JP5203422B2

JP5203422B2 - 半導体レーザモジュール

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Publication number: JP5203422B2
Application number: JP2010132120A
Authority: JP
Inventors: 剛小林; 剛史阿久津; 一孝奈良; 俊雄木村; 竜也木本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2030-06-09
Also published as: JP2011258758A; US20110305253A1

Description

本発明は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光に対し所定の処理を施す素子とを備える半導体レーザモジュールに関するものである。

従来より、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を増幅する半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：SOA）や半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を変調する半導体光変調器とを１つの半導体基板上に集積させた半導体レーザモジュールが知られている（特許文献１〜４参照）。

特開２００１−８５７８１号公報特開２００２−３２３６８５号公報特開２００７−２５０８８９号公報特開２００９−９３０９３号公報

ＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザ素子（分布帰還型レーザ素子）の発振波長はその駆動温度に応じて変化する。従って、ＤＦＢレーザ素子から出射されるレーザ光の波長を調整するためには、ＤＦＢレーザ素子の駆動温度を１０〜５０℃程度の温度範囲内で駆動させる場合がある。一方、半導体光増幅器の増幅効率や半導体光変調器の変調効率はその駆動温度の増加に伴い低下する。従って、高出力のレーザ光を出力する又は所望の変調度を実現するためには、半導体光増幅器や半導体光変調器の駆動温度を常温等の一定温度に保つことが望ましい。

しかしながら、従来の半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子と半導体光増幅器や半導体光変調器とは１つの半導体基板上に集積されている。このため、従来の半導体レーザモジュールによれば、半導体レーザ素子を高温で駆動させているときに、半導体レーザ素子の熱によって半導体光増幅器や半導体光変調器の駆動温度が上昇することにより、増幅効率や変調効率が低下し、高出力のレーザ光を出力する又は所望の変調度を実現することが困難になることがあった。このため、半導体レーザ素子の駆動温度と半導体光増幅器や半導体光変調器の駆動温度とをそれぞれ適切な温度範囲内に制御可能な半導体レーザモジュールの提供が期待されている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体レーザ素子の駆動温度と半導体レーザ素子から出射されたレーザ光に対し所定の処理を施す素子の駆動温度とを適切な温度範囲内に制御可能な半導体レーザモジュールを提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザモジュールは、レーザ光を出射する複数の半導体レーザ素子を備える半導体レーザ基板と、レーザ光の波長に対して透過性を有する接着剤を介して前記複数の半導体レーザ素子に光学的に結合された、前記複数の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を選択出力する光選択素子を備える光選択素子基板と、レーザ光の波長に対して透過性を有する接着剤を介して前記光選択素子基板に光学的に結合された、前記光選択素子によって選択出力されたレーザ光に対し所定の処理を施す素子を備える素子基板と、前記半導体レーザ基板に接合された、該半導体レーザ基板を介して前記複数の半導体レーザ素子の駆動温度を調整する第１の温度調節素子と、前記素子基板に接合された、該素子基板を介して前記素子の駆動温度を調整する第２の温度調節素子と、を備える。

本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記素子は、前記光選択素子によって選択出力されたレーザ光を増幅する半導体光増幅器である。

本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記素子は、前記光選択素子によって選択出力されたレーザ光を変調する半導体光変調器である

本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、レーザ光の波長に対して透過性を有する接着剤を介して前記素子に光学的に結合された、前記半導体光増幅器によって増幅されたレーザ光を導波する光導波路を備える導波基板と、レーザ光の波長に対して透過性を有する接着剤を介して前記光導波路に光学的に結合された、前記光導波路によって導波されたレーザ光を変調する半導体光変調器を備える変調器基板と、前記変調器基板に接合された、該変調器基板を介して前記素子の駆動温度を調整する第３の温度調節素子とを備える。

本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記半導体素子は、分布帰還型半導体レーザ素子である。

本発明に係る半導体レーザモジュールによれば、半導体レーザ素子の駆動温度と半導体レーザ素子から出射されたレーザ光に対し所定の処理を施す素子の駆動温度とを個別の温度調節素子を用いて調整すると共に、半導体レーザ素子を備える半導体レーザ基板とレーザ光に対し所定の処理を施す素子を備える素子基板との間に複数の半導体レーザ素子からのレーザ光を選択出力する光選択素子を備える光選択素子基板を介在させたので、半導体レーザ素子の駆動温度と半導体レーザ素子から出射されたレーザ光に対し所定の処理を施す素子の駆動温度とを適切な温度範囲内に制御することができる。

図１は、本発明の一実施形態である光モジュールの構成を上方から見た断面模式図である。図２は、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュールの構成を示す模式図である。図３は、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュールの構成を示す模式図である。図４は、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュールの構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である光モジュールの構成について説明する。

〔光モジュールの全体構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である光モジュールの全体構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である光モジュールの構成を上方から見た断面模式図である。なお、以下では、水平面内であってレーザ光の出射方向（光軸方向）をＸ軸方向、水平面内であってＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向、ＸＹ平面（水平面）の法線方向（鉛直方向）をＺ軸方向と定義する。

図１に示すように、本発明の一実施形態である光モジュール１は、半導体レーザモジュール２、コリメートレンズ３、基板４、ビームスプリッタ５、パワーモニタ用フォトダイオード６、エタロンフィルタ７、波長モニタ用フォトダイオード８、ベースプレート９、温度調節素子１０、光アイソレータ１１、及び集光レンズ１２を備え、これらの要素は筐体１３内に収容されている。

コリメートレンズ３は、半導体レーザモジュール２のレーザ光出射端面近傍に配置されている。コリメートレンズ３は、半導体レーザモジュール２から出射されたレーザ光ＬＢを平行光に変換し、平行光に変換されたレーザ光ＬＢをビームスプリッタ５に導く。基板４は、ＸＹ平面に対して水平な設置面に半導体レーザモジュール２とコリメートレンズ３とを載置する。

ビームスプリッタ５は、コリメートレンズ３によって導かれたレーザ光ＬＢの一部を透過して光アイソレータ１１に導くと共に、コリメートレンズ３によって導かれたレーザ光ＬＢの他部をパワーモニタ用フォトダイオード６側とエタロンフィルタ７側とに分岐する。パワーモニタ用フォトダイオード６は、ビームスプリッタ５によって分岐されたレーザ光ＬＢの強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を図示しない制御装置に入力する。

エタロンフィルタ７は、レーザ光ＬＢの波長に対して周期的な透過特性を有し、透過特性に応じた強度でレーザ光ＬＢを選択的に透過して波長モニタ用フォトダイオード８に入力する。波長モニタ用フォトダイオード８は、エタロンフィルタ７から入力されたレーザ光ＬＢの強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を図示しない制御装置に入力する。パワーモニタ用フォトダイオード６及び波長モニタ用フォトダイオード８によって検出されたレーザ光ＬＢの強度は、図示しない制御装置による波長ロック制御に用いられる。

具体的には、波長ロック制御では、図示しない制御装置は、パワーモニタ用フォトダイオード６によって検出されたレーザ光ＬＢの強度と波長モニタ用フォトダイオード８によって検出されたレーザ光ＬＢの強度との比がレーザ光ＬＢの強度及び波長が所望の強度及び波長になるときの比になるように半導体レーザモジュール２の動作を制御する。これにより、レーザ光ＬＢの強度及び波長を所望の強度及び波長に制御することができる。

ベースプレート９は、ＸＹ平面に対して水平な設置面に基板４、ビームスプリッタ５、パワーモニタ用フォトダイオード６、エタロンフィルタ７、及び波長モニタ用フォトダイオード８を載置する。温度調節素子１０は、ＸＹ平面に対して水平な設置面にベースプレート９を載置し、ベースプレート９を介してエタロンフィルタ７の温度を調整することによってエタロンフィルタ７の選択波長を制御する。温度調節素子１０としてはペルチェ素子（Thermo-Electric Cooler：TEC）を例示できる。光アイソレータ１１は、光ファイバ１４からの戻り光がレーザ光ＬＢに再結合することを抑制する。集光レンズ１２は、ビームスプリッタ５を透過したレーザ光ＬＢを光ファイバ１４に結合させて出力する。

〔半導体レーザモジュールの構成〕
次に、図２乃至図４を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態である半導体レーザモジュールの構成について説明する。

〔第１の実施形態〕
始めに、図２を参照して、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュールの構成について説明する。

図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュールの構成を示す上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す半導体レーザモジュールのＡ−Ａ線断面図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュール２は、半導体レーザ部２１と、光選択素子部２２と、増幅部２３とを備える。

半導体レーザ部２１は、温度調節素子２１１と、温度調節素子２１１上に載置された半導体レーザ基板２１２と、半導体レーザ基板２１２上に形成された半導体レーザアレイ２１３とを備える。温度調節素子２１１は、図示しない制御装置からの制御信号に従って半導体レーザ基板２１２を介して半導体レーザアレイ２１３の温度を制御する。温度調節素子２１１は、本発明に係る第１の温度調節素子として機能する。温度調節素子２１１としてはペルチェ素子を例示できる。半導体レーザアレイ２１３は、それぞれ異なる波長のレーザ光を端面から出射するストライプ形状の複数（本例では１６個）の単一縦モード半導体レーザ素子（以下、半導体レーザ素子と略記）２１４を備える。半導体レーザ素子２１４は、ＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザ素子（分布帰還型レーザ素子）であり、素子温度を調整することによってその発振波長を制御することができる。

具体的には、各半導体レーザ素子２１４は、例えば３〜４ｎｍ程度の範囲内で発振波長を変化させることができ、各半導体レーザ素子２１４の発振波長が３〜４ｎｍ程度の間隔で並ぶように各半導体レーザ素子２１４の発振波長が設計されている。これにより、半導体レーザアレイ２１３は、駆動する半導体レーザ素子２１４を切り替えると共に素子温度を制御することによって、単体の半導体レーザ素子よりも広帯域な連続した波長帯域のレーザ光ＬＢを出射することができる。

なお、ＷＤＭ通信用の波長帯域全体（例えば１．５３〜１．５６μｍのＣバンド又は１．５７〜１．６１μｍのＬバンド）をカバーするためには、それぞれ３〜４ｎｍの範囲内で発振波長を変化させることが可能な１０個以上の半導体レーザ素子２１４を集積することによって、３０ｎｍ以上の波長帯域に亘って波長を変化させることができる。

光選択素子部２２は、光選択素子基板２２１と、光選択素子基板２２１上に形成された光導波路２２２，２２４，２２６，２２８及びＭＺＩ（Mach-Zehnder Interferometer）素子２２３，２２５，２２７とを備える。光選択素子基板２２１は、レーザ光の波長に対して透過性を有する紫外線（Ultra-Violet：UV）硬化樹脂２４１によって半導体レーザ基板２１２に接着されている。ＵＶ硬化樹脂２４１としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることができる。光導波路２２２は、ＵＶ硬化樹脂２４１を介して半導体レーザ素子２１４のレーザ光出射端面に光学的に結合されている。光導波路２２２は、複数の半導体レーザ素子２１４から出射されたレーザ光をＭＺＩ素子２２３に導く。ＭＺＩ素子２２３は、隣接する２つの光導波路２２２に光学的に結合され、２つの光導波路２２２から導かれたレーザ光を選択出力する。

光導波路２２４は、ＭＺＩ素子２２３から出力されたレーザ光をＭＺＩ素子２２５に導く。ＭＺＩ素子２２５は、光導波路２２４に光学的に結合され、光導波路２２４から導かれたレーザ光を選択出力する。光導波路２２６は、ＭＺＩ素子２２５から出力されたレーザ光をＭＺＩ素子２２７に導く。ＭＺＩ素子２２７は、光導波路２２６に光学的に結合され、光導波路２２６から導かれたレーザ光を選択出力する。光導波路２２８は、ＭＺＩ素子２２７から選択出力されたレーザ光を増幅部２３に導く。このように、光選択素子部２２は、１６入力，１出力のＰＬＣ（Planer Lightwave Circuit）からなるマッハ・ツェンダー型の光選択素子によって構成され、複数（本例では１６個）の半導体レーザ素子２１４から出射されたレーザ光を選択出力する。

増幅部２３は、温度調節素子２３１と、温度調節素子２３１上に載置された増幅器基板２３２と、増幅器基板２３２上に形成された半導体光増幅器２３３とを備える。温度調節素子２３１は、図示しない制御装置からの制御信号に従って増幅器基板２３２を介して半導体光増幅器２３３の温度を制御する。温度調節素子２３１は、本発明に係る第２の温度調節素子として機能する。温度調節素子２３１としてはペルチェ素子を例示できる。増幅器基板２３２は、ＵＶ硬化樹脂２４２によって光選択素子基板２２１に接着されている。増幅器基板２３２は、本発明に係る素子基板として機能する。半導体光増幅器２２３は、ＵＶ硬化樹脂２４２を介して光導波路２２８に光学的に結合されている。半導体光増幅器２３３は、光導波路２２８によって導かれたレーザ光を増幅し、増幅されたレーザ光をＸ軸方向に出射する。

このような構成を有する半導体レーザモジュール２を製造する際は、始めに、半導体レーザアレイ２１３を半導体レーザ基板２１２上に形成し、半導体レーザアレイ２１３から出射されたレーザ光を選択出力する光選択素子を光選択素子基板２２１上に形成する。次に、光選択素子によって選択出力されたレーザ光を増幅する半導体光増幅器２３３を増幅器基板２３２上に形成する。次に、半導体レーザアレイ２１３のレーザ光出射端面と光選択素子とが光学的に結合するように半導体レーザ基板２１２と光選択素子基板２２１とをＵＶ硬化樹脂２４１によって接着し、光選択素子と半導体光増幅器２３３とが光学的に結合するように光選択素子基板２２１と増幅器基板２３２とをＵＶ硬化樹脂２４２によって接着する。そして最後に、半導体レーザアレイ２１３の温度を制御する温度調節素子２１１上に半導体レーザ基板２１２をボンディング接合し、半導体光増幅器２３３の温度を制御する温度調節素子２３１上に増幅器基板２３２をボンディング接合する。

以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子２１４の駆動温度と半導体光増幅器２３３の駆動温度とを個別の温度調節素子２１１，２３１を用いて調整すると共に、半導体レーザ素子２１４を備える半導体レーザ基板２１２と半導体光増幅器２３３を備える増幅器基板２３２との間に光選択素子を備える光選択素子基板を介在させることによって半導体レーザ素子２１４と半導体光増幅器２３３との間の熱的な干渉を低減させるので、半導体レーザ素子２１４の駆動温度と半導体光増幅器２３３の駆動温度とを適切な温度範囲内に制御することができる。

また、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子２１４を高温で駆動する際に半導体光増幅器２３３の駆動温度が上昇することを抑制できるので、高出力のレーザ光を出力することができる。また、本発明の第１の実施形態である半導体レーザモジュールでは、多モード干渉（Multi-Mode Interferometer：MMI）型合波器の代わりにマッハ・ツェンダー型の光選択素子を用いて複数の半導体レーザ素子２１４からのレーザ光を選択出力するので、半導体レーザ素子２１４と半導体光増幅器２３３とを別基板に分離形成しても、半導体レーザ素子２１４から半導体光増幅器２３３への結合損失を低減することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュールの構成について説明する。

図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュールの構成を示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す半導体レーザモジュールのＡ−Ａ線断面図である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュール２は、半導体レーザ部２１と、光選択素子部２２と、変調部２５とを備える。なお、半導体レーザ部２１及び光選択素子部２２の構成は、第１の実施形態における半導体レーザ部２１及び光選択素子部２２の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。

変調部２５は、温度調節素子２５１と、温度調節素子２５１上に載置された変調器基板２５２と、変調器基板２５２上に形成された半導体光変調器２５３とを備える。温度調節素子２５１は、図示しない制御装置からの制御信号に従って変調器基板２５２を介して半導体光変調器２５３の温度を制御する。温度調節素子２５１は、本発明に係る第２又は第３の温度調節素子として機能する。温度調節素子２５１としてはペルチェ素子を例示できる。変調器基板２５１は、ＵＶ硬化樹脂２４２によって光選択素子基板２２１に接着されている。変調器基板２５１は、本発明に係る素子基板として機能する。半導体光変調器２５３は、ＵＶ硬化樹脂２４３を介して光導波路２２８に光学的に結合されている。半導体光変調器２５３は、光導波路２２８によって導かれたレーザ光を変調し、変調されたレーザ光をＸ軸方向に出力する。

このような構成を有する半導体レーザモジュール２を製造する際は、始めに、半導体レーザアレイ２１３を半導体レーザ基板２１２上に形成し、半導体レーザアレイ２１３から出射されたレーザ光を選択出力する光選択素子を光選択素子基板２２１上に形成する。次に、光選択素子によって選択出力されたレーザ光を変調する半導体光変調器２５３を変調器基板２５２上に形成する。次に、半導体レーザアレイ２１３のレーザ光出射端面と光選択素子とが光学的に結合するように半導体レーザ基板２１２と光選択素子基板２２１とをＵＶ硬化樹脂２４１によって接着し、光選択素子と半導体光変調器２５３とが光学的に結合するように光選択素子基板２２１と変調器基板２５２とをＵＶ硬化樹脂２４２によって接着する。そして最後に、半導体レーザアレイ２１３の温度を制御する温度調節素子２１１上に半導体レーザ基板２１２をボンディング接合し、半導体光変調器２５３の温度を制御する温度調節素子２５１上に変調器基板２５２をボンディング接合する。

以上の説明から明らかなように、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子２１４の駆動温度と半導体光変調器２５３の駆動温度とを個別の温度調節素子２１１，２５１を用いて調整すると共に、半導体レーザ素子２１４を備える半導体レーザ基板２１２と半導体光変調器２５３を備える変調器基板２５２との間に光選択素子を備える光選択素子基板を介在させることによって半導体レーザ素子２１４と半導体光変調器２５３との間の熱的な干渉を低減させるので、半導体レーザ素子２１４の駆動温度と半導体光変調器２５３の駆動温度とを適切な温度範囲内に制御することができる。

また、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子２１４を高温で駆動する際に半導体光変調器２５３の駆動温度が上昇することを抑制できるので、所望の変調度を実現することができる。また、本発明の第２の実施形態である半導体レーザモジュールでは、多モード干渉型合波器の代わりにマッハ・ツェンダー型の光選択素子を用いて複数の半導体レーザ素子２１４からのレーザ光を選択出力するので、半導体レーザ素子２１４と半導体光変調器２５３とを別基板に分離形成しても、半導体レーザ素子２１４から半導体光変調器２５３への結合損失を低減することができる。

〔第３の実施形態〕
最後に、図４を参照して、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュールの構成について説明する。

図４（ａ）は、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュールの構成を示す上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す半導体レーザモジュールのＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュール２は、半導体レーザ部２１と、光選択素子部２２と、増幅部２３と、変調部２５と、導波部２６とを備える。なお、半導体レーザ部２１、光選択素子部２２、及び増幅部２３の構成は、第１の実施形態における半導体レーザ部２１、光選択素子部２２、及び増幅部２３の構成と同じであるので、以下ではその説明を省略する。

導波部２６は、導波基板２６１と、導波基板２６１上に形成された光導波路２６２とを備える。導波基板２６１は、ＵＶ硬化樹脂２４３によって増幅器基板２３２に接着されている。光導波路２６２は、ＵＶ硬化樹脂２４３を介して半導体光増幅器２３３に光学的に結合されている。光導波路２６２は、半導体光増幅器２３３によって増幅されたレーザ光を変調部２５側に導く。

変調部２５は、温度調節素子２５１と、温度調節素子２５１上に載置された変調器基板２５２と、変調器基板２５２上に形成された半導体光変調器２５３とを備える。温度調節素子２５１は、図示しない制御装置からの制御信号に従って変調器基板２５２を介して半導体光変調器２５３の温度を制御する。変調器基板２５１は、ＵＶ硬化樹脂２４４によって導波基板２６１に接着されている。半導体光変調器２５３は、ＵＶ硬化樹脂２４４を介して光導波路２６２に光学的に結合されている。半導体光変調器２５３は、光導波路２６２によって導かれたレーザ光を変調し、変調されたレーザ光をＸ軸方向に出力する。

このような構成を有する半導体レーザモジュール２を製造する際は、始めに、半導体レーザアレイ２１３を半導体レーザ基板２１２上に形成し、半導体レーザアレイ２１３から出射されたレーザ光を選択出力する光選択素子を光選択素子基板２２１上に形成する。次に、光選択素子によって選択出力されたレーザ光を増幅する半導体光増幅器２３３を増幅器基板２３２上に形成し、半導体光増幅器２３３によって増幅されたレーザ光を導波する光導波路２６２を導波基板２６１上に形成する。次に、光導波路２６２によって導波されたレーザ光を変調する半導体光変調器２５３を変調器基板２５２上に形成する。次に、半導体レーザアレイ２１３の出射端面と光選択素子とが光学的に結合するように半導体レーザ基板２１２と光選択素子基板２２１とをＵＶ硬化樹脂２４１によって接着し、光選択素子と半導体光増幅器２３３が光学的に結合するように光選択素子基板２２１と増幅器基板２３２とをＵＶ硬化樹脂２４２によって接着する。次に、半導体光増幅器２３３と光導波路２６２とが光学的に結合するように増幅器基板２３２と導波基板２６１とをＵＶ硬化樹脂２４３によって接着し、光導波路２６２と半導体光変調器２５３とが光学的に結合するように導波基板２６１と変調器基板２５２とをＵＶ硬化樹脂２４４によって接着する。そして最後に、半導体レーザアレイ２１３の温度を制御する温度調節素子２１１上に半導体レーザ基板２１２を接合し、半導体光増幅器２３３の温度を制御する温度調節素子２３１上に増幅器基板２３２を接合し、半導体光変調器２５３の温度を制御する温度調節素子２５１上に変調器基板２５２を接合する。

以上の説明から明らかなように、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子２１４の駆動温度、半導体光増幅器２３３の駆動温度、及び半導体光変調器２５３の駆動温度を個別の温度調節素子２１１，２３１，２５１を用いて調整すると共に、半導体レーザ素子２１４を備える半導体レーザ基板２１２と半導体光増幅器２３３を備える増幅器基板２３２との間に光選択素子を備える光選択素子基板を介在させ、半導体光増幅器２３３を備える増幅器基板２３２と半導体光変調器２５３を備える変調器基板２５２との間に光導波路２６２を備える導波基板２６１を介在させることによって、半導体レーザ素子２１４、半導体光増幅器２３３、及び半導体光変調器２５３との間の熱的な干渉を低減させるので、半導体レーザ素子２１４、半導体光増幅器２３３、及び半導体光変調器２５３の駆動温度をそれぞれ適切な温度範囲内に制御することができる。

また、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子２１４を高温で駆動する際に半導体光増幅器２３３及び半導体光変調器２５３の駆動温度が上昇することを抑制できるので、高出力のレーザ光を出力すると共に所望の変調度を実現することができる。また、本発明の第３の実施形態である半導体レーザモジュールでは、多モード干渉型合波器の代わりにマッハ・ツェンダー型の光選択素子を用いて複数の半導体レーザ素子２１４からのレーザ光を選択出力するので、半導体レーザ素子２１４と半導体光増幅器２３３とを別基板に形成しても、半導体レーザ素子２１４から半導体光増幅器２３３への結合損失を低減することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１光モジュール
２半導体レーザモジュール
３コリメートレンズ
４基板
５ビームスプリッタ
６パワーモニタ用フォトダイオード
７エタロンフィルタ
８波長モニタ用フォトダイオード
９ベースプレート
１０温度調節素子
１１光アイソレータ
１２集光レンズ
１３筐体
１４光ファイバ
２１半導体レーザ部
２２光選択素子部
２３増幅部
２５変調部
２６導波部
２１１温度調節素子
２１２半導体レーザ基板
２１３半導体レーザアレイ
２１４単一縦モード半導体レーザ素子
２２１光選択素子基板
２２２，２２４，２２６，２２８光導波路
２２３，２２５，２２７ＭＺＩ（Mach-Zehnder Interferometer）素子
２３１温度調節素子
２３２増幅器基板
２３３半導体光増幅器
２４１，２４２，２４３，２４４紫外線（Ultra-Violet：UV）硬化樹脂
２５１温度調節素子
２５２変調器基板
２５３半導体光変調器
２６１導波基板
２６２光導波路
ＬＢレーザ光

Claims

レーザ光を出射する複数の半導体レーザ素子を備える半導体レーザ基板と、
レーザ光の波長に対して透過性を有する第１の接着剤を介して前記複数の半導体レーザ素子に光学的に結合された、前記複数の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を選択出力するマッハ・ツェンダー型の光選択素子を備える光選択素子基板と、
レーザ光の波長に対して透過性を有する第２の接着剤を介して前記光選択素子に光学的に結合された、前記光選択素子によって選択出力されたレーザ光に対し所定の処理を施す素子を備える素子基板と、
前記半導体レーザ基板に接合された、該半導体レーザ基板を介して前記複数の半導体レーザ素子の駆動温度を調整する第１の温度調節素子と、
前記素子基板に接合された、該素子基板を介して前記素子の駆動温度を調整する第２の温度調節素子と、
を備え、
前記半導体レーザ基板と前記光選択素子基板とは、前記第１の接着剤を介してのみ互いに結合し、前記光選択素子基板と前記素子基板とは、前記第２の接着剤を介してのみ互いに結合していることを特徴とする半導体レーザモジュール。
前記素子は、前記光選択素子によって選択出力されたレーザ光を増幅する半導体光増幅器であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
前記素子は、前記光選択素子によって選択出力されたレーザ光を変調する半導体光変調器であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
レーザ光の波長に対して透過性を有する接着剤を介して前記素子に光学的に結合された、前記半導体光増幅器によって増幅されたレーザ光を導波する光導波路を備える導波基板と、
レーザ光の波長に対して透過性を有する接着剤を介して前記光導波路に光学的に結合された、前記光導波路によって導波されたレーザ光を変調する半導体光変調器を備える変調器基板と、
前記変調器基板に接合された、該変調器基板を介して前記素子の駆動温度を調整する第３の温度調節素子と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
前記半導体素子は、分布帰還型半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。