[发明专利]半导体激光模块和具有光反馈功能的半导体激光装置

说明书

相关的申请

本申请根据35U.S.C.部分119条要求以下外国优先权，2001年2月6日提交的日本申请2001-29682，和2001年6月4日提交的日本申请2001-168644，这两篇文件将在以下作为引证。

发明领域

本发明涉及一种半导体激光模块和具有光反馈功能的半导体激光装置。特别的，本发明涉及一种可辐射波长范围为940nm至990nm的激光的半导体激光模块和具有光反馈功能的半导体激光装置，其光功率在所有时间稳定。

发明背景

一波分复用(WDM)通信方案作为传送多路光信号的光通信系统正在发展之中。此系统包括沿光路在预定位置安装的掺饵(Er)光纤放大器(EDFA)。每个EDFA都与一个泵浦激光模块相连，此泵浦激光模块具有一半导体激光装置作为泵浦光源。泵浦激光由激光模块直接进入EDFA以对信号光源传送来的信号光进行光学放大，从而将光放大后的信号光再向下行方面传送。

在这种情况下，合并在激光模块中的半导体激光装置被提供一注入电流，其电流值随信号光源的光功率波动而变化，以控制泵浦激光的光功率。

这样的策略对于辐射波长为1480nm范围的半导体激光装置是有效的，因为EDFA中可提供宽广的增益带宽。然而，上述策略不能应用于辐射波长为980nm波长范围的半导体激光装置，因为EDFA中在这个波长范围的增益带宽很窄。本发明正是为了寻找一种方法能够克服这种限制并能在EDFA应用中也能使用980nm的泵浦光。

发明的目的和概述

发明人建议一种激光模块，包括一个辐射在980nm波长范围内的光的半导体泵浦激光装置，其泵浦激光的波长是专用于窄的增益带宽的。发明人还建议对泵浦激光装置辐射的光，光学耦合一个具有预定反射带宽的光反馈元件，例如光纤布拉格光栅。此光反馈元件被置于半导体激光装置的辐射端面板(前面板)上或附近，并通过把一选择的波长范围的光返回耦合至一激光谐振腔而形成光反馈结构，从而限定了由激光模块辐射的泵浦激光的波长。然而，在这种结构中，发明人发现当现有技术中980nm的基于砷化镓的泵浦激光被置于所建议的结构中时，整个模块辐射的光关于时间是不稳定的。

因此，本发明的目的是提供一种半导体激光模块，包括一辐射波长在980nm波长范围内的基于砷化镓的激光装置，和一光反馈元件，它们彼此光耦合，以产生泵浦激光，此激光的波长在光反馈元件的反射带宽之中，并且是关于时间稳定的，还可抑制噪声的产生。特别的，本发明提供一种包括一半导体激光装置的激光模块，此半导体激光装置可辐射在具有光反馈功能的光反馈元件(例如光纤布拉格光栅)的反射带宽内的多种模式的激光，其中此激光模块可辐射泵浦激光，其光功率在特定的波长上是关于时间稳定的。

本发明的另一目的是提供一种本身具有光反射光能并辐射激光的半导体激光装置，其光功率在特定的波长上是关于时间稳定的。

为达到上述目的，本发明提供一种半导体激光模块，包括一半导体激光装置，其在砷化镓衬底上形成层状结构，其中此层状结构在量子井结构中具有一活性层，由至少包含镓和砷的半导体材料构成，和一个具有光反馈功能的器件，其中该半导体激光装置与该器件彼此光耦合，并且此活性层中的井层是厚层，特别的，其厚度为10nm或更厚，和/或比相邻的势垒层更厚。

本发明还提供一种具有光反馈功能的半导体激光装置，其中在量子井结构中具有一活性层的层状结构是在砷化镓衬底上形成的。此活性层是由至少包含镓和砷的半导体材料构成的，此活性层中的井层是厚的，且在此活性层附近形成一光栅。

附图说明

图1是根据本发明的典型的半导体激光模块B1的横截面的视图；

图2A是说明根据本发明的典型的激光装置的透视图；

图2B是说明根据本发明的典型的另一激光装置的透视图；

图3A是定义激光二极管的阈值电流的图表；

图3B是表示自辐射光的光谱曲线的图表；

图4是表示根据现有技术的自辐射光中的激光装置的类型1的光谱曲线的图表：

图5是表示自辐射光中的激光装置的类型2的光谱曲线的图表；

图6是表示根据本发明的自辐射光中的激光装置的类型3的光谱曲线的图表；

图7是表示根据本发明的自辐射光中的激光装置的类型4的光谱曲线的图表；

图8是用于说明根据本发明的远场模式的发散角θ的示意图；

图9是说明根据本发明的半导体激光装置B2被部分切除后的透视图；

图10是表示根据现有技术的激光装置1，2的电导带的示意图；