JP2003198031A - 発光モジュールおよび光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の偏光面を有する光成分を含む光を提供で
きる発光モジュールを提供する。 【解決手段】発光モジュールは、ハウジング４と、搭載
部品２６と、発光デバイス３４と、偏波変更デバイス４
６と、合波デバイス４８とを備える。搭載部品は、搭載
面を有する。発光デバイス３４は、搭載面３６ａ上に配
置されており、また半導体発光部を有する第１の光源部
３４ａと半導体発光部を有する第２の光源部３４ｂとを
含む。合波デバイス４８は、第１の光源部３４ａからの
光と第２の光源部３４ｂからの光とを受けて合波された
光を生成する。偏波変更デバイス４６は、第１の光源部
３４ａに光学的に結合された入力および合波デバイス４
８に光学的に結合された出力を有する。ハウジング４
は、搭載部品２６、発光デバイス３４、偏波変更デバイ
ス４６および合波デバイス４８を収容している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光モジュールお
よび光増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信は、大容量の情報を伝送できる。
遠距離通信を行うためには、光信号を光通信路において
増幅することが必要である。効率的な光増幅を行うため
には、高出力の光源が求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明者は、光信号の増
幅のための高出力光源の開発に携わっており、高出力の
光源を得るための検討を行った。発明者は、単一の半導
体レーザ素子が提供できる光パワーには限界があるの
で、複数の発光モジュールからの光を合波して所望の光
パワーを実現する手法を考えた。この手法では、それぞ
れの発光モジュールからの光を偏波保持ファイバを介し
て偏波カプラに導いて合波する。個々の発光モジュール
からの光を偏波カプラに入力する前に、それぞれの偏光
面が９０°に調整される。偏波カプラによる合波および
偏光面の調整は、発光モジュールの外側において行われ
ている。

【０００４】発明者は、上記の検討において、互いに異
なる偏光面を有する複数の光成分を含む光を提供できる
発光モジュールが求められていることを発見した。

【０００５】そこで、本発明の目的は、異なる偏光面を
有する複数の光成分を含む光を提供できる発光モジュー
ルを提供することとした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一側面は、発光
モジュールに関する。発光モジュールは、搭載部品と、
発光デバイスと、合波デバイスと、偏波変更デバイス
と、ハウジングとを備える。搭載部品は、搭載面を有す
る。発光デバイスは、搭載面上に配置されており、また
半導体発光層を有する第１の光源部と半導体発光層を有
する第２の光源部とを含む。合波デバイスは、第１の光
源部からの光と第２の光源部からの光とを受けて合波さ
れた光を生成する。偏波変更手段は、第１の光源部から
受けた光の偏光面と異なる偏光面の光を提供する偏波変
更部を有する。ハウジングは、搭載部品、発光デバイ
ス、偏波変更デバイスおよび合波デバイスを収容してい
る。

【０００７】第１の光源部からの光の偏光面および第２
の光源部からの光の偏光面は、発光デバイスを搭載面上
に配置することによって決定される。合波デバイスに入
力される光の偏光面は、発光デバイスの配置と偏波変更
デバイスとにより決定される。

【０００８】本発明の別の側面は、発光モジュールに関
する。発光モジュールは、搭載部品と、発光デバイス
と、合波デバイスと、偏波変更デバイスと、ハウジング
とを備える。搭載部品は、搭載面を有する。発光デバイ
スは、搭載面上に配置されており、また半導体発光層を
有する第１の光源部と半導体発光層を有する第２の光源
部とを含む。合波デバイスは、第１の光源部からの光と
第２の光源部からの光とを受けて合波された光を生成す
る。偏波変更デバイスは、第１の光源部から受けた光の
偏光面と異なる偏光面の光を提供する偏波変更部と共
に、第２の光源部から受けた光の偏光面と異なる偏光面
の光を提供する偏波変更部と有する。ハウジングは、搭
載部品、発光デバイス、偏波変更デバイスおよび合波デ
バイスを収容している。

【０００９】第１の光源部からの光の偏光面および第２
の光源部からの光の偏光面は、発光デバイスを搭載面上
に配置することによって決定される。合波デバイスに入
力される光の偏光面は、発光デバイスの配置と偏波変更
デバイスとにより決定される。

【００１０】発光モジュールでは、偏波変更デバイス
は、ファラディ回転子および１／２波長板の少なくとも
いずれかを含む。

【００１１】発光モジュールは、発光デバイスと合波デ
バイスとの間に配置された光アイソレータデバイスを更
に備えるようにしてもよい。光アイソレータデバイスに
よれば、第１および第２の光源部の両方への戻り光の量
を低減される。

【００１２】発光デバイスでは、合波デバイスは、第１
および第２の光源部からの光を受ける偏波カプラを有す
るようにしてもよい。偏波カプラを用いると、互いに偏
光面の異なる光成分を合波できる。合波デバイスは、第
１および第２の光源部の少なくともいずれか一方からの
光を偏波カプラに導くように反射するための反射鏡を有
するようにしてもよい。

【００１３】発光モジュールでは、偏波変更デバイスお
よび合波デバイスは、搭載部品上に配置されるようにし
てもよい。搭載部品上に偏波変更デバイスおよび合波デ
バイスを配置することにより、偏波変更デバイスと合波
デバイスとの光学的結合が決定される。また、搭載部品
上には、偏波変更デバイスおよび合波デバイスだけでな
く、発光デバイスも配置されるので、搭載部品は、偏波
変更デバイス、合波デバイスおよび発光デバイスの光学
的結合を決定している。

【００１４】発光デバイスの好適な形態によれば、第１
の光源部は半導体発光素子を含むと共に、第２の光源部
は半導体発光素子を含むようにしてもよい。また、第１
の光源部の半導体発光層および第２の光源部の半導体発
光層は単一の半導体チップに設けられているようにして
もよい。

【００１５】発光モジュールは、合波デバイスからの光
を受けるように光学的に結合されたシングルモード光フ
ァイバを更に備えるようにできる。シングルモード光フ
ァイバを介して、合波された光が提供される。

【００１６】発光モジュールは、第１の光源部に光学的
に結合された第１のモニタ用光検出器と、第２の光源部
に光学的に結合された第２のモニタ用光検出器とを更に
備えるようにできる。これらの光検出器は、単一の半導
体チップ上に形成されるようにしてもよい。また、これ
らの光検出器は、それぞれ別個の半導体チップ上に形成
されるようにしてもよい。発光モジュールは、第１の光
源部と合波デバイスとの間に配置された第１のレンズを
更に備えるようにしてもよく、また第２の光源部と合波
デバイスとの間に配置された第２のレンズを更に備える
ようにしてもよい。これらのレンズにより、第１の光源
部と合波デバイスとの間の密な光学的結合が実現され
る。

【００１７】本発明の更に別の側面は、光ファイバに励
起光を提供して光信号を増幅するための光増幅器に関す
る。光増幅器は、光カプラ及び発光モジュールを備え
る。光カプラは、第１のポート、第２のポートおよび第
３のポートを有する。第１のポートは、光伝送路からの
光を受ける。第２のポートは、光伝送路からの光と励起
光とを提供する。発光モジュールは、第３のポートに励
起光を提供するように結合されている。

【００１８】発光モジュールは、単一のハウジング内に
複数の光源が配置されており、多重化された励起光を提
供している。多重化された励起光は、光の偏光面がそれ
ぞれ異なる複数の光成分を含む。

【００１９】本発明の上記の目的および他の目的、特
徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発
明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述からより容易
に明らかになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の知見は、例示として示さ
れた添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮するこ
とによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を
参照しながら、本発明の発光モジュールに係わる実施の
形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一
の符号を付する。

【００２１】(第１の実施の形態)図１は、１．４８μｍ
帯半導体レーザモジュールを示す。半導体レーザモジュ
ール１ａは、光モジュール主要部２ａ、ハウジング４、
光結合部６、および光ファイバ８を備える。光モジュー
ル主要部２ａは、ハウジング４内に配置されており、互
いに異なる偏光面を有する複数の光成分を含む光を発生
する。ハウジング４としては、バタフライ型パッケージ
が例示される。ハウジング４は、収容部４ａ、光ファイ
バ支持部４ｂ、リード端子４ｃおよび光通過孔４ｄを有
する。収容部４ａは、光モジュール主要部２ａを収容す
る配置空間を規定している。光ファイバ支持部４ｂは、
収容部４ａの前壁に設けられており、光ファイバ８が光
モジュール主要部２ａと光学的に結合するように光ファ
イバ８を支持している。リード端子４ｃは、収容部４ａ
の側壁に設けられており、光モジュール主要部２ａに電
気的に接続されている。光通過孔４ｄは、収容部４ａの
前壁に設けられており、光モジュール主要部２ａから光
ファイバ支持部４ｂに向かう光が通過する。光通過孔４
ｄには、ハーメチックガラス１０が配置されており、こ
れよって、配置空間が気密にされる。

【００２２】光結合部６は、レンズ１２、レンズホルダ
１４、フェルール１６、およびフェルールホルダ１８を
含む。光結合部６は、光ファイバ支持部４ｂに配置され
ている。光ファイバ支持部４ｂには、レンズホルダ１４
が配置されている。レンズホルダ１４には、フェルール
ホルダ１６が固定されている。フェルールホルダ１６
は、光ファイバ８を保持するフェルール１６を収容して
いる。レンズホルダ１４は、光モジュール主要部２ａを
光ファイバ８の一端に光学的に結合するように、レンズ
１２を保持している。この構成により、光モジュール主
要部２ａからの光が光ファイバ８に提供される。

【００２３】図２は、図１に示された光モジュール主要
部２ａを示す。引き続いて、図２を参照しながら、光モ
ジュール主要部２ａの詳細な形態を説明する。光モジュ
ール主要部２ａは、各々が異なる偏波面を含む複数の光
成分から構成される光を発生する。

【００２４】光モジュール主要部２ａは、固定部材２２
上に固定されたサーモエレクトリッククーラー２４(熱
電子冷却素子)を有する。サーモエレクトリッククーラ
ー２４上には、搭載部材２６が配置されている。搭載部
品２６には、様々な光学部品が搭載されている。搭載部
品２６は、サーモエレクトリッククーラー２４上に配置
部材３０を含む。サーモエレクトリッククーラー２４と
いった温度変更手段は、半導体レーザ素子３４の温度を
変更するために利用される。

【００２５】サーモエレクトリッククーラー２４上に
は、Ｌキャリアといった搭載部材３０が配置されてい
る。搭載部材３０は、素子搭載部３０ａおよびレンズ保
持部３０ｂを有する。素子搭載部３０ａ上には、チップ
キャリアといった素子搭載部材３６が配置されている。
素子搭載部材３６の配置面３６ａ上には、複数の光源部
を含む発光デバイス３４が配置されている。一方の光源
部は、半導体レーザ(例えば、ファブリペロータイプ半
導体レーザ素子)といった半導体発光素子３４ａを含ん
でいる。他方の光源部は、半導体レーザ(例えば、ファ
ブリペロータイプ半導体レーザ素子)といった半導体発
光素子３４ｂを含んでいる。半導体発光素子３４ａ、３
４ｂは、それぞれ、別個の半導体チップにより形成され
ており、同様な形態で配置面３６ａ上に配置されてい
る。半導体発光素子３４ａ及び３４ｂの各々は、Ｐ型ク
ラッド層とＮ型クラッド層との間に配置された半導体発
光層３４ｃ及び３４ｄを有している。

【００２６】また、素子搭載部３０ａ上には、光学部品
搭載部材３２が配置されている。光学部品搭載部材３２
は、配置面３２ａを有する。配置面３２ａ上には、偏波
変更デバイス４６および合波デバイス４８が配置されて
いる。偏波変更デバイス４６としては、１／２波長板ま
たはファラディ回転子といった偏光回転子がある。この
デバイスは、受けた光の偏光面を回転させることによ
り、異なる偏光面の光を生成する。１／２波長板の大き
さはファラディ回転子よりも小さい。合波デバイス４８
は、偏波カプラ４８ａおよび光反射手段４８ｂを含む。
光反射手段４８ｂとしては、反射鏡が例示される。この
反射鏡と半導体発光素子３４ａとの間には、偏波変更デ
バイス４６が配置されている。

【００２７】偏波変更デバイス４６と半導体発光素子３
４ａとの間には、レンズ５０が更に配置されている。レ
ンズ５０は、半導体発光素子３４ａからの光を偏波変更
デバイス４６に集光するように作用する。半導体発光素
子３４ｂと偏波カプラ４８ａとの間には、レンズ５２が
更に配置されている。レンズ５２は、半導体発光素子３
４ｂからの光を偏波カプラ４８ａに集光するように作用
する。

【００２８】図２に示された実施の形態では、搭載部材
３６は、搭載部材３２の配置面３２ａ上に位置してい
る。搭載部材３６の配置面３６ａおよび搭載部材３２の
配置面３２ａは、共通の基準面に沿って伸びている。素
子搭載部材３６の高さは、素子搭載部材３６上に配置さ
れた光素子３４ａ、３４ｂと、光学部品搭載部材３２上
に配置された光学部品との結合を達成するように決定さ
れている。

【００２９】レンズ保持部３０には、レンズ３８を保持
するレンズ保持部材４０が固定されている。レンズ３８
は、合波デバイス４８からの光を受けるように配置され
ており、また合波デバイス４８の出力からの光をレンズ
１２を介して光ファイバ８の一端に提供できるように配
置されている。

【００３０】また、配置部材３０上には、搭載部材２８
が配置されている。搭載部材２８の主面２８ａ上には、
半導体発光素子３４の光をモニタできるように受光デバ
イス４４を搭載されている。受光デバイス４４は、主面
２８ａ上に配置されたチップキャリア４２に配置されて
いる。この配置により、受光デバイス４４は、発光デバ
イス３４と光学的に結合される。受光デバイス４４は、
半導体発光素子３４ａ、３４ｂにそれぞれ光学的に結合
されるモニタ用光検出器４４ａ、４４ｂを含む。光検出
器４４ａ、４４ｂの各々は、半導体発光素子３４ａ、３
４ｂが発生する光パワーを示す電気信号を発生する。図
２に示された実施の形態では、光検出器４４ａ及び４４
ｂの各々は、別個の半導体チップに形成されている。光
検出器４４ａ、４４ｂとしては、フォトダイオードとい
った半導体受光素子がある。

【００３１】図２に示された光モジュール主要部２ａ
は、半導体発光素子３４ａ、３４ｂの各々の一端面は、
出力光を提供しており、他端面は、発振光のパワーモニ
タと波長モニタとの両方に利用できるモニタ光を提供し
ている。配置面３６ａは、半導体発光素子３４ａ及び３
４ｂの各々を配置するための基準面を提供する。この配
置により、半導体発光素子３４ａからの光の偏光面は、
半導体発光素子３４ｂによって発生される光の偏光面と
関連づけられる。また、配置面３２ａは、光学部品４
６、４８ａ、４８ｂ、５０、５２を配置するための基準
面を提供する。この配置により、偏光面に関して、偏波
変更デバイス４６と偏光カプラ４８ａとの相対配置関係
が決定される。

【００３２】図３は、図１に示された発光モジュールの
電子素子および光学部品の配置を示す。半導体発光素子
３４ａの一端面３４ｄは、レンズ５０を介して偏波変更
デバイス４６の入力４６ａと光学的に結合されている。
偏波変更デバイス４６の出力４６ｂは、光反射手段４８
ｂを介して偏光カプラ４８ａの第１の入力４８ｃと光学
的に結合されている。半導体発光素子３４ｂの一端面３
４ｆは、レンズ５２を介して偏光カプラ４８ａの第２の
入力４８ｄと光学的に結合されている。合波デバイス４
８の出力４８ｅは、レンズ３８，１２を介して光ファイ
バ８の一端と光学的に結合されている。

【００３３】この発光モジュール１ａの動作を説明す
る。半導体発光素子３４ａは、その他端面３４ｄから光
Ａを出射する。レンズ５０は、光Ａを集光して光Ｂを提
供する。光Ａ及びＢは、第１の偏光面を有する。偏波変
更デバイス４６は、光Ｂを受けて光Ｃを提供する。光Ｂ
の偏光面は、光Ｃの偏光面と異なる。光反射手段４８ｂ
は、光Ｃを受けて光Ｄを提供する。光Ｄは、偏波カプラ
４８ａの入力４８ｃに入射する。半導体発光素子３４ｂ
は、その他端面３４ｆから光Ｅを出射する。レンズ５２
は、光Ｅを集光して光Ｆを提供する。光Ｆは、偏波カプ
ラ４８ａの入力４８ｄに入射する。偏波カプラ４８ａ
は、異なる偏光面を有する光Ｄ及びＦを受けて、これら
が多重化された光Ｇを提供する光合波器として動作す
る。レンズ１２，３８は、光Ｇを受けて光Ｈを提供す
る。光Ｈは、光ファイバ８に入射する。

【００３４】半導体発光素子３４ａの他端面３４ｃから
の光Ｉは、光検出器４４ａの受光面４４ｃに入射する。
半導体発光素子３４ｂの一端面３４ｅからの光Ｊは、光
検出器４４ｂの受光面４４ｄに入射する。

【００３５】光Ｄ及びＦの偏光面の差は、合波デバイス
４８の合波特性に関連づけられている。好適な実施例で
は、偏光面の差は、偏波カプラ４８ａに対しては約π／
２ラジアンである。

【００３６】なお、本実施の形態では、偏波変更デバイ
ス４６は、合波デバイス４８と半導体発光素子３４ａと
の間に配置されているけれども、偏波変更デバイス４６
は、合波デバイス４８と半導体発光素子３４ｂとの間に
配置されていてもよい。

【００３７】また、本実施の形態の発光モジュールのた
めに偏光面の回転角を調整可能な偏波変更デバイス４６
を用いることが好ましい。この偏波変更デバイスによ
り、本発光モジュールの光出力がより大きくになるよう
に調整される。

【００３８】図４は、図３に示された発光モジュール１
ａの変形例を示す。また、発光モジュール１ｂは、合波
デバイス４８とレンズ５０、５２との間に光アイソレー
タデバイスを更に備えている。図４を参照すると、レン
ズ５０と偏波変更デバイス４６との間には、光アイソレ
ータ５１ａといった光アイソレータデバイスが配置され
ている。この配置により、光アイソレータ５１ａの入力
はレンズ５０に光学的に結合され、光アイソレータ５１
ａの出力は偏波変更デバイス４６に光学的に結合され
る。また、光アイソレータ５１ｂが、レンズ５２と偏波
カプラ４８ａとの間に配置されている。

【００３９】また、光アイソレータ５１ａは、合波デバ
イス４８と偏波変更デバイス４６との間に配置されるよ
うにしてもよい。この配置により、光アイソレータ５１
ａの入力は偏波変更デバイス４６に光学的に結合され、
光アイソレータ５１ａの出力は光反射手段４８ｂに光学
的に結合される。つまり、光アイソレータ５１ａが偏波
変更デバイス４６の入力及び出力のうちの少なくともい
ずれかに光学的に結合されるように配置されれば、光フ
ァイバからの戻り光が半導体発光素子に終車することを
低減できる。

【００４０】この配置は、光アイソレータ５１ａ及び偏
波変更デバイス４６がファラディ回転子である場合に有
用である。光アイソレータ５１ａは、偏波変更デバイス
４６と半導体発光素子３４ａとの間に配置される。この
形態では、光アイソレータ５１ａと偏波変更デバイス４
６との組合せにより、光ファイバからの戻り光に対する
光アイソレーション値が高まる。また、光アイソレータ
５１ａは、合波デバイス４８と偏波変更デバイス４６と
の間に配置されるようにしてもよい。

【００４１】光アイソレータとしてファラディ回転子を
使用する場合には、それぞれの光の経路において、偏光
面の回転量は、偏波変更デバイス４６およびファラディ
回転子５１ａとファラディ回転子５１ｂとによって決定
される。この変形例においても、好適な実施例における
偏光面の差は、偏波カプラ４８ａの入力においてπ／２
ラジアンである。ファラディ回転子における偏光面の回
転角の好適な値は、アイソレーション値が最大になるπ
／４ラジアンである。また、本発光モジュールの光出力
がより大きくになるように偏波変更デバイスを調整して
偏光面の回転量を変更するようにしてもよい。

【００４２】(第２の実施の形態)図５は、第１の実施の
形態の発光モジュールと異なる別の発光モジュールの電
子素子および光学部品の配置を示す。図５を参照する
と、発光モジュール１ｃは、図３に示された偏波変更デ
バイス４６に替えて偏波変更デバイス４７を含む。偏波
変更デバイス４７は、偏光回転子４７ａ及び４７ｂを含
む。偏波変更デバイス４７は、偏波変更デバイス４６と
同様に、搭載部材３２の配置面３２ａ上に配置されてい
る。半導体発光素子３４ａと合波デバイス４８との間に
は偏光回転子４７ａが配置されており、半導体発光素子
３４ｂと合波デバイス４８との間には偏光回転子４７ｂ
が配置されている。この配置により、半導体発光素子３
４ａの一端面３４ｄは、レンズ５０を介して回転偏光子
４７ａの入力４７ｃと光学的に結合されることになり、
回転偏光子４７ａの出力４７ｄは、光反射手段４８ｂを
介して偏光カプラ４８ａの第１の入力４８ｃと光学的に
結合される。また、半導体発光素子３４ｂの一端面３４
ｆは、レンズ５２を介して回転偏光デバイス４７ｂの入
力４７ｅと光学的に結合されることになり、回転偏光子
４７ｂの出力４７ｆは、偏光カプラ４８ａの第２の入力
４８ｄと光学的に結合される。

【００４３】この発光モジュール１ｃの動作を説明す
る。半導体発光素子３４ａは、その他端面３４ｄから光
Ｋを出射する。レンズ５０は、光Ｋを集光して光Ｌを提
供する。光Ｋ及びＬは、第１の偏光面を有する。偏波変
更デバイス４７は、光Ｌを受けて光Ｍを提供する。光Ｍ
の偏光面は、光Ｌの偏光面と異なる。光反射手段４８ｂ
は、光Ｍを受けて光Ｎを提供する。光Ｎは、偏波カプラ
４８ａの入力４８ｃに入射する。半導体発光素子３４ｂ
は、その一端面３４ｆから光Ｐを出射する。レンズ５２
は、光Ｐを集光して光Ｑを提供する。光Ｐ及びＱは、第
１の偏光面を有する。偏波変更デバイス４７は、光Ｑを
受けて光Ｒを提供する。光Ｒの偏光面は、光Ｑの第１の
偏光面と異なる。光Ｒは、偏波カプラ４８ａの入力４８
ｄに入射する。偏波カプラ４８は、異なる偏光面を有す
る光Ｎ及びＲを受けて、これらが多重化された光Ｇを提
供する光合波器として動作する。レンズ１２，３８は、
光Ｇを受けて光Ｈを提供する。光Ｈは、光ファイバ８に
入射する。

【００４４】光Ｍ及びＲの偏光面の差は、合波デバイス
４８の合波特性に関連づけられている。本実施の形態に
おける偏波カプラ４８ａに対しては、偏光面の差は、好
ましくは約π／２ラジアンである。本発光モジュールの
光出力がより大きくになるように偏波変更デバイスを調
整して偏光面の回転量を変更するようにしてもよい。こ
の実施の形態では、偏光回転子４７ａ及び４７ｂの両方
によって、偏光面の回転総量が決定される。好適な実施
例では、偏光回転子４７ａ及び４７ｂの偏光面の回転量
は約π／４である。

【００４５】上記の発光モジュール１ｃの変形例を説明
する。この変形例の発光モジュールは、合波デバイス４
８とレンズ５０、５２との間に光アイソレータデバイス
を備えても良い。図５を参照すると、レンズ５０と偏波
変更デバイス４７との間には、光アイソレータ５３ａ、
５３ｂといった光アイソレータデバイスが配置されてい
る。この配置により、光アイソレータ５３ａ、５３ｂの
入力はレンズ５０、５２に光学的にそれぞれ結合され、
光アイソレータ５３ａ、５３ｂの出力はそれぞれの偏波
変更デバイス４７に光学的に結合される。光アイソレー
タ５３ａ、５３ｂが偏波変更デバイスの入力及び出力の
うちの少なくともいずれかに光学的に結合されるように
配置されれば、光アイソレータデバイスを用いて光ファ
イバからの戻り光が半導体発光素子に入射することを低
減できる。

【００４６】この形態では、光アイソレータ及び偏波変
更デバイスとしてファラディ回転子を使用する場合に
は、光ファイバからの戻り光に対する光アイソレーショ
ン値が高めることができる。また、光アイソレータ５３
ａ、５３ｂは、合波デバイス４８と偏波変更デバイス４
７との間に配置されるようにしても、上記の組合せが実
現される。つまり、光アイソレータ５３ａ、５３ｂが偏
波変更デバイスの入力及び出力のうちの少なくともいず
れかに光学的に結合されるように配置されれば、光アイ
ソレーション値が高まるという有利な効果が得られる。

【００４７】また、光アイソレータ及び偏波変更デバイ
スとしてファラディ回転子を使用する場合には、それぞ
れの光の経路において、偏光面の回転量は、偏波変更デ
バイス４６およびファラディ回転子５１ａとファラディ
回転子５１ｂとによって決定される。この変形例におい
ても、好適な実施例における偏光面の差は、偏波カプラ
４８ａの入力においてπ／２ラジアンである。ファラデ
ィ回転子における偏光面の回転角の好適な値は、アイソ
レーション値が最大になるπ／４ラジアンである。

【００４８】(第３の実施の形態)図６は、図１に示され
た光モジュール主要部２ａとは異なる形態の光モジュー
ル主要部２ｂを示す。光モジュール主要部２ｂは、光モ
ジュール主要部２ａに替えてハウジング４に配置でき
る。光モジュール主要部２ｂでは、素子搭載部材３６の
配置面３６ａ上に、複数の光源部を含む発光デバイス３
５が配置されている。発光デバイス３５は、半導体レー
ザ(例えば、ファブリペロータイプ半導体レーザ素子部)
といった半導体発光素子部３５ａ、３５ｂを含んでい
る。半導体発光素子部３５ａ、３５ｂは、同様な形態を
有しており、単一の半導体チップに含まれている。ま
た、発光デバイス３５は、配置面３６ａ上に配置されて
いる。半導体発光素子部３５ａ及び３５ｂの各々は、Ｐ
型クラッド層およびＮ型クラッド層間に配置された半導
体発光層を有している。

【００４９】偏波変更デバイス４６と半導体発光素子部
３５ａとの間には、レンズ５４が更に配置されている。
レンズ５４は、半導体発光素子部３５ａからの光を偏波
変更デバイス４６の入力に集光するように作用する。半
導体発光素子部３５ｂと偏波カプラ４８ａとの間には、
レンズ５６が更に配置されている。レンズ５６は、半導
体発光素子部３５ｂからの光を偏波カプラ４８ａに集光
するように働く。

【００５０】搭載部材３６の配置面３６ａおよび搭載部
材３２の配置面３２ａは、共通の基準面に沿って伸びて
いる。素子搭載部材３６の高さは、素子搭載部材３６上
に配置された半導体チップ３５と、光学部品搭載部材３
２上に配置された光学部品との結合を達成するように決
定されている。

【００５１】また、配置部材３０上には、搭載部材２８
が配置されている。搭載部材２８の主面２８ａ上には、
発光デバイス３５の光をモニタするための受光デバイス
４５を搭載されている。受光デバイス４５は、主面２８
ａ上に配置されたチップキャリア４２に配置されてい
る。この配置により、受光デバイス４５は、発光デバイ
ス３５と光学的に結合される。受光デバイス４５は、半
導体発光素子部３５ａ、３５ｂにそれぞれ光学的に結合
されるモニタ用光検出器４５ａ、４５ｂを含む。光検出
器４５ａ、４５ｂの各々は、半導体発光素子部３５ａ、
３５ｂの光量を示す電気信号を発生する。図３に示され
た実施の形態では、光検出器４５ａ及び４５ｂの各々
は、単一の半導体チップに形成されている。光検出器４
５ａ、４５ｂとしては、フォトダイオードといった半導
体受光素子がある。この実施の形態においては、光検出
器４５ａ及び光検出器４５ｂの間隔は、発光デバイス３
５の半導体発光素子部３５ａ及び３５ｂの間隔と関連づ
けられている。

【００５２】(第４の実施の形態)図７(ａ)は、ラマン増
幅器６０ａのブロック図を示す。ラマン増幅器６０ａ
は、発光モジュール１と、ＷＤＭカプラといった光カプ
ラ６２とを備える。光カプラ６２の入力ポー６２ａ、６
２ｂは、それぞれ、光通信路６４および励起光供給路６
６に光学的に結合されている。光カプラ６２の出力ポー
ト６２ｃは、光伝送路６８に光学的に結合されている。
光伝送路６４上には、ＷＤＭ信号といった信号光７０ａ
が伝送される。励起光供給路６６は、発光モジュール1
からの励起光７０ｂを光カプラ６２に供給する。光カプ
ラ６２の出力ポート６２ｃは、光伝送路６８に光学的に
結合されている。光伝送路６８上には、複数の波長成分
(λ₁、・・・ λ_n)を含むＷＤＭ信号７０ｃと、これら
の波長成分うちの少なくとも一成分をラマン増幅可能な
ラマン励起光７０ｄとが提供されている。

【００５３】図７(ｂ)は、光ファイバ増幅器６０ｂのブ
ロック図を示す。光ファイバ増幅器６０ｂは、発光モジ
ュール１と、ＷＤＭカプラといった光カプラ６３と、励
起用光ファイバ７２とを備える。光カプラ６３の入力ポ
ート６３ａ、６３ｂは、それぞれ、信号光７０ａを受け
るように光伝送路６４に光学的に結合されており、また
励起光７１ｂを受けるように励起光供給路６６に光学的
に結合されている。光カプラ６３の出力ポート６３ｃ
は、励起用光ファイバ７２に光学的に結合されている。
励起用光ファイバ７２上には、複数の波長成分(λ₁、・
・・ λ_n)を含むＷＤＭ信号７１ｃと、これらの波長成
分うちの少なくとも一成分を光増幅可能な光励起光７１
ｄとが提供される。励起用光ファイバとしては、Ｅｒ添
加光ファイバが例示される。

【００５４】光伝送路６４、６８、７２としては、シン
グルモード光ファイバ(ＳＭＦ)が例示される。シングル
モード光ファイバ(ＳＭＦ)としては、例えば、分散補償
型光ファイバ(ＤＣＦ)がある。半導体レーザモジュール
１は、励起光と信号光とが共存する光ファイバにおい
て、信号光が光増幅されるような波長の励起光を提供し
ている。

【００５５】既に説明したように、発明者の検討によれ
ば、高出力光源が、エルビウム添加光ファイバアンプ
(ＥＤＦＡ)の励起光源のために必要とされている。単一
の光源から成る半導体レーザモジュールを高出力にする
には限界がある。この限界を超えるために、半導体レー
ザモジュール内に複数の半導体レーザを配置するだけで
なく、複数の半導体レーザからの光を高効率に合波する
必要がある。高効率な合波を実現するためには、偏波カ
プラを用いることが好適である。しかしながら、半導体
レーザは、一般にはＴＥ成分からなる偏光面の光を発生
する。そこで、偏光回転素子を半導体レーザモジュール
内に配置することにした。この半導体レーザモジュール
では、単一のハウジング内に配置された２個の半導体レ
ーザからの光を合波することが可能になる。これによ
り、ハウジングの外に配置された合波のための部品が不
要になるので励起光源の構成が簡単になると共に、該部
品のための実装面積が不要になる。

【００５６】本実施の形態では、１．４８μｍ帯発光モ
ジュールを記述したけれども、本発明は、０．９８μｍ
帯発光モジュールにも適用できる。また、本発明の発光
モジュールの波長帯域は、これらの波長帯域に限定され
るものではない。

【００５７】好適な実施の形態において本発明の原理を
図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から
逸脱することなく配置および詳細において変更され得る
ことは、当業者によって認識される。例えば、発光デバ
イス、偏波変更デバイスおよび合波デバイスの配置は、
必要なように変更されることができる。また、光増幅器
は、前方励起タイプのものだけでなく、後方励起タイプ
のものでもよく、これらの両方を備えていても良い。光
増幅器としてはラマン増幅器に限定されるものではな
く、励起用光ファイバとしてエルビウム添加光ファイバ
を利用できる。したがって、特許請求の範囲およびその
精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求
する。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、複数の偏光面を有
する光成分を含む光を提供できる発光モジュールおよび
光増幅器が提供された。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、１．４８μｍ帯半導体レーザモジュー
ルを示す斜視図である。

【図２】図２は、図１に示された半導体レーザモジュー
ルの光モジュール主要部を示す斜視図である。

【図３】図３は、図１に示された発光モジュールの電子
素子および光学部品の配置を示すブロック図である。

【図４】図４は、発光モジュールの電子素子および光学
部品の別の配置を示すブロック図である。

【図５】図５は、別の実施の形態の発光モジュールの電
子素子および光学部品の配置を示すブロック図である。

【図６】図６は、更に別の実施の形態の発光モジュール
における光モジュール主要部を示す斜視図である。

【図７】図７(ａ)および図７(ｂ)は、ラマン増幅器６０
ａのブロック図を示す。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ…半導体レーザモジュール、２ａ、２ｂ
…光モジュール主要部、４…ハウジング、２４…熱電子
冷却素子、２６…搭載部品、３４、３５…発光デバイ
ス、３４ａ、３４ｂ…半導体発光素子、３５ａ、３５ｂ
…半導体発光素子部、４４、４５…パワーモニタ用受光
素子、４６、４７…偏波変更デバイス、４８…合波デバ
イス、５０、５２、５４、５６…光学レンズ、６０ａ、
６０ｂ…ラマン増幅器、６２…光カプラ、６４、６６、
７４…光通信路

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/10 Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｚ Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 CA14 DA03 DA04 DA05 DA06 DA15 DA36 DA38 2H099 AA01 BA17 CA02 CA08 DA05 2K002 AA02 AB30 DA10 HA23 5F072 AB07 AB09 AK06 JJ01 KK30 PP07 QQ07 RR01 YY17 5F073 AB25 AB27 AB28 AB30 BA03 EA22 FA01 FA25 FA30

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搭載面を有する搭載部品と、 前記搭載面上に配置され、半導体発光層を有する第１の
   光源部と半導体発光層を有する第２の光源部とを含む発
   光デバイスと、 前記第１の光源部から受けた光の偏光面と異なる偏光面
   の光を提供する偏波変更部を有する偏波変更デバイス
   と、 前記第１の光源部からの光と前記偏波変更デバイスから
   の光とを受けて合波された光を提供する合波デバイス
   と、 前記搭載部品、前記発光デバイス、前記偏波変更デバイ
   スおよび前記合波デバイスを収容するハウジングとを備
   える発光モジュール。
2. 【請求項２】 搭載面を有する搭載部品と、 前記搭載面上に配置され、半導体発光層を有する第１の
   光源部と半導体発光層を有する第２の光源部とを含む発
   光デバイスと、 前記第１の光源部から受けた光の偏光面と異なる偏光面
   の光を提供する偏波変更部と共に、前記第２の光源部か
   ら受けた光の偏光面と異なる偏光面の光を提供する偏波
   変更部を有する偏波変更デバイスと、 前記偏波変更手段から複数の光を受けて該複数の光が合
   波された光を提供する合波デバイスと、 前記搭載部品、前記発光デバイス、前記偏波変更デバイ
   スおよび前記合波デバイスを収容するハウジングとを備
   え、 前記偏波変更デバイスから提供される２つの光の偏光面
   は互いに異なる、発光モジュール。
3. 【請求項３】 前記偏波変更デバイスは、ファラディ回
   転子および１／２波長板の少なくともいずれかを含む、
   請求項１に記載の発光モジュール。
4. 【請求項４】 前記発光デバイスと前記合波デバイスと
   の間に配置された光アイソレータデバイスを更に備え
   る、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発光モジ
   ュール。
5. 【請求項５】 前記合波デバイスは、前記第１および第
   ２の光源部からの光を合波する偏波カプラを有する、請
   求項１から請求項４のいずれかに記載の発光モジュー
   ル。
6. 【請求項６】 前記偏波変更デバイスおよび前記合波デ
   バイスは、前記搭載部品上に配置されている、請求項１
   から請求項５のいずれかに記載の発光モジュール。
7. 【請求項７】 前記第１の光源部は、半導体チップに設
   けられた半導体発光素子を含み、前記第２の光源部は、
   別の半導体チップに設けられた半導体発光素子を含む、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載の発光モジュー
   ル。
8. 【請求項８】 前記第１の光源部の半導体発光層および
   第２の光源部の半導体発光層は単一の半導体チップに設
   けられている、請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の発光モジュール。
9. 【請求項９】 前記合波デバイスからの光を受けるよう
   に光学的に結合されたシングルモード光ファイバ更に備
   える、請求項１から請求項８のいずれかに記載の発光モ
   ジュール。
10. 【請求項１０】 光ファイバに励起光を提供して光信号
    を増幅するための光増幅器であって、 励起光を提供する請求項１から９のいずれかに記載の発
    光モジュールと、 光通信路からの光を受ける第１のポート、前記励起光お
    よび光を提供する第２のポート、および前記発光モジュ
    ールからの励起光を受ける第３のポートを有する光カプ
    ラとを備える光増幅器。