专利名称：半导体光放大器的对准方法以及光输出装置器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体光放大器的对准方法和光输出装置器件。
背景技术：
如今,在使用脉冲时间(pulse time)为原秒(attosecond)或飞秒(femtosecond) 时间量级的激光器的高级科学领域研究中，超短脉冲和超高功率激光器得到积极应用。另外，由GaN化合物半导体构成且发射光波长为405nm波段的高功率和超短脉冲激光二极管器件有望成为容积光盘系统(volumetric optical disc system，其是有望作为取代蓝光光盘系统(blu-ray optical disc system)的下一代光盘系统)的光源，或成为医疗领域和生物成像领域等所需的光源。例如，钛/蓝宝石激光器是众所周知的超短脉冲和超高功率脉冲激光器。钛/蓝宝石激光器较为昂贵，且其是尺寸较大大的固体激光源，这是制约该技术推广的主要因素。 如果通过使用激光二极管或激光二极管器件来实现超短脉冲和超高功率脉冲激光器，则能够显著地实现小型化、降低成本和获得高稳定性，由此超短脉冲和超高功率脉冲激光器有望在这些领域中的广泛应用中获得突破性进展。与此同时，在通信系统领域中，自从二十世纪六十年代以来一直积极研究激光二极管器件的短脉动(short pulsation) 0众所周知的激光二极管器件中的产生短脉冲的方法包括增益开关方法(gain switching method)、损耗开关方法(loss switching method) (Q开关方法(Q switching method))和锁模方法(mode locking method)。在这些方法中，通过将激光二极管器件与半导体放大器、非线性光学器件和光纤等组合来实现高输出。 锁模方法可进一步分类为主动锁模方法和被动锁模方法。为了基于主动锁模方法产生光脉冲，通过使用反射镜或透镜来构成外共振腔、并进一步在激光二极管器件中加入射频(RF) 调制。同时，在被动锁模方法中，通过使用具有多电极结构的激光二极管器件进行简单的直流驱动，由此能够产生光脉冲。在激光源中，获得高功率是一项重大挑战。作为用于放大来自激光源的光的构件， 半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplif ier, S0A)得到了广泛检验。光放大器是一种在不将光信号转换成电信号的情况下直接对处于光状态的光信号进行放大的放大器。 光放大器的激光器结构不具有共振腔，光放大器根据放大器的光增益来放大入射光。半导体光放大器输出的光基于入射激光与半导体光放大器的光波导之间的耦合效率发生较大变化。因此，为了在半导体光放大器中获得高的光放大率，入射激光与半导体光放大器之间的对准相当重要。另外，监测耦合效率也是一项重大挑战。
为了应对上述挑战，例如，在日本未审查专利申请No. 2003-133651所披露的技术中，对未基于入射激光与半导体光放大器的光波导之间的耦合而输出的光进行监测。另外， 例如，在日本未审查专利申请No. 2010-014896所披露的技术中，对半导体光放大器输出的光进行监测。然而，在上述技术中，由于对光输出进行监测，所以在入射激光与半导体光放大器之间进行对准的情况下，不能排除用于监测光输出的光路的未对准或变化等所产生的影响。另外，在光输出的监测发生变化的情况下，不能确定这类变化是由入射激光与半导体光放大器之间的未对准引起的，还是由用于监测光输出的光路的变化引起的。
发明内容
因此，在本发明中，期望提供一种半导体光放大器对准方法，使用该方法，能够在不依靠外部监测器件的情况下实现入射激光与半导体光放大器的光波导之间的耦合效率的优化，以及一种用于进行该半导体光放大器的对准方法的光输出器件。本发明第一实施方式提供一种半导体光放大器的对准方法，所述半导体光放大器对来自激光源的激光进行光学放大并输出所光学放大的激光，该对准方法包括以下步骤: 通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时使给定值的电流流入所述半导体光放大器，调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置，使得施加到所述半导体光放大器的电压成为最大值。本发明第二实施方式提供一种半导体光放大器的对准方法，所述半导体光放大器对来自激光源的激光进行光学放大并输出所光学放大激光，所述对准方法包括以下步骤: 通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时向所述半导体光放大器施加给定值的电压，调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置，使得所述半导体光放大器中流过的电流成为最大值。本发明的第一实施方式和第二实施方式提供一种光输出器件，所述光输出器件包括激光源；半导体光放大器，其对来自激光源的激光进行光放大并输出放大光；对准器件，其调整半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置；以及半导体光放大器控制设备，其控制半导体光放大器的操作。在本发明第一实施方式的所述光输出器件中，在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时，使给定值的电流流入所述半导体光放大器，通过所述半导体光放大器控制设备监测施加到所述半导体光放大器的电压，及通过所述对准器件调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使得施加到所述半导体光放大器的所述电压成为最大值。在本发明第二实施方式的所述光输出器件中，在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时，向所述半导体光放大器施加给定值的电压，通过所述半导体光放大器控制设备监测所述半导体光放大器中流过的电流，及通过所述对准器件调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使得所述半导体光放大器中流过的所述电流成为最大值。在本发明的第一实施方式或第二实施方式的所述半导体光放大器对准方法和本发明的第一实施方式或第二实施方式的所述光输出器件中，测量施加到半导体光放大器的电压以及半导体光放大器中流动的电流，以便调整半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置。因而，能够在不依靠外部监测器件的情况下进行用于位置调整的测量。 因此，能够精确地调整半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置。下文的说明将更全面地呈现出本发明的其它目的、特征和优点。
图1是第一实施例的光输出器件的概念图。图2是第一实施例的半导体光放大器沿虚拟垂直平面( 平面，包括半导体光放大器的轴线(Ζ方向))的示意剖面图。图3是第一实施例的半导体光放大器沿虚拟垂直平面(XY平面，与半导体光放大器的轴线(Ζ方向)垂直)的示意剖面图。图4Α是表示在电流从第一实施例的半导体光放大器中的第二电极流入第一电极的情况下，光输出和第二电极与第一电极之间所施加电压的曲线图，图4Β是表示在电流从第一实施例的半导体光放大器中的第二电极流入第一电极的情况下，光输出的曲线图。图5是表示在激光从激光源进入第一实施例的半导体光放大器且XYZ平台在X方向上移动的同时，使给定值的电流流入半导体光放大器的情况下，施加到半导体光放大器的电压的变化的示意曲线图。图6Α和图6Β分别是表示在激光(光输出2毫瓦)从激光源进入第一实施例的半导体光放大器的状态下，在电流从第二电极流入第一电极的情况下，光输出和电压AV之间的关系的曲线图。图7Α是第二实施例的光输出器件的概念图，图7Β、图7C、和图7D分别是反射式半导体光放大器、共振式半导体光放大器和单片式半导体光放大器的概念图。图8是第五实施例的半导体光放大器的沿虚拟垂直平面( 平面，包括半导体光放大器的轴线(Ζ方向))的示意剖面图。图9Α和图9Β分别是表示采用斜光波导结构的半导体光放大器和其第二电极结构在光输出端面侧采用喇叭管形(flare type)的半导体光放大器的俯视图。图10是第一实施例的锁模激光二极管器件在共振腔延伸方向上的示意侧视图。图IlA和IlB分别是表示通过使用第一实施例的锁模激光二极管器件和第六实施例的锁模激光二极管器件构成外共振腔而进行锁模驱动的系统的图。图12A和12B分别是表示通过使用第六实施例的锁模激光二极管器件构成外共振腔而进行锁模驱动的系统的图，图12C是表示通过使用第七实施例的锁模激光二极管器件来进行锁模驱动的系统的图。图13是表示第八实施例的锁模激光二极管器件中的脊部的俯视图。图14A和14B分别表示通过使用第九实施例和第十实施例中的锁模激光二极管器件来进行锁模驱动的系统的图。图15是第一实施例中的锁模激光二极管器件的一个变形例在共振腔延伸方向上的示意侧视图。图16是第一实施例中的锁模激光二极管器件的另一变形例在共振腔延伸方向上的示意侧视图。图17是表示用于评估第一实施例中的锁模激光二极管器件的自脉动操作的测量系统的示意图。图18A和18B分别是表示第一实施例和第一参考示例的注入电流与光输出之间的关系(L-I特性)在不同反向偏置电压下的测量结果的曲线图。图19A和19B分别是表示通过使用超高速扫描照相机测量第一实施例和第一参考示例中所产生的光脉冲而所获得的结果的曲线图。图20是表示对通过使用四端子法测量在第一实施例的锁模激光二极管器件的第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值而所获得的结果的曲线图。图21A和21B分别是表示第九实施例和第九参考示例中的RF频谱的测量结果的曲线图。图22A和22B是用于说明第一实施例的锁模激光二极管器件的制造方法的基板等的部分剖面图。图23A和2 是用于说明图22B之后的第一实施例的锁模激光二极管器件的制造方法的基板等的部分剖面图。图M是用于说明图2 之后的第一实施例的锁模激光二极管器件的制造方法的基板等的部分侧视图。
具体实施例方式下面将参照附图并基于实施例来说明本发明。然而，本发明不限于这些实施例，且实施例中的各种数值和材料均为示例说明。将以如下顺序进行说明。1.本发明第一实施方式和第二实施方式的半导体光放大器的对准方法，本发明第一实施方式和第二实施方式的光输出器件，以及整体说明。2.第一实施例(本发明第一实施方式的半导体光放大器的对准方法和本发明第一实施方式的光输出器件)3.第二实施例(第一实施例的变形例)4.第三实施例(本发明第二实施方式的半导体光放大器对准方法和本发明第二实施方式的光输出器件)5.第四实施例(第三实施例的变形例)6.第五实施例(第三实施例的另一变形例)7.第六实施例(第一实施例中的锁模激光二极管器件的变形例)8.第七实施例(第一实施例中的锁模激光二极管器件的另一变形例)9.第八实施例(第一实施例中的锁模激光二极管器件的另一变形例)10.第九实施例(第一实施例中的锁模激光二极管器件的另一变形例)11.第十实施例(第一实施例中的锁模激光二极管器件的另一变形例)以及其他1.本发明第一实施方式和第二实施方式的半导体光放大器的对准方法，本发明第一实施方式和第二实施方式的光输出器件，以及整体说明在本发明第一实施方式的光输出器件中，半导体光放大控制设备中的电压监测器的分辨率为1毫伏以下，优选地，为0.1毫伏以下。另外，在本发明第二实施方式的光输出器件中，半导体光放大控制设备中的电流监测器的分辨率为100微安以下，优选地，为10微安以下。
在本发明第一实施方式的光输出器件或本发明第一实施方式的半导体光放大器的对准方法中(在下文中，有时统称为“本发明的第一实施方式”)，在测量半导体光放大器输出的激光的光输出，且光从期望值发生变化的情况下，在使来自激光源的激光进入半导体光放大器的同时，使给定值的电流流入半导体光放大器，由此可以重新调整半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置，使得施加到(添加到)半导体光放大器的电压成为最大值。在这种优选形式中，在半导体光放大器和进入半导体光放大器的激光在重新调整之后的相对位置与半导体光放大器和进入半导体光放大器的激光在重新调整之前的相对位置相同的情况下，可对半导体光放大器输出的激光所通过的光路进行调整。通过采用这种形式，在光输出的监测器发生变化的情况下，能够轻易确定出这类变化是否是由半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置的变化(即，入射激光与半导体光放大器的光波导之间的耦合效率的变化)引起的。另外，在本发明的第一实施方式中， 半导体光放大器可包括通过顺序层叠第一化合物半导体层、第三化合物半导体层和第二化合物半导体层而形成的层压结构，其中，第一化合物半导体层具有第一导电类型，并是由 GaN化合物半导体构成，第三化合物半导体层具有由GaN化合物半导体构成的光放大区(载流子注入区和增益区)，第二化合物半导体层具有不同于第一导电类型的第二导电类型，并是由GaN化合物半导体构成；形成在第二化合物半导体层上的第二电极；以及电连接到第一化合物半导体层的第一电极。在本发明第二实施方式的光输出器件或本发明第二实施方式的半导体光放大器对准方法中(在下文中，有时统称为“本发明的第二实施方式”)，在对半导体光放大器输出的激光的光输出进行监测，且光输出从期望值发生变化的情况下，在使来自激光源的激光进入半导体光放大器的同时，将给定值的电压施加到半导体光放大器，由此可以重新调整半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置，使得半导体光放大器中的电流成为最大值。在这种优选形式中，在半导体光放大器和进入半导体光放大器的激光在重新调整之后的相对位置与半导体光放大器和进入半导体光放大器的激光在重新调整之前的相对位置相同的情况下，可以对半导体光放大器输出的激光所通过的光路进行调整。通过采用这种形式，当光输出的监测器发生变化时，能够轻易确定出这类变化是否是由半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置的变化(即，入射激光与半导体光放大器的光波导之间的耦合效率的变化)所引起的。另外，在本发明第二实施方式中，半导体光放大器可包括通过顺序层叠第一化合物半导体层、第三化合物半导体层和第二化合物半导体层而形成的层压结构，其中，第一化合物半导体层具有第一导电类型，并是由GaN化合物半导体构成，所述第三化合物半导体层具有由GaN化合物半导体构成的光放大区(载流子注入区和增益区)，第二化合物半导体层具有不同于第一导电类型的第二导电类型，并是由GaN化合物半导体构成；形成在第二化合物半导体层上的第二电极；以及电连接到第一化合物半导体层的第一电极。另外，在这种形式中，第二电极可由第一部分和第二部分构成，其中，所述第二部分设置在半导体光放大器的光输出端面侧，并通过隔离沟槽与所述第一部分分开。就抑制半导体光放大器的光输出端面的劣化而言，优选地，第二部分位于半导体光放大器的光输出端面侧。另外，在这种结构中，如果第一部分的长度为LAmpl，而第二部分的长度为LAmp2，则期望满足0. 001 < Ladip2/!- ( 0. 01，优选地，期望满足0. 0025 ( LAmp2/ Laiiip1 ^ 0. 0075。施加到第二电极的第二部分的电压为-20伏 4伏之间的任意值，优选地，为-15伏 0伏之间的任意值。通过向第二电极的第一部分施加电压(通过使电流流入第二电极的第一部分)来进行半导体光放大器的作为固有功能的光放大功能，通过向第二电极的第二部分施加电压来进行用于位置调整的测量。期望半导体光放大器中的第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值为1Χ102Ω以上，优选地，为1Χ103Ω以上，更优选地， 为1Χ104Ω以上。另外，期望第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值为第二电极与第一电极之间的电阻值的1X10倍以上，优选地，为IX IO2倍以上，更优选地，为IXlO3倍以上。另外，期望用于将第二电极分隔成第一部分和第二部分的隔离沟槽的宽度为Iym以上，并为半导体光放大器长度的50 %以下，优选地，为10 μ m以上，并为半导体光放大器长度的10%以下。在本发明第一实施方式或本发明第二实施方式中，通过调整半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置，激光半导体光放大器发出的激光的光输出可成为最大值。另外，在本发明第一实施方式或本发明第二实施方式中，半导体光放大器可以由透身寸式半导体光放大器(transmissive semiconductor optical amplifier)构成，但不限于此。例如，半导体光放大器可以由反射式半导体光放大器(reflective semiconductor optical amplifier)、共振式半导体光放大器(resonant semiconductor optical amplifier)或单片式半导体光放大器(monolithic semiconductor optical amplifier) 构成。此外，在本发明第一实施方式或本发明第二实施方式中，激光源可以由锁模激光二极管器件构成，锁模激光二极管器件输出的脉冲激光进入半导体光放大器。在这种情况下，激光源可基于锁模操作输出脉冲激光。但激光源不限于此。还能够使用已知的连续振荡型激光源，已知的如增益开关激光源和损耗开关激光源⑴开关激光源)等各种类型的脉冲振荡激光源，以及如钛宝石激光器(titanium sapphire laser)等激光源。本发明中的半导体光放大器是在不将光信号转换成电信号的情况下直接对处于光状态的光信号进行放大的放大器。本发明中的半导体光放大器具有尽可能地排除共振腔效应(resonator effect) 的激光器结构，并根据半导体光放大器的光增益来放大入射光。即，本发明中的半导体光放大器可基本上与本发明中的用于构成激光源的激光二极管器件具有相同的构成和结构，也可与本发明中的用于构成激光源的激光二极管器件具有不同的构成和结构。在本发明第一实施方式的半导体光放大器的对准方法中，如果在来自激光源的激光不进入半导体光放大器的同时使给定值的电流Itl流入半导体光放大器的情况下，施加到 (添加到)半导体光放大器的电压为V1,以及如果在来自激光源的激光进入到半导体光放大器的同时使给定值的电流Itl流入半导体光放大器的情况下，施加到(添加到)半导体光放大器的电压为v2，则可对半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置进行调整，使得Δν= (V2-V1)的值成为最大值。另外，在本发明第二实施方式的半导体光放大器的对准方法中，如果在来自激光源的激光不进入半导体光放大器的同时向半导体光放大器施加给定值的电压Vtl的情况下， 流经半导体光放大器的电流为I1,以及如果在来自激光源的激光进入半导体光放大器的同时向半导体光放大器施加给定值的电压Vtl的情况下，流经半导体光放大器的电流为12， 则可对半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置进行调整，使得ΔΙ =(I2-I1)的值成为最大值。在本发明第一实施方式的光输出器件中，如果在来自激光源的激光不进入半导体光放大器的同时使给定值的电流Itl流入半导体光放大器的情况下，施加到(添加到)半导体光放大器的电压为V1,以及如果在来自激光源的激光进入到半导体光放大器的同时使给定值的电流Itl流入半导体光放大器的情况下，施加到(添加到)半导体光放大器的电压为 V2，则可通过对准器件对半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置进行调整，使得AV= (V2-V1)的值成为最大值。另外，在本发明第二实施方式的光输出器件中，如果在来自激光源的激光不进入半导体光放大器的同时向半导体光放大器施加给定值的电压Vtl的情况下，流经半导体光放大器的电流为I1,以及如果在来自激光源的激光进入半导体光放大器的同时向半导体光放大器施加给定值的电压Vtl的情况下，流经半导体光放大器的电流为I2，则可通过对准器件对半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置进行调整，使得ΔΙ = (I2-I1) 的值成为最大值。可以以0毫安< Δ I < 20毫安为例说明本发明第一实施方式中的给定值的电流。 可以以0伏< 5伏为例说明本发明第二实施方式中的给定值的电压。半导体光放大器与进入半导体光放大器的激光的相对位置的调整方法的具体示例包括将半导体光放大器例如放置在CTZ平台上，并移动CTZ平台的方法；以及将构成(进入半导体光放大器的) 激光所通过的光路的部件(例如，反射镜)放置在例如MZ平台上，并移动MZ平台的方法。 半导体光放大器输出的激光所通过的光路的具体调整示例包括将构成(半导体光放大器输出的)激光所通过的光路的部件(例如，反射镜)放置在例如X^平台上，并移动XYZ平台的方法。可基于使用光电二极管的方法，或者基于对光电二极管中流过的电流量进行修正并将其转换成光功率的方法，来测量半导体光放大器输出的激光的光输出。可以以0毫瓦< Ptl < 1瓦为例说明光输出的期望值Ρ『半导体光放大器控制设备的具体结构包括已知的直流电源、电压测量设备和电流测量设备的组合以及直流电流电压源。在本发明第一实施方式或本发明第二实施方式中的激光源(在下文中，有时统一简称为“本发明”)是由上述锁模激光二极管器件构成的情况下，锁模激光二极管器件(下文中，称作“本发明的锁模激光二极管器件”)可包括通过顺序层叠第一化合物半导体层、 第三化合物半导体层和第二化合物半导体层而形成的层压结构，其中，第一化合物半导体层具有第一导电类型，并是由GaN化合物半导体构成，第三化合物半导体层具有由GaN化合物半导体构成的光放大区(载流子注入区和增益区)，第二化合物半导体层具有不同于第一导电类型的第二导电类型，并是由GaN化合物半导体构成；形成在所述第二化合物半导体层上的第二电极；以及电连接到所述第一化合物半导体层的第一电极。层压结构可形成在具有极性的化合物半导体基板上。第三化合物半导体层可具有包括阱层和势垒层的量子阱结构。另外，虽然不限于此，但阱层的厚度为Inm IOnm(包括两端点)，优选地，为Inm 8nm。势垒层的掺杂浓度为 2 X IO1W- 1 X 102°cnT3，优选地，为 1 X 1019cm_3l X 102Clcm_3。在驱动本发明中的锁模激光二极管器件时，可使电流通过层压结构从第二电极流入第一电极，从而在发光区中产生光脉冲。另外，在本发明中的锁模激光二极管器件中，可使电流通过层压结构从第二电极流入第一电极，从而在发光区中产生光脉冲。为了使激光二极管器件能够进行自脉动操作(self-pulsation operation)，激光二极管器件应设有发光区和饱和吸收区。根据发光区和饱和吸收区的布置结构，激光二极管器件通常分类为SAL (饱和吸收层saturable absorber layer)型或WI (弱指数型)型激光二极管器件和包括对分型(bisection type)激光二极管器件的多电极型激光二极管器件，其中，在SAL型或WI型激光二极管器件中，在垂直方向上布置发光区和饱和吸收区， 在对分型(bisection type)激光二极管器件中，在共振腔方向上将发光区和饱和吸收区布置成一条直线。在锁模方法中，已经证实立方晶体(主要为GaAs)激光二极管器件能够产生时间宽度为 0.6 皮秒(psec)的光脉冲(参见 “Appl. Phys. Lett. 39 (1981) 525，” H. ^koya 毫安，et al)。另外，S. Gee等人在2001年首次报道了在六方晶体(主要为GaN)激光二极管器件中使用锁模方法来产生光脉冲(参见“Appl. Phys. Lett. 79(2001) 1951，”S. Gee and J. Ε. Bowers)。然而，根据文献“Appl. Phys. Lett. 79 (2001) 1951”可知，光脉冲的时间宽度为30皮秒，其依旧较长。另外，在通过使用具有极性的基板来制造多电极激光二极管器件的情况下，具体地，例如，在将多电极GaN激光二极管器件设置在GaN基板的{0001}平面(C 平面)上的情况下，由于压电极化(piezoelectric polarization)或固有极化(intrinsic polarization)所导致的内部电场电场引起了量子限制斯塔克效应(quantum confinement Stark effect，QCSE)，所以有时难以对饱和吸收进行电控制。也就是说，这说明了有时需要增加流入第一电极以用于获得自脉动操作和锁模操作的直流电流值，以及需要增加施加到饱和吸收区的反向偏置电压值，伴随着主脉冲产生了次脉冲成分，或者难以在外部信号与光脉冲之间获得同步。在本发明的锁模激光二极管器件中，优选地，用于构成第三化合物半导体层的阱层的厚度界定为Inm lOnm，用于构成第三化合物半导体层的势垒层的掺杂浓度界定为 2 X IO18Cm-3I X IO2W30 SP，减小阱层的厚度，并增加第三化合物半导体层的载流子。于是， 能够降低压电极化的影响，从而能够获得如下激光源，即，该激光源能够产生具有较短时间宽度和小的次脉冲成分的单峰光脉冲。另外，通过降低反向偏置电压，能够获得锁模驱动， 从而能够产生与外部信号(电信号和光信号)同步的光脉冲序列。因此，例如，本发明的锁模激光二极管器件可应用为在容积光盘系统中产生光脉冲的振荡器。在本发明的锁模激光二极管器件中，第三化合物半导体层还可包括饱和吸收区， 第二电极可通过隔离沟槽分隔为第一部分和第二部分，其中，第一部分用于通过使电流通过发光区流入第一电极来获得正向偏置状态，第二部分用于向饱和吸收区施加电场。可通过使电流通过发光区从第二电极的第一部分流入第一电极来获得正向偏置状态，可在第一电极与第二电极的第二部分之间施加电压，由此向饱和吸收区施加电场。期望在第一电极与第二部分之间施加反向偏置电压(即，第一电极为阴极，第二部分为阳极)。可将与施加到第二电极的第一部分的脉冲电流或脉冲电压同步的脉冲电流或脉冲电压施加到第二电极的第二部分，或者可将直流偏置施加到第二电极的第二部分。另外，在本发明中的锁模激光二极管器件中，期望第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值为1Χ102Ω以上，优选为ΙΧΙΟ3Ω以上，更优选为ΙΧΙΟ4Ω以上。另夕卜， 期望第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值为第二电极与第一电极之间的电阻值的1X10倍以上，优选为IXlO2倍以上，更优选为IXlO3倍以上。在半导体光放大器中，在第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值为 1Χ102Ω以上，或第二电极的第一部分与第二部分之间的电阻值为第二电极与第一电极之间的电阻值的10倍以上的情况下，能够切实地抑制漏电流从第二电极的第二部分流入第一部分。即，能够增加注入到发光区(载流子注入区，增益区)的电流。同时，也能够增加施加到饱和吸收区(载流子非注入区)的反向偏置Vsa。于是，能够获得具有高峰值功率的光脉冲的单模自脉动操作。此外，仅通过隔离沟槽将第二电极分隔为第一部分和第二部分， 就能够在第二电极的第一部分与第二部分之间获得这种高电阻值。即，更容易实现锁模所进行光脉冲的产生。另外，在本发明中的锁模激光二极管器件中，期望用于将第二电极分隔成第一部分和第二部分的隔离沟槽的宽度为Ιμπι以上，并为共振腔长度的50%以下，优选为10 μ m 以上，并为共振腔长度的10%以下。虽然共振腔的长度示例为0.3mm，但是该值不限于此。 在下文中，将共振腔方向视为Z方向，将层压结构的厚度方向视为Y方向。另外，饱和吸收区的长度可小于发光区的长度。另外，第二电极的长度(第一部分和第二部分的总长度) 可小于第三化合物半导体层的长度。第二电极的第一部分和第二部分的布置结构的示例包括如下结构结构(1)第二电极设置有两个第一部分和一个第二部分，第二部分的一端隔着隔离沟槽与第一部分中的一个相对，第二部分的另一端隔着隔离沟槽与第一部分中的另一个相对(即，第二电极具有第二部分夹在第一部分之间的结构)；结构O)第二电极设置有一个的第一部分和一个的第二部分，第二电极的第一部分和第二电极的第二部分隔着隔离沟槽设置；以及结构(3)第二电极设置有一个第一部分和两个第二部分，第一部分的一端隔着沟里沟槽与第二部分中的一个相对，第一部分的另一端隔着隔离沟槽与第二部分中的另一个相对。具体地，期望结构(1)和O)。另外，更一般性地，第二电极的第一部分和第二部分的布置结构的示例还包括结构第二电极设置有N个第一部分和(N-I)个第二部分，第二电极的第二部分夹在第二电极的第一部分之间；以及结构(5)第二电极设置有N个第二部分和(N-I)个第一部分，第二电极的第一部分夹在第二电极的第二部分之间。换言之，也以如下方式说明结构4和结构5 结构)设置有N个发光区[载流子注入区和增益区]和(N-I)个饱和吸收区[载流子非注入区]，饱和吸收区夹在发光区之间；以及结构(5')设置有N个饱和吸收区[载流子非注入区]和(N-I)个发光区[载流子注入区和增益区]，发光区夹在饱和吸收区之间。通过采用结构(1)、(5)和(5')，几乎对锁模激光二极管器件的光输出端面不产
生损害。另外，在本发明的锁模激光二极管器件的驱动方法中，能够使电流通过发光区从第二电极流入第一电极，并且能够使来自第二电极的外部电信号通过发光区叠加到第一电极上。因此，光脉冲能够与外部电信号同步。而且，光信号可从层压结构的一个端面进入。 由此，光脉冲能够与光信号同步。另外，在本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件中，势垒层的掺杂杂质可以是硅(Si)。但掺杂杂质不限于此。可以采用氧(0)作为其它掺杂杂质。
另外，本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件可具有脊条型(ridge stripe type)分限异质结构(separate confinement heterostructure，SCH structure)。另外，本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件具有斜脊条型(oblique ridge stripe type)分限异质结构。期望脊结构的高度为0. 1 μ m 10 μ m， 优选为0. 2 μ m 1 μ m。然而，它的值不限于此。另外，虽然脊结构的宽度示例为2 μ m以下的范围，且脊结构的宽度的下限值示例为0. 8 μ m，但它们的值不限于此。第二化合物半导体层的位于脊部的两侧面外侧的部分的顶表面与第三化合物半导体层之间的距离D优选为 1. OX 10-7m(0. Iym)以上。通过以上述方式界定距离D，能够在第三化合物半导体层的两侧 (X方向)形成饱和吸收区。可基于长时间驱动等情况下的阈值电流的增加、温度特性、电流增加比率的劣化来确定距离D的上限。例如，能够通过下述方法制造本发明的锁模激光二极管器件。即，例如，能够通过包括如下各个步骤的下述制造方法来制造本发明的锁模激光二极管器件步骤(A)通过顺序层叠第一化合物半导体层、第三化合物半导体层和第二化合物半导体层来形成层压结构，其中，第一化合物半导体层具有第一导电类型，并是由GaN化合物半导体构成，第三化合物半导体层具有由GaN化合物半导体构成的光放大区(载流子注入区和增益区)，第二化合物半导体层具有不同于第一导电类型的第二导电类型，并是由 GaN化合物半导体构成；步骤(B)在第二化合物半导体层上形成条形的第二电极；步骤(C)通过使用第二电极作为蚀刻掩模，蚀刻第二化合物半导体层的至少一部分，由此形成脊结构；以及步骤(D)形成用于在第二电极上形成隔离沟槽的抗蚀剂层，随后，使用抗蚀剂层作为湿法蚀刻掩模，通过湿法蚀刻方法在第二电极上形成隔离沟槽，通过隔离沟槽将第二电极分隔成第一部分和第二部分。通过采用上述制造方法来形成脊结构，S卩，使用条形的第二电极作为蚀刻掩模，通过蚀刻第二化合物半导体层的至少一部分来形成脊结构。也就是说，使用图案化的第二电极作为蚀刻掩模，通过自对准方法来形成脊结构。因此，在第二电极和脊结构之间不存在任何接头未对准(joint misalignment)。另外，通过湿法蚀刻方法在第二电极上形成隔离沟槽。与干法蚀刻方法不同的是，通过采用上述湿法蚀刻方法，能够抑制第二化合物半导体层的光学和电学特性的劣化。因此，能够切实地防止光发射特性的劣化。在步骤(C)中，可在厚度方向上蚀刻部分第二化合物半导体层、可在沿厚度方向上蚀刻全部第二化合物半导体层、可在厚度方向上蚀刻第二化合物半导体层和第三化合物半导体层、或者可在厚度方向上蚀刻部分第二化合物半导体层、第三化合物半导体层和第一化合物半导体层。另外，在上述步骤D中，在第二电极上形成隔离沟槽时，如果第二电极的蚀刻速率为Ertl,层压结构的蚀刻速率为Er1，则期望满足关系式ErcZEr1彡1 X 10，优选地满足关系式 ErcZEr1彡IXlO20在ErcZEr1满足上述关系的情况下，能够在层压结构不受到蚀刻的情况下安全地蚀刻第二电极(或者，即使层压结构受到蚀刻，但蚀刻部分为小)。能够通过与上述本发明的锁模激光二极管器件的制造方法相似的制造方法切实地制造本发明中的半导体光放大器。然而，其制造方法不限于此。
在本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件中，第二电极可由钯 (Pd)单层、镍(Ni)单层、钼(Pt)单层、或钯层和钼层形成的层压结构(其中，钯层与第二化合物半导体层接触)、或钯层和镍层形成的层压结构(其中，钯层与第二化合物半导体层接触)构成。在下金属层是由钯构成且上金属层是由镍构成的情况下，期望上金属层的厚度为0. ιμπι以上，优选为0.2μπι以上。另外，优选地，第二电极是由钯(Pd)单层构成。在这种情况下，期望第一电极的厚度为20nm以上，优选为50nm以上。另外，优选地，第二电极是由钯(Pd)单层、镍(Ni)单层、钼(Pt)单层、或下金属层和上金属层形成的层压结构(其中，下金属层与第二化合物半导体层接触)构成(然而，下金属层是由选自钯、镍和钼中的一种金属构成；上金属层是由如下金属构成，即，该金属在上述步骤D中形成第二电极的隔离沟槽时的蚀刻速率等于、相似于或大于下金属层的蚀刻速率)。另外，期望上述步骤D中在第二电极中形成隔离沟槽时所使用的蚀刻液为王水、硝酸、硫酸、盐酸、或上述酸中的至少两种所构成的混合液(具体地，由硝酸和硫酸构成的混合液，或由硫酸和盐酸构成的混合液)。期望第二电极的宽度为0. 5μπι 50μπι，优选为Iym 5μπι。在本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件中，具体地，层压结构可由AWaInN化合物半导体构成。AWaInN化合物半导体的具体示例包括GaN、AlGaN, feilnN和AlfeJnN。另外，根据需要，这种化合物半导体可包括硼⑶原子、铊(Tl)原子、 砷(As)原子、磷(P)原子、或锑(Sb)原子。另外，用于形成光放大区或发光区(增益区)和饱和吸收区的第三化合物半导体层(在某些情况下，第三化合物半导体层称为“有源层”)具有量子阱结构。具体地，第三化合物半导体层可以具有量子阱结构[quantum well structure，QW structure]，或多量子讲结构[multiquantum well structure，MQW structure]。具有量子阱结构的第三化合物半导体层具有如下结构，即，在该结构中，层叠有至少一个阱层和至少一个势垒层。能够以anyGa(1_y)N，GaN)、(InyGa(1_y)N, InzGa(1_z)N) (y > ζ)和(InyGa(1_y)N，AlGaN)来示例说明构成阱层的化合物半导体以及构成势垒层的化合物半导体的组合。另外，在本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件中，第二化合物半导体层可具有交替层叠有P型GaN层和ρ型AKiaN层的超晶格结构(superlattice structure)。超晶格结构的厚度可为0. 7 μ m以下。通过采用这种超晶格结构，在保持披覆层所需的高折射率的同时，能够减小激光二极管器件的串联电阻成分，从而实现了激光二极管器件的低操作电压。尽管没有限制超晶格的厚度的下限值，但其下限值例如为0. 3 μ m。 用于构成超晶格结构的P型GaN层的厚度可示例为Inm 5nm。用于构成超晶格结构的ρ型 AlGaN层的厚度可示例为Inm 5nm。ρ型GaN层和ρ型AWaN层的总层数可示例为60 300。另夕卜，第三化合物半导体层与第二电极之间的距离可为Iym以下，优选为0.6 μπι以下。通过界定上述第三化合物半导体层与第二电极之间的距离，能够减小具有高电阻的P 型第二化合物半导体层的厚度，从而能够减小激光二极管器件的操作电压。尽管没有限制第三化合物半导体层与第二电极之间距离的下限值，但例如，第三化合物半导体层与第二电极之间距离的下限值为0. 3 μ m。另外，第二化合物半导体层可掺杂有1 X IO19CnT3量级的 Mg。第二化合物半导体层对来自第三化合物半导体层的波长为405nm光的吸收系数可至少为50cm—1。Mg的原子浓度是由在2X IO19CnT3时表现出最大电子空穴浓度的材料特征来确定，其是最大电子空穴浓度的设计结果，即，第二化合物半导体层的电阻系数变成最小值。通过尽可能地减小激光二极管器件的电阻来界定第三化合物半导体层的吸收系数。于是， 一般而言，第三化合物半导体层的光吸收系数变成50cm—1。但是，可以有意地将Mg掺杂量设定为2X1019 cm—3浓度以上，以增加吸收系数。在这种情况下，用于获得实际电子空穴浓度的Mg掺杂量的上限值例如为8X1019cnT3。另外，第二化合物半导体层在第三化合物半导体层侧可依次具有非掺杂化合物半导体层和P型化合物半导体层。第三化合物半导体层与 P型化合物半导体层之间的距离可以为1.2Xl(Tm以下。通过以上述方式界定第三化合物半导体层与P型化合物半导体层之间的距离，能够在不降低内部量子效率的范围内抑制内部损耗。因此，能够减小激光振荡开始时的阈值电流Ith。虽然没有限制第三化合物半导体层与P型化合物半导体层之间的距离的下限值，但该下限值例如为5X10_8m。另外，在脊部的两个侧面上，可形成由Si02/Si层压结构构成的层压绝缘层。脊部的有效折射率与层压绝缘层的有效折射率之间的差异可为5X 10_31 X 10_2。通过使用这种层压绝缘层，即使在超过 100毫瓦的高输出操作的情况下，仍能够维持单基侧向模式(single fundamental lateral mode) 0另外，第二化合物半导体层可以具有如下结构，即，在该结构中，从第三化合物半导体层侧开始依次层叠非掺杂GaInN层(ρ侧光波导层)、非掺杂AWaN层(ρ侧披覆层)、Mg 掺杂AlGaN层(电子势垒层)、由GaN层(Mg掺杂)/AWaN层构成的超晶格结构(超晶格披覆层)和Mg掺杂GaN层(ρ侧接触层)。期望用于构成第三化合物半导体层中的阱层的化合物半导体的带隙为2. 4eV以上。另外，期望第三化合物半导体层输出的激光的波长为 360nm 500nm，优选为400nm 410nm。显然，也可对上述各种结构进行适当的组合。如上所述，在第二化合物半导体层中，可在第三化合物半导体层与电子势垒层之间形成非掺杂化合物半导体层(例如，非掺杂feilnN层或非掺杂AlGaN层)。另外，可在第三化合物半导体层与非掺杂化合物半导体层之间形成作为光波导层的非掺杂fe^nN层。第二化合物半导体层的最上层可具有被Mg掺杂GaN层(ρ侧接触层)占用的结构。用于构成本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件的各种GaN 化合物半导体可依次形成在基板上。除了蓝宝石基板外，基板的示例还包括GaAs基板、GaN 基板、SiC基板，氧化铝基板、ZnS基板、ZnO基板、AlN基板、LiMgO基板、LiGah基板、MgAl2O4 基板、InP基板、Si基板和通过在上述基板的表面(正面)上形成基础层和缓冲层而形成的层压体。大体上，在基板上形成GaN化合物半导体层的情况下，由于GaN基板具有小的缺陷密度(defect density)，所以GaN基板是优选的。但是，众所周知，根据生长平面，GaN基板的特性在极性、无极性和半极性之间变化。另外，用于构成本发明的半导体光放大器或本发明的锁模激光二极管器件的各种GaN化合物半导体层的形成方法的示例包括有机金属化学气相沉积法(M0CVD方法和MOVP方法)、分子束外延方法(MBE方法)和氢化物气相生长法(在该方法中，卤素用于传输或反应等)。MOCVD方法中的有机镓源气体的示例包括三甲基镓(TMG)气体和三乙基镓(TEG) 气体。氮源气体的示例包括氨气体和胼气体(hydrazine gas)。在形成具有η型导电类型的GaN化合物半导体层时，例如，可添加作为η型杂质(η型掺杂剂)的硅(Si)。在形成具有P型导电类型的GaN化合物半导体层时，例如，可添加作为ρ型杂质(ρ型掺杂剂)的镁(Mg)。另外，在GaN化合物半导体层含有作为成分原子的铝(Al)或铟(In)的情况下， 三甲基铝(Τ毫安)气体可用作Al源，三甲基铟(TMI)气体可用作h源。另外，甲硅烷气体(SiH4气体)可用作Si源，环戊二烯镁(cyclopentadienyl magnesium)气体、甲基环戊二火希 美(methylciclopentadienyl magnesium)、或双环戊二j；希 美(biscicIopentadienyl magnesium, Cp2Mg)可用作Mg源。除了 Si外，η型杂质(η型掺杂剂)的示例还包括Ge、Se、 Sn、C、Te、S、O、Pd和Po。除了 Mg外，ρ型杂质(ρ型掺杂剂)的示例还包括Si、Cd、Be、Ca、 Ba、C、Hg 禾口 Sr。如果第一导电类型是η型，则期望电连接到具有η型导电类型的第一化合物半导体层的第一电极具有包含金(Au)、银(Ag)、钯狗)、六1(铝)、11(钛)、鹤(吣、01(铜)、 Zn (锌)、锡(Sn)和铟(In)中至少一种金属的单层结构或多层结构，例如，可示例为Ti/Au、 Ti/Al和Ti/Pt/Au。第一电极电连接到第一化合物半导体层。第一电极可形成在第一化合物半导体层上，第一电极可隔着导电材料层或导电基板连接到第一化合物半导体层。能够通过使用例如真空蒸发法和溅射法等PVD方法形成第一电极和第二电极。可在第一电极和第二电极上设置焊盘电极，以获得与外部电极或电路的电连接。 期望焊盘电极具有包含Ti(钛)、铝仏1)1〖(钼)411(金)和Ni(镍)中至少一种金属的单层结构或多层结构。除此之外，焊盘电极可以具有示例为Ti/Pt/Au多层结构和Ti/Au多层结构的多层结构。本发明的锁模激光二极管器件还可包括外反射镜。即，本发明的锁模激光二极管器件可以是外共振腔型锁模激光二极管器件。另外，本发明中的锁模激光二极管器件可以是单片锁模激光二极管器件。外共振腔型锁模激光二极管器件可以是聚光型(light condensing type)锁模激光二极管器件或准直型(collimation type)锁模激光二极管器件。在外共振腔型锁模激光二极管器件中，层压结构的光脉冲输出端面上的光反射率优选为0. 5%以下。该光反射率值明显小于现有激光二极管器件中的层压结构的光脉冲输出端面上的光反射率(通常为5% 10% )。在外共振腔锁模激光二极管器件中，期望外共振腔的长度值(Z'，单位mm)满足关系式O <Z' < 1500，优选地满足关系式30 SZ' <150。本发明适用于各种领域，例如光盘系统、通信领域、光信息领域、光电子集成电路、 应用非线性光学现象的领域、光开关、激光测量领域及各种分析领域、超快光谱学领域、多光子激励光谱学领域、质量分析领域、使用多光子吸收的显微光谱学领域、化学反应的量子控制、纳米三维处理领域、使用多光子吸收的各种处理领域、医学领域和生物成像领域。2.第一实施例第一实施例涉及本发明第一实施方式的半导体光放大器的对准方法和本发明第一实施方式的光输出器件。图1表示第一实施例的光输出器件的概念图(包括半导体光放大器的概念图)。图2表示第一实施例的半导体光放大器沿虚拟垂直平面αζ平面，包括半导体光放大器的轴线(Ζ方向)，S卩，半导体光放大器的轴线为光波导延伸的方向，为方便起见，称为“Ζ方向”)的示意剖面图。图3表示半导体光放大器沿虚拟垂直平面(XY平面，其与半导体光放大器的轴线正交)的示意剖面图。图2是沿图3中的线I-I的示意剖面图。 图3是沿图2中的线II-II的示意剖面图。另外，图10表示沿用于构成激光源的锁模激光二极管器件的共振腔的延伸方向的示意侧视图(锁模激光二极管器件沿^平面的示意侧视图)。除附图标记外，沿与共振腔延伸方向正交的方向的示意剖面图(沿XY平面剖开锁模激光二极管器件时的示意剖面图)与图3相同。即，图3中的附图标记200s对应于沿与共振腔延伸方向正交的方向的示意剖面图的附图标记100s。图10是与沿图3中的线I-I的侧视图相似的示意侧视图。另外，图IlA示意性表示通过第一实施例的锁模激光二极管器件所形成的外共振腔进行锁模驱动的系统。第一实施例的光输出器件包括激光源100 ；半导体光放大器200，其对来自激光源100的激光进行光放大并输出放大的光；对准器件300，其调整半导体光放大器200与进入半导体光放大器200的激光的相对位置；以及半导体光放大器控制设备400，其控制半导体光放大器200的操作。如图1所示，半导体光放大器200是由透射式半导体光放大器构成。在半导体光放大器200的光进入端面201和与光进入端面201相对的光输出端面203上形成低反射涂层(AR) 202和204。低反射涂层是由如下层压结构形成，即，该层压结构是由选自氧化钛层、 氧化钽层、氧化锆层、氧化硅层和氧化铝层中的至少两种类型的层形成。从光进入端面201 侧进入的激光在半导体光放大器200内被光学放大，并从与光进入端面201侧相对的光输出端面203输出。基本上仅在一个方向上引导激光。另外，在第一实施例中，激光源100是由锁模激光二极管器件构成。从锁模激光器件输出的脉冲激光进入半导体光放大器200。 激光源100基于锁模操作输出脉冲激光。下文将给出锁模激光二极管器件的详细说明。除了第二电极的构成和结构外，第一实施例的半导体光放大器200基本具有与第一实施例中的用于构成激光源100的锁模激光二极管器件110的构成和结构相同的构成和结构。在图1所示的第一实施例的光输出器件中，激光源100是由锁模激光二极管器件 110、透镜11、滤光器12、外反射镜13和透镜14构成。从激光源100输出的激光通过光学隔离器15和反射镜16进入反射镜20。经反射镜20反射的激光通过半波片(λ/2波片)21 和透镜22，并进入半导体光放大器200。半波片(λ/2波片)21布置成防止从半导体光放大器200返回的光返回到激光源100。激光在半导体光放大器200中被光学放大，并通过透镜30输出到外部。反射镜20、半波片21和透镜22放置在对准器件300上。具体地，对准器件300是由XYZ平台构成。下述半导体光放大器200中的层压结构的厚度方向是Y方向，半导体光放大器200的轴线方向是Z方向，反射镜20和透镜21通过对准器件300在X 方向、Y方向和Z方向上移动。半导体光放大器200包括通过顺序层叠第一化合物半导体层230、第三化合物半导体层(有源层)240和第二化合物半导体层250而形成的层压结构，其中，第一化合物半导体层230具有第一导电类型(在第一实施例中，具体为η型导电类型)，并是由GaN化合物半导体构成，第三化合物半导体层240具有由GaN化合物半导体构成的光放大区(载流子注入区和增益区)241，第二化合物半导体层250具有不同于第一导电类型的第二导电类型(在第一实施例中，具体为P型导电类型)，并是由GaN化合物半导体构成；形成在第二化合物半导体层250上的第二电极沈2 ；以及电连接到第一化合物半导体层230的第一电极 261。同时，用于构成激光源100且发射波长为405nm波段的锁模激光二极管器件110 包括通过顺序层叠第一化合物半导体层130、第三化合物半导体层(有源层)140和第二化合物半导体层150而形成的层压结构，其中，第一化合物半导体层130具有第一导电类型 (在第一实施例中，具体为η型导电类型)，并是由GaN化合物半导体构成，第三化合物半导体层140具有由GaN化合物半导体构成的发光区(增益区)141，第二化合物半导体层150 具有不同于第一导电类型的第二导电类型(在第一实施例中，具体为P型导电类型)，并是由GaN化合物半导体构成；形成在第二化合物半导体层150上的第二电极162 ；以及电连接到第一化合物半导体层130的第一电极161。在具有极性的化合物半导体基板121和221上形成层压结构。第三化合物半导体层140和240具有包括阱层和势垒层的量子阱结构。阱层的厚度为Inm lOnm。势垒层中的杂质(具体为硅(Si))的掺杂浓度为2X IO18CnT3 IX IO2tlCnT3。具体地，第一实施例的锁模激光二极管器件110和半导体光放大器200具有脊条型(ridge stripe type)分限异质结构(separate confinement heterostructure，SCH structure)。更具体地，第一实施例的锁模激光二极管器件110和半导体光放大器200具有由折射率波导型(index guide type)AKialnN构成的GaN激光二极管结构，以及具有直线形脊条形结构(ridge stripe structure) 0此外，锁模激光二极管器件110和半导体光放大器200设置在η型GaN基板121和221的(0001)平面上。第三化合物半导体层140 和240具有量子阱结构。η型GaN基板121和221的(0001)平面也称作“C平面”，其是具有极性的晶面。具体地，第一化合物半导体层130和230、第三化合物半导体层140和240 和第二化合物半导体层150和250是由AWaInN化合物半导体构成。更具体地，第一化合物半导体层130和230、第三化合物半导体层140和240和第二化合物半导体层150和250 具有如下表1所示的层结构。在表1中，所列项目按照从距离η型GaN基板121和221最远的层到距离η型GaN基板121和221最近的层的顺序列出。第三化合物半导体层140和 240中的用于构成阱层的化合物半导体的能带隙为3. 06eV。表 1第二化合物半导体层150和250ρ型GaN接触层(Mg掺杂)155和255ρ型GaN (Mg掺杂)/AlGaN超晶格披覆层巧4和254ρ型AlGaN电子势垒层(Mg掺杂)153禾口 253非掺杂AlGaN披覆层152和252非掺杂feilnN光波导层151和251第三化合物半导体层140和MOGaInN量子势阱有源层(阱层=Gi^Jnaci8N/势垒层彻。.981%(12吣第一化合物半导体层130和230η 型 GaN 披覆层 132 和 232η 型 AlGaN 披覆层 131 和 231其中阱层(两层)8nm[非掺杂]势垒层(三层):10nm[掺杂浓度(Si):2 X IO18cnT3]另外，通过使用RIE方法去除部分ρ型GaN接触层155和255和部分ρ型GaN/AWaN 超晶格披覆层巧4和254，从而形成脊结构(脊部156和256)。在脊部156和256的两侧上，形成由Si02/Si构成的层压绝缘膜157和257。SiO2层为下层，Si层为上层。脊部156 和256的有效折射率与层压绝缘膜157和257的有效折射率之间的差异为5X1_31X10_2， 并具体为7Χ 10_3。在与脊部156和256的顶面相对应的ρ型GaN接触层155和255上，形成第二电极(ρ侧欧姆电极)162和沈2。同时，在η型GaN基板121和221的背面上，形成由Ti/Pt/Au构成的第一电极(η侧欧姆电极)161和沈1。具体地，层压绝缘膜157和257 具有Si02/Si层压结构，脊结构的宽度为1.5μπι。在第一实施例的锁模激光二极管器件110中，P型AlGaN电子势垒层153、ρ型GaN/ AlGaN超晶格披覆层巧4和ρ型GaN接触层155是Mg掺杂化合物半导体层，上述层设置成彼此在第三化合物半导体层140及其周围区域所产生的光强度分布中尽量不重叠。由此， 在不降低内部量子效率的范围内抑制了内部损耗。由此，减小了激光振荡开始时的阈值电流Ith。另外，发现，通过增加第三化合物半导体层140与ρ型AWaN电子势垒层153之间的距离d的值，减小了内部损耗α”还发现，当距离d的值为某个值以上时，空穴注入到阱层的效率降低，于是，降低了第三化合物半导体层140中的电子空穴再结合率，降低了内部量子效率1。因此，第三化合物半导体层140与ρ型AWaN电子势垒层153之间的距离d 设定为0. 10 μ m，脊部(脊结构)的高度设定为0. 30 μ m,位于第二电极162与第三化合物半导体层140之间的第二化合物半导体层150的厚度设定为0. 50 μ m,位于第二电极162下方的ρ型GaN/AWaN超晶格披覆层154的厚度设定为0. 40 μ m。“电子势垒层153与第三化合物半导体层140之间的距离d”是指电子势垒层153的面对第三化合物半导体层140的区域(界面)与第三化合物半导体层140的面对电子势垒层153的区域(界面)之间的距离。半导体光放大器200的构成和结构与锁模激光二极管器件110的上述构成和上述结构相似。在第一实施例中，第二电极162和262是由厚度为0. 1 μ m的Pd单层形成。另外， 在第一实施例中，用于将构成锁模激光二极管器件的第二电极162分隔成第一部分162A和第二部分162B的隔离沟槽162C的宽度为Iym以上，且为共振腔长度的50%以下。另外， 饱和吸收区142的长度小于发光区141的长度。另外，第二电极162的长度(第一部分和第二部分的总长度)小于第三化合物半导体层140的长度。具体地，共振腔长度Z"设定成0. 60mm，第二电极162的第一部分162A的长度设定成0. 52mm，第二部分162B的长度设定成0.06mm，隔离沟槽162C的宽度(在共振腔长度方向上的长度)设定成0. 02mm。在半导体光放大器200中，在第二电极262上未设置隔离沟槽。具有超晶格结构(其交替层叠有ρ型GaN层和ρ型AlGaN层)的ρ型GaN/AWaN 超晶格披覆层154和254的厚度为0. 7 μ m以下，具体地为0. 4 μ m。用于构成超晶格结构的P型GaN层的厚度为2. 5nm。用于构成超晶格结构的ρ型AlGaN层的厚度为2. 5nm。ρ型 GaN层和ρ SMGaN层的总层数为160。另外，第三化合物半导体层140和240与第二电极 162和262的距离为1 μ m以下，具体地为0. 5 μ m。另外，用于构成第二化合物半导体层150 和250的ρ型AlGaN电子势垒层153和253、ρ型GaN/AlGaN超晶格披覆层巧4和254以及P型GaN接触层155和255掺杂有IXlO19cnT3以上量级的Mg (具体地为2 X IO19CnT3量级)。第二化合物半导体层150和250对405nm波长的光的吸收系数至少为50CHT1，具体地为65cm—1。另外，第二化合物半导体层150和250在第三化合物半导体层侧设置有非掺杂化合物半导体层(非掺杂的feilnN光波导层151和251以及非掺杂的AWaN披覆层152和 252)和ρ型化合物半导体层。第三化合物半导体层140与ρ型化合物半导体层(具体为ρ 型AlGaN电子势垒层153和253)之间的距离d为1. 2Xl(T7m以下，具体为IOOnm0在第一实施例的半导体光放大器的对准方法或光输出器件中，当来自激光源100的激光进入半导体光放大器200的同时，使给定值的电流(直流电流和正向偏置电流)I。流过半导体光放大器200。调整半导体光放大器200与进入半导体光放大器200的激光的相对位置，使得施加到(添加到)半导体光放大器200的电压成为最大值。具体地，半导体光放大器控制设备400是由已知的直流电源、电压测量设备和电流测量设备的组合构成。另外，半导体光放大控制设备400中的电压测量设备的分辨率为1 毫伏以下，更具体地，为0. 1毫伏以下。另外，半导体光放大器控制设备400中的电流测量设备的分辨率为100微安以下，更具体地，为10微安以下。图4A和图4B表示半导体光放大器200的基本特性。图4A和图4B示出了在使电流I。从第二电极262流入第一电极时的光输出(由图4A中的曲线“B”表示)。图4A 还示出了在使电流Itl从第二电极262流入第一电极261时第二电极262与第一电极261之间所施加的电压Vtl(由图4A中的“A”表示)。横轴表示从第二电极262流入第一电极261 的电流Itl的值(单位毫安)，纵轴表示第二电极262与第一电极261之间所施加的电压 V (单位伏)以及光输出(单位毫瓦)。图4A表示来自激光源100的激光未进入半导体光放大器200时的状态的曲线图。图4B表示来自激光源100的激光进入半导体光放大器 200时的状态的图(光输出2毫瓦)。从图4A和图4B中看到，在300毫安的电流Itl从第二电极262流入第一电极时的状态下，在来自激光源100的激光未0进入半导体光放大器200时，半导体光放大器200的光输出为2. 6毫瓦，而在来自激光源100的激光进入半导体光放大器200时，半导体光放大器200的光输出为8. 5毫瓦，这表明入射到半导体光放大器200的激光被半导体光放大器200放大了约3倍。在半导体光放大器200中，没有形成激光振荡。另外，从图4B看到，当从第二电极262流入第一电极的电流Itl增加时， 入射到半导体光放大器200的激光被半导体光放大器200显著放大。图5示意性表示在来自激光源100的激光进入半导体光放大器200并在X方向上移动X^平台的同时，使给定值的电流Itl流入半导体光放大器200的情况下，施加到(添加到)半导体光放大器200的电压ΔΥ的变化。随着CTZ平台在X方向上移动，施加到半导体光放大器200的电压AV单调递增，直至Δ V超过最大值后开始单调递减。如果在来自激光源100的激光未进入半导体光放大器200的同时，使给定值的电流Itl流入半导体光放大器200的情况下，施加到半导体光放大器200的电压为V1,以及如果在来自激光源100的激光进入半导体光放大器200的同时，使给定值的电流Itl流入半导体光放大器200的情况下，施加到半导体光放大器200的电压为V2时，则AV表示为M= (V2-V1^ Δν的值为1 毫伏以下，通常为0.1毫伏以下。另外，Δν/义的值为以下。半导体光放大器200在此时发射的激光的光输出的变化与电压的变化具有完全相同的表现。因此，调整半导体光放大器200与进入半导体光放大器200的激光的相对位置，使得施加到(添加到)半导体光放大器200的电压AV成为最大值。因此，半导体光放大器200输出的激光的光输出能够成为最大值。另外，在第一实施例的半导体光放大器200中，在来自激光源100的激光进入半导体光放大器200的同时，使给定值的电流Itl流入半导体光放大器200，通过半导体光放大器控制设备400监测施加到半导体光放大器200的电压。使用对准器件300对半导体光放大器200与进入半导体光放大器200的激光的相对位置进行调整，使得施加到半导体光放大器200的电压成为最大值。具体地，使用对准器件300对半导体光放大器200与进入半导体光放大器200的激光的相对位置进行调整，使得M= (V2-V1)的值成为最大值。另外，图6A和图6B表示在来自激光源100的激光进入半导体光放大器200的状态下(光输出2毫瓦)，在使电流Ici从第二电极262流入第一电极时，光输出与电压 Δ V之间的关系。在图6A所示的示例中，第二电极的每单位面积上的电流IciSS千安/cm2。 在图6B所示的示例中，第二电极的每单位面积上的电流Itl为6千安/cm2。随着电流Itl值的增加，光放大率提高，电压Δν的值增加。在第一实施例的半导体光放大器200中，如图5所示，在来自激光源100的激光进入半导体光放大器200并XYZ平台在X方向上移动的同时，使给定值的电流Itl流入半导体光放大器200的情况下，施加到(添加到)半导体光放大器200的电压增加。在移动CTZ平台的情况下，半导体光放大器200的光输出增加。在产生这种现象的情况下，光放大区(载流子注入区和增益区)241中的载流子数量减少。因此，施加到(添加到)半导体光放大器 200的电压增加，以补偿载流子数量的这种减少。第一实施例中的半导体光放大器的对准方法和光输出器件基于上述现象进行。可由操作者移动对准器件(X^平台)300。此外，对准器件(XYZ平台)300还能够基于电压测量结果在半导体光放大器控制设备400的指示下自动移动。在第一实施例的半导体光放大器的对准方法和第一实施例的光输出器件中，测量施加到半导体光放大器200的电压，以便调整半导体光放大器200与进入半导体光放大器 200的激光的相对位置。因此，能够在不依靠外部监测设备的情况下进行用于位置调整的测量。因此，能够精确调整半导体光放大器200与进入半导体光放大器200的激光的相对位置。在第一实施例的锁模激光二极管器件110中，第三化合物半导体层140包括饱和吸收区142。另外，第二电极162通过隔离沟槽162C分隔成第一部分162A和第二部分162B， 其中，第一部分162A用于通过使电流通过发光区141流入第一电极161而获得正向偏置状态，第二部分162B用于向饱和吸收区142施加电场。可通过使电流通过发光区141从第二电极162的第一部分162A流入第一电极161来获得正向偏置状态，可在第一电极161和第二电极162的第二部分162B之间施加电压，由此向饱和吸收区142施加电场。此外，在第一实施例的锁模激光二极管器件110中，使电流通过整个层压结构从第二电极162流入第一电极161，由此在发光区141中产生光脉冲。具体地，在第一实施例的锁模激光二极管器件110中，如上所述，第二电极162通过隔离沟槽162C分隔成第一部分162A和第二部分162B，第一部分162A用于通过使直流电流(正向偏置电流Igain)通过发光区(增益区)141流入第一电极161而获得正向偏置状态，第二部分162B用于向饱和吸收区142施加电场(即，第二部分162B用于向饱和吸收区142施加反向偏置Vsa)。第二电极162的第一部分162A与第二部分162B之间的电阻值 (也称为“分离电阻值”)是第二电极162与第一电极161之间的电阻值的IX 10倍以上， 并具体是第二电极162与第一电极161之间的电阻值的1. 5X IO3倍。另外，第二电极162 的第一部分162A与第二部分162B之间的电阻值(分离电阻值)为1 X IO2 Ω以上，并具体为1. 5Χ104Ω以上。另外，在第一实施例的锁模激光二极管器件110中，具有1Χ102Ω以上的分离电阻值的第二电极162应形成在第二化合物半导体层150上。在GaN激光二极管器件的情况下，具有P型导电类型的化合物半导体中的迁移率稍微不同于现有的GaAs激光二极管器件中的迁移率。因此，不需要通过进行离子注入等将具有P型导电类型的第二化合物半导体层150设定成高电阻，而仅通过在第二电极162上形成隔离沟槽162C而将第二电极162分离，使得第二电极162的第一部分162A与第二部分162B之间的电阻值为第二电极162与第一电极161之间的电阻值的10倍以上，或者第二电极162的第一部分162A与第二部分 162B之间的电阻值为1Χ102Ω以上。下面将参考图22Α、图22Β、图23Α、图2 和图M说明第一实施例的锁模激光二极管器件的制造方法。图22A、图22B、图23A和图2 是基板等沿XY平面的部分示意剖面图。图M是基板等沿^平面的部分示意侧视图。第二电极162需要具有如下特性(1)具有在蚀刻第二化合物半导体层150时用作蚀刻掩模的功能；(2)能够在不使第二化合物半导体层150的光学特性和电学特性劣化的情况下对第二电极162进行湿法蚀刻；(3)在第二电极162形成在第二化合物半导体层150上时的接触电阻率值为 IO"2 Ω · cm2 以下；(4)在层压结构的情况下，构成下金属层的材料具有较大的功函数(work function)，与第二化合物半导体层150具有低的接触电阻率值，并能够对其进行湿法蚀刻；以及(5)在层压结构的情况下，构成上金属层的材料在形成脊结构时具有抗蚀刻能力 (例如，在RIE方法中使用的Cl2气)，并能够对其进行湿法蚀刻。步骤-100首先，基于已知的MOCVD方法，在基板上，具体地，在η型GaN基板121的(0001) 平面上形成层压结构，通过顺序层叠第一化合物半导体层130、第三化合物半导体层(有源层)140和第二化合物半导体层150而形成该层压结构，其中，第一化合物半导体层130具有第一导电类型(η型导电类型)，并是由GaN化合物半导体构成，第三化合物半导体层140 具有由GaN化合物半导体构成的光放大区(增益区)141和饱和吸收区142，第二化合物半导体层150具有不同于第一导电类型的第二导电类型(P型导电类型)，并是由GaN化合物半导体构成(参考图22A)。步骤-110随后，在第二化合物半导体层150上形成条形第二电极162。具体地，在基于真空蒸发法在第二化合物半导体层150的整个表面的上方形成Pd层163之后(参见图22B)， 基于光刻工艺(photolithography technology)在Pd层163上形成条形的蚀刻抗蚀剂层。 在通过使用王水去除未覆盖有蚀刻抗蚀剂层的Pd层163之后，去除蚀刻抗蚀剂层。由此， 能够获得图23A所示的结构。能够基于界面剥离方法(liftoff method)在第二化合物半导体层150上形成条形第二电极162。步骤-120接下来，使用第二电极162作为蚀刻掩模，至少蚀刻部分第二化合物半导体层 150 (在第一实施例中，蚀刻部分第二化合物半导体层150)。具体地，基于使用Cl2气的RIE 方法，使用第二电极162作为蚀刻掩模，蚀刻部分第二化合物半导体层150。因此，能够获得图23B中所示的结构。如上所述，将图案化成条形的第二电极162用作蚀刻掩模，通过自对准方法形成脊结构。因此，在第二电极162与脊结构之间没有产生未对准(misalignment)。步骤-130此后，形成抗蚀剂层164(参考图，抗蚀剂层164用于在第二电极162上形成隔离沟槽。附图标记165表示设置在用于形成隔离沟槽的抗蚀剂层164上的孔隙。接下来， 使用抗蚀剂层164作为湿法蚀刻掩模，通过湿法蚀刻方法在第二电极162上形成隔离沟槽 162C，由此通过隔离沟槽162C将第二电极162分隔成第一部分162A和第二部分162B。具体地，使用王水作为蚀刻液，整体地浸入到王水中大约10秒，由此在第二电极162上形成隔离沟槽162C。此后，去除抗蚀剂层164。所以，能够获得图10中所示的结构。如上所述，与干法蚀刻方法不同的是，通过采用湿法蚀刻方法，没有使第二化合物半导体层150的光学特性和电学特性劣化。因此，能够切实地防止锁模激光二极管的发光特性的劣化。如果采用干法蚀刻方法，则存在以下可能第二化合物半导体层150的内部损耗α i可能增加，阈值电压增加，光输出降低。在这种情况下，如果第二电极162的蚀刻速率为ERtl，层压体的蚀刻速率为ER1，则如下关系式成立ER0ZER1 ^ 1 X IO2如上所述，由于在第二电极162与第二化合物半导体层150之间存在高的蚀刻选择比率，所以能够在不蚀刻层压结构的情况下切实地蚀刻第二电极162(或者，即使层压结构受到蚀刻，但蚀刻量也很小)。步骤-140此后，形成η侧电极161，剖开基板，并进行封装。因此，能够制造锁模激光二极管器件110。一般而言，通过使用构成半导体层的材料的电阻率值P (Ω ·πι)、半导体层的长度 X 、半导体层的截面积s(m2)、载流子密度n(CnT3)、电荷量e(C)和迁移率μ (m2/V sec) 以下述方式表示半导体层的电阻R(Q)。R= (ρ ‘ X0)/S = X0/(η · e · μ · S)由于ρ型GaN半导体的迁移率比ρ型GaAs半导体小两位数以上，所以容易增加电阻值。因此，结果表明，基于上述方程，具有小截面积(宽为1.5μπκ高为0.35μπι)的脊结构的激光二极管器件的电阻值成为高电阻。图20表示通过四端子法测量第一实施例制造的锁模激光二极管器件110的第一部分162Α与第二电极162的第二部分162Β之间的电阻值而获得的结果。在隔离沟槽162C 的宽度为20 μ m的情况下，第二电极162的第一部分162A与第二部分162B之间的电阻值为 15k Ω。在第一实施例制造的锁模激光二极管器件110中，可通过使电流通过发光区141 从第二电极162的第一部分162Α流入第一电极161来获得正向偏置状态，可通过在第一电极161和第二电极162的第二部分162Β之间施加反向偏置Vsa向饱和吸收区142施加电场，由此进行锁模驱动。另外，第二电极162的第一部分162Α与第二部分162Β之间的电阻值为第二电极 162与第一电极161之间的电阻值为10倍以上，或为1Χ102Ω以上。因此，能够切实地抑制漏电流从第二电极162的第一部分162Α流入第二电极162的第二部分162Β。因此，发光区141能够处于正向偏置状态，饱和吸收区142能够处于反向偏置状态，从而能够切实地进行单模自脉动操作和锁模操作。另外，除第二电极的结构不同外，可通过与锁模激光二极管器件110相同的制造方法来制造半导体光放大器200。故省略其详细说明。为了进一步加深对第一实施例中的锁模激光二极管器件理解，制造了第一参考示例的锁模激光二极管器件。下表2说明了第一参考示例的锁模激光二极管器件中的表1中所示的层结构中的第三化合物半导体层140的结构。表权利要求
1.一种半导体光放大器的对准方法，所述半导体光放大器对来自激光源的激光进行光学放大并输出所光学放大的激光，该对准方法包括以下步骤通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时使给定值的电流流入所述半导体光放大器，来调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置，使得施加到所述半导体光放大器的电压成为最大值。
2.根据权利要求1所述的半导体光放大器的对准方法，其中，在测量所述半导体光放大器输出的所述激光的光输出，且所述光输出从期望值发生变化的情况下，通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时使所述给定值的电流流入所述半导体光放大器，来重新调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使得施加到所述半导体光放大器的所述电压成为最大值。
3.根据权利要求2所述的半导体光放大器的对准方法，其中，在所述半导体光放大器和进入所述半导体光放大器的所述激光在所述重新调整之后的所述相对位置与所述半导体光放大器和进入所述半导体光放大器的所述激光在所述重新调整之前的所述相对位置相同的情况下，调整所述半导体光放大器输出的所述激光所穿过的光路。
4.根据权利要求1所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述半导体光放大器包括层压结构，在所述层压结构中，顺序层叠有第一化合物半导体层、第三化合物半导体层和第二化合物半导体层，所述第一化合物半导体层具有第一导电类型，并是由GaN化合物半导体构成，所述第三化合物半导体层具有由GaN化合物半导体构成的光放大区，所述第二化合物半导体层具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型，并是由GaN化合物半导体构成；第二电极，其形成在所述第二化合物半导体层上；以及第一电极，其电连接到所述第一化合物半导体层。
5.根据权利要求1所述的半导体光放大器的对准方法，其中，通过调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使所述半导体光放大器输出的所述激光的上述光输出成为所述最大值。
6.根据权利要求1所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述半导体光放大器是由透射式半导体光放大器构成。
7.根据权利要求1所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述激光源是由锁模激光二极管器件构成，所述锁模激光二极管器件输出的脉冲激光进入所述半导体光放大器。
8.根据权利要求7所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述激光源基于锁模操作输出所述脉冲激光。
9.一种半导体光放大器的对准方法，所述半导体光放大器对来自激光源的激光进行光学放大并输出所光学放大激光，所述对准方法包括以下步骤通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时向所述半导体光放大器施加给定值的电压，来调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置，使得所述半导体光放大器中流过的电流成为最大值。
10.根据权利要求9所述的半导体光放大器的对准方法，其中，在测量所述半导体光放大器输出的所述激光的光输出，且所述光输出从期望值发生变化的情况下，通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时向所述半导体光放大器施加所述给定值的电压，重新调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使得所述半导体光放大器中流过的所述电流成为最大值。
11.根据权利要求10所述的半导体光放大器的对准方法，其中，在所述半导体光放大器和进入所述半导体光放大器的所述激光在所述重新调整之后的所述相对位置与所述半导体光放大器和进入所述半导体光放大器的所述激光在所述重新调整之前的所述相对位置相同的情况下，调整所述半导体光放大器输出的所述激光所穿过的光路。
12.根据权利要求9所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述半导体光放大器包括层压结构，在所述层压结构中，顺序层叠有第一化合物半导体层、第三化合物半导体层和第二化合物半导体层，所述第一化合物半导体层具有第一导电类型，并是由GaN化合物半导体构成，所述第三化合物半导体层具有由GaN化合物半导体构成的光放大区，所述第二化合物半导体层具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型，并是由GaN化合物半导体构成；第二电极，其形成在所述第二化合物半导体层上；以及第一电极，其电连接到所述第一化合物半导体层，及其中，所述第二电极是由第一部分和第二部分构成，所述第二部分设置在所述半导体光放大器的光输出端面侧，并通过隔离沟槽与所述第一部分分开。
13.根据权利要求12所述的半导体光放大器的对准方法，其中，如果所述第一部分的长度为LAmpl，及所述第二部分的长度为LAmp2，则满足0. 001 ^ Ladip2ZIaiiip1 < 0. 01。
14.根据权利要求12所述的半导体光放大器的对准方法，其中，施加到所述第二电极的所述第二部分的电压是-20伏 4伏中的任意值。
15.根据权利要求9所述的半导体光放大器的对准方法，其中，通过调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使所述半导体光放大器输出的所述激光的上述光输出成为所述最大值。
16.根据权利要求9所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述半导体光放大器是由透射式半导体光放大器构成。
17.根据权利要求9所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述激光源是由锁模激光二极管器件构成，所述锁模激光二极管器件输出的脉冲激光进入所述半导体光放大器。
18.根据权利要求17所述的半导体光放大器的对准方法，其中，所述激光源基于锁模操作输出所述脉冲激光。
19.一种光输出器件，包括激光源；半导体光放大器，其对来自激光源的激光进行光学放大，并输出所光学放大的激光；对准器件，其调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置；以及半导体光放大器控制设备，其控制所述半导体光放大器的操作，其中，在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时，使给定值的电流流入所述半导体光放大器，通过所述半导体光放大器控制设备监测施加到所述半导体光放大器的电压，及通过所述对准器件调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使得施加到所述半导体光放大器的所述电压成为最大值。
20.根据权利要求19所述的光输出器件，其中，所述半导体光放大器控制设备中的电压监测器的分辨率为1毫伏以下。
21.一种光输出器件，其包括激光源；半导体光放大器，其对来自激光源的激光进行光学放大，并输出所光学放大的激光；对准器件，其调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置；以及半导体光放大器控制设备，其控制所述半导体光放大器的操作，其中，在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时，向所述半导体光放大器施加给定值的电压，通过所述半导体光放大器控制设备监测所述半导体光放大器中流过的电流，及通过所述对准器件调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的所述相对位置，使得所述半导体光放大器中流过的所述电流成为最大值。
22.根据权利要求21所述的光输出器件，其中，所述半导体光放大器控制设备中的电流监测器的分辨率为100微安以下。
全文摘要
本发明提供一种半导体光放大器对准方法和一种用于进行该半导体光放大器的对准方法的光输出器件，其中，所述半导体光放大器对来自激光源的激光进行光学放大并输出所光学放大的激光。该对准方法包括以下步骤通过在使来自所述激光源的所述激光进入所述半导体光放大器的同时向所述半导体光放大器施加给定值的电压(电流)，调整所述半导体光放大器与进入所述半导体光放大器的所述激光的相对位置，使得所述半导体光放大器中的电流(电压)成为最大值。根据本发明，能够在不依靠外部监测器件的情况下实现入射激光与半导体光放大器的光波导之间的耦合效率的优化。
文档编号H01S5/04GK102315587SQ20111018544
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者仓本大, 大木智之, 宫嶋孝夫, 幸田伦太郎, 横山弘之 申请人:国立大学法人东北大学, 索尼公司