JP2001311858A - レーザダイオードモジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作製が容易で短時間で作製することができ、
コストが安く、長期信頼性の高いレーザダイオードモジ
ュールを提供する。 【解決手段】 ベース１に固定した素子載置台２にレー
ザダイオード(ＬＤ)素子３を配設固定し、ＬＤ素子３に
対向させて、光ファイバの先端側にレンズ５が形成され
ているレンズドファイバ８を、レンズ５が形成されてい
る先端側をＬＤ素子３側に向けて配置し、フェルール４
に固定する。レンズドファイバ８とＬＤ素子３とを調心
した状態でフェルール４のＬＤ素子３に近い先端側とＬ
Ｄ素子３から遠い後端側をフェルール固定部品６，７に
より両側から挟持固定し、フェルール４の後端側の挟持
固定部１１は、半田材１０を用いてフェルール固定部品
７に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に光通信に用い
られるレーザダイオードモジュールおよびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光を出力するレーザダイオード素
子（光半導体素子）と、レーザダイオード素子からの光
を伝播する光ファイバとを、光結合してモジュール化し
たレーザダイオードモジュールが用いられており、図７
には、このレーザダイオードモジュールの一例が平面図
と側面図により示されている。同図に示すレーザダイオ
ードモジュールは、例えば金属製のベース１を有し、ベ
ース１の上部側には素子載置台２が設けられており、素
子載置台２にはレーザダイオード素子３が固定配設され
ている。レーザダイオード素子３に対向させて、光ファ
イバの先端側にレンズ５が設けられてなるレンズドファ
イバ８が、レンズ５をレーザダイオード素子３側に向け
て配置されている。

【０００３】レンズドファイバ８は、レンズ５が形成さ
れている先端側を金属製のフェルール４の先端から突出
させてフェルール４に固定されており、レンズドファイ
バ８は、レーザダイオード素子３からのレーザ光を、レ
ンズ５を介して光ファイバに受光する構成と成してい
る。なお、レンズ５の先端側は細く形成され、レーザダ
イオード素子３と光結合し易いように加工されている。

【０００４】フェルール４は、固定部品としての金属製
のフェルール固定部品６，７を介してベース１に固定さ
れている。なお、レンズドファイバ８とレーザダイオー
ド素子３とが調心された状態で、フェルール４のレーザ
ダイオード素子３に近い先端側がフェルール固定部品６
により両側から挟持固定されている。また、フェルール
４のレーザダイオード素子３から遠い後端側がフェルー
ル固定部品７により両側から挟持固定されている。フェ
ルール４とフェルール固定部品６，７は、挟持固定部
９，１１でＹＡＧレーザ等により溶接固定されている。
フェルール固定部品６，７は、固定部２２，２３でＹＡ
Ｇレーザ等によってベース１に溶接固定されている。

【０００５】このようなレーザダイオードモジュールを
作製するときには、まず、レーザダイオード素子３を素
子載置台２に配設固定し、フェルール４の先端側をフェ
ルール固定部品６上に配設し、フェルール４の先端側の
フェルール側面を、挟持固定部９でＹＡＧレーザ等によ
り溶接固定する。この際、ベース１に対するレーザダイ
オード素子３の光軸の高さ位置とレンズドファイバ８の
光軸の高さ位置がほぼ一致するように（つまり、レーザ
ダイオード素子３の光軸とレンズドファイバ８の光軸を
Ｙ軸方向にて位置合わせして）上記フェルール４を上記
フェルール固定部品６に溶接固定する。その後、フェル
ール固定部品６を図７のＸ、Ｚ軸方向に移動させること
により、レーザダイオード素子３の光軸とレンズドファ
イバ８の光軸をＸ軸方向において位置合わせし、かつ、
レーザダイオード素子３から出力されたレーザ光がレン
ズドファイバ８の光ファイバで受光するように、レーザ
ダイオード素子３とレンズドファイバ８をＺ軸方向にて
位置合わせする。このようにして、レーザダイオード素
子３とレンズドファイバ８をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の全てに
おいて位置合わせした後に、光ファイバ固定部品６を固
定部２２でＹＡＧレーザ等によりベース１に固定する。

【０００６】なお、フェルール４をフェルール固定部品
６に配設したときに、レーザダイオード素子３とレンズ
ファイバ８とがＸ、Ｙ、Ｚ軸方向にて位置合わせされる
ように、予めフェルール固定部品６をベース１に配置し
て、固定部２２でＹＡＧレーザ等により固定しておき、
その後、フェルール固定部品６にフェルール４を配設し
て挟持固定部９にてフェルール４をフェルール固定部品
６に固定してもよい。

【０００７】次に、図８に示すように、調心治具１９を
用い、フェルール４の後端側を、挟持固定部９を支点と
して同図の矢印Ａのように傾動させることにより、レン
ズドファイバ８のレンズ５の先端側を同図のＹ軸方向に
微動させ、レーザダイオード素子３の光軸とレンズドフ
ァイバ８の光軸とをＹ軸方向にて微調整して正確に位置
合わせし、その状態で、図７に示したように、挟持固定
部１１にてフェルール４をフェルール固定部品７に溶接
固定する。このようにすることで、レーザダイオード素
子３の光軸とレンズドファイバ８の光軸とが正確に位置
合わせされることになる。つまり、レーザダイオード素
子３とレンズドファイバ８とが精度良く調心される。

【０００８】また、図１０には、従来のレーザダイオー
ドモジュールの別の例が斜視図により示されており、同
図において、図７に示したレーザダイオードモジュール
と同一名称部分には同一符号が付してある。図１０に示
すレーザダイオードモジュールも、図７に示したレーザ
ダイオードモジュールと同様に、レーザダイオード素子
３、レンズドファイバ８、フェルール４を有している。
レーザダイオード素子３は、素子載置台２に固定され、
フェルール４は、フェルール固定部品６，７により両側
から挟持固定されてベース１に固定されているが、図１
０に示すレーザダイオードモジュールは、フェルール４
の後端側を固定するフェルール固定部品７を、同図に示
す特徴的な形状の部品により構成している。

【０００９】このフェルール固定部品７は、フェルール
４を挟持した状態で、弾性変形および塑性変形可能な部
品であり、図１０に示すレーザダイオードモジュールを
作製するときには、図７に示したレーザダイオードモジ
ュールと同様に、フェルール４の先端側をフェルール固
定部品６により挟持固定し、挟持固定部９を支点とした
調心(Ｙ軸方向の位置合わせ)を行った後、図１０に示す
ように、フェルール固定部品７を配置し、ベース１に固
定した後、フェルール固定部品７にフェルール４を挟持
固定部１１にてＹＡＧ溶接固定する。

【００１０】そして、フェルール４をフェルール固定部
品７に固定するときに生じるずれを補正するために、図
１１の矢印Ｂに示すように、フェルール固定部品７に上
下方向の力を加え、フェルール固定部品７を塑性変形さ
せて、挟持固定部９を支点として、フェルール４を傾動
変位させて、レーザダイオード素子３の光軸とレンズド
ファイバ８の光軸との最終的な調心を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７，１０
に示したようなレーザダイオードモジュールにおいて、
レンズドファイバ８に形成されているレンズ５の先端側
は細く加工されており、上記のような、レンズドファイ
バ８とレーザダイオード素子３との調心は、先端側にレ
ンズ５が形成されていない一般的な光ファイバとレーザ
ダイオード素子３との間に、球レンズや非球面レンズ等
の微小光学レンズを１つ以上設けて、レーザダイオード
素子３からの光を微小光学レンズを介して光ファイバに
入射させるタイプのレーザダイオードモジュールにおけ
る、レーザダイオード素子３と光ファイバとの調心に比
べ、光ファイバの位置ずれに対する光結合トレランスが
非常に狭いために、非常に高い精度で調心を行い、固定
することが必要不可欠であるとされている。

【００１２】したがって、レーザダイオードモジュール
において、フェルール４のフェルール固定部品６，７に
よる固定は重要である。特に、レーザダイオードモジュ
ールを作製するときに、フェルール４の先端側の挟持固
定部９を支点としてフェルール４を調心した後、フェル
ール４の後端側をフェルール固定部品７に固定すること
で、フェルール４を最終的に固定するため、フェルール
４のフェルール固定部品７への固定は重要である。

【００１３】しかしながら、上記従来のレーザダイオー
ドモジュールは、いずれもフェルール４の後端側を固定
するときに、ＹＡＧ溶接固定を行っている。このＹＡＧ
溶接による固定手法は、例えば図９に示すように、レー
ザビームを照射して局部的に瞬時に挟持固定部１１を加
熱し、フェルール４およびフェルール固定部品７の金属
を溶融させ、瞬時に凝固させ合金化させることによっ
て、金属部品であるフェルール４とフェルール固定部品
７とを固定する手法である。

【００１４】上記溶接の際に、上記金属の溶融に起因し
て、例えば、フェルール固定部品７に対して、フェルー
ル４が図９の矢印Ｄに示すように落ち込んで位置ずれし
てしまう。また、上記溶融金属が凝固する際に、フェル
ール４とフェルール固定部品７が図の矢印Ｃに示すよう
に互いに引張られて変形する。そのようなフェルール４
の位置ずれ及びフェルール４の変形によって、せっかく
レーザダイオード素子３に対して調心したフェルール４
の光軸(すなわち、フェルール４に固定されているレン
ズドファイバ８の光軸)がずれてしまうといった問題が
あった。

【００１５】そこで、図１０に示したレーザダイオード
モジュールにおいては、上記のようなフェルール固定部
品７を用いて、フェルール４の後端側を固定している。
しかしながら、この構成においては、塑性変形によりレ
ーザダイオード素子３とレンズドファイバ８との調心を
行いやすく、かつ、その調心状態を長期にわたって保つ
ことができるフェルール固定部品７が必要となる。その
ため、フェルール固定部品７を例えば図１０，１１に示
したような複雑な形状にするために、コストも高くな
り、したがって、このようなフェルール固定部品７を設
けて構成されるレーザダイオードモジュールのコストも
高くなってしまうといった問題があった。

【００１６】さらに、上記調心動作に伴うフェルール固
定部品７の変形は、フェルール固定部品７の塑性変形に
至るまでの、弾性変形による戻りを見越して行う必要が
あるため、その調心作業に時間がかかり、レーザダイオ
ードモジュールの作製が容易でないといった問題があっ
た。

【００１７】さらに、フェルール固定部品７を変形させ
る際、レンズ５の先端から挟持固定部９までの距離(図
１０のａ）に対する、挟持固定部９からフェルール固定
部品７までの距離(同図のｂ）に応じて、例えば、ａ：
ｂが１：１０の場合は、レンズ５の先端の微動量に対し
て、その１０倍の量だけフェルール固定部品７を変形さ
せなければならず、さらに、前記のように、弾性変形に
よる戻り分を余計に変形させなければならないため、フ
ェルール固定部品７の変形量は必然的に大きくならざる
をえない。

【００１８】図１０に示すレーザダイオードモジュール
では、フェルール４をフェルール固定部品７に固定する
前に、前記挟持固定部９を支点としてフェルール４を傾
動し、フェルール４をフェルール固定部品７に固定した
後にも、上記のように、再度、挟持固定部９を支点とし
てフェルール４を大きく傾動しなければならない。この
ため、挟持固定部９にねじれ応力などによる歪みが生じ
易く、レーザダイオードモジュールを使用しているうち
に、挟持固定部９の溶接部にクラックなどが発生しやす
くなり、クラックによりレーザダイオードモジュールの
特性が劣化して、信頼性が低下するといった問題も生じ
た。

【００１９】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、フェルールの後端
側を固定部品に固定するときにフェルールが位置ずれす
ることを抑制でき、短時間で容易に作製することがで
き、コストが安く、信頼性の高いレーザダイオードモジ
ュールおよびその製造方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって前記課題を解決す
るための手段としている。すなわち、第１の発明は、ベ
ースに固定された素子載置台にレーザダイオード素子が
配設固定され、該レーザダイオード素子に対向させて、
光ファイバの先端側にレンズが形成されているレンズド
ファイバが前記レンズの形成されている先端側をレーザ
ダイオード素子側に向けて配置されており、該レンズド
ファイバは前記レンズが形成されている先端側をフェル
ール先端から突出させてフェルールに固定され、前記レ
ンズドファイバが前記レーザダイオード素子からのレー
ザ光をレンズを介して光ファイバに受光する構成と成し
ている、レーザダイオードモジュールであって、前記レ
ンズドファイバと前記レーザダイオード素子とが調心さ
れた状態でフェルールは前記レーザダイオード素子に近
い先端側とレーザダイオード素子から遠い後端側が固定
部品により両側から挟持固定されており、そのフェルー
ルの後端側の挟持固定部は固定剤を用いて前記固定部品
に固定されている構成をもって前記課題を解決する手段
としている。

【００２１】第２の発明は、上記第１の発明の構成を備
え、フェルールの後端側は固定剤に加えて、溶接によっ
ても固定部品に固定されていることを特徴として構成さ
れている。

【００２２】なお、好ましくは、上記固定剤が半田材で
あることであり、さらに好ましくは、その半田材は共晶
半田であることである。

【００２３】また、上記フェルールの後端側を固定する
固定部品には半田固定部と溶接固定部が共に設けられ、
上記半田固定部と溶接固定部との間には分離空隙部が形
成されている構成とすることが好ましい。さらに、上記
フェルールの後端側を固定する固定部品の表面側には、
半田材を引き込む凹部が設けられていることを特徴とし
て構成されていることが望ましい。さらに、その半田材
引き込み凹部はＵ字形状の凹部と成しているか、あるい
は、その半田引き込み凹部には半田材をフェルール側に
流し込む傾斜面が形成されていることが好ましい。

【００２４】さらに、上記フェルールの先端側を挟持固
定する固定部品と、フェルールとは、溶接により接合固
定されていることが好ましい。あるいは、上記フェルー
ルの先端側を挟持固定する固定部品には、フェルールの
両挟持面側から当該フェルールに向けて突出した突起部
が形成されており、フェルールには上記突起部に対応す
る部位に凹部が形成されており、このフェルールの凹部
の内壁面に上記固定部品の突起部が当接して上記固定部
品はフェルールの先端側を挟持固定する構成とすること
が好ましい。

【００２５】第３の発明は、ベース上の素子載置台に搭
載されたレーザダイオード素子と、光ファイバの先端側
にレンズが形成されているレンズドファイバとを有し、
上記レンズドファイバは先端側のレンズをレーザダイオ
ード素子に向けて対向配設され、レーザダイオード素子
からのレーザ光をレンズを介して光ファイバに受光する
構成を備えたレーザダイオードモジュールの製造方法で
あって、上記レーザダイオード素子を搭載した素子載置
台をベース上に設け、次に、フェルールに固定されたレ
ンズドファイバと、上記レーザダイオード素子とを調心
して上記レーザダイオード素子に近いフェルール先端側
を第１の固定部品を介して上記ベースに固定し、また、
第２の固定部品をベース上に固定し、然る後に、上記レ
ーザダイオード素子に遠いフェルール後端側を上記第２
の固定部品に固定剤を用いて固定する構成をもって前記
課題を解決する手段としている。

【００２６】なお、上記第３の発明において、フェルー
ルの後端側と第２の固定部品は、固定剤に加えて、溶接
によっても、固定することが好ましい。また、上記フェ
ルールの先端側と第１の固定部品は、溶接によって固定
することが好ましい。また、上記フェルールの先端側と
第１の固定部品を固定した後に、そのフェルールの先端
側と第１の固定部品との固定部分を支点にして、フェル
ールを傾動させてレーザダイオード素子とレンズドファ
イバの調心を行い、然る後に、調心後のフェルールの後
端側と第２の固定部品とを固定することが好ましい。

【００２７】前記の如く、レーザダイオード素子とレン
ズドファイバを対向配置し、レーザダイオード素子をフ
ェルールに固定し、フェルールを固定部品により挟持固
定して形成されるレーザダイオードモジュールにおい
て、フェルールの固定部品への固定は重要である。特
に、フェルールの後端側の固定部品への固定は重要であ
るが、フェルールをＹＡＧ溶接によって固定部品に固定
すると、その溶接時における固定部品およびフェルール
の溶接部位の溶融に起因して固定部品に対するフェルー
ルの位置ずれが生じ、また、その溶融金属の凝固時にフ
ェルールに対して引っ張り力が作用してフェルールが変
形する。上記のような固定部品に対するフェルールの位
置ずれとフェルールの変形によって、レーザダイオード
素子の光軸とレンズドファイバの光軸とが位置ずれして
しまう。

【００２８】それに対し、上記構成の発明においては、
フェルールを前記固定部品に固定剤を用いて固定してお
り、その固定剤は固定部品やフェルールを溶融せずにフ
ェルールと固定部品を固定できるものである。このた
め、フェルールと固定部品を固定するときに、それらフ
ェルールや固定部品の固定部位の溶融に起因した固定部
品に対するフェルールの位置ずれや、その溶融部位の凝
固に起因したフェルールの変形が発生せず、これによ
り、レーザダイオード素子の光軸とレンズドファイバの
光軸との位置ずれが生じることが抑制される。

【００２９】また、この発明においては、図１０に示し
たレーザダイオードモジュールのように、フェルールの
後端側を固定部品に固定した後に、再度、フェルールの
後端側を大きく移動させる必要が無いために、フェルー
ルの先端側の挟持固定部にねじれ応力などによる歪みが
発生することを抑制することができる。そのため、フェ
ルールの先端側の挟持固定部に加えられた歪みが原因と
なって、レーザダイオードモジュールを使用しているう
ちに、挟持固定部の溶接部にクラックが発生するといっ
たことを防げるようになり、クラックによりレーザダイ
オードモジュールの特性が劣化して、信頼性が低下する
といった問題も防ぐことが可能となる。

【００３０】さらに、この発明においては、図１０に示
したレーザダイオードモジュールのように、フェルール
の後端側を固定する固定部品として、レーザダイオード
素子とレンズドファイバとの調心を行いやすく、かつ、
その調心状態を長期にわたって保つことができるように
するための複雑な形状の高価な固定部品を必要としない
ため、その分だけレーザダイオードモジュールのコスト
も安くすることが可能となる。

【００３１】以上のことから、短時間で容易に作製で
き、コストが安く、しかも、信頼性の高いレーザダイオ
ードモジュールおよびレーザダイオードモジュールの作
製手法を提供することが可能となり、前記課題が解決さ
れる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態例を
図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形
態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符
号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明
に係るレーザダイオードモジュールの第１実施形態例が
平面図と側面図により示されている。

【００３３】図１に示すように、第１実施形態例のレー
ザダイオードモジュールは、図７に示した従来のレーザ
ダイオードモジュールとほぼ同様に構成されているが、
この第１実施形態例のレーザダイオードモジュールが図
７に示したレーザダイオードモジュールと異なる特徴的
なことは、フェルール４のレーザダイオード素子３から
遠い後端側の挟持固定部１１が、フェルール固定部品
（第２の固定部品）７を溶融せずに接合する固定剤とし
ての半田材１０を用いて、フェルール固定部品７に固定
されていることである。

【００３４】また、この第１実施形態例では、フェルー
ル４の後端側を固定するフェルール固定部品７は図２に
示すような形態を有している。つまり、１枚の固定板１
５の上に、２つのフェルール固定部品７が固定されてお
り、これらフェルール固定部品７の表面側には、図２に
示すように、半田材１０がフェルール４の長手方向に流
出することを防ぎ半田材を引き込むための凹部１７が設
けられている。

【００３５】半田材１０は、例えば表１に示すような非
共晶半田材としてもよいし、例えば表２に示すような共
晶半田材としてもよいが、この第１実施形態例では、温
度管理や使用勝手を考慮し、共晶半田材を用いている。
なお、表１、表２において、例えば、その組成が９５Ｓ
ｎ−５Ｓｂと示されているものは、Ｓｎの配合量を９５
／１００重量部とし、Ｓｂの配合量を５／１００重量部
としたものであり、同様に、各組成における数値は、そ
れぞれ、配合量を１００分率により示している。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】また、レーザダイオードモジュールには、
例えば−３０℃から８０℃までの温度サイクル試験を行
ったときに、フェルール４のフェルール固定部品７との
固定部が劣化しないことが望まれており、この点を考慮
すると、表２に示した共晶半田の中で、特に、高温(８
５℃)での引張強さが高い、８０Ａｕ−２０Ｓｎを半田
材１０として用いることが好ましく、また、非共晶半田
を用いる場合には、クリープ強度が優れている、９５Ｓ
ｎ−５Ｓｂが好ましい。

【００３９】第１実施形態例は以上のように構成されて
おり、この第１実施形態例も図７に示したレーザダイオ
ードモジュールとほぼ同様にして作製されるが、フェル
ール４の先端側とフェルール固定部品（第１の固定部
品）６との固定部分である溶接部を支点にしてフェルー
ル４の後端側を傾動してレーザダイオード素子３とレン
ズドファイバ８との調心を行った後に、フェルール４の
後端側を固定するときには、この第１実施形態例では、
上記のような半田材１０をフェルール固定部品７の半田
材引き込み凹部１７に搭載し、半田材１０によってフェ
ルール４をフェルール固定部品７に固定する。

【００４０】半田材１０は、フェルール４やフェルール
固定部品７を溶融せずに、フェルール４とフェルール固
定部品７を固定することができるものである。このた
め、フェルール４とフェルール固定部品７との溶接固定
に起因した問題、つまり、フェルール４とフェルール固
定部品７の溶接部位の溶融によってフェルール固定部品
７に対してフェルール４が位置ずれし、また、その溶接
部位の凝固に因る引っ張り力によってフェルール４が変
形する結果、レーザダイオード素子３の光軸とレンズド
ファイバ８の光軸とが位置ずれしてしまうという問題を
防止することができる。

【００４１】この第１実施形態例によれば、上記のよう
に、フェルール４をフェルール固定部品７に固定すると
きにフェルール固定部品７に対するフェルール４の位置
ずれやフェルール４の変形を抑制することができるた
め、従来のレーザダイオードモジュールにおいて問題で
あった、フェルール４に固定されているレンズドファイ
バ８を、レーザダイオード素子３に対して精度良く調心
した状態でフェルール４をフェルール固定部品７に固定
することができる。

【００４２】また、この第１実施形態例においては、図
１０に示したレーザダイオードモジュールのように、フ
ェルール４の後端側をフェルール固定部品７に固定した
後に、再度、フェルール４の後端側を大きく変位させる
必要が無い。これにより、フェルール４の先端側の挟持
固定部９にねじれ応力などによる歪みを生じさせること
を抑制することができる。

【００４３】そのため、フェルール４の先端側の挟持固
定部９に加えられた歪みが原因となって、レーザダイオ
ードモジュールを使用しているうちに、挟持固定部９に
クラックなどが発生するといったことを防げるようにな
り、クラックによりレーザダイオードモジュールの特性
が劣化して、信頼性が低下するといった問題も防ぐこと
ができる。

【００４４】さらに、この第１実施形態例によれば、図
１０に示したレーザダイオードモジュールのように、レ
ーザダイオード素子３とレンズドファイバ８との調心を
行いやすく、かつ、その調心状態を長期にわたって保つ
ことができるようにするための複雑な形状の高価な部品
を用いてフェルール固定部品７を形成する必要はなく、
図２に示したような簡単な構成のフェルール固定部品７
を用いてレーザダイオードモジュールを形成することが
できるため、その分だけレーザダイオードモジュールの
コストも安くすることができる。

【００４５】なお、この第１実施形態例では、図２に示
したようなフェルール固定部品７を用いてレーザダイオ
ードモジュールを形成したが、レーザダイオードモジュ
ールに用いられるフェルール固定部品７の形状は特に限
定されるものではなく、適宜設定されるものである。例
えば、図３の(ａ）に示すように、固定板１５が分割さ
れているものでもよい。この場合には、固定板１５が分
割されているので、フェルール固定部品７とフェルール
４との間隔を調整しやすく、最適な半田固定条件を調整
し易い。また、図３の(ｂ）に示すように、上記フェル
ール固定部品７に形成する半田材引き込み凹部１７をＵ
字形状にしたものでもよい。

【００４６】また、レーザダイオードモジュールに用い
られるフェルール固定部品７の半田材引き込み凹部１７
を図４の(ａ）に示すような形状にしてもよい。つま
り、フェルール固定部品７には半田材１０をフェルール
４側に引き込み易いように傾斜面２４が形成されている
形状としてもよい。

【００４７】以下に、第２実施形態例を説明する。な
お、この第２実施形態例の説明において、前記第１実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。

【００４８】この第２実施形態例のレーザダイオードモ
ジュールでは、図５に示すように、フェルール４の後端
側と、フェルール固定部品７とが、半田材１０と溶接
（例えばＹＡＧ溶接）２１の両方でもって、固定されて
おり、長期的な信頼性の向上を図っている。それ以外の
構成は前記第１実施形態例とほぼ同様である。

【００４９】この第２実施形態例では、上記フェルール
固定部品７は図４の（ｂ）の斜視図に示されるような形
態を備えている。つまり、このフェルール固定部品７
は、半田固定部２５と溶接固定部２６を有し、これら半
田固定部２５と溶接固定部２６の間には分離空隙部２０
が形成されている。図４の（ｂ）に示されるように、上
記半田固定部２５は半田材１０を介してフェルール４が
固定される部位であり、この半田固定部２５には前記第
１実施形態例に示したような半田材引き込み凹部１７が
形成されており、この第２実施形態例では、その半田材
引き込み凹部１７よりも深い溝を形成することで、上記
半田固定部２５と溶接固定部２６を分離する分離空隙部
２０が構成されている。

【００５０】この第２実施形態例では、前記第１実施形
態例と同様に、フェルール４の後端側を半田材１０によ
ってフェルール固定部品７に固定する。その後、さら
に、溶接固定部２６でＹＡＧ溶接によってフェルール固
定部品７に固定する。このような工程でもって、フェル
ール４とフェルール固定部品７を固定するが、上記溶接
時の加熱によって上記溶接固定部２６は非常に高温とな
るために、その溶接固定部２６の熱が直接的に半田固定
部２５に伝熱されると、その熱によって、先に配設され
た半田材１０が溶融してしまうという事態が発生する。
半田材１０が溶融してしまうと、フェルール４がずれや
すくなり、上記溶接固定部２６の溶接に起因して、従来
と同様に、フェルール４の位置ずれおよび変形に起因し
てレーザダイオード素子３の光軸とレンズドファイバ８
の光軸との位置ずれが生じてしまう。

【００５１】これに対して、この第２実施形態例では、
上記のように、半田固定部２５と溶接固定部２６との間
には分離空隙部２０が設けられているために、上記溶接
固定部２６の熱は、図４の（ｂ）に示す矢印Ｆのよう
に、上記分離空隙部２０を迂回して上記半田固定部２５
に伝熱されることとなる。このように、上記溶接に起因
した高温の熱は半田材１０に直接的に伝熱されないこと
となり、上記溶接固定部２６の溶接時に半田材１０が溶
融する事態発生を抑制することができる。

【００５２】また、上記分離空隙部２０を設けることに
よって、万が一、半田材１０が半田材引き込み凹部１７
から食み出してしまっても、その半田材１０は上記分離
空隙部（溝部）２０に流れ落ちるので、上記食み出した
半田材１０が溶接固定部２６には付着しないこととな
る。

【００５３】上記溶接固定部２６はＹＡＧ溶接等の溶接
によってフェルール４と固定する部位であり、この溶接
固定部２６に半田材１０等の不純物が付着していると、
フェルール４とフェルール固定部品７とのＹＡＧ溶接に
よる固定を的確に行うことができなくなるが、この第２
実施形態例では、上記のように、分離空隙部２０によっ
て半田材１０を上記溶接固定部２６に確実に付着させな
い構成としたので、フェルール４とフェルール固定部品
７とのＹＡＧ溶接による固定を的確に行うことができる
こととなる。

【００５４】なお、半田材１０による固定は、ＹＡＧ溶
接による固定に比べて時間がかかるため、融点が高い半
田材１０を用いて固定を行うときには、半田材１０によ
る固定部の周囲温度が高くなりがちである。そのため、
周囲温度を高くできない場合には、比較的低融点温度の
半田材１０を用いてフェルール４をフェルール固定部品
７に固定することになる。

【００５５】しかしながら、低融点温度の半田材１０
は、高融点温度の半田材１０に比べると、前記温度サイ
クル試験特性がよくなく、レーザダイオードモジュール
の使用温度環境変化による長期信頼性が懸念されるの
で、低融点温度の半田材１０を用いるときには、図５に
示すように、半田材１０を用いて挟持固定部１１でフェ
ルール４をフェルール固定部品７に固定することが好ま
しい。その後、ＹＡＧ溶接によって溶接固定部２６でフ
ェルール４をフェルール固定部品７に固定することによ
り、使用温度環境変化による信頼性の低下を抑制するこ
とができて、非常に有効である。

【００５６】また、上記半田固定部２５の半田材引き込
み凹部１７は図４の（ｂ）に示されるような形状に限定
されるものではなく、例えば、Ｕ字形状としてもよい。
また、その半田材引き込み凹部１７に、図４の（ａ）に
示されるような傾斜面２４を半田固定部２５に設けても
よい。

【００５７】なお、この発明は上記各実施形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記各実施形態例では、フェルール固定部品７の
半田固定部位には半田材引き込み凹部１７を設けたが、
フェルール固定部品７には必ずしも半田材引き込み凹部
１７を設けるとは限らない。ただし、半田材引き込み凹
部１７を設けてフェルール固定部品７を形成すると、半
田材１０がフェルール４の長手方向に流出することを防
げ、フェルール４とフェルール固定部品７とをより確実
に設計通りに固定することができることとなる。

【００５８】また、上記各実施形態例では、フェルール
４の先端側をフェルール固定部品６により挟持し、溶接
固定して挟持固定部９としたが、例えば図６に示すよう
に、フェルール４の側面に凹部１３を形成し、フェルー
ル固定部品６には先端側が細くなった突起部１４をフェ
ルール４の凹部１３に対応させて設けて凹部１３側に突
出させ、突起部１４をフェルール４の凹部１３の内壁面
に当接させて、突起部１４によってフェルール４を挟持
固定してもよい。

【００５９】このように、フェルール４に形成した凹部
１３に突起部１４を当接させて固定とすると、フェルー
ル４の先端側を点接触状態で挟持固定できるために、こ
の挟持固定部９を支点としてレーザダイオード素子３と
レンズドファイバ８とを調心する際に、フェルール４を
突起部１４の先端を支点として自由に傾動させ、挟持固
定部９に無理な力が加わることを回避することができ、
挟持固定部９を支点とした調心作業をより一層行いやす
くすることができる。また、フェルール４をフェルール
固定部品６に溶接固定する場合と異なり、挟持固定部９
にクラックが発生することも確実に回避することができ
るために、レーザダイオードモジュールの信頼性をより
一層高めることができる。

【００６０】また、フェルール４に、かしめ力を付与で
きるかしめ部材によりフェルール固定部品６を形成し、
このかしめ部材によるかしめ力でフェルール４をかしめ
固定してもよい。このように、この発明において、フェ
ルール４の先端側の挟持固定手法は特に限定されるもの
でなく、適宜設定されるものであり、いずれの手法を用
いて挟持固定してもよい。

【００６１】さらに、上記各実施形態例では、フェルー
ル４の後端側をフェルール固定部品７に固定するとき
に、固定剤として半田材１０を用いたが、固定剤は必ず
しも半田材１０とするとは限らず、フェルール４をフェ
ルール固定部品７に固定するときに、そのフェルール固
定部品７を溶融させずに接合できる固定剤であればよ
い。

【００６２】

【発明の効果】この発明のレーザダイオードモジュール
およびその製造方法によれば、フェルールの後端側の挟
持固定部は、固定部品を溶融せずに接合する固定剤を用
いて固定部品に固定されるために、従来のような溶接に
起因した問題、つまり、固定部品の溶融に起因したフェ
ルールの位置ずれや、その溶融金属の凝固に起因した引
っ張り力によるフェルールの変形が生じるという問題発
生を抑制することができて、フェルールおよびフェルー
ルに固定されているレンズドファイバをレーザダイオー
ド素子に対して調心した状態で固定することができる。
これにより、フェルールに固定されているレンズドファ
イバの光軸と、レーザダイオード素子の光軸とが精度良
く位置合わせされた信頼性の高いレーザダイオードモジ
ュールを提供することができる。

【００６３】また、この発明によれば、フェルールの後
端側を固定部品に固定した後に、そのフェルールの後端
側を大きく移動させて再調心するといった作業は必要な
く、また、この再調心作業を精度良く行えて調心位置で
固定できる複雑な形状の固定部品も必要としない。

【００６４】また、上記の如く、フェルールの後端側を
大きく移動させて再調心するといった作業が必要無いの
で、その調心時の支点となる部分（つまり、フェルール
の先端側の固定部分）にねじれ応力などによる歪みを生
じさせることを抑制することができる。さらに、たとえ
上記支点の部分が溶接により固定されていても、その歪
みが原因となって、挟持固定部にクラックなどが発生
し、クラックによりレーザダイオードモジュールの特性
が劣化して、信頼性が低下するといった問題を防ぐこと
ができるし、レーザダイオードモジュールのコストも安
くできる。

【００６５】さらに、固定剤を半田材とすることによ
り、コストがより安く、しかも、上記のような優れた効
果を持つレーザダイオードモジュールを得ることができ
る。

【００６６】さらに、その半田材を共晶半田とすること
により、共晶半田は温度管理が容易で、使い勝手が良い
ことから、レーザダイオードモジュールの製造に関わる
作業や手間を簡略化することができる。

【００６７】フェルールの後端側を固定剤と溶接によっ
て固定部品に固定する構成のものにあっては、上記のよ
うな優れた効果を奏することができる上に、フェルール
の後端側と固定部品との固定の信頼性を向上させること
ができる。

【００６８】また、フェルールの後端側を固定する固定
部品には半田固定部と溶接固定部が共に設けられ、これ
ら半田固定部と溶接固定部との間には分離空隙部が形成
されている構成とすることによって、上記分離空隙部に
よって、半田固定部から溶接固定部への半田材の流れ込
みと、半田固定時における半田固定部から溶接固定部へ
の伝熱とを防止することができ、この結果、レンズドフ
ァイバの光軸とレーザダイオード素子の光軸とが精度良
く調心された状態を維持したまま、フェルールの後端側
と固定部品の半田固定部とを半田材を用いて固定した後
に、そのフェルール部分と固定部品の溶接固定部とを溶
接により固定することによって、上記フェルール部分と
固定部品とをより一層強固に固定することができる上
に、その固定に対する長期的な信頼性を格段に高めるこ
とができることとなる。

【００６９】さらに、フェルールの後端側を固定する固
定部品の表面側に、半田材を引き込むための凹部を設
け、その半田材引き込み凹部をＵ字形状にしたり、上記
半田材引き込み凹部に傾斜面を形成することによって、
フェルールを中心にして半田材を確実に対称的に配設す
ることができるので、フェルールを良好に固定部品によ
って挟持固定することができる。また、半田材の配置作
業が容易となり、フェルールの後端側と固定部品との固
定作業の効率を向上させることができる。

【００７０】さらに、フェルールの先端側と、固定部品
とを、溶接により接合固定することにより、そのフェル
ールの先端側と、固定部品とを強固に固定することがで
きる。ただ、このように溶接により固定することによっ
て、前述したように、固定部品に対してフェルールの位
置ずれが生じて、フェルールに固定されているレンズド
ファイバの光軸とレーザダイオード素子の光軸とが僅か
にずれてしまうが、この発明では、そのフェルール部分
と固定部品の溶接固定の後に、上記レンズドファイバの
光軸とレーザダイオード素子の光軸との調心を行い、そ
の後に、上記のように、レンズドファイバの光軸とレー
ザダイオード素子の光軸とが調心された状態を維持した
まま、フェルールの後端側と、固定部品とを前記固定剤
を用いて固定することによって、レンズドファイバの光
軸とレーザダイオード素子の光軸とが精度良く位置合わ
せされた状態の信頼性の高いレーザダイオードモジュー
ルを提供することができる。

【００７１】さらに、フェルールの先端側を挟持固定す
る固定部品には、フェルールの側面に向けて突出した突
起部が形成され、また、フェルールにはその突起部に対
応する部位に凹部が形成されており、上記フェルールの
凹部の内壁面に上記固定部品の突起部が当接して該固定
部品を上記フェルールを挟持固定する構成とすることに
より、そのフェルール部分と固定部品の挟持固定部を支
点としてフェルールを傾動させて、レンズドファイバと
レーザダイオード素子との調心を行う際に、その調心作
業を行い易くすることができる。また、上記フェルール
の先端側と固定部品とを溶接する場合には、上記レンズ
ドファイバとレーザダイオード素子との調心の際に、そ
の溶接部位に無理な力が加わってクラックが発生すると
いう事態が発生するが、この発明では、上記のように、
フェルールの先端側と固定部品とを溶接固定しないの
で、上記溶接に起因した問題発生を防止することができ
る。これにより、より一層のレーザダイオードモジュー
ルの長期的な使用の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザダイオードモジュールの第
１実施形態例を平面図(ａ）と側面図(ｂ）により示す要
部構成図である。

【図２】第１実施形態例のレーザダイオードモジュール
を構成するフェルール固定部品７を斜視図によって示す
説明図である。

【図３】フェルール固定部品７のその他の形態例を斜視
図によって示す説明図である。

【図４】さらに、フェルール固定部品７のその他の形態
例を斜視図によって示す説明図である。

【図５】第２実施形態例のレーザダイオードモジュール
の一例を平面図(ａ）と側面図(ｂ）により示す説明図で
ある。

【図６】レーザダイオード素子に近い側のフェルール部
分のその他の挟持固定手法の一例を示す説明図である。

【図７】従来のレーザダイオードモジュールの一例を平
面図(ａ）と側面図(ｂ）により示す説明図である。

【図８】レーザダイオードモジュールにおけるフェルー
ルのレーザダイオード素子に近い側の固定部を支点とし
た調心方法を示す説明図である。

【図９】フェルールのレーザダイオード素子から遠い側
をＹＡＧ溶接固定して形成されるレーザダイオードモジ
ュールにおける問題点を図７のＡ−Ａ断面図により示す
説明図である。

【図１０】従来のレーザダイオードモジュールの他の例
を斜視図により示す説明図である。

【図１１】図１０に示したレーザダイオードモジュール
におけるフェルールのレーザダイオード素子から遠い側
の調心時のフェルール固定部品変形状態の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ベース ２ 素子載置台 ３ レーザダイオード素子 ４ フェルール ５ レンズ ６，７ フェルール固定部品 ８ レンズドファイバ ９，１１ 挟持固定部 １０ 半田材 １７ 半田引き込み凹部 ２０ 分離空隙部 ２４ 傾斜面 ２５ 半田固定部 ２６ 溶接固定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 健男 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 BA03 CA08 DA04 DA06 DA16 5F073 AB28 BA02 FA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに固定された素子載置台にレーザ
   ダイオード素子が配設固定され、該レーザダイオード素
   子に対向させて、光ファイバの先端側にレンズが形成さ
   れているレンズドファイバが前記レンズの形成されてい
   る先端側をレーザダイオード素子側に向けて配置されて
   おり、該レンズドファイバは前記レンズが形成されてい
   る先端側をフェルール先端から突出させてフェルールに
   固定され、前記レンズドファイバが前記レーザダイオー
   ド素子からのレーザ光をレンズを介して光ファイバに受
   光する構成と成している、レーザダイオードモジュール
   であって、前記レンズドファイバと前記レーザダイオー
   ド素子とが調心された状態でフェルールは前記レーザダ
   イオード素子に近い先端側とレーザダイオード素子から
   遠い後端側が固定部品により両側から挟持固定されてお
   り、そのフェルールの後端側の挟持固定部は固定剤を用
   いて前記固定部品に固定されていることを特徴とするレ
   ーザダイオードモジュール。
2. 【請求項２】 フェルールの後端側は固定剤に加えて、
   溶接によっても固定部品に固定されていることを特徴と
   した請求項１記載のレーザダイオードモジュール。
3. 【請求項３】 ベース上の素子載置台に搭載されたレー
   ザダイオード素子と、光ファイバの先端側にレンズが形
   成されているレンズドファイバとを有し、上記レンズド
   ファイバは先端側のレンズをレーザダイオード素子に向
   けて対向配設され、レーザダイオード素子からのレーザ
   光をレンズを介して光ファイバに受光する構成を備えた
   レーザダイオードモジュールの製造方法であって、上記
   レーザダイオード素子を搭載した素子載置台をベース上
   に設け、次に、フェルールに固定されたレンズドファイ
   バと、上記レーザダイオード素子とを調心して上記レー
   ザダイオード素子に近いフェルール先端側を第１の固定
   部品を介して上記ベースに固定し、また、第２の固定部
   品をベース上に固定し、然る後に、上記レーザダイオー
   ド素子に遠いフェルール後端側を上記第２の固定部品に
   固定剤を用いて固定することを特徴としたレーザダイオ
   ードモジュールの製造方法。