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ（Graded Ind
ex-Separate Confinement Heterostructure Multi Quan
tum Well）活性層３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層４、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層６、およびｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ト層７が積層された構造を有する。(Embodiment 1) First, Embodiment 1 of the present invention will be described. First Embodiment FIG. 1 is a cutaway view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention when viewed obliquely. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the semiconductor laser device shown in FIG. 1 in the longitudinal direction. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the semiconductor laser device shown in FIG. 1 to 3, the semiconductor laser device 20 includes an n-InP buffer layer 2 which serves as a buffer layer made of n-InP and a lower clad layer in that order on the (100) plane of the n-InP substrate 1.
GRIN-SCH-MQW (Graded Ind) with compression distortion
ex-Separate Confinement Heterostructure Multi Quan
tum well) active layer 3, p-InP spacer layer 4, p-I
It has a structure in which an nP clad layer 6 and a p-InGaAsP contact layer 7 are laminated.

【００５８】ｐ−ＩｎＰスペーサ層４内には、膜厚２０
ｎｍを有し、出射側反射膜１５の反射端面から反射膜１
４側に向けて長さＬｇ＝５０μｍの回折格子１３が設け
られ、この回折格子１３は、ピッチ約２２０ｎｍで周期
的に形成され、中心波長１．４８μｍのレーザ光を波長
選択する。ここで、回折格子１３は、回折格子の結合係
数κと回折格子長Ｌｇとの乗算値を０．３以下とするこ
とによって、駆動電流−光出力特性の線形性を良好に
し、光出力の安定性を高めている（特願２００１−１３
４５４５参照）。また、共振器長Ｌが１３００μｍの場
合、回折格子長Ｌｇが約３００μｍ以下のときに複数の
発振縦モード数で発振するので、回折格子長Ｌｇは３０
０μｍ以下とすることが好ましい。ところで、共振器長
Ｌの長短に比例して、発振縦モード間隔も変化するた
め、回折格子長Ｌｇは、共振器長Ｌに比例した値とな
る。すなわち、回折格子長Ｌｇ：共振器長Ｌ＝３００：
１３００の関係を維持するため、回折格子長Ｌｇが３０
０μｍ以下で複数の発振縦モードが得られる関係は、Ｌｇ×（１３００（μｍ）／Ｌ）≦３００（μｍ）として拡張することができる。すなわち、回折格子長Ｌ
ｇは、共振器長Ｌとの比を保つように設定され、共振器
長Ｌの（３００／１３００）倍の値以下としている（特
願２００１−１３４５４５参照）。この回折格子１３を
含むｐ−ＩｎＰスペーサ層４、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱ
Ｗ活性層３、およびｎ−ＩｎＰバッファ層２の上部は、
メサストライプ状に加工され、メサストライプの長手方
向の両側には、電流ブロッキング層として形成されたｐ
−ＩｎＰブロッキング層８とｎ−ＩｎＰブロッキング層
９とによって埋め込まれている。また、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層７の上面には、ｐ側電極１０が形成さ
れる。一方、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面には、ｎ側電極１
１が形成される。なお、この半導体レーザ装置２０から
出力されたレーザ光は、単一横モード発振していればよ
く、活性層あるいは光導波路の構造はストライプ構造に
限られない。A film thickness of 20 is formed in the p-InP spacer layer 4.
nm from the reflection end face of the emission side reflection film 15 to the reflection film 1
A diffraction grating 13 having a length Lg = 50 μm is provided toward the fourth side. The diffraction grating 13 is periodically formed with a pitch of about 220 nm and wavelength-selects a laser beam having a center wavelength of 1.48 μm. Here, the diffraction grating 13 improves the linearity of the drive current-optical output characteristic by setting the multiplication value of the coupling coefficient κ of the diffraction grating and the diffraction grating length Lg to 0.3 or less, and stabilizes the optical output. (Japanese Patent Application No. 2001-13)
4545). Further, when the resonator length L is 1300 μm, oscillation occurs in a plurality of oscillation longitudinal modes when the diffraction grating length Lg is about 300 μm or less, so the diffraction grating length Lg is 30.
It is preferably 0 μm or less. By the way, since the oscillation longitudinal mode interval also changes in proportion to the length of the resonator length L, the diffraction grating length Lg has a value proportional to the resonator length L. That is, the diffraction grating length Lg: resonator length L = 300:
In order to maintain the relationship of 1300, the diffraction grating length Lg is 30
The relationship in which a plurality of oscillation longitudinal modes can be obtained at 0 μm or less can be expanded as Lg × (1300 (μm) / L) ≦ 300 (μm). That is, the diffraction grating length L
g is set so as to maintain the ratio with the resonator length L, and is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length L (see Japanese Patent Application No. 2001-134545). P-InP spacer layer 4 including this diffraction grating 13, GRIN-SCH-MQ
The W active layer 3 and the upper portion of the n-InP buffer layer 2 are
P processed into a mesa stripe shape and formed as a current blocking layer on both sides of the mesa stripe in the longitudinal direction.
It is embedded by the -InP blocking layer 8 and the n-InP blocking layer 9. In addition, p-InGaA
A p-side electrode 10 is formed on the upper surface of the sP contact layer 7. On the other hand, on the back surface of the n-InP substrate 1, the n-side electrode 1
1 is formed. The laser light output from the semiconductor laser device 20 only needs to oscillate in the single transverse mode, and the structure of the active layer or the optical waveguide is not limited to the stripe structure.

【００５９】半導体レーザ装置２０の長手方向の一端面
である光反射端面には、反射率８０％以上、好ましくは
９８％以上の高光反射率をもつ反射膜１４が形成され、
他端面である光出射端面には、反射率が１０％以下、好
ましくは５％、１％、０．５％以下、さらに好ましくは
０．１％以下の低光反射率をもつ出射側反射膜１５が形
成される。反射膜１４と出射側反射膜１５とによって形
成された光共振器のＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３
内に発生した光は、反射膜１４によって反射し、出射側
反射膜１５を介し、レーザ光として出射されるが、この
際、回折格子１３によって波長選択されて出射される。A reflection film 14 having a high light reflectance of 80% or more, preferably 98% or more is formed on a light reflecting end surface which is one end surface of the semiconductor laser device 20 in the longitudinal direction.
The light emitting end face, which is the other end face, has an emission side reflection film having a low light reflectance of 10% or less, preferably 5%, 1%, 0.5% or less, and more preferably 0.1% or less. 15 is formed. GRIN-SCH-MQW active layer 3 of the optical resonator formed by the reflection film 14 and the emission side reflection film 15
The light generated inside is reflected by the reflection film 14 and emitted as laser light through the emission side reflection film 15, and at this time, the wavelength is selected by the diffraction grating 13 and emitted.

【００６０】また、この半導体レーザ装置２０は、バイ
アス電流をｐ側電極１０に印加する電流駆動部２１と、
このバイアス電流を変調する変調周波数信号を印加する
変調信号印加部２２とを有する。変調信号印加部２２か
ら出力された変調周波数信号は、接続点２３においてバ
イアス電流に重畳され、この変調周波数信号が重畳され
た重畳信号はｐ側電極１０に印加されることになる。Further, this semiconductor laser device 20 includes a current driver 21 for applying a bias current to the p-side electrode 10,
The modulation signal applying unit 22 applies a modulation frequency signal that modulates the bias current. The modulation frequency signal output from the modulation signal applying unit 22 is superimposed on the bias current at the connection point 23, and the superimposed signal on which the modulation frequency signal is superimposed is applied to the p-side electrode 10.

【００６１】この変調周波数信号は、５〜１０００ｋＨ
ｚの正弦波信号であり、バイアス電流の値の０．１〜１
０％程度の振幅値を有する。すなわち、この変調周波数
信号はバイアス電流の値の±１０％まで変調される。な
お、レーザ光の変調は、バイアス電流の値の１〜１０％
程度の振幅値に限らず、光出力の値の１〜１０％程度の
振幅値で変調するように定義してもよい。さらに、変調
周波数信号は、正弦波信号に限らず、三角波信号などの
周期信号であってもよい。この場合、三角波信号などの
他の周期信号は複数の正弦波成分を含むため、正弦波信
号を変調周波数信号とするのが好ましい。This modulation frequency signal is 5 to 1000 kHz.
It is a sine wave signal of z and has a bias current value of 0.1 to 1
It has an amplitude value of about 0%. That is, this modulation frequency signal is modulated up to ± 10% of the value of the bias current. The modulation of the laser light is 1 to 10% of the value of the bias current.
The amplitude value may be defined not only to a certain amplitude value but also to an amplitude value of about 1 to 10% of the optical output value. Furthermore, the modulation frequency signal is not limited to a sine wave signal, but may be a periodic signal such as a triangular wave signal. In this case, since another periodic signal such as a triangular wave signal includes a plurality of sinusoidal wave components, it is preferable to use the sinusoidal wave signal as the modulation frequency signal.

【００６２】この実施の形態１における半導体レーザ装
置２０は、ラマン増幅器の励起用光源として用いられる
ことを前提とし、その発振波長λ₀は、１１００ｎｍ〜
１５５０ｎｍであり、共振器長Ｌは、８００μｍ以上３
２００μｍ以下としている。ところで、一般に、半導体
レーザ装置の共振器によって発生する縦モードのモード
間隔Δλは、実効屈折率を「ｎ」とすると、次式で表す
ことができる。すなわち、 Δλ＝λ₀ ²／（２・ｎ・Ｌ）である。ここで、発振波長λ₀を１４８０μｍとし、実
効屈折率を３．５とすると、共振器長Ｌが８００μｍの
とき、縦モードのモード間隔Δλは、約０．３９ｎｍと
なり、共振器長が３２００μｍのとき、縦モードのモー
ド間隔Δλは、約０．１ｎｍとなる。すなわち、共振器
長Ｌを長くすればするほど、縦モードのモード間隔Δλ
は狭くなり、単一縦モードのレーザ光を発振するための
選択条件が厳しくなる。The semiconductor laser device 20 according to the first embodiment is premised on being used as a pumping light source for a Raman amplifier, and its oscillation wavelength λ ₀ is 1100 nm to.
1550 nm, and the resonator length L is 800 μm or more 3
It is set to 200 μm or less. By the way, in general, the mode interval Δλ of the longitudinal mode generated by the resonator of the semiconductor laser device can be expressed by the following equation when the effective refractive index is “n”. That is, Δλ = λ ₀ ² / (2 · n · L). Here, when the oscillation wavelength λ ₀ is 1480 μm and the effective refractive index is 3.5, when the resonator length L is 800 μm, the mode interval Δλ of the longitudinal mode is about 0.39 nm, and the resonator length is 3200 μm. At this time, the mode interval Δλ of the longitudinal mode is about 0.1 nm. That is, the longer the resonator length L, the longer the mode interval Δλ of the longitudinal mode.
Becomes narrower, and the selection condition for oscillating a single longitudinal mode laser beam becomes stricter.

【００６３】一方、回折格子１３は、そのブラッグ波長
によって縦モードを選択する。この回折格子１３による
選択波長特性は、図４に示す発振波長スペクトル３０と
して表される。On the other hand, the diffraction grating 13 selects the longitudinal mode according to its Bragg wavelength. The selected wavelength characteristic by the diffraction grating 13 is represented as an oscillation wavelength spectrum 30 shown in FIG.

【００６４】図４に示すように、この実施の形態１で
は、回折格子１３を有した半導体レーザ装置２０による
発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈで示される波長
選択特性内に、発振縦モードを複数存在させるようにし
ている。従来のＤＢＲ（Distributed Bragg Reflecto
r）半導体レーザ装置あるいはＤＦＢ（Distributed Fee
dback）半導体レーザ装置では、共振器長Ｌを８００μ
ｍ以上とすると、単一縦モード発振が困難であったた
め、かかる共振器長Ｌを有した半導体レーザ装置は用い
られなかった。しかしながら、この実施の形態１の半導
体レーザ装置２０では、共振器長Ｌを積極的に８００μ
ｍ以上とすることによって、発振波長スペクトルの半値
幅Δλｈ内に複数の発振縦モードを含ませてレーザ出力
するようにしている。図４では、発振波長スペクトルの
半値幅Δλｈ内に３つの発振縦モード３１〜３３を有し
ている。As shown in FIG. 4, in the first embodiment, a plurality of oscillation longitudinal modes are included in the wavelength selection characteristic represented by the half width Δλh of the oscillation wavelength spectrum 30 by the semiconductor laser device 20 having the diffraction grating 13. I try to make it exist. Conventional DBR (Distributed Bragg Reflecto)
r) Semiconductor laser device or DFB (Distributed Fee)
dback) In the semiconductor laser device, the cavity length L is 800μ.
If it is m or more, it is difficult to oscillate in a single longitudinal mode, so that the semiconductor laser device having such a cavity length L is not used. However, in the semiconductor laser device 20 of the first embodiment, the resonator length L is positively set to 800 μm.
By setting m or more, a plurality of oscillation longitudinal modes are included in the full width at half maximum Δλh of the oscillation wavelength spectrum so that laser output is performed. In FIG. 4, three oscillation longitudinal modes 31 to 33 are included in the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.

【００６５】ところで、図４に示した各発振縦モード３
１〜３３のスペクトル幅は、電流駆動部２１から出力さ
れるバイアス電流のみによって駆動される場合に比して
広くなっている。これは、変調信号印加部２２から出力
された変調周波数信号によって広げられたものである。
図５は、バイアス電流に変調周波数信号が重畳された重
畳信号によって駆動された場合における光出力の時間変
化を示す図である。図５において、変調周波数信号は、
バイアス電流の値の１％の振幅値を有する正弦波信号で
あり、バイアス電流のみによって駆動された場合の光出
力の振幅を、正弦的に１％変化させている。この動作
は、図６に示すように、半導体レーザ装置の電流−光出
力（Ｉ−Ｌ）特性に変調をかけた場合に相当する。By the way, each oscillation longitudinal mode 3 shown in FIG.
The spectral widths of 1 to 33 are wider than when driven only by the bias current output from the current driver 21. This is broadened by the modulation frequency signal output from the modulation signal applying section 22.
FIG. 5 is a diagram showing a time change of the optical output in the case of being driven by the superposition signal in which the modulation frequency signal is superposed on the bias current. In FIG. 5, the modulation frequency signal is
It is a sine wave signal having an amplitude value of 1% of the value of the bias current, and the amplitude of the optical output when driven only by the bias current is sinusoidally changed by 1%. This operation corresponds to the case where the current-light output (IL) characteristic of the semiconductor laser device is modulated, as shown in FIG.

【００６６】図６に示した変調領域では、Ｉ−Ｌ特性が
リニアであるため、変調周波数信号によって変調された
駆動電流の変調度がそのまま光出力の変調度となる。し
たがって、この変調領域においては、図７に示すよう
に、変調周波数の振幅を１％に維持した駆動電流を印加
するのみで、常に光出力の変調度は１％に維持され、光
出力の変調度の制御が容易になる。一方、さらに光出力
が増大する領域では、変調周波数信号によって変調され
た駆動電流の変調度と光出力の変調度とが一致しなくな
る。この場合、変調周波数信号の振幅値を調整し、図５
に示すように、常に光出力の変調度が１％になるように
制御する。In the modulation region shown in FIG. 6, since the IL characteristic is linear, the modulation factor of the drive current modulated by the modulation frequency signal becomes the modulation factor of the optical output as it is. Therefore, in this modulation region, as shown in FIG. 7, only by applying the drive current in which the amplitude of the modulation frequency is maintained at 1%, the modulation degree of the optical output is always maintained at 1%, and the modulation of the optical output is performed. The degree of control becomes easy. On the other hand, in a region where the optical output further increases, the modulation factor of the drive current modulated by the modulation frequency signal and the modulation factor of the optical output do not match. In this case, the amplitude value of the modulation frequency signal is adjusted, and
As shown in, the control is always performed so that the modulation degree of the optical output is 1%.

【００６７】このようにして、半導体レーザ装置に印加
される駆動電流の値が変化すると、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−
ＭＱＷ活性層３などのレーザ光の発光領域の実効屈折率
ｎが変化する。この実効屈折率ｎが変化すると、光学的
な共振器長Ｌopも変化する。すなわち、物理的な共振器
長を「Ｌ」とすると、光学的な共振器長Ｌopは、Ｌop＝ｎ・Ｌで表され、実効屈折率ｎの変化に追随して、光学的な共
振器長Ｌopが変化する。この光学的な共振器長Ｌopが変
化すれば、ファブリペローモードでは、その共振器波長
も変化する。すなわち、その共振器波長も正弦的に変化
することになる。When the value of the driving current applied to the semiconductor laser device changes in this way, GRIN-SCH-
The effective refractive index n of the laser light emitting region such as the MQW active layer 3 changes. When the effective refractive index n changes, the optical resonator length Lop also changes. That is, assuming that the physical resonator length is “L”, the optical resonator length Lop is represented by Lop = n · L, and the optical resonator length Lop follows the change of the effective refractive index n. Lop changes. If the optical resonator length Lop changes, the resonator wavelength also changes in the Fabry-Perot mode. That is, the resonator wavelength also changes sinusoidally.

【００６８】図８は、半導体レーザ装置での電流変化に
対する波長変化を示す図である。図８に示すように、発
振縦モードの波長は、上述したように電流変化に対応し
た実効屈折率ｎが変化し、この屈折率変化によって発振
縦モードの波長が微少に変化する。なお、電流変化が大
きい場合には、隣接する発振縦モードにホップすること
になり、発振縦モードの波長は急激に変化する。したが
って、微少な波長変化となる範囲において微少な電流変
化を生じさせる変調周波数信号とする必要がある。この
変調周波数信号は、ノイズ成分となる。図９は、周波数
に対する相対強度雑音（ＲＩＮ：Relative Intensity N
oise）の関係を示す図であり、低い周波数の変調周波数
信号成分は、大きなＲＩＮの値を呈するが、この周波数
領域は、既知であり、信号増幅領域として使用しなけれ
ばよい。FIG. 8 is a diagram showing changes in wavelength with respect to changes in current in the semiconductor laser device. As shown in FIG. 8, as for the wavelength of the oscillation longitudinal mode, the effective refractive index n corresponding to the change of the current changes as described above, and the wavelength of the oscillation longitudinal mode slightly changes due to the change of the refractive index. If the change in current is large, the adjacent longitudinal oscillation mode is hopped, and the wavelength in the longitudinal oscillation mode changes abruptly. Therefore, it is necessary to use a modulation frequency signal that causes a minute current change in a range where a minute wavelength change occurs. This modulation frequency signal becomes a noise component. FIG. 9 shows the relative intensity noise (RIN: Relative Intensity N
is a diagram showing the relationship of (Oise), and the modulation frequency signal component of a low frequency exhibits a large RIN value, but this frequency region is known and may not be used as a signal amplification region.

【００６９】このような電流変化に対応した波長変化
は、結果的に発振縦モードのスペクトル幅を増大させる
ことになる。図１０は、変調周波数信号を重畳しないＤ
ＦＢ型半導体レーザ装置の発振縦モードのスペクトル波
形と、変調周波数信号が重畳されたこの実施の形態１で
ある半導体レーザ装置の発振縦モードのスペクトル波形
とを示す図である。図１０（ａ）は、ＤＦＢ型半導体レ
ーザ装置に変調周波数信号を重畳しない場合における発
振縦モードのスペクトル波形を示し、図１０（ｂ）は、
変調周波数信号を重畳したこの実施の形態１である半導
体レーザ装置の発振縦モードのスペクトル波形を示して
いる。図１０（ｂ）に示した発振縦モードのスペクトル
幅は、波長変化することによって広がり、しかも図４に
示したように、複数の発振縦モードによってエネルギー
が分散されるため、同じ光出力エネルギーを得る場合
（図１０（ａ）と図１０（ｂ））、ピーク値が減少する
ことになる。この結果、複数の発振縦モードの形成と変
調周波数信号の重畳とによって、誘導ブリルアン散乱の
閾値Ｐthを相対的に高くすることができる。The wavelength change corresponding to such a current change consequently increases the spectrum width of the oscillation longitudinal mode. FIG. 10 shows D without superimposing the modulation frequency signal.
FIG. 3 is a diagram showing a spectrum waveform of an oscillation longitudinal mode of the FB type semiconductor laser device and a spectrum waveform of an oscillation longitudinal mode of the semiconductor laser device according to the first embodiment on which the modulation frequency signal is superimposed. FIG. 10A shows a spectrum waveform of the oscillation longitudinal mode when the modulation frequency signal is not superimposed on the DFB semiconductor laser device, and FIG.
7 shows a spectrum waveform of an oscillation longitudinal mode of the semiconductor laser device according to the first embodiment on which a modulation frequency signal is superimposed. The spectrum width of the oscillation longitudinal mode shown in FIG. 10B is widened by changing the wavelength, and moreover, as shown in FIG. 4, energy is dispersed by the plurality of oscillation longitudinal modes, so that the same optical output energy is obtained. If it is obtained (FIG. 10A and FIG. 10B), the peak value will decrease. As a result, the threshold Pth of stimulated Brillouin scattering can be relatively increased by forming a plurality of oscillation longitudinal modes and superimposing the modulation frequency signal.

【００７０】一般に、図１１に示すように、変調周波数
信号の振幅値を増大すると、各発振縦モードのスペクト
ル幅は増大し、図１２に示すように、スペクトル幅が増
大すると、誘導ブリルアン散乱の閾値Ｐthは、光出力に
対して増大する。したがって、誘導ブリルアン散乱を低
減することができる安定した高い光出力の半導体レーザ
装置を実現することができる。In general, as shown in FIG. 11, when the amplitude value of the modulation frequency signal is increased, the spectrum width of each oscillation longitudinal mode is increased, and as shown in FIG. 12, when the spectrum width is increased, the stimulated Brillouin scattering occurs. The threshold Pth increases with respect to the light output. Therefore, it is possible to realize a stable high optical output semiconductor laser device capable of reducing stimulated Brillouin scattering.

【００７１】なお、発振縦モード３１〜３３の波長間隔
（モード間隔）Δλは、０．１ｎｍ以上としている。こ
れは、半導体レーザ装置２０をラマン増幅器の励起用光
源として用いる場合、モード間隔Δλが０．１ｎｍ以下
であると、誘導ブリルアン散乱が発生する可能性が高く
なるからである。この結果、上述したモード間隔Δλの
式によって、上述した共振器長Ｌが３２００μｍ以下で
あることが好ましいことになる。The wavelength interval (mode interval) Δλ of the oscillation longitudinal modes 31 to 33 is set to 0.1 nm or more. This is because, when the semiconductor laser device 20 is used as a pumping light source for a Raman amplifier, if the mode interval Δλ is 0.1 nm or less, stimulated Brillouin scattering is likely to occur. As a result, it is preferable that the above-described resonator length L is 3200 μm or less according to the above-described equation of the mode interval Δλ.

【００７２】上述した観点から、発振波長スペクトル３
０の半値幅Δλｈ内に含まれる発振縦モードの本数は、
複数であることが望ましく、各発振縦モードのスペクト
ル幅も広いことが望ましい。ところで、ラマン増幅で
は、増幅利得に偏波依存性があるため、信号光の偏波方
向と励起光の偏波方向とのずれによる影響を小さくする
必要がある。このための方法として、励起光を無偏光化
（デポラライズ）する方法があり、具体的には、２台の
半導体レーザ装置２０からの出力光を偏波合成カプラを
用いて偏波合成する方法のほか、デポラライザとして所
定長の偏波面保持ファイバを用いて、１台の半導体レー
ザ装置２０から出射されたレーザ光を、この偏波面保持
ファイバに伝搬させる方法がある。無偏光化の方法とし
て、後者の方法を使用する場合には、発振縦モードの本
数の増大および発振縦モードのスペクトル幅の拡大に従
ってレーザ光のコヒーレンシーが低くなるので、無偏光
化に必要な偏波面保持ファイバの長さを短くすることが
できる。特に、発振縦モードが４，５本となると、急激
に、必要な偏波面保持ファイバの長さが短くなる。従っ
て、ラマン増幅器に使用するために半導体レーザ装置２
０から出射されるレーザ光を無偏光化する場合に、２台
の半導体レーザ装置の出射光を偏波合成して利用しなく
ても、１台の半導体レーザ装置２０の出射レーザ光を無
偏光化して利用することが容易となるので、ラマン増幅
器に使用される部品数の削減、小型化を促進することが
できる。From the above viewpoint, the oscillation wavelength spectrum 3
The number of oscillation longitudinal modes included in the half width Δλh of 0 is
It is desirable that the number is plural and that the spectrum width of each oscillation longitudinal mode is also wide. By the way, in Raman amplification, since the amplification gain has polarization dependence, it is necessary to reduce the influence of the deviation between the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the pump light. As a method for this, there is a method of depolarizing the pumping light, and specifically, a method of polarization combining output lights from the two semiconductor laser devices 20 using a polarization combining coupler. Another method is to use a polarization maintaining fiber having a predetermined length as the depolarizer and propagate the laser light emitted from one semiconductor laser device 20 to this polarization maintaining fiber. When the latter method is used as the depolarization method, the coherency of the laser light decreases as the number of oscillation longitudinal modes increases and the oscillation longitudinal mode spectral width increases, so the polarization required for depolarization is reduced. The length of the wavefront holding fiber can be shortened. In particular, when the number of oscillation longitudinal modes is 4 or 5, the required length of the polarization maintaining fiber is drastically shortened. Therefore, the semiconductor laser device 2 is used for the Raman amplifier.
In the case of depolarizing the laser light emitted from 0, the emitted laser light of one semiconductor laser device 20 is unpolarized even if the emitted light of the two semiconductor laser devices is not polarization-combined and used. Since it is easy to convert and use it, it is possible to reduce the number of components used in the Raman amplifier and promote miniaturization.

【００７３】ここで、発振波長スペクトル幅が広すぎる
と、波長合成カプラによる合波ロスが大きくなるととも
に、発振波長スペクトル幅内における波長の動きによっ
て、雑音や利得変動を発生させることになる。このた
め、発振波長スペクトル３０の半値幅Δλｈは、３ｎｍ
以下、好ましくは２ｎｍ以下とする必要がある。Here, if the oscillation wavelength spectrum width is too wide, the multiplexing loss due to the wavelength synthesizing coupler becomes large, and noise or gain fluctuation will occur due to the movement of the wavelength within the oscillation wavelength spectrum width. Therefore, the full width at half maximum Δλh of the oscillation wavelength spectrum 30 is 3 nm.
Hereafter, it is necessary to set it to preferably 2 nm or less.

【００７４】さらに、従来の半導体レーザ装置では、図
３８または図３９に示したように、ファイバグレーティ
ングを用いた半導体レーザモジュールとしていたため、
ファイバグレーティング２３３と光反射面２２２との間
の共振によって相対強度雑音（ＲＩＮ）が大きくなり、
安定したラマン増幅を行うことができないが、この実施
の形態１に示した半導体レーザ装置２０では、ファイバ
グレーティング２３３を用いず、出射側反射膜１５から
出射したレーザ光をそのまま、ラマン増幅器の励起用光
源として用いているため、相対強度雑音が小さくなり、
その結果、ラマン利得の揺らぎが小さくなり、安定した
ラマン増幅を行わせることができる。Furthermore, in the conventional semiconductor laser device, as shown in FIG. 38 or FIG. 39, the semiconductor laser module uses the fiber grating.
The resonance between the fiber grating 233 and the light reflecting surface 222 increases the relative intensity noise (RIN),
Although stable Raman amplification cannot be performed, the semiconductor laser device 20 according to the first embodiment does not use the fiber grating 233 and directly uses the laser light emitted from the emitting side reflection film 15 for pumping the Raman amplifier. Since it is used as a light source, the relative intensity noise is reduced,
As a result, fluctuations in Raman gain are reduced, and stable Raman amplification can be performed.

【００７５】また、図３８または図３９に示した半導体
レーザモジュールでは、共振器内に機械的な結合を必要
とするため、振動などによってレーザの発振特性が変化
する場合が発生するが、この実施の形態１の半導体レー
ザ装置では、機械的な振動などによるレーザの発振特性
の変化がなく、安定した光出力を得ることができる。Further, in the semiconductor laser module shown in FIG. 38 or FIG. 39, since mechanical coupling is required in the resonator, there are cases where the oscillation characteristics of the laser change due to vibrations. In the semiconductor laser device of the first aspect, stable optical output can be obtained without changing the oscillation characteristics of the laser due to mechanical vibration or the like.

【００７６】なお、上述した実施の形態１では、回折格
子１３が中心波長に対して揺らぎを持つ波長選択性によ
って、複数本の発振縦モードを出力するようにしていた
が、回折格子１３に対して積極的に揺らぎをもたせ、発
振縦モードの数を増やすことができる半導体レーザ装置
を得るようにしてもよい。In the first embodiment described above, the diffraction grating 13 outputs a plurality of oscillation longitudinal modes by the wavelength selectivity having fluctuation with respect to the center wavelength. It is possible to obtain a semiconductor laser device capable of positively fluctuating and increasing the number of oscillation longitudinal modes.

【００７７】図１３は、回折格子１３のグレーティング
周期の周期的変化を示す図である。この回折格子１３
は、グレーティング周期を周期的に変化させたチャープ
ドグレーティングとしている。図１４では、この回折格
子１３の波長選択性に揺らぎを発生させ、発振波長スペ
クトルの半値幅Δλhを広げ、半値幅Δλh内の発振縦モ
ードの本数を増大するようにしている。FIG. 13 is a diagram showing a periodic change in the grating period of the diffraction grating 13. This diffraction grating 13
Is a chirped grating in which the grating period is periodically changed. In FIG. 14, fluctuations are generated in the wavelength selectivity of the diffraction grating 13, the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum is widened, and the number of oscillation longitudinal modes within the half-width Δλh is increased.

【００７８】図１３に示すように、回折格子１３は、平
均周期が２２０ｎｍであり、±０．０２ｎｍの周期揺ら
ぎ（偏差）を周期Ｃで繰り返す構造を有している。この
±０．０２ｎｍの周期揺らぎによって、発振波長スペク
トルの半値幅Δλh内に３〜６本程度の発振縦モードを
もたせることができる。As shown in FIG. 13, the diffraction grating 13 has a structure in which the average period is 220 nm and the period fluctuation (deviation) of ± 0.02 nm is repeated in the period C. Due to this periodic fluctuation of ± 0.02 nm, it is possible to have about 3 to 6 oscillation longitudinal modes within the half-width Δλh of the oscillation wavelength spectrum.

【００７９】たとえば、図１４は、異なる周期Λ₁，Λ₂
の回折格子を有する半導体レーザ装置の発振波長スペク
トルを示す図である。図１４において、周期Λ₁の回折
格子は、波長λ₁の発振波長スペクトルを形成し、この
発振波長スペクトル内に３本の発振縦モードを選択す
る。一方、周期Λ₂の回折格子は、波長λ₂の発振波長ス
ペクトルを形成し、この発振波長スペクトル内に３本の
発振縦モードを選択する。したがって、周期Λ₁，Λ₂の
回折格子による複合発振波長スペクトル４５は、この複
合発振波長スペクトル４５内に４〜５本の発振縦モード
が含まれることになる。この結果、単一の発振波長スペ
クトルを形成するときに比べ、一層多くの発振縦モード
を容易に選択出力することができ、光出力の増大をもた
らすことができる。For example, FIG. 14 shows that different periods Λ ₁ and Λ ₂
FIG. 6 is a diagram showing an oscillation wavelength spectrum of a semiconductor laser device having the diffraction grating of FIG. In FIG. 14, a diffraction grating with a period Λ ₁ forms an oscillation wavelength spectrum of wavelength λ ₁ and selects three oscillation longitudinal modes in this oscillation wavelength spectrum. On the other hand, the diffraction grating with the period Λ ₂ forms an oscillation wavelength spectrum of wavelength λ ₂ , and selects three oscillation longitudinal modes within this oscillation wavelength spectrum. Therefore, the composite oscillation wavelength spectrum 45 formed by the diffraction grating with the periods Λ ₁ and Λ ₂ includes 4 to 5 oscillation longitudinal modes in the composite oscillation wavelength spectrum 45. As a result, more oscillation longitudinal modes can be easily selected and output as compared with the case where a single oscillation wavelength spectrum is formed, and the optical output can be increased.

【００８０】なお、回折格子１３の構成としては、一定
の周期Ｃでグレーティング周期を変化させるチャープド
グレーティングに限らず、グレーティング周期を、周期
Λ₁（２２０ｎｍ＋０．０２ｎｍ）と周期Λ₂（２２０ｎ
ｍ−０．０２ｎｍ）との間でランダムに変化させるよう
にしてもよい。The structure of the diffraction grating 13 is not limited to the chirped grating in which the grating period is changed at a constant period C, and the grating period is set to the period Λ ₁ (220 nm + 0.02 nm) and the period Λ ₂ (220n).
m-0.02 nm) may be randomly changed.

【００８１】さらに、図１５（ａ）に示すように、異な
る周期Λ₃と周期Λ₄とを一回ずつ交互に繰り返す回折格
子として、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。ま
た、図１５（ｂ）に示すように、異なる周期Λ₅と周期
Λ₆とをそれぞれ複数回、交互に繰り返す回折格子とし
て、周期揺らぎを持たせるようにしてもよい。さらに、
図１５（ｃ）に示すように、連続する複数回の周期Λ₇
と、周期Λ₇と異なる周期で連続する複数回の周期Λ₈と
をもつ回折格子として、周期揺らぎを持たせるようにし
てもよい。また、周期Λ₃，Λ₅，Λ₇と周期Λ₄，Λ₆，
Λ₈との間に、それぞれ離散的な異なる値をもつ周期を
補完して、周期を段階的に変化させる配置を行ってもよ
い。Furthermore, as shown in FIG. 15A, a periodic fluctuation may be provided as a diffraction grating in which different periods Λ ₃ and Λ ₄ are alternately repeated once. Further, as shown in FIG. 15B, a period fluctuation may be provided as a diffraction grating in which different periods Λ ₅ and periods Λ ₆ are alternately repeated a plurality of times. further,
As shown in FIG. 15C, a plurality of consecutive cycles Λ ₇
And a period Λ ₇ and a plurality of periods Λ ₈ consecutively different from each other may be given as a diffraction grating having a period fluctuation. Also, the periods Λ ₃ , Λ ₅ , Λ ₇ and the periods Λ ₄ , Λ ₆ ,
Between Λ ₈ and δ _8, it is possible to complement the periods having discrete discrete values and to arrange the periods stepwise.

【００８２】この実施の形態１では、共振器長Ｌに対し
て、出射側反射膜１５側に部分的に設けられた回折格子
１３によって複数の発振縦モードを形成するとともに、
変調周波数信号をバイアス電流に重畳することによっ
て、レーザ光の光出力エネルギーを分散し、ラマン増幅
器の励起用光源として用いた場合における誘導ブリルア
ン散乱の発生を抑制し、所望の発振波長のレーザ光を安
定し、かつ高効率に出力することができる。In the first embodiment, with respect to the resonator length L, a plurality of oscillation longitudinal modes are formed by the diffraction grating 13 partially provided on the emitting side reflection film 15 side.
By superimposing the modulation frequency signal on the bias current, the optical output energy of the laser light is dispersed, the occurrence of stimulated Brillouin scattering when used as the excitation light source of the Raman amplifier is suppressed, and the laser light of the desired oscillation wavelength is generated. The output can be stable and highly efficient.

【００８３】なお、上述した実施の形態１では、出射側
反射膜１５側に回折格子１３を設けるようにしていた
が、これに限らず、反射膜１４側あるいは反射膜１４側
および出射側反射膜１５側の双方に回折格子を設けるよ
うにしてもよい。この場合、反射膜１４側の回折格子
は、波長選択性を持たせるとともに反射特性とを持たせ
るため、結合係数κと回折格子長Ｌｇとの積は、大きな
値、たとえば「２」以上に設定するとよい。In the first embodiment described above, the diffraction grating 13 is provided on the emitting side reflection film 15 side, but the present invention is not limited to this, and the reflecting film 14 side or the reflecting film 14 side and the emitting side reflection film are provided. You may make it provide a diffraction grating on both 15 sides. In this case, since the diffraction grating on the side of the reflection film 14 has wavelength selectivity and reflection characteristics, the product of the coupling coefficient κ and the diffraction grating length Lg is set to a large value, for example, “2” or more. Good to do.

【００８４】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。この実施の形態２では、図
１６に示すように、実施の形態１に示した半導体レーザ
装置２０において、回折格子１３の上部に対応する部分
であって、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７の上面
に、ｐ側電極１０を形成しない非電流注入領域Ｅ１を形
成するようにしている。その他の構成は、実施の形態１
と同じであり、同一構成部分には同一符号を付してい
る。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 16, in the semiconductor laser device 20 shown in the first embodiment, a portion corresponding to the upper portion of the diffraction grating 13 and on the upper surface of the p-InGaAsP contact layer 7, The non-current injection region E1 in which the p-side electrode 10 is not formed is formed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
The same components are denoted by the same reference numerals.

【００８５】これによって、ｐ側電極１０が形成されな
い非電流注入領域Ｅ１に対する電流注入が抑制され、回
折格子１３の屈折率が抑制され、光増幅制御が簡易かつ
容易になる。また、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３
の出射側反射膜１５端面では、端面温度の上昇→バンド
ギャップの縮小→光吸収→再結合電流→端面温度の上昇
という帰還サイクルが発生することによって、端面が溶
融し、瞬時にして劣化してしまうＣＯＤ（Catastrophic
Optical Damage）が発生しやすいが、注入電流の抑制
による発熱抑制によってＣＯＤの発生確率を低減するこ
とが期待できる。As a result, current injection into the non-current injection region E1 where the p-side electrode 10 is not formed is suppressed, the refractive index of the diffraction grating 13 is suppressed, and optical amplification control is simple and easy. In addition, the GRIN-SCH-MQW active layer 3
At the end face of the emitting side reflection film 15 of No. 3, the end face is melted and instantly deteriorated due to the feedback cycle of rise of end face temperature → reduction of band gap → light absorption → recombination current → rise of end face temperature. COD (Catastrophic)
Although optical damage is likely to occur, it is expected that the probability of COD occurrence can be reduced by suppressing heat generation by suppressing the injection current.

【００８６】この実施の形態２によっても、実施の形態
１と同様に、回折格子１３によって複数の発振縦モード
を形成するとともに、変調周波数信号をバイアス電流に
重畳することによって、レーザ光の光出力エネルギーを
分散し、ラマン増幅器の励起用光源として用いた場合に
おける誘導ブリルアン散乱の発生を抑制し、所望の発振
波長のレーザ光を安定し、かつ高効率に出力することが
できる。According to the second embodiment, as in the first embodiment, the diffraction grating 13 forms a plurality of oscillation longitudinal modes, and the modulation frequency signal is superimposed on the bias current, whereby the optical output of the laser light is generated. It is possible to disperse energy, suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering when used as a pumping light source for a Raman amplifier, and stably output a laser beam having a desired oscillation wavelength with high efficiency.

【００８７】なお、非電流注入領域Ｅ１は、空気層に代
えて絶縁膜を形成するようにしてもよい。要は回折格子
１３の近傍に電流が注入されなければよい（特願２００
１−２０６９９５参照）。In the non-current injection region E1, an insulating film may be formed instead of the air layer. The point is that current should not be injected in the vicinity of the diffraction grating 13 (Japanese Patent Application No.
1-206995).

【００８８】ここで、実施の形態１，２に示した半導体
レーザ装置が誘導ブリルアン散乱を具体的に抑制できる
ことについて説明する。図１７〜図１９は、変調度をパ
ラメータとしたリターンロスの変調周波数依存性の実験
結果を示す図である。ここで、リターンロスとは、入射
した光に対する誘導ブリルアン散乱によって反射してき
た光の比をいう。誘導ブリルアン散乱が生じない場合に
おけるリターンロスは、約−３０ｄＢである。したがっ
て、約−３０ｄＢ以下の場合に誘導ブリルアン散乱が抑
制されることになる。なお、図２０〜図２２は、それぞ
れ図１７〜図１９に示した半導体レーザ装置の無変調時
のスペクトル波形を示す図である。Here, it will be explained that the semiconductor laser devices shown in the first and second embodiments can specifically suppress stimulated Brillouin scattering. 17 to 19 are diagrams showing the experimental results of the modulation frequency dependence of the return loss with the modulation degree as a parameter. Here, the return loss means the ratio of the light reflected by the stimulated Brillouin scattering to the incident light. The return loss when stimulated Brillouin scattering does not occur is about -30 dB. Therefore, stimulated Brillouin scattering is suppressed in the case of about -30 dB or less. 20 to 22 are diagrams showing spectrum waveforms of the semiconductor laser device shown in FIGS. 17 to 19 in the non-modulated state, respectively.

【００８９】図１７は、共振器長Ｌ＝１０００μｍ、回
折格子長Ｌｇ＝５０μｍであり、実施の形態２に示した
ように回折格子１３の上部に非電流注入構造を有し、非
電流注入領域の長さＬｉ＝６０μｍであり、駆動電流は
９００ｍＡのときに、光出力に対する変調度を０％（無
変調）〜１０％に変化させた場合のリターンロスの変調
周波数依存性を示している。なお、変調度が０％，０．
１％，０．２％，０．５％の特性は、変調度１％，２
％，５％，１０％の特性から外挿法を用いて求めてい
る。図１７では、変調度を増大するとリターンロスが減
少し、誘導ブリルアン散乱が抑制される。また、変調周
波数が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度であって変調度１
〜１０％であれば、誘導ブリルアン散乱を確実に抑制す
ることができることを示している。なお、この図１７に
示した半導体レーザ装置では、無変調（変調度０％）時
におけるリターンロスの値は、−５．２４８ｄＢであっ
た。In FIG. 17, the resonator length L = 1000 μm and the diffraction grating length Lg = 50 μm. As shown in the second embodiment, the diffraction grating 13 has the non-current injection structure above the non-current injection region. Shows the modulation frequency dependence of the return loss when the modulation degree for the optical output is changed from 0% (non-modulation) to 10% when the drive current is 900 mA. The modulation degree is 0%, 0.
The characteristics of 1%, 0.2%, and 0.5% are modulation degree 1%, 2
%, 5%, 10%, and extrapolation method is used. In FIG. 17, the return loss decreases as the modulation degree increases, and the stimulated Brillouin scattering is suppressed. In addition, the modulation frequency is about 10 kHz to 100 kHz and the modulation degree is 1
It is shown that if it is -10%, stimulated Brillouin scattering can be surely suppressed. In the semiconductor laser device shown in FIG. 17, the return loss value at the time of no modulation (modulation degree 0%) was −5.248 dB.

【００９０】また、図１８は、図１７に示した半導体レ
ーザ装置の共振器長Ｌを１５００μｍとした場合におけ
る実験結果であり、図１７と同様に、変調度が０％，
０．１％，０．２％，０．５％の特性は、変調度１％，
２％，５％，１０％の特性から外挿法を用いて求めてい
る。ただし、非電流注入領域は形成されていない。図１
８に示すように、この半導体レーザ装置では、図１７と
同様に変調度を増大するとリターンロスが減少し、誘導
ブリルアン散乱が抑制される傾向があり、変調周波数が
５ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚ程度であって変調度１〜１０
％であれば、誘導ブリルアン散乱を確実に抑制すること
ができる。図１８の実験結果が、図１７の実験結果に比
して、誘導ブリルアン散乱が抑制されるのは、共振器長
が長くなって、図２１に示すように、図２０に比して発
振する縦モード本数が増大することによって各縦モード
のピーク値が抑えられ、誘導ブリルアン散乱の閾値が相
対的に高くなったためと推定される。なお、図１８に示
した半導体レーザ装置では、無変調時のリターンロス
は、−１４．８２ｄＢであった。FIG. 18 shows the experimental results when the cavity length L of the semiconductor laser device shown in FIG. 17 is 1500 μm. As in FIG. 17, the modulation factor is 0%,
The characteristics of 0.1%, 0.2% and 0.5% have a modulation degree of 1%,
The extrapolation method is used to obtain the characteristics of 2%, 5%, and 10%. However, the non-current injection region is not formed. Figure 1
As shown in FIG. 8, in this semiconductor laser device, when the modulation degree is increased, the return loss is decreased and the stimulated Brillouin scattering tends to be suppressed as in FIG. 17, and the modulation frequency is about 5 kHz to 1000 kHz. 1 to 10
%, The stimulated Brillouin scattering can be surely suppressed. Compared to the experiment result of FIG. 17, the experiment result of FIG. 18 suppresses stimulated Brillouin scattering because the resonator length becomes longer, and as shown in FIG. 21, it oscillates as compared with FIG. It is presumed that the peak value of each longitudinal mode was suppressed by the increase in the number of longitudinal modes, and the threshold of stimulated Brillouin scattering became relatively high. In the semiconductor laser device shown in FIG. 18, the return loss without modulation was -14.82 dB.

【００９１】図１９は、図１８に示した半導体レーザ装
置の回折格子長Ｌｇを１００μｍと長くした場合におけ
る実験結果である。図１９においても、変調度を増大す
るとリターンロスが減少し、誘導ブリルアン散乱が抑制
される傾向がある。しかし、誘導ブリルアン散乱が確実
に抑制されるのは、変調度が１０％であって変調周波数
が５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚのときである。これは、回折格
子長Ｌｇが長くなったため、図２２に示すように、図２
１に比して発振する縦モード本数が減少し、この結果、
この半導体レーザ装置における誘導ブリルアン散乱の閾
値が、図１８に示した半導体レーザ装置における誘導ブ
リルアン散乱の閾値よりも高くなったためと推定され
る。なお、図１９に示した半導体レーザ装置では、無変
調時のリターンロスは、−４．３０８ｄＢであった。FIG. 19 shows an experimental result in the case where the diffraction grating length Lg of the semiconductor laser device shown in FIG. 18 is increased to 100 μm. Also in FIG. 19, when the modulation degree is increased, the return loss is reduced, and the stimulated Brillouin scattering tends to be suppressed. However, the stimulated Brillouin scattering is reliably suppressed when the modulation degree is 10% and the modulation frequency is 5 kHz to 50 kHz. This is because the diffraction grating length Lg has become longer, as shown in FIG.
The number of longitudinal modes that oscillate is reduced compared to 1, and as a result,
It is estimated that the threshold of stimulated Brillouin scattering in this semiconductor laser device is higher than the threshold of stimulated Brillouin scattering in the semiconductor laser device shown in FIG. In the semiconductor laser device shown in FIG. 19, the return loss during non-modulation was −4.308 dB.

【００９２】この図１７〜図１９の実験結果から言える
ことは、図１１および図１２で示したように、変調度が
高い程、誘導ブリルアン散乱を抑制することができる。
しかし、変調度を大きくするとＲＩＮが大きくなる。す
なわち、その変調周波数分のノイズが増大することにな
る。したがって、変調度は誘導ブリルアン散乱とＲＩＮ
とを考えた適切な値にすることが好ましい。また、誘導
ブリルアン散乱を確実に抑制できる変調周波数は、５０
ｋＨｚを中心とした範囲であり、縦モード本数の多少に
も影響を受け、縦モード本数が多い方がその範囲が広が
る。一方、光信号から周波数的に離隔した方がＲＩＮの
影響を小さくすることができるので、変調周波数は小さ
いことが好ましい。図１７〜図１９では、各半導体レー
ザ装置に適切な変調周波数が存在する。たとえば、図１
７に示した半導体レーザ装置では、ＲＩＮの影響を考え
て、変調周波数を２０ｋＨｚ程度とすることが好まし
い。What can be said from the experimental results of FIGS. 17 to 19 is that, as shown in FIGS. 11 and 12, the stimulated Brillouin scattering can be suppressed as the modulation degree becomes higher.
However, when the modulation degree is increased, RIN is increased. That is, noise corresponding to the modulation frequency is increased. Therefore, the degree of modulation depends on the stimulated Brillouin scattering and RIN.
It is preferable to set it to an appropriate value considering. In addition, the modulation frequency that can reliably suppress stimulated Brillouin scattering is 50
The range is centered on kHz, and is affected by the number of longitudinal modes, and the range increases as the number of longitudinal modes increases. On the other hand, it is preferable that the modulation frequency is small because the influence of RIN can be reduced when the frequency is separated from the optical signal. 17 to 19, each semiconductor laser device has an appropriate modulation frequency. For example, in Figure 1.
In the semiconductor laser device shown in FIG. 7, considering the influence of RIN, it is preferable to set the modulation frequency to about 20 kHz.

【００９３】ここで、上述したように、リターンロス
は、縦モード本数によっても変化する。図２３は、変調
度をパラメータとした場合におけるリターンロスの縦モ
ード本数依存性を示す図である。図２３では、３本、５
本、６本、８本、１５本の縦モード本数を有する５つの
半導体レーザ装置をサンプルとして用い、それぞれ変調
度を０％、１％、２％、５％、１０％に変化させた場合
のリターンロスを示している。なお、このサンプルに加
えられる変調周波数は１０ｋＨｚであり、駆動電流は９
００ｍＡである。図２３に示すように、各サンプルと
も、上述したように、変調度の増大によってリターンロ
スは減少するが、それとともに、縦モード本数が増大す
るに従って、リターンロスが減少する傾向を示してい
る。したがって、縦モード本数に対応させて、比較的小
さな変調度で十分なリターンロスを得ることができ、こ
の比較的小さな変調度で誘導ブリルアン散乱を抑制する
ことができる。すなわち、縦モード本数に対応した最適
な変調度が存在する。たとえば、図２３において、縦モ
ード本数が５本以下の半導体レーザ装置では、１０％ま
たはこれ以上の変調度とすることによって誘導ブリルア
ン散乱を抑制することができ、縦モード本数が６本以上
の半導体レーザ装置では、５％またはこれ以下の変調度
とすることによって誘導ブリルアン散乱を抑制すること
ができる。Here, as described above, the return loss also changes depending on the number of longitudinal modes. FIG. 23 is a diagram showing the dependence of the return loss on the number of longitudinal modes when the modulation factor is used as a parameter. In FIG. 23, three, five
When five semiconductor laser devices having the number of longitudinal modes of 6, 6, 8 and 15 are used as samples, and the degree of modulation is changed to 0%, 1%, 2%, 5% and 10%, respectively. It shows the return loss. The modulation frequency applied to this sample was 10 kHz, and the driving current was 9 kHz.
It is 00 mA. As shown in FIG. 23, in each sample, as described above, the return loss decreases due to the increase in the modulation factor, but at the same time, the return loss tends to decrease as the number of longitudinal modes increases. Therefore, it is possible to obtain a sufficient return loss with a relatively small degree of modulation corresponding to the number of longitudinal modes, and to suppress stimulated Brillouin scattering with this relatively small degree of modulation. That is, there is an optimum degree of modulation corresponding to the number of longitudinal modes. For example, in FIG. 23, in a semiconductor laser device having a longitudinal mode number of 5 or less, a modulation degree of 10% or more can suppress stimulated Brillouin scattering, and a semiconductor laser device having a longitudinal mode number of 6 or more. In the laser device, the stimulated Brillouin scattering can be suppressed by setting the modulation degree to 5% or less.

【００９４】ところで、上述したリターンロスの変調周
波数依存性は、すべて同じ光出力であったが、リターン
ロスは、光出力依存性も有する。図２４は、縦モード本
数をパラメータとした場合におけるリターンロスの減衰
量依存性を示す図である。図２４では、１本、３本、７
本、９本、１６本、７本の縦モード本数を有する６つの
サンプルに対するリターンロスの減衰量依存性を示して
いる。図２４に示すように、各サンプルのリターンロス
は、各サンプルによって異なるが、全て減衰量の増大に
伴ってリターンロスが減少する傾向を示している。これ
は光出力の減衰によって光ピーク値が減衰し、これによ
って誘導ブリルアン散乱の閾値以下となって誘導ブリル
アン散乱が抑制されるからである。By the way, although the above-mentioned return loss has the same modulation frequency dependency on the optical output, the return loss also has an optical output dependency. FIG. 24 is a diagram showing the attenuation dependence of the return loss when the number of longitudinal modes is used as a parameter. In FIG. 24, 1, 3, 7,
The attenuation dependence of return loss for six samples having the number of longitudinal modes of 9, 16, 16 and 7 is shown. As shown in FIG. 24, the return loss of each sample varies depending on each sample, but all show a tendency that the return loss decreases as the amount of attenuation increases. This is because the optical peak value is attenuated by the attenuation of the light output, and the stimulated Brillouin scattering is suppressed below the threshold value of the stimulated Brillouin scattering.

【００９５】ここで、上述したリターンロスの減衰量依
存性を利用した誘導ブリルアン散乱の具体的抑制につい
て説明する。図２５は、リターンロスの入射出力依存性
を示す図である。図２５では、８０ｍＷあたりから、急
激にリターンロスが小さくなり、誘導ブリルアン散乱が
減少し、約４０ｍＷで誘導ブリルアン散乱が確実に抑制
されている。なお、この実験は、図２６に示すように、
半導体レーザ装置を有する半導体レーザモジュールＬＤ
の出力を一定とし、この半導体レーザモジュールＬＤか
ら出力された一定の光出力を可変減衰器４６で減衰さ
せ、光ファイバＦＩからのリターンロスを点ＰＡにおい
て計測した結果である。なお、この減衰方法では、縦モ
ード本数などのスペクトル形状を変形することなく、光
出力を低下させることができる。Here, the specific suppression of stimulated Brillouin scattering utilizing the above-described attenuation dependence of return loss will be described. FIG. 25 is a diagram showing the dependency of the return loss on the incident output. In FIG. 25, the return loss rapidly decreases from around 80 mW, the stimulated Brillouin scattering decreases, and the stimulated Brillouin scattering is reliably suppressed at about 40 mW. In this experiment, as shown in FIG.
Semiconductor laser module LD having semiconductor laser device
Is a result of measuring the return loss from the optical fiber FI at the point PA, with a constant optical output output from the semiconductor laser module LD being attenuated by the variable attenuator 46. In this attenuation method, the light output can be reduced without changing the spectral shape such as the number of longitudinal modes.

【００９６】一方、図２７に示すように、一般に半導体
レーザ装置から出力されるレーザ光は、最終的に減衰さ
れて出力される。図２７では、半導体レーザ装置が搭載
された２つの半導体レーザモジュールＬＤ１，ＬＤ２か
らレーザ光が出力され、カプラ４７によって偏波合成さ
れ、さらにアイソレータ４８を介して半導体レーザモジ
ュールＬＤ１，ＬＤ２への戻り光をなくして、最終的に
レーザ光が光ファイバＦＩ側に出力される。この場合、
各半導体レーザモジュールＬＤ１，ＬＤ２内で小さなロ
スが生じ、さらにカプラ４７やアイソレータ４８などで
大きな減衰を受け、最終的な光出力はアイソレータ４８
からの光出力となる。たとえば、アイソレータ４８から
の光出力は、半導体レーザ装置からの光出力に比べ３ｄ
Ｂ低下、すなわち半分の光出力になる。On the other hand, as shown in FIG. 27, the laser light generally outputted from the semiconductor laser device is finally attenuated and outputted. In FIG. 27, laser light is output from the two semiconductor laser modules LD1 and LD2 in which the semiconductor laser device is mounted, polarization-combined by the coupler 47, and returned to the semiconductor laser modules LD1 and LD2 via the isolator 48. Then, the laser light is finally output to the optical fiber FI side. in this case,
A small loss occurs in each of the semiconductor laser modules LD1 and LD2, and further, a large attenuation is generated by the coupler 47, the isolator 48, etc., and the final optical output is the isolator 48.
Will be the light output from. For example, the optical output from the isolator 48 is 3d less than the optical output from the semiconductor laser device.
B decrease, that is, half the light output.

【００９７】この場合、半導体レーザ装置からの光出力
が８０ｍＷでアイソレータ４８からの光出力が４０ｍＷ
である場合、図２５から、リターンロスは−１５ｄＢか
ら−３０ｄＢとなり、アイソレータ４８から出力される
レーザ光の誘導ブリルアン散乱は確実に抑えられること
になる。このことは、図１７〜図１９において、−１５
ｄＢ程度以下のリターンロスを有する範囲は、完全に誘
導ブリルアン散乱を抑制できることなる。すなわち、誘
導ブリルアン散乱を確実に抑制できる範囲が広がること
になる。具体的に、図１７において変調周波数が０．５
ｋＨｚであっても、アイソレータ４８から出力されるレ
ーザ光は確実に誘導ブリルアン散乱を抑制できることに
なる。したがって、適用できる変調周波数および変調度
の範囲も広がることになる。このため、実際に誘導ブリ
ルアン散乱を確実に抑制したシステムを構築する場合、
レーザ光が最終出力されるまでの減衰量を加味し、図１
７〜図１９に示した各半導体レーザ装置の変調周波数依
存性をもとに、適切な変調周波数および変調度を決定す
るとよい。なお、変調周波数および変調度は上述したよ
うに、ＲＩＮへの影響を考えると、ともに小さい方がよ
い。In this case, the optical output from the semiconductor laser device is 80 mW and the optical output from the isolator 48 is 40 mW.
25, the return loss is from −15 dB to −30 dB from FIG. 25, and the stimulated Brillouin scattering of the laser light output from the isolator 48 can be surely suppressed. This is -15 in FIGS.
In a range having a return loss of about dB or less, stimulated Brillouin scattering can be completely suppressed. That is, the range in which the stimulated Brillouin scattering can be reliably suppressed is expanded. Specifically, in FIG. 17, the modulation frequency is 0.5
Even at kHz, the laser beam output from the isolator 48 can reliably suppress stimulated Brillouin scattering. Therefore, the range of applicable modulation frequency and modulation degree is also expanded. Therefore, when actually constructing a system that reliably suppresses stimulated Brillouin scattering,
Taking into account the amount of attenuation until the laser light is finally output,
It is preferable to determine an appropriate modulation frequency and modulation degree based on the modulation frequency dependence of each semiconductor laser device shown in FIGS. Note that, as described above, the modulation frequency and the modulation degree are preferably small in consideration of the influence on RIN.

【００９８】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２
では、いずれもＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３に沿
って部分的に回折格子１３が設けられる半導体レーザ装
置について説明したが、この実施の形態３では、たとえ
ば、図２８に示すように、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活
性層３に隣接する光導波路層１６，１７を有し、この光
導波路層１７に沿って回折格子１３が形成される半導体
レーザ装置にも適用することができる。図２８に示した
半導体レーザ装置は、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層
３から長手方向（レーザ光出射方向）に光導波路層１
６、回折格子１３を含む光導波路層１７が順次配置され
る。なお、図２８に示した光導波路層１６，１７の上部
に対応する部分には、それぞれ分離されたｐ側電極１０
ｃ，１０ｂおよびｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７
ｃ，７ｂなどが形成される。また、電流駆動部２１から
出力されるバイアス電流に、変調信号印加部２２から出
力された変調周波数信号が重畳された重畳信号は、ＧＲ
ＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３の上部に対応したｐ側電
極１０ａに印加される。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described. Embodiments 1 and 2 described above
In each of the descriptions, the semiconductor laser device in which the diffraction grating 13 is partially provided along the GRIN-SCH-MQW active layer 3 has been described, but in the third embodiment, for example, as shown in FIG. The present invention can also be applied to a semiconductor laser device that has optical waveguide layers 16 and 17 adjacent to the SCH-MQW active layer 3 and the diffraction grating 13 is formed along the optical waveguide layers 17. The semiconductor laser device shown in FIG. 28 has an optical waveguide layer 1 extending in the longitudinal direction (laser light emitting direction) from the GRIN-SCH-MQW active layer 3.
6, the optical waveguide layer 17 including the diffraction grating 13 is sequentially arranged. It should be noted that the p-side electrodes 10 separated from each other are provided in the portions corresponding to the upper portions of the optical waveguide layers 16 and 17 shown in FIG.
c, 10b and p-InGaAsP contact layer 7
c, 7b, etc. are formed. In addition, the bias signal output from the current driving unit 21 is superimposed on the modulation frequency signal output from the modulation signal applying unit 22,
It is applied to the p-side electrode 10a corresponding to the upper portion of the IN-SCH-MQW active layer 3.

【００９９】この実施の形態３によっても、実施の形態
１と同様に、回折格子１３によって複数の発振縦モード
を形成するとともに、変調周波数信号をバイアス電流に
重畳することによって、レーザ光の光出力エネルギーを
分散し、ラマン増幅器の励起用光源として用いた場合に
おける誘導ブリルアン散乱の発生を抑制し、所望の発振
波長のレーザ光を安定し、かつ高効率に出力することが
できる。Also in the third embodiment, as in the first embodiment, a plurality of oscillation longitudinal modes are formed by the diffraction grating 13 and the modulation frequency signal is superimposed on the bias current, whereby the optical output of the laser light is generated. It is possible to disperse energy, suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering when used as a pumping light source for a Raman amplifier, and stably output a laser beam having a desired oscillation wavelength with high efficiency.

【０１００】図２９は、図２８に示した半導体レーザ装
置の変形例を示す図である。図２９において、この半導
体レーザ装置は、図２８に示す構成において、回折格子
１３の上部に対応する部分に、ｐ側電極１０ｂおよびｐ
−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７ｂが形成されている。
この場合、光導波路層１６の上部に対応する部分の一部
領域にｐ側電極１０ｃおよびｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層７ｃが形成されるようにしてもよい。ただし、Ｇ
ＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３の上部に形成されたｐ
側電極１０ａとｐ側電極１０ｂとは絶縁されるように形
成する。FIG. 29 shows a modification of the semiconductor laser device shown in FIG. 29, in the semiconductor laser device of the configuration shown in FIG. 28, the p-side electrodes 10b and p
-InGaAsP contact layer 7b is formed.
In this case, the p-side electrode 10c and the p-InGaAsP contact layer 7c may be formed in a partial region of the portion corresponding to the upper portion of the optical waveguide layer 16. However, G
P formed on the RIN-SCH-MQW active layer 3
The side electrode 10a and the p-side electrode 10b are formed so as to be insulated.

【０１０１】図２９において、電流駆動部２１から供給
されるバイアス電流はｐ側電極１０ａに印加され、変調
信号印加部２２から供給される変調周波数信号はｐ側電
極１０ｂに印加される。この結果、光導波路層１７の屈
折率変化が生じ、光学的な共振器長が変化することによ
って、発振縦モードのスペクトル幅が広くなる。In FIG. 29, the bias current supplied from the current driving unit 21 is applied to the p-side electrode 10a, and the modulation frequency signal supplied from the modulation signal applying unit 22 is applied to the p-side electrode 10b. As a result, the refractive index of the optical waveguide layer 17 changes, and the optical resonator length changes, so that the spectrum width of the oscillation longitudinal mode becomes wider.

【０１０２】この実施の形態３の変形例によっても、実
施の形態１と同様に、回折格子１３によって複数の発振
縦モードを形成するとともに、変調周波数信号をバイア
ス電流に重畳することによって、レーザ光の光出力エネ
ルギーを分散し、ラマン増幅器の励起用光源として用い
た場合における誘導ブリルアン散乱の発生を抑制し、所
望の発振波長のレーザ光を安定し、かつ高効率に出力す
ることができる。According to the modification of the third embodiment, as in the first embodiment, a plurality of oscillation longitudinal modes are formed by the diffraction grating 13 and the modulation frequency signal is superposed on the bias current, so that the laser light is emitted. It is possible to disperse the optical output energy of, to suppress the occurrence of stimulated Brillouin scattering when used as a pumping light source of a Raman amplifier, and to stably output a laser beam having a desired oscillation wavelength with high efficiency.

【０１０３】また、上述した実施の形態１〜３では、い
ずれも回折格子１３が出射側反射膜１５側の近傍に設け
られた半導体レーザ装置であったが、これに限らず、反
射膜１４側の近傍のみに回折格子を設けた半導体レーザ
装置であっても、また出射側反射膜１５および反射膜１
４側の近傍のそれぞれに回折格子を設けた構成であって
もよい。In each of the above-described first to third embodiments, the diffraction grating 13 is provided in the vicinity of the emitting side reflection film 15 side, but the present invention is not limited to this. Even in the semiconductor laser device in which the diffraction grating is provided only in the vicinity of the
The configuration may be such that a diffraction grating is provided in each of the vicinity of the four sides.

【０１０４】反射膜１４側の近傍に回折格子を設けた半
導体レーザ装置の場合、反射膜１４側に、結合係数κと
回折格子長Ｌｇ２との積が「２」以上の値をもつ回折格
子１３ｂを設けるようにする。In the case of a semiconductor laser device in which a diffraction grating is provided in the vicinity of the reflection film 14 side, the diffraction grating 13b having a product of the coupling coefficient κ and the diffraction grating length Lg2 of "2" or more is provided on the reflection film 14 side. Should be provided.

【０１０５】（実施の形態４）つぎに、この発明の実施
の形態４について説明する。この実施の形態４では、上
述した実施の形態１〜３に示した半導体レーザ装置をモ
ジュール化したものである。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments described above is modularized.

【０１０６】図３０は、この発明の実施の形態４である
半導体レーザモジュールの構成を示す縦断面図である。
図３０において、この半導体レーザモジュール５０は、
上述した実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置に
対応する半導体レーザ装置５１を有する。なお、この半
導体レーザ装置５１は、ｐ側電極がヒートシンク５７ａ
に接合されるジャンクションダウン構成としている。半
導体レーザモジュール５０の筐体として、セラミックな
どによって形成されたパッケージ５９の内部底面上に、
温度制御装置としてのペルチェ素子５８が配置される。
ペルチェ素子５８上にはベース５７が配置され、このベ
ース５７上にはヒートシンク５７ａが配置される。ペル
チェ素子５８には、図示しない電流が与えられ、その極
性によって冷却および加熱を行うが、半導体レーザ装置
５１の温度上昇による発振波長ずれを防止するため、主
として冷却器として機能する。すなわち、ペルチェ素子
５８は、レーザ光が所望の波長に比して長い波長である
場合には、冷却して低い温度に制御し、レーザ光が所望
の波長に比して短い波長である場合には、加熱して高い
温度に制御する。この温度制御は、具体的に、ヒートシ
ンク５７ａ上であって、半導体レーザ装置５１の近傍に
配置されたサーミスタ５８ａの検出値をもとに制御さ
れ、図示しない制御装置は、通常、ヒートシンク５７ａ
の温度が一定に保たれるようにペルチェ素子５８を制御
する。また、図示しない制御装置は、半導体レーザ装置
５１の駆動電流を上昇させるに従って、ヒートシンク５
７ａの温度が下がるようにペルチェ素子５８を制御す
る。このような温度制御を行うことによって、半導体レ
ーザ装置５１の波長安定性を向上させることができ、歩
留まりの向上にも有効となる。なお、ヒートシンク５７
ａは、たとえばダイヤモンドなどの高熱伝導率をもつ材
質によって形成することが望ましい。これは、ヒートシ
ンク５７ａがダイヤモンドで形成されると、高電流印加
時の発熱が抑制されるからである。FIG. 30 is a vertical sectional view showing the structure of the semiconductor laser module according to the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 30, the semiconductor laser module 50 is
The semiconductor laser device 51 corresponds to the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments. In this semiconductor laser device 51, the p-side electrode has a heat sink 57a.
It has a junction down structure that is joined to. As a housing of the semiconductor laser module 50, on the inner bottom surface of the package 59 formed of ceramic or the like,
A Peltier element 58 as a temperature control device is arranged.
A base 57 is arranged on the Peltier element 58, and a heat sink 57a is arranged on the base 57. An electric current (not shown) is applied to the Peltier element 58, and cooling and heating are performed depending on its polarity. However, the Peltier element 58 mainly functions as a cooler in order to prevent the oscillation wavelength shift due to the temperature rise of the semiconductor laser device 51. That is, the Peltier element 58 cools the laser light to a lower temperature when the wavelength of the laser light is longer than the desired wavelength, and controls the temperature to a low temperature when the laser light has a shorter wavelength than the desired wavelength. Is heated and controlled to a high temperature. This temperature control is specifically controlled on the heat sink 57a based on the detection value of the thermistor 58a arranged in the vicinity of the semiconductor laser device 51, and a control device (not shown) normally controls the heat sink 57a.
The Peltier element 58 is controlled so that the temperature of the Peltier element is maintained constant. Further, the control device (not shown) increases the heat sink 5 as the drive current of the semiconductor laser device 51 is increased.
The Peltier element 58 is controlled so that the temperature of 7a decreases. By performing such temperature control, the wavelength stability of the semiconductor laser device 51 can be improved, which is also effective in improving the yield. The heat sink 57
It is desirable that a is formed of a material having a high thermal conductivity such as diamond. This is because if the heat sink 57a is made of diamond, heat generation when a high current is applied is suppressed.

【０１０７】ベース５７上には、半導体レーザ装置５１
およびサーミスタ５８ａを配置したヒートシンク５７
ａ、第１レンズ５２、および電流モニタ５６が配置され
る。半導体レーザ装置５１から出射されたレーザ光は、
第１レンズ５２、アイソレータ５３、および第２レンズ
５４を介し、光ファイバ５５上に導波される。第２レン
ズ５４は、レーザ光の光軸上であって、パッケージ５９
上に設けられ、外部接続される光ファイバ５５に光結合
される。なお、電流モニタ５６は、半導体レーザ装置５
１の反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。A semiconductor laser device 51 is provided on the base 57.
And the heat sink 57 in which the thermistor 58a is arranged.
a, the first lens 52, and the current monitor 56 are arranged. The laser light emitted from the semiconductor laser device 51 is
The light is guided onto the optical fiber 55 via the first lens 52, the isolator 53, and the second lens 54. The second lens 54 is on the optical axis of the laser light and has a package 59.
It is optically coupled to an optical fiber 55 which is provided above and is externally connected. The current monitor 56 is used for the semiconductor laser device 5.
The light leaked from the reflection film side of No. 1 is detected by the monitor.

【０１０８】ここで、この半導体レーザモジュール５０
では、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に
戻らないように、半導体レーザ装置５１と光ファイバ５
５との間にアイソレータ５３を介在させている。このア
イソレータ５３には、ファイバグレーティングを用いた
従来の半導体レーザモジュールと異なり、インライン式
のファイバ型でなく、半導体レーザモジュール５０内に
内蔵できる偏波無依存型のアイソレータを用いることが
できるため、アイソレータによる挿入損失を小さく、さ
らに低い相対強度雑音（ＲＩＮ）を達成することがで
き、部品点数も減らすことができる。Here, this semiconductor laser module 50
Then, the semiconductor laser device 51 and the optical fiber 5 are arranged so that the return light reflected by other optical components does not return to the inside of the resonator.
An isolator 53 is interposed between the isolator 53 and the element 5. Unlike the conventional semiconductor laser module using a fiber grating, the isolator 53 is not an in-line fiber type, but a polarization-independent type isolator that can be built in the semiconductor laser module 50 can be used. It is possible to reduce insertion loss due to, to achieve lower relative intensity noise (RIN), and to reduce the number of parts.

【０１０９】この実施の形態４では、実施の形態１〜３
で示した半導体レーザ装置をモジュール化しているた
め、偏波無依存型のアイソレータを用いることができ、
挿入損失を小さくすることができ、低雑音化および部品
点数の減少を促進することができる。In the fourth embodiment, the first to third embodiments are provided.
Since the semiconductor laser device shown in is modularized, a polarization independent isolator can be used,
The insertion loss can be reduced, and the noise reduction and the number of parts can be promoted.

【０１１０】（実施の形態５）つぎに、この発明の実施
の形態５について説明する。この実施の形態５では、上
述した実施の形態４に示した半導体レーザモジュールを
ラマン増幅器に適用したものである。(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the semiconductor laser module shown in the above-described fourth embodiment is applied to a Raman amplifier.

【０１１１】図３１は、この発明の実施の形態５である
ラマン増幅器の構成を示すブロック図である。このラマ
ン増幅器は、ＷＤＭ通信システムに用いられる。図３１
において、このラマン増幅器は、上述した実施の形態４
に示した半導体レーザモジュールと同一構成の半導体レ
ーザモジュール６０ａ〜６０ｄを用い、図３８に示した
半導体レーザモジュール１８２ａ〜１８２ｄを、上述し
た半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄに置き換えた
構成となっている。FIG. 31 is a block diagram showing the structure of the Raman amplifier according to the fifth embodiment of the present invention. This Raman amplifier is used in a WDM communication system. Figure 31
In this Raman amplifier, the Raman amplifier according to the fourth embodiment
The semiconductor laser modules 60a to 60d having the same configuration as the semiconductor laser module shown in FIG. 38 are used, and the semiconductor laser modules 182a to 182d shown in FIG. 38 are replaced with the above-mentioned semiconductor laser modules 60a to 60d.

【０１１２】各半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｂ
は、偏波面保持ファイバ７１を介して、複数の発振縦モ
ードを有するレーザ光を偏波合成カプラ６１ａに出力
し、各半導体レーザモジュール６０ｃ，６０ｄは、偏波
面保持ファイバ７１を介して、複数の発振縦モードを有
するレーザ光を偏波合成カプラ６１ｂに出力する。ここ
で、半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｂが発振する
レーザ光は、同一波長である、また、半導体レーザモジ
ュール６０ｃ，６０ｄが発振するレーザ光は、同一波長
であるが半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｂが発振
するレーザ光の波長とは異なる。これは、ラマン増幅が
偏波依存性を有するためであり、偏波合成カプラ６１
ａ，６１ｂによって偏波依存性が解消されたレーザ光と
して出力するようにしている。Each semiconductor laser module 60a, 60b
Outputs a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes to the polarization beam combiner 61a via the polarization maintaining fiber 71, and each of the semiconductor laser modules 60c and 60d outputs a plurality of laser beams via the polarization maintaining fiber 71. The laser light having the oscillation longitudinal mode is output to the polarization beam combiner 61b. Here, the laser lights oscillated by the semiconductor laser modules 60a and 60b have the same wavelength, and the laser lights oscillated by the semiconductor laser modules 60c and 60d have the same wavelength, but the semiconductor laser modules 60a and 60b oscillate. It is different from the wavelength of laser light. This is because the Raman amplification has polarization dependence, and the polarization combining coupler 61
A laser beam whose polarization dependence is eliminated by a and 61b is output.

【０１１３】各偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂから出力
された異なる波長をもったレーザ光は、ＷＤＭカプラ６
２によって合成され、合成されたレーザ光は、ＷＤＭカ
プラ６５を介してラマン増幅用の励起光として増幅用フ
ァイバ６４に出力される。この励起光が入力された増幅
用ファイバ６４には、増幅対象の信号光が入力され、ラ
マン増幅される。The laser lights having different wavelengths outputted from the respective polarization combining couplers 61a and 61b are transmitted by the WDM coupler 6
The laser light combined by 2 is output to the amplification fiber 64 as Raman amplification pumping light via the WDM coupler 65. The signal light to be amplified is input to the amplification fiber 64 to which the pumping light is input, and Raman amplification is performed.

【０１１４】増幅用ファイバ６４内においてラマン増幅
された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ６５およ
びアイソレータ６６を介してモニタ光分配用カプラ６７
に入力される。モニタ光分配用カプラ６７は、増幅信号
光の一部を制御回路６８に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ７０に出力す
る。The signal light (amplified signal light) that has been Raman-amplified in the amplification fiber 64 passes through a WDM coupler 65 and an isolator 66, and a monitor light distribution coupler 67.
Entered in. The monitor light distribution coupler 67 outputs a part of the amplified signal light to the control circuit 68, and outputs the remaining amplified signal light to the signal light output fiber 70 as output laser light.

【０１１５】制御回路６８は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄ
のレーザ出力状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増
幅の利得帯域が平坦な特性となるようにフィードバック
制御する。The control circuit 68 controls each of the semiconductor laser modules 60a-60d based on a part of the amplified signal light input.
Is controlled by feedback control so that the gain band of Raman amplification has a flat characteristic.

【０１１６】この実施の形態５に示したラマン増幅器で
は、たとえば図３８に示した半導体発光素子１８０ａと
ファイバグレーティング１８１ａとが偏波面保持ファイ
バ７１ａで結合された半導体レーザモジュール１８２ａ
を用いず、実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置
が内蔵された半導体レーザモジュール６０ａを用いるよ
うにしているので、偏波面保持ファイバ７１の使用を削
減することができるとともに、ラマン増幅器の小型軽量
化とコスト低減を実現することができる。In the Raman amplifier shown in the fifth embodiment, for example, the semiconductor laser module 182a in which the semiconductor light emitting device 180a shown in FIG. 38 and the fiber grating 181a are coupled by the polarization maintaining fiber 71a.
Since the semiconductor laser module 60a incorporating the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments is used instead of the above, the use of the polarization maintaining fiber 71 can be reduced and the Raman amplifier It is possible to reduce the size and weight and reduce the cost.

【０１１７】なお、図３１に示したラマン増幅器では、
偏波合成カプラ６１ａ，６１ｂを用いているが、図３２
に示すように半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｃか
ら、それぞれ偏波面保持ファイバ７１を介して直接ＷＤ
Ｍカプラ６２に光出力するようにしてもよい。この場
合、半導体レーザモジュール６０ａ，６０ｃの偏波面
は、偏波面保持ファイバ７１に対して４５度となるよう
に入射する。ここで、上述したように、各半導体レーザ
モジュール６０ａ，６０ｃは、複数の発振縦モードを有
しているため、偏波面保持ファイバ長７１を短くするこ
とができる。これによって、偏波面保持ファイバ７１か
ら出力される光出力の偏波依存性をなくすことができ、
一層、小型かつ部品点数の少ないラマン増幅器を実現す
ることができる。In the Raman amplifier shown in FIG. 31,
The polarization combining couplers 61a and 61b are used.
, The semiconductor laser modules 60a and 60c are directly connected to the WD through the polarization maintaining fiber 71, respectively.
The light may be output to the M coupler 62. In this case, the polarization planes of the semiconductor laser modules 60a and 60c are incident on the polarization-maintaining fiber 71 at 45 degrees. Here, as described above, each of the semiconductor laser modules 60a and 60c has a plurality of oscillation longitudinal modes, so that the polarization maintaining fiber length 71 can be shortened. This makes it possible to eliminate the polarization dependence of the optical output output from the polarization maintaining fiber 71,
It is possible to realize a more compact Raman amplifier with a smaller number of components.

【０１１８】また、半導体レーザモジュール６０ａ〜６
０ｄ内に内蔵される半導体レーザ装置として発振縦モー
ド数が多い半導体レーザ装置を用いると、必要な偏波面
保持ファイバ７１の長さを短くすることができる。特
に、発振縦モードが４，５本になると、急激に、必要な
偏波面保持ファイバ７１の長さが短くなるため、ラマン
増幅器の簡素化と小型化を促進することができる。さら
に、発振縦モードの本数が増大すると、コヒーレント長
が短くなり、デポラライズによって偏光度（ＤＯＰ：De
gree Of Polarization）が小さくなり、偏波依存性をな
くすことが可能となり、これによっても、ラマン増幅器
の簡素化と小型化とを一層促進することができる。Further, the semiconductor laser modules 60a-6
If a semiconductor laser device having a large number of oscillation longitudinal modes is used as the semiconductor laser device built in 0d, the required length of the polarization maintaining fiber 71 can be shortened. In particular, when the number of oscillation longitudinal modes becomes 4 or 5, the required length of the polarization-maintaining fiber 71 is drastically shortened, so that simplification and downsizing of the Raman amplifier can be promoted. Furthermore, as the number of oscillation longitudinal modes increases, the coherence length becomes shorter, and the degree of polarization (DOP: De
gree of polarization) can be reduced, and the polarization dependence can be eliminated, which also facilitates simplification and miniaturization of the Raman amplifier.

【０１１９】また、このラマン増幅器では、ファイバグ
レーティングを用いた半導体レーザモジュールに比して
光軸合わせが容易であり、共振器内に機械的な光結合が
ないため、この点からも、ラマン増幅の安定性、信頼性
を高めることができる。Further, in this Raman amplifier, the optical axis alignment is easier than in a semiconductor laser module using a fiber grating, and there is no mechanical optical coupling in the resonator. The stability and reliability of can be improved.

【０１２０】さらに、上述した実施の形態１〜３の半導
体レーザ装置では、複数の発振モードを有し、かつ変調
周波数信号の印加によって発振縦モードのスペクトル幅
が広くなっているため、誘導ブリルアン散乱を発生させ
ずに、高出力の励起光を発生することができるので、安
定し、かつ高いラマン利得を得ることができる。Further, in the semiconductor laser devices of the first to third embodiments described above, since the semiconductor laser device has a plurality of oscillation modes and the spectrum width of the oscillation longitudinal mode is widened by applying the modulation frequency signal, the stimulated Brillouin scattering is obtained. Since high-power pumping light can be generated without generating, it is possible to obtain stable and high Raman gain.

【０１２１】また、図３１および図３２に示したラマン
増幅器は、後方励起方式であるが、上述したように、半
導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄが安定した励起光
を出力するため、前方励起方式であっても、双方向励起
方式であっても、安定したラマン増幅を行うことができ
る。The Raman amplifiers shown in FIGS. 31 and 32 are of the backward pumping type, but as described above, since the semiconductor laser modules 60a to 60d output stable pumping light, they are of the forward pumping type. Also, stable Raman amplification can be performed even with the bidirectional pumping method.

【０１２２】たとえば、図３３は、前方励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図３
３に示したラマン増幅器は、図３１に示したラマン増幅
器にＷＤＭカプラ６５´をアイソレータ６３の近傍に設
けている。このＷＤＭカプラ６５´には、半導体レーザ
モジュール６０ａ〜６０ｄ、偏波合成カプラ６１ａ，６
１ｂおよびＷＤＭカプラ６２にそれぞれ対応した半導体
レーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´、偏波合成カプラ
６１ａ´，６１ｂ´およびＷＤＭカプラ６２´を有した
回路が接続され、ＷＤＭカプラ６２´から出力される励
起光を信号光と同じ方向に出力する前方励起を行う。こ
の場合、半導体レーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´
は、上述した実施の形態１〜４で用いられる半導体レー
ザ装置を用いているため、ＲＩＮが小さく、前方励起を
効果的に行うことができる。For example, FIG. 33 is a block diagram showing the configuration of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. Figure 3
In the Raman amplifier shown in FIG. 3, a WDM coupler 65 'is provided in the vicinity of the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser modules 60a to 60d and polarization combining couplers 61a and 6a.
1b and the WDM coupler 62 respectively corresponding semiconductor laser modules 60a'-60d ', polarization combining couplers 61a', 61b ', and a circuit having the WDM coupler 62' are connected, and the pumping light output from the WDM coupler 62 'is connected. Is output in the same direction as the signal light for forward pumping. In this case, the semiconductor laser modules 60a'-60d '
Uses the semiconductor laser device used in the first to fourth embodiments described above, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【０１２３】同様に、図３４は、前方励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図３４
に示したラマン増幅器は、図３２に示したラマン増幅器
にＷＤＭカプラ６５´をアイソレータ６３の近傍に設け
ている。このＷＤＭカプラ６５´には、半導体レーザモ
ジュール６０ａ，６０ｃおよびＷＤＭカプラ６２にそれ
ぞれ対応した半導体レーザモジュール６０ａ´，６０ｃ
´およびＷＤＭカプラ６２´を有した回路が接続され、
ＷＤＭカプラ６２´から出力される励起光を信号光と同
じ方向に出力する前方励起を行う。この場合、半導体レ
ーザモジュール６０ａ´，６０ｃ´は、上述した実施の
形態１〜４で用いられる半導体レーザ装置を用いている
ため、ＲＩＮが小さく、前方励起を効果的に行うことが
できる。Similarly, FIG. 34 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the forward pumping method. FIG. 34
In the Raman amplifier shown in FIG. 32, the WDM coupler 65 ′ is provided near the isolator 63 in the Raman amplifier shown in FIG. The WDM coupler 65 'includes semiconductor laser modules 60a, 60c and semiconductor laser modules 60a', 60c corresponding to the WDM coupler 62, respectively.
'And a circuit having a WDM coupler 62' is connected,
Forward pumping is performed in which the pumping light output from the WDM coupler 62 'is output in the same direction as the signal light. In this case, since the semiconductor laser modules 60a 'and 60c' use the semiconductor laser device used in the above-described first to fourth embodiments, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【０１２４】また、図３５は、双方向励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図３５
に示したラマン増幅器は、図３１に示したラマン増幅器
の構成に、図３３に示したＷＤＭカプラ６５´、半導体
レーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´、偏波合成カプラ
６１ａ´，６１ｂ´およびＷＤＭカプラ６２´をさらに
設け、後方励起と前方励起とを行う。この場合、半導体
レーザモジュール６０ａ´〜６０ｄ´は、上述した実施
の形態１〜４で用いられる半導体レーザ装置を用いてい
るため、ＲＩＮが小さく、前方励起を効果的に行うこと
ができる。FIG. 35 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. Fig. 35
The Raman amplifier shown in FIG. 31 has the same structure as the Raman amplifier shown in FIG. 31, but includes the WDM coupler 65 ′ shown in FIG. 33, the semiconductor laser modules 60a ′ to 60d ′, the polarization combining couplers 61a ′ and 61b ′, and the WDM coupler 62. ′ Is further provided to perform backward excitation and forward excitation. In this case, since the semiconductor laser modules 60a'-60d 'use the semiconductor laser device used in the above-described first to fourth embodiments, the RIN is small and the forward pumping can be effectively performed.

【０１２５】同様に、図３６は、双方向励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図３
５に示したラマン増幅器は、図３２に示したラマン増幅
器の構成に、図３４に示したＷＤＭカプラ６５´、半導
体レーザモジュール６０ａ´，６０ｃ´およびＷＤＭカ
プラ６２´をさらに設け、後方励起と前方励起とを行
う。この場合、半導体レーザモジュール６０ａ´，６０
ｃ´は、上述した実施の形態１〜４で用いられる半導体
レーザ装置を用いているため、ＲＩＮが小さく、前方励
起を効果的に行うことができる。Similarly, FIG. 36 is a block diagram showing the structure of a Raman amplifier adopting the bidirectional pumping method. Figure 3
In the Raman amplifier shown in FIG. 5, the WDM coupler 65 ′, the semiconductor laser modules 60a ′, 60c ′ and the WDM coupler 62 ′ shown in FIG. 34 are further provided in the configuration of the Raman amplifier shown in FIG. Excite and perform. In this case, the semiconductor laser modules 60a ′, 60
Since c ′ uses the semiconductor laser device used in the above-described first to fourth embodiments, RIN is small and forward pumping can be effectively performed.

【０１２６】上述した図３３〜図３６に示したラマン増
幅器は、上述したようにＷＤＭ通信システムに適用する
ことができる。図３７は、図３１〜図３６に示したラマ
ン増幅器を適用したＷＤＭ通信システムの概要構成を示
すブロック図である。The Raman amplifiers shown in FIGS. 33 to 36 described above can be applied to the WDM communication system as described above. FIG. 37 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system to which the Raman amplifier shown in FIGS. 31 to 36 is applied.

【０１２７】図３７において、複数の送信機Ｔｘ１〜Ｔ
ｘｎから送出された波長λ₁〜λ_nの光信号は、光合波器
８０によって合波され、１つの光ファイバ８５に集約さ
れる。この光ファイバ８５の伝送路上には、図３３〜図
３６に示したラマン増幅器に対応した複数のラマン増幅
器８１，８３が距離に応じて配置され、減衰した光信号
を増幅する。この光ファイバ８５上を伝送した信号は、
光分波器８４によって、複数の波長λ₁〜λ_nの光信号に
分波され、複数の受信機Ｒｘ１〜Ｒｘｎに受信される。
なお、光ファイバ８５上には、任意の波長の光信号を付
加し、取り出したりするＡＤＭ（Add/Drop Multiplexe
r）が挿入される場合もある。In FIG. 37, a plurality of transmitters Tx1 to Tx are provided.
The optical signals of wavelengths λ _{1 to} λ _n sent from xn are combined by the optical combiner 80 and integrated into one optical fiber 85. On the transmission path of the optical fiber 85, a plurality of Raman amplifiers 81 and 83 corresponding to the Raman amplifiers shown in FIGS. 33 to 36 are arranged according to the distance and amplify the attenuated optical signal. The signal transmitted on this optical fiber 85 is
The optical demultiplexer 84 demultiplexes the optical signals having a plurality of wavelengths λ _{1 to} λ _n , and the optical signals are received by the plurality of receivers Rx1 to Rxn.
An ADM (Add / Drop Multiplexe) that adds and takes out an optical signal of an arbitrary wavelength on the optical fiber 85.
r) may be inserted.

【０１２８】なお、上述した実施の形態５では、実施の
形態１〜３に示した半導体レーザ装置あるいは実施の形
態４に示した半導体レーザモジュールを、ラマン増幅用
の励起光源に用いる場合を示したが、これに限らず、た
とえば、９８０ｎｍ，１４８０ｎｍなどのＥＤＦＡ励起
用光源として用いることができるのは明らかである。In the fifth embodiment described above, the semiconductor laser device shown in the first to third embodiments or the semiconductor laser module shown in the fourth embodiment is used as a pumping light source for Raman amplification. However, not limited to this, it is obvious that it can be used as a light source for EDFA excitation such as 980 nm and 1480 nm.

【０１２９】[0129]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、回折格子による波長選択特性によって複数の発
振縦モードをもたせ、かつ、変調手段が、前記活性層に
注入されるバイアス電流を変調する変調信号を生成し、
該変調信号を前記バイアス電流に重畳し、各発振縦モー
ドのスペクトル幅を広げるようにしているので、誘導ブ
リルアン散乱の閾値を相対的に高め、安定かつ高効率の
半導体レーザ装置を実現することができるという効果を
奏する。As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the modulating means injects the bias current into the active layer. Generate a modulated signal that modulates
Since the modulation signal is superposed on the bias current to widen the spectrum width of each oscillation longitudinal mode, the threshold of stimulated Brillouin scattering is relatively increased, and a stable and highly efficient semiconductor laser device can be realized. It has the effect of being able to.

【０１３０】また、請求項２の発明によれば、前記変調
手段が、前記変調信号が重畳された電流を前記非電流注
入領域外の領域から注入するようにしているので、たと
えば、回折格子近傍の屈折率が変化しないようにしてい
るので、光増幅制御を簡易かつ容易に行うことができる
かつ精度高く行うことができるともに、ＣＯＤの発生確
率を低くすることが期待できるという効果を奏する。Further, according to the invention of claim 2, since the modulation means injects the current on which the modulation signal is superimposed from a region outside the non-current injection region, for example, near the diffraction grating. Therefore, the optical amplification control can be easily and easily performed with high accuracy, and the COD occurrence probability can be expected to be low.

【０１３１】また、請求項３の発明によれば、回折格子
による波長選択特性によって複数の発振縦モードをもた
せ、かつ、変調手段が、前記活性層に注入されるバイア
ス電流を変調する変調信号を生成し、該変調信号を前記
バイアス電流に重畳し、各発振縦モードのスペクトル幅
を広げるようにしているので、誘導ブリルアン散乱の閾
値を相対的に高め、安定かつ高効率の半導体レーザ装置
を実現することができるという効果を奏する。According to the invention of claim 3, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the modulating means modulates the modulation signal for modulating the bias current injected into the active layer. Since the generated modulation signal is superposed on the bias current to widen the spectrum width of each oscillation longitudinal mode, the threshold value of stimulated Brillouin scattering is relatively increased, and a stable and highly efficient semiconductor laser device is realized. There is an effect that can be done.

【０１３２】また、請求項４の発明によれば、回折格子
による波長選択特性によって複数の発振縦モードをもた
せ、かつ、変調手段が、前記光導波路層に変調信号を印
加し、各発振縦モードのスペクトル幅を広げるようにし
ているので、誘導ブリルアン散乱の閾値を相対的に高
め、安定かつ高効率の半導体レーザ装置を実現すること
ができるという効果を奏する。Further, according to the invention of claim 4, a plurality of oscillation longitudinal modes are provided by the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, and the modulating means applies a modulation signal to the optical waveguide layer to produce each oscillation longitudinal mode. Therefore, the threshold value of stimulated Brillouin scattering is relatively increased, and a stable and highly efficient semiconductor laser device can be realized.

【０１３３】また、請求項５の発明によれば、前記変調
信号を正弦波信号としているので、ノイズ成分の広がり
を抑えることができるという効果を奏する。Further, according to the invention of claim 5, since the modulation signal is a sine wave signal, there is an effect that the spread of the noise component can be suppressed.

【０１３４】また、請求項６の発明によれば、前記変調
信号の電流振幅を、前記バイアス電流の電流値の０．１
〜１０％とすることによって、レーザ光のスペクトル幅
を所望の値に設定でき、かつ誘導ブリルアン散乱を抑制
することができるという効果を奏する。According to the invention of claim 6, the current amplitude of the modulation signal is set to 0.1 of the current value of the bias current.
By setting it to be 10%, there is an effect that the spectral width of the laser light can be set to a desired value and the stimulated Brillouin scattering can be suppressed.

【０１３５】また、請求項７の発明によれば、前記変調
信号の光振幅を、前記レーザ光の光出力の０．１〜１０
％とすることによって、レーザ光のスペクトル幅を所望
の値に設定でき、かつ誘導ブリルアン散乱を抑制するこ
とができるという効果を奏する。According to the invention of claim 7, the optical amplitude of the modulated signal is set to 0.1 to 10 of the optical output of the laser light.
%, The spectrum width of the laser light can be set to a desired value, and the stimulated Brillouin scattering can be suppressed.

【０１３６】また、請求項８の発明によれば、前記変調
信号の周波数は、５〜１０００ｋＨｚの範囲とすること
によって、レーザ光のスペクトル幅を所望の値に設定で
き、かつ誘導ブリルアン散乱を抑制することができると
いう効果を奏する。According to the invention of claim 8, the frequency of the modulation signal is set in the range of 5 to 1000 kHz, whereby the spectral width of the laser light can be set to a desired value and the stimulated Brillouin scattering is suppressed. There is an effect that can be done.

【０１３７】また、請求項９の発明によれば、前記変調
信号の周波数および変調度を、当該半導体レーザ装置の
レーザ光を用いる装置に最終的に外部出力されるまでの
減衰量を加味して決定し、可能な限り小さな値すること
によってＲＩＮの抑制とともに誘導ブリルアン散乱を抑
制することができるという効果を奏する。Further, according to the invention of claim 9, the frequency and the modulation degree of the modulation signal are taken into consideration in the attenuation amount until the external output to the device using the laser light of the semiconductor laser device. By determining and making the value as small as possible, it is possible to suppress the RIN and suppress the stimulated Brillouin scattering.

【０１３８】また、請求項１０の発明によれば、第１反
射膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、３０
０μｍ以下としているので、２本以上の発振縦モードを
容易に生成でき、かつ光出力の効率を向上させることが
できるという効果を奏する。According to the tenth aspect of the invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is 30
Since the thickness is 0 μm or less, it is possible to easily generate two or more oscillation longitudinal modes and to improve the efficiency of light output.

【０１３９】また、請求項１１の発明によれば、第１反
射膜側に設けられる前記回折格子の回折格子長を、前記
共振器長の（３００／１３００）倍の値以下としている
ので、任意の共振器長に対しても、２本以上の発振縦モ
ードを容易に生成でき、かつ高出力の光出力効率を向上
させることができるという効果を奏する。According to the eleventh aspect of the present invention, the diffraction grating length of the diffraction grating provided on the first reflection film side is set to a value equal to or less than (300/1300) times the resonator length. With respect to the resonator length of 1), it is possible to easily generate two or more oscillation longitudinal modes and to improve the optical output efficiency of high output.

【０１４０】また、請求項１２の発明によれば、前記回
折格子は、該回折格子の結合係数と回折格子長との乗算
値が０．３以下とし、駆動電流−光出力特性の線形性を
良好にし、光出力の安定性を高めるようにしているの
で、発振波長の駆動電流依存性を小さくすることがで
き、出力安定性の高い半導体レーザ装置を実現すること
ができるという効果を奏する。According to the twelfth aspect of the invention, in the diffraction grating, the multiplication value of the coupling coefficient of the diffraction grating and the diffraction grating length is set to 0.3 or less, and the linearity of the drive current-optical output characteristic is set. Since it is improved and the stability of the optical output is improved, the dependency of the oscillation wavelength on the driving current can be reduced, and a semiconductor laser device with high output stability can be realized.

【０１４１】また、請求項１３の発明によれば、前記回
折格子のグレーティング周期をランダムあるいは所定周
期で変化させ、回折格子の波長選択に揺らぎを発生さ
せ、発振波長スペクトルの半値幅を広げるようにしてい
るので、発振波長スペクトルの半値幅内に含まれる発振
縦モード数の増大を容易に行うことができ、安定かつ高
効率の半導体レーザ装置を実現することができるという
効果を奏する。According to the thirteenth aspect of the present invention, the grating period of the diffraction grating is changed randomly or at a predetermined period to cause fluctuations in the wavelength selection of the diffraction grating to widen the half-value width of the oscillation wavelength spectrum. Therefore, the number of oscillation longitudinal modes included in the half-width of the oscillation wavelength spectrum can be easily increased, and a stable and highly efficient semiconductor laser device can be realized.

【０１４２】また、請求項１４の発明によれば、前記第
１反射膜と前記第２反射膜との間に形成された活性層に
よって形成された共振器の長さを、８００μｍ以上と
し、高出力動作を可能としているので、高出力動作を可
能にし、回折格子によって選択される発振波長を安定か
つ高効率に出力することができるという効果を奏する。According to the fourteenth aspect of the present invention, the resonator formed by the active layer formed between the first reflective film and the second reflective film has a length of 800 μm or more, Since the output operation is possible, there is an effect that a high output operation is possible and the oscillation wavelength selected by the diffraction grating can be stably and efficiently output.

【０１４３】また、請求項１５の発明によれば、ＲＩＮ
を小さく、誘導ブリルアン散乱の閾値を大きくすること
ができることに加え、ファイバグレーティングを用いな
い半導体レーザ装置を用いて該半導体レーザ装置の共振
器が物理的に分離されていないため、光軸合わせなどを
行う必要がなく、半導体レーザモジュールの組立が容易
になるとともに、機械的振動などによってレーザの発振
特性が変化しにくくなり、安定したレーザ光を信頼性高
く、かつ安定して出力し、さらに低コスト化を実現する
ことができる半導体レーザモジュールを実現することが
できるという効果を奏する。According to the fifteenth aspect of the invention, the RIN
In addition to making it possible to increase the threshold value of the stimulated Brillouin scattering, the semiconductor laser device not using a fiber grating is used, and the resonator of the semiconductor laser device is not physically separated. It is not necessary to assemble the semiconductor laser module, and the assembly of the semiconductor laser module is easy, and the oscillation characteristics of the laser are less likely to change due to mechanical vibration, etc., and stable laser light can be output reliably and stably. There is an effect that it is possible to realize a semiconductor laser module that can realize the following.

【０１４４】また、請求項１６の発明によれば、ファイ
バグレーティングを用いない半導体レーザ装置を用いて
いるため、インライン式のファイバ型と異なり、偏波無
依存アイソレータを使用することができ、挿入損失が小
さく、さらにＲＩＮが小さい半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果を奏する。According to the sixteenth aspect of the invention, since the semiconductor laser device which does not use the fiber grating is used, the polarization independent isolator can be used unlike the in-line type fiber type, and the insertion loss is eliminated. It is possible to realize a semiconductor laser module having a small RIN and a small RIN.

【０１４５】また、請求項１７の発明によれば、請求項
１〜１４に記載の半導体レーザ装置、あるいは請求項１
５または１６に記載の半導体レーザモジュールを広帯域
ラマン増幅用の励起光源として用い、上述した各半導体
レーザ装置あるいは各半導体レーザモジュールの作用効
果を奏するようにし、回折格子によって選択される発振
波長を安定かつ高効率に出力することができるという効
果を奏する。According to the invention of claim 17, the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 14 or claim 1
The semiconductor laser module described in 5 or 16 is used as a pumping light source for wideband Raman amplification so as to bring about the effects of each semiconductor laser device or each semiconductor laser module described above, and stabilize the oscillation wavelength selected by the diffraction grating. This has the effect of enabling highly efficient output.

【０１４６】また、請求項１８の発明によれば、請求項
１〜１４に記載の半導体レーザ装置、あるいは請求項１
５または１６に記載の半導体レーザモジュールを、広帯
域ラマン増幅用の励起光源であって、前方励起用光源あ
るいは双方向励起方式における前方励起用光源として用
い、上述した各半導体レーザ装置あるいは各半導体レー
ザモジュールの作用効果を奏するようにし、回折格子に
よって選択される発振波長を安定かつ高効率に出力する
ことができるという効果を奏する。According to the invention of claim 18, the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 14 or claim 1
The semiconductor laser module described in 5 or 16 is used as a pumping light source for wideband Raman amplification, and is used as a forward pumping light source or a forward pumping light source in a bidirectional pumping method, and each of the above-mentioned semiconductor laser devices or each semiconductor laser module In addition, the oscillation wavelength selected by the diffraction grating can be output stably and highly efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の実施の形態１である半導体レーザ装
置を斜めからみた破断図である。FIG. 1 is a cutaway view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention when viewed obliquely.

【図２】この発明の実施の形態１である半導体レーザ装
置の構成を示す長手方向の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view in a longitudinal direction showing the configuration of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図３】図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線断面
図である。3 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device shown in FIG. 2 taken along the line AA.

【図４】図１に示した半導体レーザ装置の発振波長スペ
クトルと発振縦モードとの関係を示す図である。4 is a diagram showing a relationship between an oscillation wavelength spectrum and an oscillation longitudinal mode of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図５】バイアス電流に変調周波数信号を重畳した場合
における光出力の時間変化を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a time change of an optical output when a modulation frequency signal is superimposed on a bias current.

【図６】電流−光出力特性を用いて重畳信号が印加され
た場合における光出力変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a change in optical output when a superimposed signal is applied using a current-optical output characteristic.

【図７】バイアス電流に変調周波数信号を重畳した場合
における駆動電流の時間変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a change over time of a drive current when a modulation frequency signal is superimposed on a bias current.

【図８】重畳信号が印加された場合における波長変化を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a wavelength change when a superimposed signal is applied.

【図９】重畳信号が印加された場合におけるＲＩＮの周
波数特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics of RIN when a superimposed signal is applied.

【図１０】重畳信号が印加され、かつ共振器長に対して
部分的に回折格子が設けられた場合に誘導ブリルアン散
乱の閾値が相対的に上昇することを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing that the threshold value of stimulated Brillouin scattering is relatively increased when a superimposed signal is applied and a diffraction grating is partially provided with respect to the resonator length.

【図１１】重畳信号を印加した場合における変調周波数
信号振幅に対する発振縦モードのスペクトル幅の変化を
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in spectrum width of an oscillation longitudinal mode with respect to a modulation frequency signal amplitude when a superimposed signal is applied.

【図１２】発振縦モードのスペクトル幅に対する誘導ブ
リルアン散乱の閾値の変化を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing changes in the threshold value of stimulated Brillouin scattering with respect to the spectral width of the oscillation longitudinal mode.

【図１３】回折格子に適用されるチャープドグレーティ
ングの構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a chirped grating applied to a diffraction grating.

【図１４】回折格子にチャープドグレーティングを適用
した場合における発振波長スペクトルを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an oscillation wavelength spectrum when a chirped grating is applied to a diffraction grating.

【図１５】周期揺らぎのあるグレーティングの変形例を
示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a modified example of a grating having periodic fluctuation.

【図１６】この発明の実施の形態２である半導体レーザ
装置の長手方向の構成を示す縦断面図である。FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing a configuration in a longitudinal direction of a semiconductor laser device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図１７】変調度をパラメータとした場合におけるリタ
ーンロスの変調周波数依存性の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of the modulation frequency dependence of the return loss when the modulation degree is used as a parameter.

【図１８】変調度をパラメータとした場合におけるリタ
ーンロスの変調周波数依存性の一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of the modulation frequency dependency of return loss when the modulation factor is used as a parameter.

【図１９】変調度をパラメータとした場合におけるリタ
ーンロスの変調周波数依存性の一例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of the modulation frequency dependence of the return loss when the modulation factor is used as a parameter.

【図２０】図１７に示した半導体レーザ装置の無変調時
のスペクトル波形を示す図である。20 is a diagram showing a spectrum waveform of the semiconductor laser device shown in FIG. 17 when there is no modulation.

【図２１】図１８に示した半導体レーザ装置の無変調時
のスペクトル波形を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a spectrum waveform of the semiconductor laser device shown in FIG. 18 when there is no modulation.

【図２２】図１９に示した半導体レーザ装置の無変調時
のスペクトル波形を示す図である。22 is a diagram showing a spectrum waveform of the semiconductor laser device shown in FIG. 19 during non-modulation.

【図２３】変調度をパラメータとしたリターンロスの縦
モード本数依存性を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing the dependence of return loss on the number of longitudinal modes using the modulation factor as a parameter.

【図２４】縦モード本数をパラメータとしたリターンロ
スの減衰量依存性を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing the dependence of return loss on the attenuation amount with the number of longitudinal modes as a parameter.

【図２５】リターンロスの入射出力依存性を示す図であ
る。FIG. 25 is a diagram showing the dependence of return loss on the incident output.

【図２６】図２５の実験結果を求めるための実験装置の
一例を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing an example of an experimental device for obtaining the experimental result of FIG. 25.

【図２７】半導体レーザ装置から最終的な外部出力まで
にレーザ光が減衰される場合の一例を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an example of a case where laser light is attenuated from the semiconductor laser device to a final external output.

【図２８】この発明の実施の形態３である半導体レーザ
装置の長手方向の構成を示す縦断面図である。FIG. 28 is a vertical cross-sectional view showing the configuration in the longitudinal direction of a semiconductor laser device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図２９】図２８に示した半導体レーザ装置の変形例を
示す縦断面図である。29 is a vertical sectional view showing a modification of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図３０】この発明の実施の形態４である半導体レーザ
モジュールの構成を示す縦断面図である。FIG. 30 is a vertical sectional view showing a structure of a semiconductor laser module according to a fourth embodiment of the present invention.

【図３１】この発明の実施の形態４であるラマン増幅器
の構成を示すブロック図である。FIG. 31 is a block diagram showing a configuration of a Raman amplifier that is Embodiment 4 of the present invention.

【図３２】図３１に示したラマン増幅器の応用例を示す
ブロック図である。FIG. 32 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 31.

【図３３】図３１に示したラマン増幅器の変形例であっ
て、前方励起方式を採用したラマン増幅器の構成を示す
ブロック図である。FIG. 33 is a block diagram showing a modification of the Raman amplifier shown in FIG. 31 and showing a configuration of a Raman amplifier adopting a forward pumping method.

【図３４】図３３に示したラマン増幅器の応用例を示す
ブロック図である。FIG. 34 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 33.

【図３５】図３１に示したラマン増幅器の変形例であっ
て、双方向励起方式を採用したラマン増幅器の構成を示
すブロック図である。FIG. 35 is a block diagram showing a configuration of a Raman amplifier adopting a bidirectional pumping method, which is a modification of the Raman amplifier shown in FIG. 31.

【図３６】図３５に示したラマン増幅器の応用例を示す
ブロック図である。36 is a block diagram showing an application example of the Raman amplifier shown in FIG. 35.

【図３７】図３１〜図３６に示したラマン増幅器を用い
たＷＤＭ通信システムの概要構成を示すブロック図であ
る。FIG. 37 is a block diagram showing a schematic configuration of a WDM communication system using the Raman amplifier shown in FIGS. 31 to 36.

【図３８】従来のラマン増幅器の概要構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 38 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional Raman amplifier.

【図３９】図３８に示したラマン増幅器に用いた半導体
レーザモジュールの構成を示す図である。39 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser module used in the Raman amplifier shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ｎ−ＩｎＰ基板２ｎ−Ｉｎｐバッファ層３ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層４ｐ−ＩｎＰスペーサ層６ｐ−ＩｎＰクラッド層７ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８ｐ−ＩｎＰブロッキング層９ｎ−ＩｎＰブロッキング層１０ｐ側電極１１ｎ側電極１３回折格子１４反射膜１５出射側反射膜１６，１７光導波路層２０半導体レーザ装置２１電流駆動部２２変調信号印加部２３接続点３０発振波長スペクトル３１〜３３発振縦モード４５複合発振波長スペクトル４６可変減衰器４７カプラ４８，５３，６３，６６アイソレータ５０，６０ａ〜６０ｄ，６０ａ´〜６０ｄ´ 半導体レ
ーザモジュール５２第１レンズ５４第２レンズ５５光ファイバ５６電流モニタ５７ベース５７ａヒートシンク５８ペルチェ素子５８ａサーミスタ５９パッケージ６１ａ，６１ｂ，６１ａ´，６１ｂ´ 偏波合成カプラ６２，６５，６２´，６５´ ＷＤＭカプラ６４増幅用ファイバ６７モニタ用光分配カプラ６８制御回路６９信号光入力ファイバ７０信号光出力ファイバ７１偏波面保存ファイバ８１，８３ラマン増幅器Ｌｇ回折格子長1 n-InP substrate 2 n-Inp buffer layer 3 GRIN-SCH-MQW active layer 4 p-InP spacer layer 6 p-InP clad layer 7 p-InGaAsP contact layer 8 p-InP blocking layer 9 n-InP blocking layer 10 p-side electrode 11 n-side electrode 13 diffraction grating 14 reflection film 15 emission side reflection films 16 and 17 optical waveguide layer 20 semiconductor laser device 21 current drive unit 22 modulation signal application unit 23 connection point 30 oscillation wavelength spectrum 31 to 33 oscillation longitudinal mode 45 Compound oscillation wavelength spectrum 46 Variable attenuator 47 Coupler 48, 53, 63, 66 Isolator 50, 60a-60d, 60a'-60d 'Semiconductor laser module 52 First lens 54 Second lens 55 Optical fiber 56 Current monitor 57 Base 57a Heat sink 58 Peltier element 58a Thermis 59 package 61a, 61b, 61a ', 61b' polarization combining coupler 62, 65, 62 ', 65' WDM coupler 64 amplification fiber 67 monitor light distribution coupler 68 control circuit 69 signal light input fiber 70 signal light output fiber 71 polarization maintaining fiber 81,83 Raman amplifier Lg diffraction grating length

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｓ 5/125 Ｈ０１Ｓ 5/125 (72)発明者木村俊雄東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者築地直樹東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者清水裕東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 BA03 CA00 DA36 DA38 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA08 EB15 HA23 5F072 AB07 AK06 HH02 HH03 JJ01 JJ05 JJ09 JJ20 MM20 PP07 RR01 YY17 5F073 AA22 AA46 AA61 AA65 AA74 AA83 AA87 AA89 AB27 AB28 AB30 BA03 CA02 CA12 CB10 CB11 EA01 EA15 EA24 EA27 EA28 EA29 FA02 FA15 FA25 GA24 HA08 HA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H01S 5/125 H01S 5/125 (72) Inventor Toshio Kimura 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo In Kawakawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Tsukiji 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yutaka Shimizu 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Kawasaki Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2H037 BA03 CA00 DA36 DA38 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA08 EB15 HA23 5F072 AB07 AK06 HH02 HH03 JJ01 JJ05 JJ09 JJ20 MM20 PP07 RR01 YY17 5F073 AA22 A65 AA A4 AA A4 AA A4 A6 A7 BA03 CA02 CA12 CB10 CB11 EA01 EA15 EA24 EA27 EA28 EA29 FA02 FA15 FA25 GA24 HA08 HA10

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
成された活性層の近傍に沿って部分的に設けられた回折
格子を有し、少なくとも該回折格子による波長選択特性
によって複数の発振縦モードをもつレーザ光を出力する
半導体レーザ装置において、前記活性層に注入されるバイアス電流を変調する変調信
号を生成し、該変調信号を前記バイアス電流に重畳する
変調手段を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。1. A partly provided along the vicinity of an active layer formed between a first reflective film provided on a laser beam emitting end face and a second reflective film provided on the laser beam reflective end face. In a semiconductor laser device that has a diffraction grating and outputs a laser beam having a plurality of oscillation longitudinal modes by at least the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, a modulation signal that modulates a bias current injected into the active layer is generated. A semiconductor laser device comprising: a modulation unit that superimposes the modulation signal on the bias current.

【請求項２】前記回折格子を含む周囲近傍への電流注
入が抑制される非電流注入領域が形成され、前記変調手段によって前記変調信号が重畳された電流を
前記非電流注入領域外の領域から注入することを特徴と
する請求項１に記載の半導体レーザ装置。2. A non-current injection region in which current injection into the vicinity of the periphery including the diffraction grating is suppressed is formed, and a current on which the modulation signal is superimposed by the modulation means is supplied from a region outside the non-current injection region. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is implanted.

【請求項３】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に活
性層と光導波路層とを設け、該光導波路層の近傍に沿っ
て部分的に設けられた回折格子を有し、少なくとも該回
折格子による波長選択特性によって複数の発振縦モード
をもつレーザ光を出力する半導体レーザ装置において、前記活性層に注入されるバイアス電流を変調する変調信
号を生成し、該変調信号を前記バイアス電流に重畳する
変調手段を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。3. An active layer and an optical waveguide layer are provided between a first reflection film provided on a laser light emitting end surface and a second reflection film provided on the laser light reflecting end surface, and the optical waveguide layer is provided with an active layer and an optical waveguide layer. In a semiconductor laser device having a diffraction grating partially provided along the vicinity thereof and outputting laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes by at least the wavelength selection characteristic of the diffraction grating, a bias injected into the active layer. A semiconductor laser device comprising: a modulation means for generating a modulation signal for modulating a current and superimposing the modulation signal on the bias current.

【請求項４】レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に活
性層と光導波路層とを設け、該光導波路層の近傍に沿っ
て部分的に設けられた回折格子を有し、少なくとも該回
折格子による波長選択特性によって複数の発振縦モード
をもつレーザ光を出力する半導体レーザ装置において、前記光導波路層に変調信号を印加する変調手段を備えた
ことを特徴とする半導体レーザ装置。4. An active layer and an optical waveguide layer are provided between a first reflective film provided on a laser light emitting end surface and a second reflective film provided on the laser light reflective end surface, and the active layer and the optical waveguide layer are provided. In a semiconductor laser device having a diffraction grating partially provided along the vicinity thereof and outputting laser light having a plurality of oscillation longitudinal modes by at least the wavelength selection characteristics of the diffraction grating, a modulation signal is applied to the optical waveguide layer. A semiconductor laser device comprising a modulating means for applying.

【請求項５】前記変調信号は、正弦波信号であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the modulation signal is a sine wave signal.

【請求項６】前記変調信号の電流振幅は、前記バイア
ス電流の電流値の０．１〜１０％の電流振幅をもつこと
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。6. The semiconductor according to claim 1, wherein a current amplitude of the modulation signal has a current amplitude of 0.1 to 10% of a current value of the bias current. Laser device.

【請求項７】前記変調信号の光振幅は、前記レーザ光
の光出力の０．１〜１０％の光振幅をもつことを特徴と
する請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体レーザ
装置。7. The semiconductor according to claim 1, wherein an optical amplitude of the modulation signal has an optical amplitude of 0.1 to 10% of an optical output of the laser light. Laser device.

【請求項８】前記変調信号の周波数は、５〜１０００
ｋＨｚの範囲であることを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか一つに記載の半導体レーザ装置。8. The frequency of the modulation signal is 5 to 1000.
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a frequency range of kHz.

【請求項９】前記変調信号の周波数および変調度は、
当該半導体レーザ装置のレーザ光を用いる装置に最終的
に外部出力されるまでの減衰量を加味して決定すること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。9. The frequency and modulation degree of the modulated signal are
9. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is determined by taking into account the amount of attenuation until it is finally output to an external device using the laser light of the semiconductor laser device.

【請求項１０】前記回折格子は、回折格子長が３００
μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
か一つに記載の半導体レーザ装置。10. The diffraction grating has a diffraction grating length of 300.
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a thickness of μm or less.

【請求項１１】前記回折格子の回折格子長は、前記共
振器長の（３００／１３００）倍の値以下であることを
特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の半導
体レーザ装置。11. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the diffraction grating length of the diffraction grating is not more than (300/1300) times the cavity length. apparatus.

【請求項１２】前記回折格子は、該回折格子の結合係
数と回折格子長との乗算値が０．３以下であることを特
徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体
レーザ装置。12. The semiconductor according to claim 1, wherein the diffraction grating has a multiplication value of a coupling coefficient of the diffraction grating and a diffraction grating length of 0.3 or less. Laser device.

【請求項１３】前記回折格子は、グレーティング周期
をランダムあるいは所定周期で変化させたことを特徴と
する請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体レー
ザ装置。13. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the diffraction grating has a grating period changed randomly or in a predetermined period.

【請求項１４】前記第１反射膜と前記第２反射膜との
間に形成された活性層によって形成された共振器の長さ
は、８００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜
１３のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。14. The resonator formed by an active layer formed between the first reflective film and the second reflective film has a length of 800 μm or more.
13. The semiconductor laser device according to any one of 13.

【請求項１５】請求項１〜１４に記載の半導体レーザ
装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとの光結合を行
う光結合レンズ系と、を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。15. The semiconductor laser device according to claim 1, an optical fiber for guiding the laser light emitted from the semiconductor laser device to the outside, and an optical coupling between the semiconductor laser device and the optical fiber. A semiconductor laser module comprising: an optical coupling lens system for performing.

【請求項１６】前記半導体レーザ装置の温度を制御す
る温度制御装置と、前記光結合レンズ系内に配置され、光ファイバ側からの
反射戻り光の入射を抑制するアイソレータと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１５に記載の半
導体レーザモジュール。16. A temperature control device for controlling the temperature of the semiconductor laser device, and an isolator arranged in the optical coupling lens system for suppressing incidence of reflected return light from the optical fiber side. The semiconductor laser module according to claim 15, wherein:

【請求項１７】請求項１〜１４に記載の半導体レーザ
装置、あるいは請求項１５または１６に記載の半導体レ
ーザモジュールを広帯域ラマン増幅用の励起光源として
用いたことを特徴とするラマン増幅器。17. A Raman amplifier using the semiconductor laser device according to claim 1 or the semiconductor laser module according to claim 15 or 16 as an excitation light source for wideband Raman amplification.

【請求項１８】請求項１〜１４に記載の半導体レーザ
装置、あるいは請求項１５または１６に記載の半導体レ
ーザモジュールは、広帯域ラマン増幅用の励起光源であ
って、前方励起用光源あるいは双方向励起方式における
前方励起用光源として用いられることを特徴とするラマ
ン増幅器。18. The semiconductor laser device according to claim 1 or the semiconductor laser module according to claim 15 or 16 is a pumping light source for wideband Raman amplification, and is a forward pumping light source or bidirectional pumping. A Raman amplifier characterized by being used as a light source for forward pumping in the system.