JP2001228372A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

半導体レーザモジュール

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JP2001228372A
JP2001228372A JP2000041356A JP2000041356A JP2001228372A JP 2001228372 A JP2001228372 A JP 2001228372A JP 2000041356 A JP2000041356 A JP 2000041356A JP 2000041356 A JP2000041356 A JP 2000041356A JP 2001228372 A JP2001228372 A JP 2001228372A
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polarizer
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faraday rotator
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Tatsuya Takashima
達哉 高島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光アイソレータを備える半導体レーザモジュ
ールの小型化を図るとともに、組み立てを容易にしてコ
ストの低減を可能にする。 【解決手段】 モジュール内に半導体レーザ素子10
1、集光レンズ102、光ファイバ103の端部を支持
する光ファイバホルダ104を備え、かつ光ファイバ1
03から半導体レーザ素子101への反射戻り光を防止
するために第1偏光子106、第2偏光子107、ファ
ラデー回転子108からなる光アイソレータ105を有
する半導体レーザモジュールにおいて、マウントブロッ
ク111に半導体レーザ素子101と第1偏光子106
が固定支持され、光ファイバホルダ104に第2偏光子
107とファラデー回転子108が内装支持される。半
導体レーザモジュールの組み立てに際しては、マウント
ブロック111と光ファイバホルダ104をモジュール
に組み立てれば、第1及び第2偏光子106,107と
ファラデー回転子108を同時に組み立てることにな
り、組み立て作業を簡易化し、小型の半導体レーザモジ
ュールを低コストに提供することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザで発生
されたレーザ光を光ファイバを用いて伝送するために用
いられる半導体レーザモジュールに関し、特に光ファイ
バからの反射戻り光を抑制した光アイソレータ機能を有
する半導体レーザモジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年における光通信市場の拡大に伴い、
光通信用モジュールの低コスト化の要求が強くなってい
る。このような光通信用モジュールのうちでも、光信号
の送信系を構成する半導体レーザモジュールは、レーザ
光を発生して出射する半導体レーザ素子と、光通信路と
しての光ファイバの端末を支持する光ファイバホルダ
と、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を集
光して前記光ファイバの端末から入射させる集光光学系
(集光レンズ)とを一体に組み立てている。このような
構成は、光信号を受信する受信系のレーザモジュールに
おいても同様であるが、送信系を構成する半導体レーザ
モジュールでは、光ファイバからの反射戻り光を抑制す
るための光アイソレータを一体に組み込む必要があり、
そのために構成が複雑化し、小型化を実現することが難
しいものとなっている。
【0003】例えば、図3は従来の送信系を構成する半
導体レーザモジュールの概略断面構成図である。カバー
115で密封されるモジュールハウジング110内に、
マウントブロック111により半導体レーザ素子101
が搭載され、また集光レンズ102と、光ファイバ10
3の端末部(フェルール109)を支持している光ファ
イバホルダ104とが搭載されている。また、前記集光
レンズ102と光ファイバホルダ104との間に光アイ
ソレータ105’が配置されている。前記光アイソレー
タ105’は、半導体レーザ素子101から出射された
レーザ光を直線偏光とする第1偏光子106と、前記第
1偏光子106の出射光の偏光面を45°回転するファ
ラデー回転子108と、前記ファラデー回転子108の
出射光を入射し前記第1偏光子106に対して偏光面が
45°傾いた偏光面を有する第2偏光子107とで構成
されている。
【0004】このような半導体レーザモジュールでは、
半導体レーザ素子101から出射されたレーザ光は、集
光レンズ102によって光ファイバ103の端面に集光
されるが、第1偏光子106で偏光とされた後、ファラ
デー回転子108で偏光面が45°回転されるため、偏
光面が一致する第2偏光子107を透過して光ファイバ
に導光される。その一方で、光ファイバ103の端面で
反射された光は、第2偏光子107の偏光面と一致する
偏光が逆方向に透過されるが、偏光面がファラデー回転
子108でさらに45°回転されるため、第1偏光子1
06に対して90°の偏光面となり、半導体レーザ素子
101に当該反射光が到達されることはない。これによ
り、反射光による半導体レーザ素子101の特性劣化が
防止される。
【0005】ところで、前記した半導体レーザモジュー
ルでは、光アイソレータ105’として第1及び第2の
偏光子106,107とファラデー回転子108が一体
化されているため、集光レンズ102から出射したレー
ザ光を光アイソレータ105’に入射するためには、光
アイソレータ105’の口径を集光レンズ102の口径
寸法に近い寸法まで大きくする必要があり、結果とし光
アイソレータが大型化し、半導体レーザモジュール全体
が大型化するという問題がある。
【0006】このような問題に対し、実開平4−101
516号公報に記載の技術では、光アイソレータを構成
する第1及び第2の偏光子とファラデー回転子をモジュ
ール内に分散配置することで、各偏光子やファラデー回
転子を小型化し、モジュールの小型化を実現している。
すなわち、同公報の技術では、第1偏光子を半導体レー
ザ素子のレーザ光の出射端直後に配置し、ファラデー回
転子と第2偏光子を集光レンズと光ファイバとの間に配
置している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載の技術では、光アイソレータを構成する第1及
び第2の偏光子とファラデー回転子を分散配置するため
に、実際にレーザモジュールを組み立てる際には、これ
らの素子を個別にモジュール内に組み立てなければなら
ず、また、各素子を小型のモジュールハウジング内に半
導体レーザ素子や光ファイバの光軸に対して位置合わせ
しながら、しかも第1及び第2の偏光子の偏光面を前記
したような光アイソレータ機能が得られるように特定の
方向に向けながら組み立てを行う必要があるため、組み
立て作業が煩雑なものになり、結果としてレーザモジュ
ールの小型化は実現できても、コストを低減することが
難しいという問題がある。
【0008】本発明の目的は、小型化を図るとともに、
組み立てを容易にしてコストの低減を可能にした半導体
レーザモジュールを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1に概念構
成を示すように、モジュール内に半導体レーザ素子10
1、集光レンズ102、光ファイバ103の端部を支持
する光ファイバホルダ104を備え、かつ前記光ファイ
バの反射戻り光を防止するための光アイソレータ105
を有する半導体レーザモジュールにおいて、前記光アイ
ソレータ105は第1偏光子106、第2偏光子10
7、ファラデー回転子108で構成され、前記第1偏光
子106は前記半導体レーザ素子101に一体化され、
前記第2偏光子107は前記光ファイバホルダ104に
一体化され、前記ファラデー回転子108は前記半導体
レーザ素子101または前記光ファイバホルダ104の
いずれか一方(ここでは光ファイバホルダ104)に一
体化されていることを特徴とする。
【0010】本発明の好ましい形態としては、前記半導
体レーザ素子はマウントブロックに搭載されており、前
記第1偏光子は前記半導体レーザ素子のレーザ光の出射
面に近接した位置において前記マウントブロックに固定
支持され、前記光ファイバホルダには、前記光ファイバ
の端面に近接して補助筒体が固定され、前記補助筒体内
に前記第2偏光子が内装支持される。また、前記ファラ
デー回転子は、前記第1偏光子と共に前記マウントブロ
ックに固定支持され、あるいは前記第2偏光子と共に前
記補助筒体内に内装支持される。
【0011】本発明においては、第1偏光子が半導体レ
ーザ素子に近接され、第2偏光子が光ファイバの端面に
近接されているためそれぞれの口径寸法を小さくするこ
とができ、さらにファラデー回転子はいずれかと一体で
あるために口径寸法を小さくでき、小型な半導体レーザ
モジュールが実現できる。また、半導体レーザモジュー
ルの組み立てに際しては、半導体レーザ素子と光ファイ
バホルダをモジュールに組み立てれば、第1及び第2偏
光子とファラデー回転子を同時に組み立てることにな
り、組み立て作業を簡易化し、半導体レーザモジュール
を、低コストに提供することが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図2は本発明の半導体レーザモジュ
ールの組み立て状態の断面図である。この実施形態で
は、本発明の半導体レーザモジュールを光通信システム
の光信号の送信系を構成するモジュールとして構成して
おり、その基本的な構成は従来と同様であり、容器状に
形成されているモジュールハウジング110内には、前
記半導体レーザ素子101、集光レンズ102、光ファ
イバ103の端末部(フェルール)109を支持してい
る光ファイバホルダ104がこの順序で同軸配置された
状態で組み立てられている。また、前記モジュールハウ
ジング110内には、前記半導体レーザ素子101から
出射されたレーザ光が前記光ファイバ103の端面で反
射して前記半導体レーザ素子101にまで戻されること
を防止する前記光アイソレータ105を備える構成とな
っている。そして、この光アイソレータ105は、第1
の偏光子106及び第2の偏光子107とファラデー回
転子108とをそれぞれ分散した上で、これらを前記半
導体レーザ素子101と光ファイバホルダ104に一体
化した構成となっている。なお、前記モジュールハウジ
ング110の上部開口はカバー115によって覆われ
る。
【0013】すなわち、前記半導体レーザ素子101
は、マウントブロック111上にサブマウント112を
介して搭載されており、前記マウントブロック111を
介して前記モジュールハウジング110に固着されてい
る。前記マウントブロック111上には、前記半導体レ
ーザ素子101からのレーザ光の出射面に対向して枠体
113が同軸固定されており、前記枠体113内には前
記第1偏光子106が内装支持されている。したがっ
て、前記半導体レーザ素子101と第1偏光子106は
前記マウントブロック111により一体化され、前記マ
ウントブロック111を前記モジュールハウジング11
0に固着することで、両者を同時に組み立てることが可
能にされている。ここで、前記第1偏光子106の口径
寸法は、前記半導体レーザ素子101から出射されるレ
ーザ光の全光束が透過可能な大きさに設定されている
が、前記第1偏光子106の光軸上の位置は前記半導体
レーザ素子101の出射面に近接されているため、その
口径寸法を小さくすることが可能である。また、前記第
1偏光子106は、ここではその偏光面が垂直方向に向
けて前記枠体内に内装されている。
【0014】また、前記光ファイバホルダ104は、前
記光ファイバ103の端部を支持しているフェルール1
09の外周を支持する円筒型の筒体として形成されてい
ることはこれまでの光ファイバホルダと同じであるが、
前記光ファイバホルダ104の光ファイバの端面に対向
する側に補助筒体114が同軸固定されており、前記補
助筒体114内には前記第2偏光子107とファラデー
回転子108が同軸位置に並んで内装支持されている。
したがって、前記第2偏光子107とファラデー回転子
108は前記光ファイバホルダ104に一体化されてい
ることになり、前記光ファイバホルダ104をモジュー
ルハウジング110に固着することで、これらを同時に
組み立てることが可能にされている。ここで、前記第2
偏光子107及びファラデー回転子108の口径寸法
は、前記集光レンズ102から光ファイバ103の端面
に向けて集光されるレーザ光の全光束が透過可能な大き
さに設定されているが、前記第2偏光子107及びファ
ラデー回転子108の光軸上の位置は前記光ファイバ1
03の端面に近接されているため、その口径寸法は小さ
い寸法にできる。また、前記第2偏光子107は、ここ
ではその偏光面が垂直方向に対して45°で傾けて前記
補助筒体114内に内装されている。
【0015】以上の構成の半導体レーザモジュールで
は、半導体レーザ101から出射されたレーザ光は、第
1偏光子106で偏光とされた後、集光レンズ102で
光ファイバ103の端面に向けて集光される。その際、
ファラデー回転子108で偏光面が一方向に45°回転
されるため、偏光面が一致する第2偏光子107を透過
して光ファイバ103に導光される。その一方で、光フ
ァイバ103の端面で反射された光は、第2偏光子10
7の偏光面と一致する偏光が逆方向に透過されるが、偏
光面がファラデー回転子108でさらに45°回転され
るため、第1偏光子106に対して90°の偏光面とな
り、半導体レーザ素子101に当該反射光が到達される
ことはない。これにより、反射光による半導体レーザ素
子101の特性劣化が防止されることは言うまでもな
い。
【0016】また、前記半導体レーザモジュールでは、
第1偏光子106が半導体レーザ素子101の出射面に
近接されているためその口径寸法を小さくすることがで
き、同様に、第2偏光子107とファラデー回転子10
8は光ファイバ103の端面に近接されているためそれ
ぞれの口径寸法を小さくすることができる。これによ
り、小型な半導体レーザモジュールが実現できる。
【0017】さらに、前記第1偏光子106はマウント
ブロック111によって半導体レーザ素子101に一体
化され、前記第2偏光子107とファラデー回転子10
8は補助筒体113によって光ファイバホルダ104に
一体化されているので、半導体レーザモジュールの組み
立てに際しては、半導体レーザ素子101のマウントブ
ロック111と、集光レンズ102と、光ファイバホル
ダ104をモジュールハウジング110に組み立てれば
よく、組み立て工数は少なくて済む。また、第1偏光子
106はマウントブロック111に一体化する際にその
偏光面を所定の方向に向けておき、同様に第2偏光子1
07は光ファイバホルダ104に一体化する際にその偏
光面を所定の方向に向けておけば、モジュールハウジン
グ110への組み立ての際には、各偏光子の偏光面を考
慮することなく組み立てが可能であり、組み立て作業を
簡易化することができる。これにより、小型の半導体レ
ーザモジュールを、低コストに提供することが可能にな
る。
【0018】なお、前記実施形態では、ファラデー回転
子108を第2偏光子107と共に光ファイバホルダ1
04に一体化した例を示したが、ファラデー回転子10
8を第1偏光子106と共に半導体レーザ素子101の
マウントブロック111に一体化することも可能であ
る。また、本発明では、光ファイバの端部に設けたフェ
ルールを直接的にモジュールハウジングに装着する場合
には、第2偏光子やファラデ回転子をフェルールに対し
て一体化するように構成してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、第1偏光
子が半導体レーザ素子に近接されて一体化され、第2偏
光子が光ファイバの端面に近接されて一体化されている
ためそれぞれの口径寸法を小さくすることができ、さら
にファラデー回転子はいずれかと一体であるために口径
寸法を小さくでき、小型な半導体レーザモジュールが実
現できる。また、半導体レーザモジュールの組み立てに
際しては、半導体レーザ素子と光ファイバホルダをモジ
ュールに組み立てれば、第1及び第2偏光子とファラデ
ー回転子を同時に組み立てることになり、組み立て作業
を簡易化することができる。これにより、小型でかつ低
コストの半導体レーザモジュールを提供することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体レーザモジュールの概念構成を
示す図である。
【図2】本発明の半導体レーザモジュールの実施形態の
断面図である。
【図3】従来の半導体レーザモジュールの一例の断面図
である。
【符号の説明】
101 半導体レーザ素子 102 集光レンズ 103 光ファイバ 104 光ファイバホルダ 105 光アイソレータ 106 第1偏光子 107 第2偏光子 108 ファラディー回転子 109 フェルール 110 モジュールハウジング 111 マウントブロック 112 サブマウント 113 枠体 114 補助筒体 115 カバー

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モジュール内に半導体レーザ素子、集光
    レンズ、光ファイバの端部を支持する光ファイバホルダ
    を備え、かつ前記光ファイバの反射戻り光を防止するた
    めの光アイソレータを有する半導体レーザモジュールに
    おいて、前記光アイソレータは第1偏光子、第2偏光
    子、ファラデー回転子で構成され、前記第1偏光子は前
    記半導体レーザ素子に一体化され、前記第2偏光子は前
    記光ファイバホルダに一体化され、前記ファラデー回転
    子は前記半導体レーザ素子または前記光ファイバホルダ
    のいずれか一方に一体化されていることを特徴とする半
    導体レーザモジュール。
  2. 【請求項2】 前記半導体レーザ素子はマウントブロッ
    クに搭載されており、前記第1偏光子は前記半導体レー
    ザ素子のレーザ光の出射面に近接した位置において前記
    マウントブロックに固定支持され、前記光ファイバホル
    ダには、前記光ファイバの端面に近接して補助筒体が固
    定され、前記補助筒体内に前記第2偏光子が内装支持さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の半導体レー
    ザモジュール。
  3. 【請求項3】 前記ファラデー回転子は、前記第1偏光
    子と共に前記マウントブロックに固定支持され、あるい
    は前記第2偏光子と共に前記補助筒体内に内装支持され
    ていることを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ
    モジュール。
  4. 【請求項4】 前記第1偏光子はその偏光面を所定の方
    向に向けて前記マウントブロックに固定支持されてお
    り、前記第2偏光子は前記第1偏光子の偏光面に対して
    45°で傾斜した方向を向けて前記光ファイバホルダに
    内装支持されていることを特徴とする請求項2に記載の
    半導体レーザモジュール。
  5. 【請求項5】 前記半導体レーザモジュールは、光通信
    システムの光信号の送信系として構成されていることを
    特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体
    レーザモジュール。
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Cited By (5)

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