外部諧振器型發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】外部諧振器型發(fā)光裝置具備用于使半導體激光振蕩的光源、及構成該光源和外部諧振器的光柵元件。光源具備用于使半導體激光振蕩的活性層。光柵元件具備：光波導路，其具有射入半導體激光的入射面和射出所需波長的出射光的出射面；布拉格光柵，其在光波導路內(nèi)形成；及傳播部，其設置在入射面和布拉格光柵之間。該外部諧振器型發(fā)光裝置滿足式(1)-式(4)的關系。
【專利說明】外部諧振器型發(fā)光裝置
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種外部諧振器型發(fā)光裝置。
【背景技術】
[0002] 半導體激光器一般采用法布里-珀羅（FP)型，法布里-珀羅（FP)構成有被形成 在活性層的兩端面的反射鏡所夾住的光諧振器。但是，該FP型激光器，以使駐波條件成立 的波長振蕩，因此縱模容易變成多模，尤其是若電流或溫度發(fā)生變化則振蕩波長發(fā)生變化， 由此使光強度發(fā)生變化。
[0003] 因此，為了實現(xiàn)光通信或氣體傳感等目的，需要波長穩(wěn)定性高的單模振蕩的激光 器。因此，開發(fā)了分布反饋式（DFB)激光器或分布布拉格反射式（DBR)激光器。對這些激 光器而言，在半導體中設置衍射光柵，利用衍射光柵的波長依賴性僅使特定的波長振蕩。
[0004] 對DBR激光器而言，在活性層的波導路的延長線上的波導路面，形成凹凸并構成 基于布拉格反射的反射鏡，從而實現(xiàn)諧振器（專利文獻1(日本國特開昭49-128689);專利 文獻2 (日本國特開昭56-148880))。對該激光器而言，在光波導層的兩端設置有衍射光柵， 因此，從活性層發(fā)出的光在光波導層傳播，并且該光的一部分在該衍射光柵反射，并返回到 電流注入部，從而實現(xiàn)放大。從衍射光柵向規(guī)定的方向反射的只有一種波長的光，因此，激 光的波長是固定的。
[0005] 另外，作為該應用，開發(fā)了將衍射光柵形成為與半導體不同的部件，并在外部形成 諧振器的外部諧振器型半導體激光器。該類型的激光器為波長穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、及控 制性良好的激光器。外部諧振器有，光纖布拉格光柵（FBG)(非專利文獻1)、或體全息光柵 (VHG)(非專利文獻2)。衍射光柵與半導體激光器單獨構成，因此，衍射光柵具有能夠單獨 設計反射率、諧振器長度的特征，并且不受基于電流注入的發(fā)熱而使溫度上升的影響，因此 能夠使波長穩(wěn)定性更加良好。另外，半導體的折射率的溫度變化是不同的，因此，通過配合 諧振器長度設計，能夠提高溫度穩(wěn)定性。
[0006] 在專利文獻6(日本國特開2002-134833)中公開了利用在石英玻璃波導路形成的 光柵的外部諧振器型激光器。其旨在提供可以沒有溫度控制器而在室溫變化很大的（例 如，30°C以上）環(huán)境使用的穩(wěn)頻激光器。另外，公開了提供一種抑制跳模且沒有振蕩頻率的 溫度依賴性的溫度無依賴型激光器。
[0007] 現(xiàn)有技術文獻：
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本國特開昭49-128689
[0010] 專利文獻2 :日本國特開昭56-148880
[0011] 專利文獻 3 :W02013/034813
[0012] 專利文獻4 :日本國特開2000-082864
[0013] 專利文獻5 :日本國特開2006-222399
[0014] 專利文獻6 :日本國特開2002-134833
[0015] 非專利文獻1 :電子信息通信學會論文雜志C-IIVol. J81，No. 7ρρ· 664-665,1998 年7月
[0016] 非專利文獻2 :電子信息通信學會技術研究報告LQE，2005年105卷52號ρρ· 17-20
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017] 發(fā)明要解決的課題
[0018] 在非專利文獻1中提及了伴隨溫度上升損害波長穩(wěn)定性的跳模機理、和其改善對 策?；跍囟鹊耐獠恐C振器型激光器的波長變化量S λ s，其對于半導體的活性層區(qū)域的折 射率變化Ana、活性層的長度La、FBG區(qū)域的折射率變化An f、長度Lf、各個溫度變化δΤ3、 STf之間的關系，在駐波條件下由下式表示。
[0019]
【權利要求】
1. 一種外部諧振器型發(fā)光裝置，其具備：用于使半導體激光振蕩的光源和光柵元件， 且所述使半導體激光振蕩的光源和所述光柵元件構成外部諧振器，其特征在于， 所述光源具備用于使所述半導體激光振蕩的活性層， 所述光柵元件具備：光波導路，其具有射入所述半導體激光的入射面和射出期望波長 的出射光的出射面；布拉格光柵，其在該光波導路內(nèi)形成；及傳播部，其設置在所述入射面 和所述布拉格光柵之間，并且滿足下述式（1)-式（4)的關系，
在式（1)中，AA^是布拉格反射率的峰值的半高寬； 在式（2)中，Lb是所述布拉格光柵的長度； 在式（3)中，La是所述活性層的長度； 在式（4)中，nb是構成所述布拉格光柵的材質(zhì)的折射率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的外部諧振器型發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光源和所述光柵元件直接光學連接， 所述布拉格光柵的長度Lb、所述活性層的長度La、所述光源的出射面與所述光波導層 的所述入射面之間的距離Lg、及所述傳播部的長度Lm之和在910ym以下。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的外部諧振器型發(fā)光裝置，其特征在于， 滿足下述式（5)的關系，
在式（5)中，cUVdT是布拉格波長的溫度系數(shù)，d入TM/dT是滿足外部諧振器型激光器的相位條件的波長的溫度系數(shù)， 并且，外部諧振器型發(fā)光裝置是外部諧振器型激光器。
4. 根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的外部諧振器型發(fā)光裝置，其特征在于， 滿足下述式（6)-(8)的關系，
在式（6)中，Lre是所述光柵元件的長度； 在式（7)中，Lg是所述光源的所述出射面與所述光波導層的所述入射面之間的距離； 在式（8)中，Lm是所述傳播部的長度。
5. 根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的外部諧振器型發(fā)光裝置，其特征在于， 所述布拉格光柵的反射率，比在所述活性層的所述光柵元件側的端面設置的無反射膜 的反射率、在所述光波導路的所述入射面?zhèn)仍O置的無反射膜的反射率、及在所述光波導路 的所述出射面?zhèn)仍O置的無反射膜的反射率更大。
6. 根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的外部諧振器型發(fā)光裝置，其特征在于， 所述布拉格光柵的所述材質(zhì)選自砷化鎵、鈮酸鋰、氧化鉭、氧化鋅、及氧化鋁。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的外部諧振器型發(fā)光裝置，其特征在于， 所述外部諧振器型發(fā)光裝置具有設置在所述光波導路上的緩沖層。
【文檔編號】H01S5/12GK104242054SQ201410253003
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權日:2013年6月7日
【發(fā)明者】近藤順悟, 山口省一郎, 吉野隆史, 武內(nèi)幸久 申請人:日本礙子株式會社