[发明专利]半导体激光器、驱动控制装置和半导体激光器的控制方法

说明书

本发明提供一种半导体激光器，包括核心层和一对覆盖层，所述核心层具有活性层以及与该活性层光学结合的衍射光栅层，所述一对覆盖层以夹着该核心层的方式配置，在所述半导体激光器中沿着所述核心层形成有导波通道，所述半导体激光器包括：平坦层，沿着导波通道与所述衍射光栅层连续设置；以及温度调节结构，用于将所述平坦层的温度调节为与所述衍射光栅层不同的温度。

技术领域

本发明涉及例如用于排气的成分分析等的半导体激光器，特别涉及量子级联激光器等。

背景技术

近些年，例如作为用于排气等样品气体的成分分析的光源，提出了使中红外区域的激光震荡的量子级联激光器(以下也称作QCL。)。这种QCL能够输出非常强烈的单一波长激光，因此能够实现提升分析精度。

此外，在分析中会有要求进行波长的扫描等在多个波长光下的测量的情况。因此在以往的QCL中使注入电流变化来调谐波长。

但是，这样做的话，会出现某波长的激光的强度与其他波长的激光的强度大不相同的情况，例如，在通过这些各波长进行浓度定量的情况下，激光的强度不同，因此会产生S/N比不稳定的问题。

此外，例如在具有DFB结构的分布反馈式QCL中，将衍射光栅的反射端面的位置以成为规定的光的相位(λ/4)的方式高精度地形成而产生明显的共振现象，然而由于所述反射端面是通过解理形成，所以往往产生如图6所示的相位偏移，容易发生由此引起的波长跳跃。因此，会有良品率非常低(例如约30％程度)的问题。

现有技术文献

专利文件1：日本专利公开公报特开2017-123445号

发明内容

本发明旨在解决上述问题，主要目的在于在QCL等半导体激光器中，能够抑制激光的强度变化并调整波长。此外，另一个目的在于提升良品率等。

本发明的实施方式提供一种半导体激光器，包括核心层和一对覆盖层，所述核心层具有活性层以及与该活性层光学结合的衍射光栅层，所述一对覆盖层以夹着该核心层的方式配置，在所述半导体激光器中沿着所述核心层形成有导波通道，所述半导体激光器的特征在于，包括：平坦层，沿着导波通道与所述衍射光栅层连续设置；以及温度调节结构，用于将所述平坦层的温度调节为与所述衍射光栅层不同的温度。

按照这样的实施方式，能够通过向活性层注入一定电流来抑制输出的激光的强度变化，并且通过平坦层的温度调整使其折射率发生变化来调谐激光器的震荡波长。其结果，例如在气体分析等中在各波长下进行浓度定量时，由于抑制了激光的强度变化，所以S/N比稳定，能够有助于分析精度的提升。

更优选在所述导波通道的一端设置反射面，在另一端设置光导出面，所述平坦层的端面成为所述反射面。

按照这样的实施方式，即使由于解理形成等原因，所述反射面的位置从规定位置偏移，但通过进行温度调整而进行平坦层的折射率的调整，能够将所述反射面反射的光的相位事后调整为例如位移λ/4，所以能够制造出良品率良好的基本不会发生波长跳跃的良品。

作为所述温度调节结构的具体实施方式可以列举具有如下结构的，该温度调节结构具备设置在与所述平坦层对应的部位的温度调节用电极，通过借助该温度调节用电极使电流流入平坦层，能够调节平坦层的温度。

更加优选为所述活性层由多个阱层多级连接的多重量子阱结构构成，通过在该量子阱中形成的子带间的光跃迁发出光。另外，多个阱层也可以是厚度不同。

作为本发明的效果更加显著的半导体激光器可以列举量子级联激光器。

作为驱动控制所述半导体激光器的驱动控制装置可以列举如下的，其包括：温度控制部，通过控制所述温度调节结构来调节所述平坦层的温度；以及激光器驱动部，向所述核心层注入电流产生激光震荡。