偏波合成型半導体レーザ光源，およびこれを備えたラマン増幅器
【目的】高価なＰＭＦ用ＦＢＧを使用することなく，偏波合成されたレーザ光を得る。
【構成】偏波合成型半導体レーザ光源10は，２つのＧＣ１，２，２本の偏波保持ファイバ３，偏波合成器４，およびＦＢＧ６が形成されたシングルモードファイバ５を備えている。ＧＣ１，２から出射された第１および第２の直線偏波の光は，２本の偏波保持ファイバ３および偏波合成器４を経て，互いに直交する偏波方向を持って合成される。偏波合成光のうちの所定波長の光が，シングルモードファイバ５中に形成されたＦＢＧ６によって反射される。ＧＣ１，２の後方端面（光反射膜11）と，ＦＢＧ６の間で光反射が繰り返されて，同一波長の直交する偏波方向を持つ２つのレーザ光が得られる。
【構成】偏波合成型半導体レーザ光源10は，２つのＧＣ１，２，２本の偏波保持ファイバ３，偏波合成器４，およびＦＢＧ６が形成されたシングルモードファイバ５を備えている。ＧＣ１，２から出射された第１および第２の直線偏波の光は，２本の偏波保持ファイバ３および偏波合成器４を経て，互いに直交する偏波方向を持って合成される。偏波合成光のうちの所定波長の光が，シングルモードファイバ５中に形成されたＦＢＧ６によって反射される。ＧＣ１，２の後方端面（光反射膜11）と，ＦＢＧ６の間で光反射が繰り返されて，同一波長の直交する偏波方向を持つ２つのレーザ光が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，偏波合成型半導体レーザ光源，およびこれを備えたラマン増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラマン増幅器は低雑音，広帯域といった増幅特性において性能がよいことが知られているが，他方，利得の偏波依存性（偏波状態によって利得が変動すること）が大きいという問題があることも知られている。利得の偏波依存性を低減するために，同じ波長で偏波方向（振動方向）が互いに直交関係にある２つのレーザ光を用いることが行われている（たとえば，特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−９８４３３号公報
【０００３】
図６は，特許文献１に記載の従来のラマン増幅器の光源部分の構成を，分かりやすく示すブロック図である。
【０００４】
２つのゲインチップ（特許文献１において「半導体レーザ」と記載されているものに相当）61，62から出射された光は，ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）64が形成された２本の偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）（Polarization Maintaining Fiber）63にそれぞれ入射する。２本の偏波保持ファイバ63中にそれぞれ形成されている２つのＦＢＧ64と，２つのゲインチップ61，62のそれぞれの反射端面（後方端面）71との間で光反射が繰り返され，ＦＢＧ64によって規定される所定波長を持つレーザ光が得られる。２本の偏波保持ファイバ63からの２つのレーザ光は偏波合成器65に入射し，ここで偏波が直交するようにして合成される。合成されたレーザ光はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）（Single Mode Fiber ）66に入射し，その後ラマン増幅器の励起光として用いられる。
【０００５】
従来のラマン増幅器の光源部分の構造には，次の問題点がある。
【０００６】
（ｉ）高価な偏波保持ファイバ用ＦＢＧが少なくとも２つ必要とされること。
上述したように，従来の光源部分では，２本の偏波保持ファイバ63中にＦＢＧ64がそれぞれ形成されている。偏波保持ファイバはそれ自体がシングルモードファイバに比べて構造が複雑なため，偏波保持ファイバ中のＦＢＧの作成には手間および高い精度が必要とされる。このため，偏波保持ファイバ用ＦＢＧは一般に高価である。１つの波長のレーザ光（互いに直交した偏波方向を持つ２つのレーザ光）を得るために高価な偏波保持ファイバ用ＦＢＧが２つ必要とされるので，ラマン増幅器全体の歩留まりが悪い。
【０００７】
（ii）２つのレーザ光の波長にずれが生じることがあること。
上述したように，偏波合成される２つのレーザ光の波長は，２本の偏波保持ファイバ63中にそれぞれ作成されるＦＢＧ64によって規定される。ＦＢＧ64が２本の偏波保持ファイバ63のそれぞれに作成されているので，ＦＢＧ64に製造誤差があると２つのレーザ光の波長にずれが生じてしまう。
【０００８】
（iii）偏波保持ファイバの取り回しが面倒であること。
ＦＢＧ64は温度によってその特性が変化することがあるので，ＦＢＧ64を温度変化が少ない場所に位置させることがある。従来の光源部分の構成では，１つの波長のレーザ光を得るために２本の偏波保持ファイバ63が存在し，この２本の偏波保持ファイバ63のそれぞれにＦＢＧ64が形成されているので，ＦＢＧ64を温度変化が少ない場所に位置させる場合，２本の偏波保持ファイバ63の両方について取り回しを行わなければならない。ファイバの取回しが面倒であることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は，高価な偏波保持ファイバ用ＦＢＧを使用することなく，偏波合成されたレーザ光を得ることを目的とする。
【００１０】
この発明はまた，偏波合成されるレーザ光の波長のずれを防止することを目的とする。
【００１１】
この発明はさらに，ファイバの取回しを良くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明による偏波合成型半導体レーザ光源は，２つの半導体発光素子を含み，偏波方向が互いに直交する２つの光を出射する光源部，および前記光源部からの２つの光に共通に用いられ，所定波長の光を選択的に反射する波長選択手段を備え，前記２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記波長選択手段とによって光共振器が構成されていることを特徴とする。
【００１３】
偏波方向が互いに直交する２つの光に対して，波長選択手段による所定波長の光の反射が行われる。すなわち，１つの波長選択手段が，光源部から出射される２つの光の両方に共通して用いられる。２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と１つの波長選択手段とによって光反射が繰り返されて得られる２つのレーザ光は，いずれも一の（共通の）波長選択手段によって定められる一の波長を有し，かつ互いに直交した偏波方向を持つものになる。
【００１４】
この発明によると，１つの波長選択手段のみによって，同一波長を持ち，互いに直交した偏波方向を持つレーザ光（偏波合成レーザ光）を得ることができる。半導体発光素子のそれぞれに対応する波長選択手段を用いる場合に生じうるレーザ光の間の波長のずれを，防止することができる。
【００１５】
好ましくは，前記波長選択手段は，シングルモードファイバ中に形成されたファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）である。２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と１本のシングルモードファイバ中の１つのＦＢＧとによって，光共振器が構成される。偏波保持ファイバ中にＦＢＧを形成する構成に比べて，安価な構成とすることができる。一の波長を持つ互いに直交した偏波方向を持つレーザ光（偏波合成レーザ光）に，ＦＢＧが形成された１本のシングルモードファイバが対応するので，ＦＢＧの数（ファイバの数）が少なく，ファイバの取回しが良好になる。
【００１６】
好ましくは，前記２つの半導体発光素子は，いずれもその後方端面に光反射膜が形成されており，かつ出射端面から直線偏波の光を出射するものであり，前記光源部は，前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの偏波方向を互いに直交させて合成して出力する偏波合成手段を備えている。後方端面に形成された光反射膜によって，半導体発光素子の後方端面において高い反射率で光を反射させることができる。偏波合成手段によって得られる偏波方向が互いに直交する２つの直線偏波光が，波長選択手段に導かれる。
【００１７】
前記偏波合成手段は，一実施態様では，入力する２つの光を合成して出力する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（Polarization Beam Splitter），ならびに前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの直線偏波光の偏波方向に直交関係を持たせて前記偏光ビームスプリッタに入力させる偏波方向直交化手段を備えている。
【００１８】
第１および第２の直線偏波光の偏波方向に直交関係を持たせて前記偏光ビームスプリッタに入力させる偏波方向直交化手段は，一実施態様では，前記第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の直線偏波光のそれぞれを，その偏波方向を保持したまま前記偏光ビームスプリッタに伝播する２本の偏波保持ファイバを，それらの主軸を互いに直交させて前記偏光ビームスプリッタに接続したものである。典型的には，２本の偏波保持ファイバのうちの１本が，９０度回転させられて（ねじられて）前記偏光ビームスプリッタに接続される。偏光ビームスプリッタに，互いに直交関係をもつ２つの直線偏波光が導かれる。
【００１９】
第１および第２の半導体発光素子（第１および第２の半導体発光素子が搭載された２つのチップキャリアでもよい）の配置向きを調整することによって，前記偏光ビームスプリッタに互いに直交する偏波方向の第１，第２の光を与えるようにしてもよい。この場合，前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置が設定（調整）され，かつ出射される直線偏波光の進行方向を軸として偏波面が直交するように第１および第２の半導体発光素子の傾きが設定（調整）される。偏波保持ファイバを用いずに，互いに直交関係を持つ２つの直線偏波光を，偏光ビームスプリッタに与えることができる。
【００２０】
前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置を設定（調整）し，かつ第１または第２の半導体発光素子のいずれか一方と前記偏光ビームスプリッタとの間にλ／２波長板を設けてもよい。λ／２波長板によって一方の半導体発光素子から出射された直線偏波光が９０°回転するので，互いに直交する偏波方向を持つ２つの直線偏波光を偏光ビームスプリッタに与えることができる。
【００２１】
複数波長のレーザ光を得るには，前記偏波合成型半導体レーザ光源を複数用いればよい。複数波長のレーザ光を得るためのこの発明による偏波合成型半導体レーザ光源は，少なくとも４つの半導体発光素子を含み，第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の光の偏波方向を互いに直交させて出射し，かつ第３および第４の半導体発光素子から出射される第３および第４の光の偏波方向を互いに直交させて出射する光源部，前記光源部からの第１および第２の光に共通に用いられ，第１の所定波長の光を選択的に反射する第１の波長選択手段，ならびに前記光源部からの第３および第４の光に共通に用いられ，第２の所定波長の光を選択的に反射する第２の波長選択手段を少なくとも備え，前記少なくとも４つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記第１および第２の波長選択手段とによって光共振器が構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明は，前記偏波合成型半導体レーザ光源，および前記偏波合成型半導体レーザ光源からのレーザ光が励起光として入射し，誘導ラマン増幅を生じさせる光ファイバを備えたラマン増幅器も提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［実施例１］
図１は，第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【００２４】
偏波合成型半導体レーザ光源10は，２つの半導体発光素子（ゲインチップ）（以下，ＧＣという）１，２，２本の偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）（Polarization Maintaining Fiber）３，偏波合成器４，ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating ）（以下，ＦＢＧという）６が形成されたシングルモードファイバ（ＳＭＦ）（Single Mode Fiber）５を備えている。
【００２５】
ＧＣ１，２は同じ構造を持ち，半導体基板上に，組成，不純物の種類と量等の異なる複数の半導体層が積層されて構成されている。複数の半導体層には活性層が含まれており，活性層は一または複数層内に光を閉じ込めることができる形態で形成されている。活性層に電流が通電されると活性層において光が発生し，ＧＣ１，２の出射端面から直線偏波の光が出射される。
【００２６】
ＧＣ１，２の出射端面には好ましくは光反射防止膜（図示略）が形成され，出射端面と反対側の端面（後方端面）には光反射膜11が形成されている。後述するように，ＧＣ１，２から出射した光のうち所定波長の光は再びＧＣ１，２に戻り，ＧＣ１，２の後方端面（光反射膜11）において反射される。
【００２７】
ＧＣ１，２の出射端面から出射した直線偏波の光は，２本の偏波保持ファイバ３にそれぞれ入射する。偏波保持ファイバ３は，コアの両側に円形の応力付与部が設けられたＰＡＮＤＡ（Polarization-maintaining AND Absorption-reducing）ファイバであっても，応力付与部が楕円形に設けられた楕円クラッド形ファイバであってもよい。ＧＣ１，２から出射された光は，偏波保持ファイバ３によって偏波方向が保持された状態で偏波合成器４に与えられる。
【００２８】
２本の偏波保持ファイバ３は，これらの主軸を互いに直交させて偏波合成器４に接続されている。たとえば，２本の偏波保持ファイバ３のうちの１本が，９０度回転させられて（ねじられて）偏波合成器４に接続される。偏波合成器４には互いに直交関係をもつ２つの直線偏波光が与えられる。
【００２９】
偏波合成器４は，２本の偏波保持ファイバ３からの光を合成して出力するもので，たとえば偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（Polarization Beam Splitter）（たとえば，直角三角形プリズムの斜面が誘電体多層膜を介して接合された偏光分離プリズム）を用いることができる。偏光分離プリズムの直交する２面に，２本の偏波保持ファイバ３からの光をそれぞれ入射させる。一方の偏波保持ファイバ３からの光（たとえば，Ｐ偏光）は誘電体多層膜を透過し，他方の偏波保持ファイバ３からの光（Ｓ偏光）は誘電体多層膜で反射する。これにより偏波方向が互いに直交関係にある２つの光が偏波合成器４において合成される（偏波方向が互いに直交している２つの光が合成された光を，以下，偏波合成光と呼ぶ）。偏波合成器４からの偏波合成光は，シングルモードファイバ５に入射する。
【００３０】
シングルモードファイバ５中にＦＢＧ（Fiber Bragg Grating ）６が形成されている。ＦＢＧ６において，所定波長の光，たとえば，１４７０ｎｍの波長の光が反射される。もちろん，この場合には，ＧＣ１，２として，１４７０ｎｍの波長成分を含む光を出射するものが用いられ，好ましくは，中心波長が１４７０ｎｍであるＧＣ１，２が用いられる。
【００３１】
ＦＢＧ６において反射した光は，上述と逆方向，すなわち，偏波合成器４，偏波保持ファイバ３をこの順番に経て，ＧＣ１，２に戻る。上述したように，ＧＣ１，２の後方端面には光反射膜11が形成されているので，ＧＣ１，２に戻った光はＧＣ１，２の後方端面において高い反射率で反射する。ＧＣ１，２の後方端面（光反射膜11）とＦＢＧ６との間で光反射が繰り返され，これにより光が共振してレーザ光となる。ＦＢＧ６によって規定される所定波長のレーザ光が，シングルモードファイバ５を経て外部に出射される。シングルモードファイバ６からは，同一波長をもち，かつ偏波方向が互いに直交している２つのレーザ光が合成されたレーザ光（偏波合成レーザ光）が出射される。
【００３２】
偏波合成型半導体レーザ光源10では，１つのＦＢＧ６によって，しかもシングルモードファイバ５中に形成されたＦＢＧ６によって，２つのＧＣ１，２のそれぞれとの間で光共振器が構成されている。２つのＦＢＧを必要とし，さらに２つのＦＢＧのいずれもを偏波保持ファイバ中に形成する従来の構成（図６参照）と比べて安価でかつ簡素な構成で，従来構成と同様に，同一波長を有し，かつ偏波方向が互いに直交している偏波合成レーザ光を得ることができる。
【００３３】
偏波合成型半導体レーザ光源10に含まれるＦＢＧ６が１つであるので，２つのＧＣのそれぞれに対応して２つのＦＢＧを利用する場合に生じやすい，ＦＢＧの製造誤差に起因するレーザ光の波長のずれを，効果的に防止することができる。
【００３４】
さらに，出射されるレーザ光の波長を決定する重要部品であるＦＢＧ６が１つであるので，温度安定性を求める場合（たとえば，ＦＢＧ６を熱源から遠ざけるなど）に都合がよく，ファイバの取り回しが良好である。
【００３５】
［実施例２］
図２は，第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20の構成を示すブロック図である。第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10を構成する部材と同じ部材には同一符号を付し，重複説明を省略する。
【００３６】
第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20は，中心波長が１４７０ｎｍの光を出射する２つのＧＣ１ａ，１ｂと，中心波長が１４３０ｎｍの光を出射する２つのＧＣ２ａ，２ｂを含む。第１実施例と同様に，ＧＣ１ａ，１ｂからの出射光は偏波保持ファイバ３を経て偏波合成器４ａにおいて偏波合成される。偏波方向が互いに直交している偏波合成光が光合波／分波器（光分岐結合器）７に入射する。中心波長が１４３０ｎｍの光を出射する２つのＧＣ２ａ，２ｂからの出射光も，偏波保持ファイバ３を経て偏波合成器４ｂにおいて偏波合成され，光合波／分波器７に入射する。２つの偏波合成器４ａ，４ｂと光合波／分波器７との間の光接続には，シングルモードファイバを用いても偏波保存ファイバを用いてもよい。
【００３７】
光合波／分波器７は中心波長が１４７０ｎｍの偏波合成光と，中心波長が１４３０ｎｍの偏波合成光とを合波（結合）して出射するとともに，後述するように，ＦＢＧにおいて反射された光を分波（分岐）して出射する。光合波／分波器７としては，融着型光ファイバカプラ，石英導波型光カプラ，誘電体多層膜を用いた光合波／分波器等を用いることができる。
【００３８】
光合波／分波器７から出射される合波光がシングルモードファイバ５に入射する。
【００３９】
シングルモードファイバ５中には２つのＦＢＧ６ａ，６ｂが形成されている。ＦＢＧ６ａ，６ｂは互いにピッチが異なっており，ＦＢＧ６ａの方がＦＢＧ６ｂのピッチよりも広い。ＦＢＧ６ａにおいて１４７０ｎｍの波長の光が，ＦＢＧ６ｂにおいて１４３０ｎｍの波長の光がそれぞれ反射するように，ＦＢＧ６ａ，６ｂのピッチは規定されている。
【００４０】
ＦＢＧ６ａ，６ｂにおいて反射した光は光合波／分波器７に戻り，ここで分波される。１４７０ｎｍの波長を持つ偏波合成光は，偏波合成器４ａ，偏波保持ファイバ３をこの順番に経て，ＧＣ１ａ，１ｂに戻る。１４３０ｎｍの波長を持つ偏波合成光は，偏波合成器４ｂ，偏波保持ファイバ３をこの順番に経て，ＧＣ２ａ，２ｂに戻る。ＧＣ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂに戻った光は，これらのＧＣの後方端面（光反射膜11）において反射し，ＦＢＧ６ａ，６ｂとの間で光反射が繰り返されてレーザ光となる。１４７０ｎｍの波長を持つ偏波合成レーザ光と，１４３０ｎｍの波長を持つ偏波合成レーザ光とが，シングルモードファイバ５を経て外部に出射される。
【００４１】
第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20も，上述した第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10と同様に，ＦＢＧ６ａ，６ｂがシングルモードファイバ５中に形成されており，一の波長のレーザ光を得るためのＦＢＧが一つであるので，低価格で作成することができ，波長ずれが小さく，安定な光源を実現することができる。
【００４２】
２つの波長の異なるレーザ光のみならず，３つ以上の波長の異なるレーザ光を，上述した第２実施例と同様の構成によって得ることができる。必要とされるレーザ光の波長に応じて，その波長成分を含む光を出射する２つのＧＣと，２つのＧＣから光を偏波合成する偏波合成器をさらに用意し，シングルモードファイバ５中にはその波長の光を反射するＦＢＧをさらに形成すればよい。
【００４３】
［実施例３］
図３は，第３実施例の偏波合成型半導体レーザ光源30の構成を示すブロック図である。第３実施例の偏波合成型半導体レーザ光源30は，偏波保持ファイバ３によって直交する偏波方向を持つ２つの光を偏波合成器４に入射させるのに代えて，偏波保持ファイバ３を用いることなく，チップキャリアの配置方向によって，偏波方向が互いに直交する２つの光を偏波合成器４に入射させる点が，第１実施例および第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10，20と異なる。
【００４４】
ＧＣ１が搭載されたチップキャリア12（以下，第１のチップキャリア12と呼ぶ），およびＧＣ２が搭載されたチップキャリア13（以下，第２のチップキャリア13と呼ぶ）が用意される。第１のチップキャリア12のＧＣ１および第２のチップキャリア13のＧＣ２は，いずれもチップキャリア12，13の長手方向に偏波方向を持つ光を出射するものとする。
【００４５】
第１のチップキャリア12と第２のチップキャリア13は，その長手方向が互いに直交する方向を向くように配置されている。図３を参照して，たとえば第１のチップキャリア12が，その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置されているとすると，第２のチップキャリア13は，その長手方向がＸ軸方向に直交するＺ軸方向に沿うように配置される。
【００４６】
第１のチップキャリア12は，その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置されているので，ＧＣ１からの光はＸ軸方向の偏波方向を持つ。Ｘ軸方向に偏波方向を持つ光が，レンズ14によって集光されて偏波合成器４の一の面に入射する。
【００４７】
第２のチップキャリア13は，その長手方向がＺ軸方向に沿うように配置されているので，ＧＣ２からの光はＺ軸方向に偏波方向を持つ。Ｚ軸方向に偏波方向を持つ光がレンズ15によって集光されて，前記ＧＣ１からの光が入射する面と直交する偏波合成器４の面に入射する。
【００４８】
偏波合成器４から偏波合成光のうち，所定波長の光がシングルモードファイバ５中のＦＢＧ６によって反射され，ＧＣ１，２の後方端面との間で反射が繰り返されてレーザ光となるのは，上述した第１実施例と同じである。
【００４９】
第３実施例では，偏波保持ファイバ３によって直交する偏波方向を持つ２つの光を得るのではなく，チップキャリア12，13の配置方向によって直交する偏波方向を持つ２つの光を得ている。偏波保持ファイバを省略することができるので，低損失化，低コスト化，および小型化を図ることができる。
【００５０】
図４に示すように，一方のチップキャリアと偏波合成器４との間にλ／２波長板16を配置することによって，互いに直交する偏波方向を持つ２つの光を偏波合成器４に入射するようにしてもよい。この場合，チップキャリア12，13のＧＣ１，２から出射される直線偏波光の偏波方向を同一平面上，すなわちチップキャリア12，13の長手方向を同一平面上とすることができる。λ／２波長板16によって一方のチップキャリア13のＧＣ２から出射される光の偏光方向が９０°変わるので（Ｐ偏光がＳ偏光とされる），互いに直交する偏波方向を有する光を偏波合成器４に入射することができる。
【００５１】
図５は，上述した偏波合成型半導体レーザ光源10を励起光用光源として用いたラマン増幅器のブロック図を示している。
【００５２】
ラマン増幅器50では，偏波合成型半導体レーザ光源10から出射されたレーザ光は，励起光としてカプラ51を通じて増幅用光ファイバ52に入力する。増幅用光ファイバ52において誘導ラマン散乱が生じ，レーザ光の波長（励起光波長）から約１００ｎｍ程度長波長側に利得が生じる。増幅用光ファイバ52に信号光が入射すると，増幅用光ファイバ52中に生じた利得によって信号光が増幅される（ラマン増幅）。偏波合成型半導体レーザ光源10は，同じ波長で偏波方向が互いに直交関係にある偏波合成レーザ光を出射するので，ラマン増幅器50における利得の偏波依存性を低減する，または無くすことができる。
【００５３】
もちろん，第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10のみならず，他の実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20，30，40も，ラマン増幅器の励起光用光源として用いることができる。特に，第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20は，複数波長の偏波合成レーザ光を出射することができるので，増幅用光ファイバ52においてそれぞれの波長の約１００ｎｍ長波長側に利得が生じ，より広い波長帯域の信号光を増幅することができる。
【００５４】
ラマン増幅器のみならず，ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）の励起光用光源として，上述した偏波合成型半導体レーザ光源10，20，30，40を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図２】第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図３】第３実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図４】第３実施例の変形例における偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図５】ラマン増幅器のブロック図である。
【図６】従来のラマン増幅器の光源部分の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ，１ｂ，２，２ａ，２ｂ 半導体発光素子
３ 偏波保持ファイバ
４ 偏波合成器
５ シングルモードファイバ
６ ファイバブラッググレーティング
10，20，30，40 偏波合成型半導体レーザ光源
11 光反射膜
16 λ／２波長板
50 ラマン増幅器
52 増幅用光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
この発明は，偏波合成型半導体レーザ光源，およびこれを備えたラマン増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラマン増幅器は低雑音，広帯域といった増幅特性において性能がよいことが知られているが，他方，利得の偏波依存性（偏波状態によって利得が変動すること）が大きいという問題があることも知られている。利得の偏波依存性を低減するために，同じ波長で偏波方向（振動方向）が互いに直交関係にある２つのレーザ光を用いることが行われている（たとえば，特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−９８４３３号公報
【０００３】
図６は，特許文献１に記載の従来のラマン増幅器の光源部分の構成を，分かりやすく示すブロック図である。
【０００４】
２つのゲインチップ（特許文献１において「半導体レーザ」と記載されているものに相当）61，62から出射された光は，ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）64が形成された２本の偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）（Polarization Maintaining Fiber）63にそれぞれ入射する。２本の偏波保持ファイバ63中にそれぞれ形成されている２つのＦＢＧ64と，２つのゲインチップ61，62のそれぞれの反射端面（後方端面）71との間で光反射が繰り返され，ＦＢＧ64によって規定される所定波長を持つレーザ光が得られる。２本の偏波保持ファイバ63からの２つのレーザ光は偏波合成器65に入射し，ここで偏波が直交するようにして合成される。合成されたレーザ光はシングルモードファイバ（ＳＭＦ）（Single Mode Fiber ）66に入射し，その後ラマン増幅器の励起光として用いられる。
【０００５】
従来のラマン増幅器の光源部分の構造には，次の問題点がある。
【０００６】
（ｉ）高価な偏波保持ファイバ用ＦＢＧが少なくとも２つ必要とされること。
上述したように，従来の光源部分では，２本の偏波保持ファイバ63中にＦＢＧ64がそれぞれ形成されている。偏波保持ファイバはそれ自体がシングルモードファイバに比べて構造が複雑なため，偏波保持ファイバ中のＦＢＧの作成には手間および高い精度が必要とされる。このため，偏波保持ファイバ用ＦＢＧは一般に高価である。１つの波長のレーザ光（互いに直交した偏波方向を持つ２つのレーザ光）を得るために高価な偏波保持ファイバ用ＦＢＧが２つ必要とされるので，ラマン増幅器全体の歩留まりが悪い。
【０００７】
（ii）２つのレーザ光の波長にずれが生じることがあること。
上述したように，偏波合成される２つのレーザ光の波長は，２本の偏波保持ファイバ63中にそれぞれ作成されるＦＢＧ64によって規定される。ＦＢＧ64が２本の偏波保持ファイバ63のそれぞれに作成されているので，ＦＢＧ64に製造誤差があると２つのレーザ光の波長にずれが生じてしまう。
【０００８】
（iii）偏波保持ファイバの取り回しが面倒であること。
ＦＢＧ64は温度によってその特性が変化することがあるので，ＦＢＧ64を温度変化が少ない場所に位置させることがある。従来の光源部分の構成では，１つの波長のレーザ光を得るために２本の偏波保持ファイバ63が存在し，この２本の偏波保持ファイバ63のそれぞれにＦＢＧ64が形成されているので，ＦＢＧ64を温度変化が少ない場所に位置させる場合，２本の偏波保持ファイバ63の両方について取り回しを行わなければならない。ファイバの取回しが面倒であることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は，高価な偏波保持ファイバ用ＦＢＧを使用することなく，偏波合成されたレーザ光を得ることを目的とする。
【００１０】
この発明はまた，偏波合成されるレーザ光の波長のずれを防止することを目的とする。
【００１１】
この発明はさらに，ファイバの取回しを良くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明による偏波合成型半導体レーザ光源は，２つの半導体発光素子を含み，偏波方向が互いに直交する２つの光を出射する光源部，および前記光源部からの２つの光に共通に用いられ，所定波長の光を選択的に反射する波長選択手段を備え，前記２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記波長選択手段とによって光共振器が構成されていることを特徴とする。
【００１３】
偏波方向が互いに直交する２つの光に対して，波長選択手段による所定波長の光の反射が行われる。すなわち，１つの波長選択手段が，光源部から出射される２つの光の両方に共通して用いられる。２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と１つの波長選択手段とによって光反射が繰り返されて得られる２つのレーザ光は，いずれも一の（共通の）波長選択手段によって定められる一の波長を有し，かつ互いに直交した偏波方向を持つものになる。
【００１４】
この発明によると，１つの波長選択手段のみによって，同一波長を持ち，互いに直交した偏波方向を持つレーザ光（偏波合成レーザ光）を得ることができる。半導体発光素子のそれぞれに対応する波長選択手段を用いる場合に生じうるレーザ光の間の波長のずれを，防止することができる。
【００１５】
好ましくは，前記波長選択手段は，シングルモードファイバ中に形成されたファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）である。２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と１本のシングルモードファイバ中の１つのＦＢＧとによって，光共振器が構成される。偏波保持ファイバ中にＦＢＧを形成する構成に比べて，安価な構成とすることができる。一の波長を持つ互いに直交した偏波方向を持つレーザ光（偏波合成レーザ光）に，ＦＢＧが形成された１本のシングルモードファイバが対応するので，ＦＢＧの数（ファイバの数）が少なく，ファイバの取回しが良好になる。
【００１６】
好ましくは，前記２つの半導体発光素子は，いずれもその後方端面に光反射膜が形成されており，かつ出射端面から直線偏波の光を出射するものであり，前記光源部は，前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの偏波方向を互いに直交させて合成して出力する偏波合成手段を備えている。後方端面に形成された光反射膜によって，半導体発光素子の後方端面において高い反射率で光を反射させることができる。偏波合成手段によって得られる偏波方向が互いに直交する２つの直線偏波光が，波長選択手段に導かれる。
【００１７】
前記偏波合成手段は，一実施態様では，入力する２つの光を合成して出力する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（Polarization Beam Splitter），ならびに前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの直線偏波光の偏波方向に直交関係を持たせて前記偏光ビームスプリッタに入力させる偏波方向直交化手段を備えている。
【００１８】
第１および第２の直線偏波光の偏波方向に直交関係を持たせて前記偏光ビームスプリッタに入力させる偏波方向直交化手段は，一実施態様では，前記第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の直線偏波光のそれぞれを，その偏波方向を保持したまま前記偏光ビームスプリッタに伝播する２本の偏波保持ファイバを，それらの主軸を互いに直交させて前記偏光ビームスプリッタに接続したものである。典型的には，２本の偏波保持ファイバのうちの１本が，９０度回転させられて（ねじられて）前記偏光ビームスプリッタに接続される。偏光ビームスプリッタに，互いに直交関係をもつ２つの直線偏波光が導かれる。
【００１９】
第１および第２の半導体発光素子（第１および第２の半導体発光素子が搭載された２つのチップキャリアでもよい）の配置向きを調整することによって，前記偏光ビームスプリッタに互いに直交する偏波方向の第１，第２の光を与えるようにしてもよい。この場合，前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置が設定（調整）され，かつ出射される直線偏波光の進行方向を軸として偏波面が直交するように第１および第２の半導体発光素子の傾きが設定（調整）される。偏波保持ファイバを用いずに，互いに直交関係を持つ２つの直線偏波光を，偏光ビームスプリッタに与えることができる。
【００２０】
前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置を設定（調整）し，かつ第１または第２の半導体発光素子のいずれか一方と前記偏光ビームスプリッタとの間にλ／２波長板を設けてもよい。λ／２波長板によって一方の半導体発光素子から出射された直線偏波光が９０°回転するので，互いに直交する偏波方向を持つ２つの直線偏波光を偏光ビームスプリッタに与えることができる。
【００２１】
複数波長のレーザ光を得るには，前記偏波合成型半導体レーザ光源を複数用いればよい。複数波長のレーザ光を得るためのこの発明による偏波合成型半導体レーザ光源は，少なくとも４つの半導体発光素子を含み，第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の光の偏波方向を互いに直交させて出射し，かつ第３および第４の半導体発光素子から出射される第３および第４の光の偏波方向を互いに直交させて出射する光源部，前記光源部からの第１および第２の光に共通に用いられ，第１の所定波長の光を選択的に反射する第１の波長選択手段，ならびに前記光源部からの第３および第４の光に共通に用いられ，第２の所定波長の光を選択的に反射する第２の波長選択手段を少なくとも備え，前記少なくとも４つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記第１および第２の波長選択手段とによって光共振器が構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明は，前記偏波合成型半導体レーザ光源，および前記偏波合成型半導体レーザ光源からのレーザ光が励起光として入射し，誘導ラマン増幅を生じさせる光ファイバを備えたラマン増幅器も提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［実施例１］
図１は，第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【００２４】
偏波合成型半導体レーザ光源10は，２つの半導体発光素子（ゲインチップ）（以下，ＧＣという）１，２，２本の偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）（Polarization Maintaining Fiber）３，偏波合成器４，ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating ）（以下，ＦＢＧという）６が形成されたシングルモードファイバ（ＳＭＦ）（Single Mode Fiber）５を備えている。
【００２５】
ＧＣ１，２は同じ構造を持ち，半導体基板上に，組成，不純物の種類と量等の異なる複数の半導体層が積層されて構成されている。複数の半導体層には活性層が含まれており，活性層は一または複数層内に光を閉じ込めることができる形態で形成されている。活性層に電流が通電されると活性層において光が発生し，ＧＣ１，２の出射端面から直線偏波の光が出射される。
【００２６】
ＧＣ１，２の出射端面には好ましくは光反射防止膜（図示略）が形成され，出射端面と反対側の端面（後方端面）には光反射膜11が形成されている。後述するように，ＧＣ１，２から出射した光のうち所定波長の光は再びＧＣ１，２に戻り，ＧＣ１，２の後方端面（光反射膜11）において反射される。
【００２７】
ＧＣ１，２の出射端面から出射した直線偏波の光は，２本の偏波保持ファイバ３にそれぞれ入射する。偏波保持ファイバ３は，コアの両側に円形の応力付与部が設けられたＰＡＮＤＡ（Polarization-maintaining AND Absorption-reducing）ファイバであっても，応力付与部が楕円形に設けられた楕円クラッド形ファイバであってもよい。ＧＣ１，２から出射された光は，偏波保持ファイバ３によって偏波方向が保持された状態で偏波合成器４に与えられる。
【００２８】
２本の偏波保持ファイバ３は，これらの主軸を互いに直交させて偏波合成器４に接続されている。たとえば，２本の偏波保持ファイバ３のうちの１本が，９０度回転させられて（ねじられて）偏波合成器４に接続される。偏波合成器４には互いに直交関係をもつ２つの直線偏波光が与えられる。
【００２９】
偏波合成器４は，２本の偏波保持ファイバ３からの光を合成して出力するもので，たとえば偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（Polarization Beam Splitter）（たとえば，直角三角形プリズムの斜面が誘電体多層膜を介して接合された偏光分離プリズム）を用いることができる。偏光分離プリズムの直交する２面に，２本の偏波保持ファイバ３からの光をそれぞれ入射させる。一方の偏波保持ファイバ３からの光（たとえば，Ｐ偏光）は誘電体多層膜を透過し，他方の偏波保持ファイバ３からの光（Ｓ偏光）は誘電体多層膜で反射する。これにより偏波方向が互いに直交関係にある２つの光が偏波合成器４において合成される（偏波方向が互いに直交している２つの光が合成された光を，以下，偏波合成光と呼ぶ）。偏波合成器４からの偏波合成光は，シングルモードファイバ５に入射する。
【００３０】
シングルモードファイバ５中にＦＢＧ（Fiber Bragg Grating ）６が形成されている。ＦＢＧ６において，所定波長の光，たとえば，１４７０ｎｍの波長の光が反射される。もちろん，この場合には，ＧＣ１，２として，１４７０ｎｍの波長成分を含む光を出射するものが用いられ，好ましくは，中心波長が１４７０ｎｍであるＧＣ１，２が用いられる。
【００３１】
ＦＢＧ６において反射した光は，上述と逆方向，すなわち，偏波合成器４，偏波保持ファイバ３をこの順番に経て，ＧＣ１，２に戻る。上述したように，ＧＣ１，２の後方端面には光反射膜11が形成されているので，ＧＣ１，２に戻った光はＧＣ１，２の後方端面において高い反射率で反射する。ＧＣ１，２の後方端面（光反射膜11）とＦＢＧ６との間で光反射が繰り返され，これにより光が共振してレーザ光となる。ＦＢＧ６によって規定される所定波長のレーザ光が，シングルモードファイバ５を経て外部に出射される。シングルモードファイバ６からは，同一波長をもち，かつ偏波方向が互いに直交している２つのレーザ光が合成されたレーザ光（偏波合成レーザ光）が出射される。
【００３２】
偏波合成型半導体レーザ光源10では，１つのＦＢＧ６によって，しかもシングルモードファイバ５中に形成されたＦＢＧ６によって，２つのＧＣ１，２のそれぞれとの間で光共振器が構成されている。２つのＦＢＧを必要とし，さらに２つのＦＢＧのいずれもを偏波保持ファイバ中に形成する従来の構成（図６参照）と比べて安価でかつ簡素な構成で，従来構成と同様に，同一波長を有し，かつ偏波方向が互いに直交している偏波合成レーザ光を得ることができる。
【００３３】
偏波合成型半導体レーザ光源10に含まれるＦＢＧ６が１つであるので，２つのＧＣのそれぞれに対応して２つのＦＢＧを利用する場合に生じやすい，ＦＢＧの製造誤差に起因するレーザ光の波長のずれを，効果的に防止することができる。
【００３４】
さらに，出射されるレーザ光の波長を決定する重要部品であるＦＢＧ６が１つであるので，温度安定性を求める場合（たとえば，ＦＢＧ６を熱源から遠ざけるなど）に都合がよく，ファイバの取り回しが良好である。
【００３５】
［実施例２］
図２は，第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20の構成を示すブロック図である。第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10を構成する部材と同じ部材には同一符号を付し，重複説明を省略する。
【００３６】
第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20は，中心波長が１４７０ｎｍの光を出射する２つのＧＣ１ａ，１ｂと，中心波長が１４３０ｎｍの光を出射する２つのＧＣ２ａ，２ｂを含む。第１実施例と同様に，ＧＣ１ａ，１ｂからの出射光は偏波保持ファイバ３を経て偏波合成器４ａにおいて偏波合成される。偏波方向が互いに直交している偏波合成光が光合波／分波器（光分岐結合器）７に入射する。中心波長が１４３０ｎｍの光を出射する２つのＧＣ２ａ，２ｂからの出射光も，偏波保持ファイバ３を経て偏波合成器４ｂにおいて偏波合成され，光合波／分波器７に入射する。２つの偏波合成器４ａ，４ｂと光合波／分波器７との間の光接続には，シングルモードファイバを用いても偏波保存ファイバを用いてもよい。
【００３７】
光合波／分波器７は中心波長が１４７０ｎｍの偏波合成光と，中心波長が１４３０ｎｍの偏波合成光とを合波（結合）して出射するとともに，後述するように，ＦＢＧにおいて反射された光を分波（分岐）して出射する。光合波／分波器７としては，融着型光ファイバカプラ，石英導波型光カプラ，誘電体多層膜を用いた光合波／分波器等を用いることができる。
【００３８】
光合波／分波器７から出射される合波光がシングルモードファイバ５に入射する。
【００３９】
シングルモードファイバ５中には２つのＦＢＧ６ａ，６ｂが形成されている。ＦＢＧ６ａ，６ｂは互いにピッチが異なっており，ＦＢＧ６ａの方がＦＢＧ６ｂのピッチよりも広い。ＦＢＧ６ａにおいて１４７０ｎｍの波長の光が，ＦＢＧ６ｂにおいて１４３０ｎｍの波長の光がそれぞれ反射するように，ＦＢＧ６ａ，６ｂのピッチは規定されている。
【００４０】
ＦＢＧ６ａ，６ｂにおいて反射した光は光合波／分波器７に戻り，ここで分波される。１４７０ｎｍの波長を持つ偏波合成光は，偏波合成器４ａ，偏波保持ファイバ３をこの順番に経て，ＧＣ１ａ，１ｂに戻る。１４３０ｎｍの波長を持つ偏波合成光は，偏波合成器４ｂ，偏波保持ファイバ３をこの順番に経て，ＧＣ２ａ，２ｂに戻る。ＧＣ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂに戻った光は，これらのＧＣの後方端面（光反射膜11）において反射し，ＦＢＧ６ａ，６ｂとの間で光反射が繰り返されてレーザ光となる。１４７０ｎｍの波長を持つ偏波合成レーザ光と，１４３０ｎｍの波長を持つ偏波合成レーザ光とが，シングルモードファイバ５を経て外部に出射される。
【００４１】
第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20も，上述した第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10と同様に，ＦＢＧ６ａ，６ｂがシングルモードファイバ５中に形成されており，一の波長のレーザ光を得るためのＦＢＧが一つであるので，低価格で作成することができ，波長ずれが小さく，安定な光源を実現することができる。
【００４２】
２つの波長の異なるレーザ光のみならず，３つ以上の波長の異なるレーザ光を，上述した第２実施例と同様の構成によって得ることができる。必要とされるレーザ光の波長に応じて，その波長成分を含む光を出射する２つのＧＣと，２つのＧＣから光を偏波合成する偏波合成器をさらに用意し，シングルモードファイバ５中にはその波長の光を反射するＦＢＧをさらに形成すればよい。
【００４３】
［実施例３］
図３は，第３実施例の偏波合成型半導体レーザ光源30の構成を示すブロック図である。第３実施例の偏波合成型半導体レーザ光源30は，偏波保持ファイバ３によって直交する偏波方向を持つ２つの光を偏波合成器４に入射させるのに代えて，偏波保持ファイバ３を用いることなく，チップキャリアの配置方向によって，偏波方向が互いに直交する２つの光を偏波合成器４に入射させる点が，第１実施例および第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10，20と異なる。
【００４４】
ＧＣ１が搭載されたチップキャリア12（以下，第１のチップキャリア12と呼ぶ），およびＧＣ２が搭載されたチップキャリア13（以下，第２のチップキャリア13と呼ぶ）が用意される。第１のチップキャリア12のＧＣ１および第２のチップキャリア13のＧＣ２は，いずれもチップキャリア12，13の長手方向に偏波方向を持つ光を出射するものとする。
【００４５】
第１のチップキャリア12と第２のチップキャリア13は，その長手方向が互いに直交する方向を向くように配置されている。図３を参照して，たとえば第１のチップキャリア12が，その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置されているとすると，第２のチップキャリア13は，その長手方向がＸ軸方向に直交するＺ軸方向に沿うように配置される。
【００４６】
第１のチップキャリア12は，その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置されているので，ＧＣ１からの光はＸ軸方向の偏波方向を持つ。Ｘ軸方向に偏波方向を持つ光が，レンズ14によって集光されて偏波合成器４の一の面に入射する。
【００４７】
第２のチップキャリア13は，その長手方向がＺ軸方向に沿うように配置されているので，ＧＣ２からの光はＺ軸方向に偏波方向を持つ。Ｚ軸方向に偏波方向を持つ光がレンズ15によって集光されて，前記ＧＣ１からの光が入射する面と直交する偏波合成器４の面に入射する。
【００４８】
偏波合成器４から偏波合成光のうち，所定波長の光がシングルモードファイバ５中のＦＢＧ６によって反射され，ＧＣ１，２の後方端面との間で反射が繰り返されてレーザ光となるのは，上述した第１実施例と同じである。
【００４９】
第３実施例では，偏波保持ファイバ３によって直交する偏波方向を持つ２つの光を得るのではなく，チップキャリア12，13の配置方向によって直交する偏波方向を持つ２つの光を得ている。偏波保持ファイバを省略することができるので，低損失化，低コスト化，および小型化を図ることができる。
【００５０】
図４に示すように，一方のチップキャリアと偏波合成器４との間にλ／２波長板16を配置することによって，互いに直交する偏波方向を持つ２つの光を偏波合成器４に入射するようにしてもよい。この場合，チップキャリア12，13のＧＣ１，２から出射される直線偏波光の偏波方向を同一平面上，すなわちチップキャリア12，13の長手方向を同一平面上とすることができる。λ／２波長板16によって一方のチップキャリア13のＧＣ２から出射される光の偏光方向が９０°変わるので（Ｐ偏光がＳ偏光とされる），互いに直交する偏波方向を有する光を偏波合成器４に入射することができる。
【００５１】
図５は，上述した偏波合成型半導体レーザ光源10を励起光用光源として用いたラマン増幅器のブロック図を示している。
【００５２】
ラマン増幅器50では，偏波合成型半導体レーザ光源10から出射されたレーザ光は，励起光としてカプラ51を通じて増幅用光ファイバ52に入力する。増幅用光ファイバ52において誘導ラマン散乱が生じ，レーザ光の波長（励起光波長）から約１００ｎｍ程度長波長側に利得が生じる。増幅用光ファイバ52に信号光が入射すると，増幅用光ファイバ52中に生じた利得によって信号光が増幅される（ラマン増幅）。偏波合成型半導体レーザ光源10は，同じ波長で偏波方向が互いに直交関係にある偏波合成レーザ光を出射するので，ラマン増幅器50における利得の偏波依存性を低減する，または無くすことができる。
【００５３】
もちろん，第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源10のみならず，他の実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20，30，40も，ラマン増幅器の励起光用光源として用いることができる。特に，第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源20は，複数波長の偏波合成レーザ光を出射することができるので，増幅用光ファイバ52においてそれぞれの波長の約１００ｎｍ長波長側に利得が生じ，より広い波長帯域の信号光を増幅することができる。
【００５４】
ラマン増幅器のみならず，ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）の励起光用光源として，上述した偏波合成型半導体レーザ光源10，20，30，40を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図２】第２実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図３】第３実施例の偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図４】第３実施例の変形例における偏波合成型半導体レーザ光源の構成を示すブロック図である。
【図５】ラマン増幅器のブロック図である。
【図６】従来のラマン増幅器の光源部分の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ，１ｂ，２，２ａ，２ｂ 半導体発光素子
３ 偏波保持ファイバ
４ 偏波合成器
５ シングルモードファイバ
６ ファイバブラッググレーティング
10，20，30，40 偏波合成型半導体レーザ光源
11 光反射膜
16 λ／２波長板
50 ラマン増幅器
52 増幅用光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの半導体発光素子を含み，偏波方向が互いに直交する２つの光を出射する光源部，および
前記光源部からの２つの光に共通に用いられ，所定波長の光を選択的に反射する波長選択手段を備え，
前記２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記波長選択手段とによって光共振器が構成されている，
偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項２】
前記２つの半導体発光素子は，いずれもその後方端面に光反射膜が形成されており，かつその出射端面から直線偏波の光を出射するものであり，
前記光源部は，
前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの偏波方向を互いに直交させて合成して出力する偏波合成手段を備えている，
請求項１に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項３】
前記偏波合成手段は，
入力する２つの光を合成して出力する偏光ビームスプリッタ，ならびに
前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの偏波方向に直交関係を持たせて前記偏光ビームスプリッタに入力させる偏波方向直交化手段を備えている，
請求項２に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項４】
前記偏波方向直交化手段は，
前記第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の直線偏波光のそれぞれを，その偏波方向を保持したまま前記偏光ビームスプリッタに伝播する２本の偏波保持ファイバを，それらの主軸を互いに直交させて前記偏光ビームスプリッタに接続したもの，
前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置を設定し，かつ出射される直線偏波光の進行方向を軸として偏波面が直交するように第１および第２の半導体発光素子の傾きを設定したもの，または，
前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置を設定し，かつ第１または第２の半導体発光素子のいずれか一方と前記偏光ビームスプリッタとの間にλ／２波長板を設けたもの，
のいずれかである，
請求項３に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項５】
前記波長選択手段は，シングルモードファイバ中に形成されたファイバブラッググレーティングである，
請求項１から４のいずれか一項に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項６】
少なくとも４つの半導体発光素子を含み，第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の光の偏波方向を互いに直交させて出射し，かつ第３および第４の半導体発光素子から出射される第３および第４の光の偏波方向を互いに直交させて出射する光源部，
前記光源部からの第１および第２の光に共通に用いられ，第１の所定波長の光を選択的に反射する第１の波長選択手段，ならびに前記光源部からの第３および第４の光に共通に用いられ，第２の所定波長の光を選択的に反射する第２の波長選択手段を少なくとも備え，
前記少なくとも４つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記第１および第２の波長選択手段とによって光共振器が構成されている，
偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の偏波合成型半導体レーザ光源，および
前記偏波合成型半導体レーザ光源からのレーザ光が励起光として入射し，誘導ラマン増幅を生じさせる光ファイバ，
を備えたラマン増幅器。
【請求項１】
２つの半導体発光素子を含み，偏波方向が互いに直交する２つの光を出射する光源部，および
前記光源部からの２つの光に共通に用いられ，所定波長の光を選択的に反射する波長選択手段を備え，
前記２つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記波長選択手段とによって光共振器が構成されている，
偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項２】
前記２つの半導体発光素子は，いずれもその後方端面に光反射膜が形成されており，かつその出射端面から直線偏波の光を出射するものであり，
前記光源部は，
前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの偏波方向を互いに直交させて合成して出力する偏波合成手段を備えている，
請求項１に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項３】
前記偏波合成手段は，
入力する２つの光を合成して出力する偏光ビームスプリッタ，ならびに
前記２つの半導体発光素子のそれぞれから出射される第１および第２の直線偏波光を，それらの偏波方向に直交関係を持たせて前記偏光ビームスプリッタに入力させる偏波方向直交化手段を備えている，
請求項２に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項４】
前記偏波方向直交化手段は，
前記第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の直線偏波光のそれぞれを，その偏波方向を保持したまま前記偏光ビームスプリッタに伝播する２本の偏波保持ファイバを，それらの主軸を互いに直交させて前記偏光ビームスプリッタに接続したもの，
前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置を設定し，かつ出射される直線偏波光の進行方向を軸として偏波面が直交するように第１および第２の半導体発光素子の傾きを設定したもの，または，
前記偏光ビームスプリッタに対して，出射される直線偏波光の進行方向が互いに直交するように前記第１および第２の半導体発光素子の向きおよび位置を設定し，かつ第１または第２の半導体発光素子のいずれか一方と前記偏光ビームスプリッタとの間にλ／２波長板を設けたもの，
のいずれかである，
請求項３に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項５】
前記波長選択手段は，シングルモードファイバ中に形成されたファイバブラッググレーティングである，
請求項１から４のいずれか一項に記載の偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項６】
少なくとも４つの半導体発光素子を含み，第１および第２の半導体発光素子から出射される第１および第２の光の偏波方向を互いに直交させて出射し，かつ第３および第４の半導体発光素子から出射される第３および第４の光の偏波方向を互いに直交させて出射する光源部，
前記光源部からの第１および第２の光に共通に用いられ，第１の所定波長の光を選択的に反射する第１の波長選択手段，ならびに前記光源部からの第３および第４の光に共通に用いられ，第２の所定波長の光を選択的に反射する第２の波長選択手段を少なくとも備え，
前記少なくとも４つの半導体発光素子のそれぞれの後方端面と，前記第１および第２の波長選択手段とによって光共振器が構成されている，
偏波合成型半導体レーザ光源。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の偏波合成型半導体レーザ光源，および
前記偏波合成型半導体レーザ光源からのレーザ光が励起光として入射し，誘導ラマン増幅を生じさせる光ファイバ，
を備えたラマン増幅器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１２９８０５（Ｐ２０１０−１２９８０５Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０３５１０（Ｐ２００８−３０３５１０）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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