[发明专利]外部谐振器型发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种外部谐振器型发光装置。

背景技术

半导体激光器一般采用法布里-珀罗(FP)型，法布里-珀罗(FP)构成有被形成在活性层的两端面的反射镜所夹住的光谐振器。但是，该FP型激光器，以使驻波条件成立的波长振荡，因此纵模容易变成多模，尤其是若电流或温度发生变化则振荡波长发生变化，由此使光强度发生变化。

因此，为了实现光通信或气体传感等目的，需要波长稳定性高的单模振荡的激光器。因此，开发了分布反馈式(DFB)激光器或分布布拉格反射式(DBR)激光器。对这些激光器而言，在半导体中设置衍射光栅，利用衍射光栅的波长依赖性仅使特定的波长振荡。

对DBR激光器而言，在活性层的波导路的延长线上的波导路面，形成凹凸并构成基于布拉格反射的反射镜，从而实现谐振器(专利文献1(日本国特开昭49-128689)；专利文献2(日本国特开昭56-148880))。对该激光器而言，在光波导层的两端设置有衍射光栅，因此，从活性层发出的光在光波导层传播，并且该光的一部分在该衍射光栅反射，并返回到电流注入部，从而实现放大。从衍射光栅向规定的方向反射的只有一种波长的光，因此，激光的波长是固定的。

另外，作为该应用，开发了将衍射光栅形成为与半导体不同的部件，并在外部形成谐振器的外部谐振器型半导体激光器。该类型的激光器为波长稳定性、温度稳定性、及控制性良好的激光器。外部谐振器有，光纤布拉格光栅(FBG)(非专利文献1)、或体全息光栅(VHG)(非专利文献2)。衍射光栅与半导体激光器单独构成，因此，衍射光栅具有能够单独设计反射率、谐振器长度的特征，并且不受基于电流注入的发热而使温度上升的影响，因此能够使波长稳定性更加良好。另外，半导体的折射率的温度变化是不同的，因此，通过配合谐振器长度设计，能够提高温度稳定性。

在专利文献6(日本国特开2002-134833)中公开了利用在石英玻璃波导路形成的光栅的外部谐振器型激光器。其旨在提供可以没有温度控制器而在室温变化很大的(例如，30℃以上)环境使用的稳频激光器。另外，公开了提供一种抑制跳模且没有振荡频率的温度依赖性的温度无依赖型激光器。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1：日本国特开昭49-128689

专利文献2：日本国特开昭56-148880

专利文献3：WO2013/034813

专利文献4：日本国特开2000-082864

专利文献5：日本国特开2006-222399

专利文献6：日本国特开2002-134833

非专利文献1：电子信息通信学会论文杂志C-IIVol.J81，No.7pp.664-665，1998年7月

非专利文献2：电子信息通信学会技术研究报告LQE，2005年105卷52号pp.17-20

发明内容

发明要解决的课题

在非专利文献1中提及了伴随温度上升损害波长稳定性的跳模机理、和其改善对策。基于温度的外部谐振器型激光器的波长变化量δλ_s，其对于半导体的活性层区域的折射率变化Δn_a、活性层的长度L_a、FBG区域的折射率变化Δn_f、长度L_f、各个温度变化δT_a、δT_f之间的关系，在驻波条件下由下式表示。