[發明專利]半導體激光模塊和具有光反饋功能的半導體激光裝置

有效

• 申請號: 02105624.2
• 申請日: 2002-02-05
• 公開（公告）號: CN1379516A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 大久保典雄;大木泰
• 申請（專利權）人: 古河電氣工業株式會社
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 沈昭坤

相關的申請

本申請根據35U.S.C.部分119條要求以下外國優先權，2001年2月6日提交的日本申請2001-29682，和2001年6月4日提交的日本申請2001-168644，這兩篇文件將在以下作為引證。

發明領域

本發明涉及一種半導體激光模塊和具有光反饋功能的半導體激光裝置。特別的，本發明涉及一種可輻射波長范圍為940nm至990nm的激光的半導體激光模塊和具有光反饋功能的半導體激光裝置，其光功率在所有時間穩定。

發明背景

一波分復用(WDM)通信方案作為傳送多路光信號的光通信系統正在發展之中。此系統包括沿光路在預定位置安裝的摻餌(Er)光纖放大器(EDFA)。每個EDFA都與一個泵浦激光模塊相連，此泵浦激光模塊具有一半導體激光裝置作為泵浦光源。泵浦激光由激光模塊直接進入EDFA以對信號光源傳送來的信號光進行光學放大，從而將光放大后的信號光再向下行方面傳送。

在這種情況下，合并在激光模塊中的半導體激光裝置被提供一注入電流，其電流值隨信號光源的光功率波動而變化，以控制泵浦激光的光功率。

這樣的策略對于輻射波長為1480nm范圍的半導體激光裝置是有效的，因為EDFA中可提供寬廣的增益帶寬。然而，上述策略不能應用于輻射波長為980nm波長范圍的半導體激光裝置，因為EDFA中在這個波長范圍的增益帶寬很窄。本發明正是為了尋找一種方法能夠克服這種限制并能在EDFA應用中也能使用980nm的泵浦光。

發明的目的和概述

發明人建議一種激光模塊，包括一個輻射在980nm波長范圍內的光的半導體泵浦激光裝置，其泵浦激光的波長是專用于窄的增益帶寬的。發明人還建議對泵浦激光裝置輻射的光，光學耦合一個具有預定反射帶寬的光反饋元件，例如光纖布拉格光柵。此光反饋元件被置于半導體激光裝置的輻射端面板(前面板)上或附近，并通過把一選擇的波長范圍的光返回耦合至一激光諧振腔而形成光反饋結構，從而限定了由激光模塊輻射的泵浦激光的波長。然而，在這種結構中，發明人發現當現有技術中980nm的基于砷化鎵的泵浦激光被置于所建議的結構中時，整個模塊輻射的光關于時間是不穩定的。

因此，本發明的目的是提供一種半導體激光模塊，包括一輻射波長在980nm波長范圍內的基于砷化鎵的激光裝置，和一光反饋元件，它們彼此光耦合，以產生泵浦激光，此激光的波長在光反饋元件的反射帶寬之中，并且是關于時間穩定的，還可抑制噪聲的產生。特別的，本發明提供一種包括一半導體激光裝置的激光模塊，此半導體激光裝置可輻射在具有光反饋功能的光反饋元件(例如光纖布拉格光柵)的反射帶寬內的多種模式的激光，其中此激光模塊可輻射泵浦激光，其光功率在特定的波長上是關于時間穩定的。

本發明的另一目的是提供一種本身具有光反射光能并輻射激光的半導體激光裝置，其光功率在特定的波長上是關于時間穩定的。

為達到上述目的，本發明提供一種半導體激光模塊，包括一半導體激光裝置，其在砷化鎵襯底上形成層狀結構，其中此層狀結構在量子井結構中具有一活性層，由至少包含鎵和砷的半導體材料構成，和一個具有光反饋功能的器件，其中該半導體激光裝置與該器件彼此光耦合，并且此活性層中的井層是厚層，特別的，其厚度為10nm或更厚，和/或比相鄰的勢壘層更厚。

本發明還提供一種具有光反饋功能的半導體激光裝置，其中在量子井結構中具有一活性層的層狀結構是在砷化鎵襯底上形成的。此活性層是由至少包含鎵和砷的半導體材料構成的，此活性層中的井層是厚的，且在此活性層附近形成一光柵。

附圖說明

圖1是根據本發明的典型的半導體激光模塊B1的橫截面的視圖；

圖2A是說明根據本發明的典型的激光裝置的透視圖；

圖2B是說明根據本發明的典型的另一激光裝置的透視圖；

圖3A是定義激光二極管的閾值電流的圖表；

圖3B是表示自輻射光的光譜曲線的圖表；

圖4是表示根據現有技術的自輻射光中的激光裝置的類型1的光譜曲線的圖表：

圖5是表示自輻射光中的激光裝置的類型2的光譜曲線的圖表；

圖6是表示根據本發明的自輻射光中的激光裝置的類型3的光譜曲線的圖表；

圖7是表示根據本發明的自輻射光中的激光裝置的類型4的光譜曲線的圖表；

圖8是用于說明根據本發明的遠場模式的發散角θ的示意圖；

圖9是說明根據本發明的半導體激光裝置B2被部分切除后的透視圖；

圖10是表示根據現有技術的激光裝置1，2的電導帶的示意圖；