申请/专利权人：古河电气工业株式会社

申请日：2017-12-19

公开（公告）日：2021-06-08

公开（公告）号：CN110088997B

主分类号：H01S5/0683(20060101)

分类号：H01S5/0683(20060101)

优先权：["20161222 JP 2016-250075"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.08#授权;2019.11.05#实质审查的生效;2019.08.02#公开

摘要：半导体激光模块具备：半导体激光元件、入射从所述半导体激光元件出射的激光并对入射的激光进行放大的半导体光放大器、和为了监视从所述半导体激光元件出射的激光的波长而测定该激光的一部分的强度的第1受光元件，所述半导体光放大器被配置于比所述第1受光元件的受光面更靠后方的位置。由此，减少到达用于对从半导体激光元件出射的激光进行监视的受光元件的杂散光。

主权项：1.一种半导体激光模块，其特征在于，具备：半导体激光元件；半导体光放大器，入射从所述半导体激光元件出射的激光，对入射的激光进行放大；第1受光元件，为了监视从所述半导体激光元件出射的激光的波长，测定该激光的一部分的强度；和波长依赖光学元件，设置于所述第1受光元件的受光面侧且透射率或者反射率具有波长依赖性；所述半导体光放大器被配置于比所述第1受光元件的受光面更靠后方的位置，所述受光面的后方是将所述受光面的受光方向设为前方时的相反方向，所述波长依赖光学元件是标准具滤波器，所述标准具滤波器相对于向该标准具滤波器的入射光以±7度的范围内的倾斜度而被配置。

全文数据：半导体激光模块技术领域本发明涉及半导体激光模块。背景技术以往，在作为光通信用的光源使用的半导体激光模块中广泛采用如下结构：由半导体光放大器SOA对由半导体激光元件LD振荡出的激光进行放大，使从半导体激光模块输出的激光高输出化。此时，一般情况下广泛采用将半导体激光元件与半导体光放大器集成在同一元件例如参照专利文献1～4。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2006-216791号公报专利文献2：JP特开2006-216695号公报专利文献3：美国专利第9054480号说明书专利文献4：国际公开2013180291号发明内容-发明要解决的课题-但是，近年来对光通信中的高输出化的要求越来越高，向半导体激光元件以及半导体光放大器提供的电流也在增大。其结果，来自半导体激光元件以及半导体光放大器的发热量也增大，对将半导体激光元件和半导体光放大器分离来进行温度控制的半导体激光模块的结构的需要也在提高。如果将半导体激光元件与半导体光放大器分离，由另外的热电元件进行温度控制，会带来将热电元件的温度调节中使用的耗电的总和抑制得较低。另一方面，随着高输出化，半导体激光模块内的杂散光的问题也提高。若半导体激光模块内的杂散光的强度变高，则从半导体激光元件出射的激光的监视器中包含因杂散光引起的噪声，会阻碍正确的控制。并且，在将半导体激光元件与半导体光放大器分离的结构中，从半导体光放大器辐射的杂散光成为特别大的问题。这是因为：由于高输出化而从半导体光放大器辐射的放大自发辐射光增大，并且从分离配置的半导体光放大器辐射的放大自发辐射光未被其他的构造物遮挡而成为杂散光。本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够降低到达用于对从半导体激光元件出射的激光进行监视的受光元件的杂散光的半导体激光模块。-解决课题的手段-为了解决上述课题并达成目的，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，具备：半导体激光元件；半导体光放大器，入射从所述半导体激光元件出射的激光，对入射的激光进行放大；和第1受光元件，为了监视从所述半导体激光元件出射的激光的波长而测定该激光的一部分的强度，所述半导体光放大器被配置于比所述第1受光元件的受光面更靠后方的位置。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，在所述半导体激光元件与所述半导体光放大器之间，配置准直透镜和聚光透镜，从所述半导体激光元件出射的激光经由所述准直透镜和所述聚光透镜而空间耦合至所述半导体光放大器的波导的入射端。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述第1受光元件获取强度的激光是由配置于所述准直透镜与所述聚光透镜之间的第1分束器进行分支而得到的激光。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述第1受光元件获取强度的激光是将由所述第1分束器分支的激光进一步由第2分束器进行分支而得到的激光。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述第1受光元件获取强度的激光被所述第1分束器以及所述第2分束器反射之后入射至所述第1受光元件。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，在所述第2分束器与所述第1受光元件之间，配置透射率或者反射率具有波长依赖性的波长依赖光学元件，所述第1受光元件经由所述波长依赖光学元件来获取从所述半导体激光元件出射的激光的强度。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述波长依赖光学元件是标准具滤波器此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述标准具滤波器相对于向该标准具滤波器的入射光以±7度的范围内的倾斜度而被配置。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，还具备获取由所述第2分束器分支的激光的强度的第2受光元件，基于所述第1受光元件与所述第2受光元件获取到的激光的强度之比，测定从所述半导体激光元件出射的激光的波长。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，基于所述第1受光元件与所述第2受光元件获取到的激光的强度之比，对所述半导体激光元件出射的激光的波长进行反馈控制。此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，还具备对所述半导体激光元件的温度进行控制的热电元件，基于所述第1受光元件与所述第2受光元件获取到的激光的强度之比，对所述热电元件进行反馈控制。-发明效果-本发明所涉及的半导体激光模块可获得如下的效果：能够减少到达用于对从半导体激光元件出射的激光进行监视的受光元件的杂散光。附图说明图1A是表示预备实验中使用的受光元件的配置的图。图1B是表示预备实验中使用的受光元件的配置的图。图1C是表示预备实验中使用的受光元件的配置的图。图1D是表示预备实验中使用的受光元件的配置的图。图1E是表示预备实验中使用的受光元件的配置的图。图2是表示从半导体光放大器辐射的ASE光的概要的图。图3是表示实施方式所涉及的半导体激光模块的示意结构的图。具体实施方式以下，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块详细进行说明。另外，并不是通过以下说明的实施方式来限定本发明。此外，在各附图中，对相同或者对应的结构要素适当赋予相同的符号。此外，主要注意的是附图为示意性的图，各结构的尺寸等可能与现实的情况不同。此外，附图相互间可能包含彼此的尺寸的关系、比例不同的部分。预备实验首先，对直至想到本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块的结构的其他实验进行说明。半导体光放大器即便是从外部没有入射激光的状态下，半导体光放大器发出自发辐射光。再有，半导体光放大器通过自身的作用而对自发辐射光进行放大，其结果，被辐射的是放大自发辐射光以下称为ASEAmplifiedSpontaneousEmission光。。以往，认为从半导体光放大器辐射的ASE光从半导体光放大器中的波导的端面以一定的角度范围进行辐射。但是，以下所说明的预备实验表示ASE光未必是从波导的端面以一定的角度范围进行辐射的光。图1A～1E是表示预备实验中使用的受光元件的配置的图。在该预备实验中，在图1A～1E的5种的配置中确认是否由受光元件2检测出来自半导体光放大器1的ASE光。另外，图1A～1E所示的矩形是半导体光放大器1被固定的基座3，实验中使用的受光元件2是在半导体激光模块中一般被使用的光电二极管。如图1A所示，在将受光元件2的受光面S的前方朝向半导体光放大器1的波导的端面1a进行配置的情况下，当然是来自半导体光放大器1的ASE光在受光元件2被检测。另一方面，如图1B所示，即便在将受光元件2的受光面S的前方朝向半导体光放大器1的侧面相对于波导为侧面进行配置的情况下，来自半导体光放大器1的ASE光也在受光元件2被检测。此外，如图1C所示，即便在半导体光放大器1的侧面，将受光元件2的受光面S的前方朝向半导体光放大器1的光轴方向进行配置的情况下，来自半导体光放大器1的ASE光也在受光元件2被检测。这是无法说明认为ASE光从波导的端面以一定的角度范围被辐射的现象。其中，如图1D或图1E所示，在半导体光放大器1被配置为比受光元件2的受光面S更靠后方的情况下，在受光元件2未检测到来自半导体光放大器1的ASE光。参照图2对根据以上的预备实验可知的从半导体光放大器被辐射的ASE光的性质进行说明。图2是表示从半导体光放大器被辐射的ASE光的概要的图。以往，认为从半导体光放大器1被辐射的ASE光从波导的端面1a相对于被图2所示的虚线夹着的一定角度的区域R进行辐射。但是，在该预备实验中，表示了并不限于从波导的端面1a被辐射，还从半导体光放大器1的元件整体进行辐射。也就是说，一般认为在半导体激光模块的结构中，如果在区域R之中不配置受光元件则从半导体光放大器1被辐射的ASE光的影响不会成为问题，但是，实际上即便在区域R之外配置受光元件，也需要从半导体光放大器1被辐射的ASE光的对策。也就是说，期望即便是从半导体光放大器1的外周的某个位置被辐射的ASE光也不直接入射至受光元件。本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块的结构是基于上述见解而想到的，以下对其进行说明。实施方式图3是表示实施方式所涉及的半导体激光模块的示意结构的图。如图3所示，实施方式所涉及的半导体激光模块100具备：半导体激光元件11、和入射从半导体激光元件11出射的激光并对入射的激光进行放大的半导体光放大器21。半导体激光元件11能够使用通过电流的注入进行激光振荡从而出射激光的元件，即能够通过温度控制变更振荡波长的例如分布反馈式半导体激光元件。此外，半导体激光元件11与准直透镜12一起被固定于LD基座10之上，LD基座10被配置于LD用热电元件41之上。LD用热电元件41例如是珀耳帖元件，能够通过被提供至LD用热电元件41的电流的强度以及方向来对半导体激光元件11进行加热以及冷却。如状述，半导体激光元件11是能够通过温度控制来变更振荡波长的分布反馈式半导体激光元件，通过控制提供至LD用热电元件41的电流的强度以及方向，来控制从半导体激光元件11出射的激光的波长。半导体光放大器21被固定于SOA基座20之上，SOA基座20被配置于SOA用热电元件42之上。SOA用热电元件42例如是珀耳帖元件，能够通过提供至SOA用热电元件42的电流的强度以及方向来对半导体光放大器21进行加热以及冷却。由于半导体光放大器21是较大的发热源，因此积极地进行加热的状况被限定，但是在本结构的半导体激光模块100中，由于独立地具备半导体激光元件11的温度控制中使用的LD用热电元件41、和半导体光放大器21的温度控制中使用的SOA用热电元件42，因此能够对半导体激光元件11和半导体光放大器21分别进行最合适的温度控制。也就是说，能够减少半导体激光元件11以及半导体光放大器21的温度控制中消耗无用的电力，将LD用热电元件41与SOA用热电元件42的总的耗电抑制得较低。准直透镜12是与聚光透镜22成对地发挥功能的光学元件，准直透镜12与聚光透镜22均被配置于半导体激光元件11与半导体光放大器21之间，从半导体激光元件11出射的激光经由准直透镜12和聚光透镜22在半导体光放大器21的波导的入射端进行空间耦合。从该半导体激光元件11至半导体光放大器21的光路为主光路L1。如图3所示，半导体激光模块100在准直透镜12与聚光透镜22之间具备第1分束器31和隔离器32。第1分束器31与隔离器32的配置顺序并不限定于图3所示的情况，但是优选配置于准直透镜12与聚光透镜22之间的激光成为平行光的位置。第1分束器31是用于将从半导体激光元件11出射的激光的一部分向波长锁定器50分支的光学元件，能够使用棱镜型的元件、滤波器型的元件等一般性的分支用光学元件。隔离器32是用于防止因光学元件的反射等而在光路中逆行的激光入射至半导体激光元件11的元件，是能够利用激光的偏振性仅使逆行的激光的光路变化的光学元件。波长锁定器50是用于测定被第1分束器31分支的激光的波长、并监视半导体激光元件11出射的激光的波长的装置。进行反馈控制，以使得波长锁定器50所监视的激光的波长被反馈至LD用热电元件41的温度控制，半导体激光元件11持续出射期望的波长的激光。波长锁定器50具备：第2分束器51、对由第2分束器51分支的激光的强度进行直接监视的第2受光元件52、和经由标准具滤波器Etalonfilter53来监视由第2分束器分支的激光的强度的第1受光元件54。标准具滤波器53是相对于光的波长具有周期性的透射特性的波长依赖光学元件。因此，通过测定透射标准具滤波器53的光和未透射的光的强度比从而能够确定该光的波长。波长锁定器50利用第1受光元件54获取的激光的强度和第2受光元件52获取的激光的强度之比，来测定由第1分束器31分支的激光的波长。此外，如图3所示，在半导体激光模块100中，半导体光放大器21被配置于比第1受光元件54的受光面S更靠后方。这里，所谓受光面S的后方，是将受光面S中的受光方向设为前方时的相反方向。换言之，所谓受光面S的后方，是与配置有第2分束器51以及标准具滤波器53的方向相反的方向，是图3中由箭头表示的方向。根据上述的预备实验的结果，通过这样将半导体光放大器21配置于比第1受光元件54的受光面S更靠后方，能够减少第1受光元件54的检测中的从半导体光放大器21辐射的ASE光的影响。也就是说，即便是从半导体光放大器21的外周的哪个位置被辐射的ASE光，直接入射至第1受光元件54的受光面S的情况也被防止。优选半导体激光模块100形成为如下的结构，以使得半导体光放大器21被配置于比第1受光元件54的受光面S更靠后方。优选第1受光元件54被配置为：入射由配置于准直透镜12与聚光透镜22之间的第1分束器31将从半导体激光元件11出射的激光分支而得到的激光。这是因为：由于在比半导体光放大器21更靠前段的位置对激光进行分支，因此容易将半导体光放大器21配置与比第1受光元件54的受光面S更靠后方。再有，优选第1受光元件54配置为：入射将由第1分束器31分支的激光进一步由第2分束器51进行分支而得到的激光。这是因为：由于容易配置为可由第2受光元件52对由第1分束器31分支的激光进行受光、并且入射至第1受光元件54的激光的光路与主光路L1大致平行，因此容易将半导体光放大器21配置于比第1受光元件54的受光面S更靠后方。因此，更加优选第1受光元件54配置为入射由第1分束器31以及第2分束器51的双方反射的激光。其中，所谓入射至第1受光元件54的激光的光路与主光路L1大致平行，未必是要求标准具滤波器53与主光路L1平行。例如，可以标准具滤波器53的中心轴L2相对于向标准具滤波器53的入射光以±7度的范围内的角度θ倾斜地被配置。通过将标准具滤波器53相对于入射光以±7度的范围内的倾斜度进行配置，可获得在透射标准具滤波器53的激光被第1受光元件54受光时的波长特性中消光比得以提升的这种效果。此外，在使标准具滤波器53相对于入射光倾斜的情况下，其结果还能够防止由第1受光元件54反射的返回光被标准具滤波器53反射而再次入射至第1受光元件54。再有，标准具滤波器53优选距半导体激光模块100的底面的高度纸面垂直方向比第1受光元件54的受光位置的高度高。此外，标准具滤波器53优选距半导体激光模块100的底面的高度比半导体光放大器21的高度高。再有，如图3所示，半导体激光模块100具备：将从半导体光放大器21射出的激光向半导体激光模块100的外部导出的光纤60、和用于使从半导体光放大器21射出的激光向光纤60耦合的耦合光学系统61。另外，图3所示的耦合光学系统61被描述为由一个透镜构成，但是也可设为被分离为准直透镜和聚光透镜的结构，所配置的位置也并不限定于该图所示的位置。光纤60使用针对从半导体激光元件11射出的激光具有合适的传播特性的一般的单模的玻璃光纤即可。以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但是并不是通过上述实施方式来限定本发明。适当组合上述的各结构要素而构成的部分也包含在本发明的范围中。此外，进一步的效果或变形例能够由本领域技术人员容易导出。由此，本发明的更宽范围的方式并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。工业上的可利用性如以上，本发明适合应用于例如光通信的领域。-符号说明-100半导体激光模块10LD基座11半导体激光元件12准直透镜20SOA基座21半导体光放大器22聚光透镜31第1分束器32隔离器41LD用热电元件42SOA用热电元件50波长锁定器51第2分束器52第2受光元件53标准具滤波器54第1受光元件60光纤61耦合光学系统。

权利要求：1.一种半导体激光模块，其特征在于，具备：半导体激光元件；半导体光放大器，入射从所述半导体激光元件出射的激光，对入射的激光进行放大；和第1受光元件，为了监视从所述半导体激光元件出射的激光的波长，测定该激光的一部分的强度，所述半导体光放大器被配置于比所述第1受光元件的受光面更靠后方的位置。2.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，在所述半导体激光元件与所述半导体光放大器之间，配置准直透镜和聚光透镜，从所述半导体激光元件出射的激光经由所述准直透镜和所述聚光透镜而空间耦合至所述半导体光放大器的波导的入射端。3.根据权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于，所述第1受光元件获取强度的激光是由配置于所述准直透镜与所述聚光透镜之间的第1分束器进行分支而得到的激光。4.根据权利要求3所述的半导体激光模块，其特征在于，所述第1受光元件获取强度的激光是将由所述第1分束器分支的激光进一步由第2分束器进行分支而得到的激光。5.根据权利要求4所述的半导体激光模块，其特征在于，所述第1受光元件获取强度的激光被所述第1分束器以及所述第2分束器反射之后入射至所述第1受光元件。6.根据权利要求4或5所述的半导体激光模块，其特征在于，在所述第2分束器与所述第1受光元件之间，配置透射率或者反射率具有波长依赖性的波长依赖光学元件，所述第1受光元件经由所述波长依赖光学元件来获取从所述半导体激光元件出射的激光的强度。7.根据权利要求6所述的半导体激光模块，其特征在于，所述波长依赖光学元件是标准具滤波器。8.根据权利要求7所述的半导体激光模块，其特征在于，所述标准具滤波器相对于向该标准具滤波器的入射光以±7度的范围内的倾斜度而被配置。9.根据权利要求6至8的任意一项所述的半导体激光模块，其特征在于，所述半导体激光模块还具备：第2受光元件，获取由所述第2分束器分支的激光的强度，基于所述第1受光元件与所述第2受光元件获取到的激光的强度之比，测定从所述半导体激光元件出射的激光的波长。10.根据权利要求9所述的半导体激光模块，其特征在于，基于所述第1受光元件与所述第2受光元件获取到的激光的强度之比，对所述半导体激光元件出射的激光的波长进行反馈控制。11.根据权利要求10所述的半导体激光模块，其特征在于，所述半导体激光模块还具备对所述半导体激光元件的温度进行控制的热电元件，基于所述第1受光元件与所述第2受光元件获取到的激光的强度之比，对所述热电元件进行反馈控制。

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