JP2002139405A - 半導体レーザモジュールの測定方法 - Google Patents

半導体レーザモジュールの測定方法

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JP2002139405A
JP2002139405A JP2000337646A JP2000337646A JP2002139405A JP 2002139405 A JP2002139405 A JP 2002139405A JP 2000337646 A JP2000337646 A JP 2000337646A JP 2000337646 A JP2000337646 A JP 2000337646A JP 2002139405 A JP2002139405 A JP 2002139405A
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fiber
semiconductor laser
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light
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Satoshi Koyanagi
諭 小柳
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射光に起因した半導体レーザの発光効率の
低下を抑制し、より正確に出力光の光特性を測定するこ
とが可能な半導体レーザモジュールの測定方法を提供す
る。 【解決手段】 光出力側のファイバ端面のコアがファイ
バ軸に対して垂直なピグテイルファイバ2を有する半導
体レーザモジュール1の光特性を測定する半導体レーザ
モジュールの測定方法。コア部分が光軸に対して垂直な
一端5aと、コア部分が光軸に対して斜めに研磨された
他端5bを備えた測定ファイバ5の一端5a側の端面を
ピグテイルファイバ2の光出力側のファイバ端面に突き
合せ接続し、他端5b側の端面を測定装置10の光入力部
に対向させて光特性を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールにおける光出力,スペクトル分布あるいは偏光状
態等を含む光特性の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ピグテ
イルファイバを有する半導体レーザモジュールには、ア
イソレータを内蔵していないタイプや前記ピグテイルフ
ァイバに外部共振器としてファイバブラッググレーティ
ングが形成されたタイプがある。この種の半導体レーザ
モジュールにおいて、半導体レーザから出射される出力
光の光特性を測定するときには、前記ピグテイルファイ
バの端部をカロリーメータやパワーメータ,スペクトル
アナライザ等の測定装置と空間を介して対向配置して測
定を行っている。このため、上記半導体レーザモジュー
ルは、前記ピグテイルファイバ端部のコア部分が光軸に
対して垂直に研磨されていると、出力光の一部がこの部
分で反射して半導体レーザへ戻り、その結果、前記半導
体レーザの発光効率、即ち、前記ピグテイルファイバか
らの光出力が低下する。これが原因となって、半導体レ
ーザモジュールにおいては、出力光の正確な測定に基づ
くキャリブレーションができないという問題があった。
【0003】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、反射光に起因した半導体レーザの発光効率の低下を
抑制し、より正確に出力光の光特性を測定することが可
能な半導体レーザモジュールの測定方法を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明においては上記目
的を達成するため、光出力側のファイバ端面のコアがフ
ァイバ軸に対して垂直なピグテイルファイバを有する半
導体レーザモジュールの光特性を測定する半導体レーザ
モジュールの測定方法であって、コア部分が光軸に対し
て垂直な一端と、コア部分が光軸に対して斜めに研磨さ
れた他端を備えた測定ファイバの前記一端側の端面を前
記ピグテイルファイバの光出力側のファイバ端面に突き
合せ接続し、前記他端側の端面を測定装置の光入力部に
対向させて光特性を測定する構成としたのである。
【0005】好ましくは、前記測定ファイバは、斜めに
研磨された他端に反射防止層を形成する。また好ましく
は、前記半導体レーザモジュールは、前記ピグテイルフ
ァイバにファイバグレーティングを形成する。更に好ま
しくは、前記測定ファイバをマルチモードファイバとす
る。
【0006】
【作用】ピグテイルファイバと接続した測定ファイバ
が、斜めに研磨された他端で反射光に起因した半導体レ
ーザの発光効率の低下を抑制する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体レーザモジ
ュールの測定方法に係る一実施形態を図1乃至図6に基
づいて詳細に説明する。半導体レーザモジュール1は、
図1に示すように、光通信で使用されるレーザ光を出射
する半導体レーザ、前記半導体レーザからの出力をモニ
タするフォトダイオード、レンズ及びサーモモジュール
等が金属製のパッケージ1a内に収容され、前記半導体
レーザの出力光を導出するピグテイルファイバ2がパッ
ケージ1aから延出している。ピグテイルファイバ2
は、シングルモードファイバが用いられ、一端がパッケ
ージ1aに固定され、他端に取り付けたフェルール2a
と共に光軸に対して垂直に研磨されている。これは、他
の光ファイバとPC(Physical Contact)接続するためで
ある。ピグテイルファイバ2は、中間部分の図示しない
コアにファイバブラッググレーティング2bが形成され
ている場合もある。
【0008】上記のように構成される半導体レーザモジ
ュール1は、測定ファイバ5を突き合せ接続してピグテ
イルファイバ2を伝送されてくる出力光の光特性が測定
される。測定ファイバ5は、シングルモードファイバで
あってもマルチモードファイバであってもよい。また、
屈折率プロファイルの観点では、SI(Step Index)ファ
イバであってもGI(Graded Index)ファイバであっても
よい。更に、PM(Polarization Maintaining)ファイバ
とすることもできる。また、素材面では石英ファイバと
してもよいし、プラスチック光ファイバ(POF)とし
てもよい。但し、測定ファイバ5は、ピグテイルファイ
バ2から出射される出力光が高い結合効率で入射するこ
とを考慮すると、コアの直径が大きいマルチモードファ
イバであることが好ましい。測定ファイバ5は、図2に
示すように、一端に取り付けたフェルール5aと共に光
軸に対して垂直に、他端に取り付けたフェルール5bと
共に光軸に直交する面に対して斜めに、それぞれ研磨さ
れている。
【0009】このとき、フェルール5bは、測定ファイ
バ5を伝送されてくる出力光が反射してコア内を逆方向
へ進行し、半導体レーザモジュール1へ戻ることを防止
するため、前記傾斜角度を光軸に直交する面に対して2
°以上に設定する。更に、測定ファイバ5は、上記反射
を防止するため、図3に示すように、フェルール5bの
端面に窒化珪素(SiNx),SiO2/TiO2,SiO2/
Ta2O5等からなる反射防止層5cが形成されている。
【0010】ここで、測定ファイバ5は、一端のコア部
分が光軸に対して垂直で、他端のコア部分が上記のよう
に光軸に対して斜めに研磨されていれば、必ずしもフェ
ルールは必要ではなく、V溝を用いてピグテイルファイ
バ2と直接突き合せ接続してもよい。あるいは、測定フ
ァイバ5は、一端側がコア部分を含めて光軸に対して垂
直で、他端側がコア部分を含めて上記のように光軸に対
して斜めに形成された光コネクタ(FCコネクタ)が取
り付けられた構成としても良いことは言うまでもない。
【0011】そして、測定に際しては、図1に示すよう
に、割りスリーブ7を介してフェルール5aをフェルー
ル2aと突き合わせ、ピグテイルファイバ2に測定ファ
イバ5を接続し、フェルール5bを測定装置、例えば、
キャリブレーション用のカロリーメータ10の接続部1
0aに接続する。これにより、半導体レーザモジュール
1は、ピグテイルファイバ2及び測定ファイバ5を伝送
されてくる前記半導体レーザの出力光が空間を介して光
入力部となるディテクタ11に入射される。
【0012】このとき、測定ファイバ5は、カロリーメ
ータ10側のフェルール5bと共に光軸に直交する面に
対して斜めに研磨され、フェルール5bの出射端は測定
ファイバ5と共に反射防止層5cが形成されている。こ
のため、測定ファイバ5を伝送されてくる前記半導体レ
ーザの出力光は、ファイバ端面で反射されることなく、
カロリーメータ10へ入射される。従って、半導体レー
ザモジュール1は、反射光に起因した前記半導体レーザ
の発光効率の低下が抑制される。
【0013】そこで、半導体レーザモジュール1におい
て、注入電流の値を変化させながら、ピグテイルファイ
バ2のフェルール2aを直接カロリーメータ10の接続
部10aに接続した場合と、ピグテイルファイバ2に測
定ファイバ5を接続し、フェルール5bを接続部10a
に接続した場合における光出力(mW)をそれぞれ測定
したところ図4に示す結果が得られた。ここで、図4
は、ピグテイルファイバ2のフェルール2aを直接カロ
リーメータ10の接続部10aに接続した場合を点線
で、フェルール5bを接続部10aに接続した場合を実
線で、それぞれ示している。
【0014】従って、図4から明らかなように、例え
ば、前記半導体レーザに同じ値の注入電流Icを流した
とき、ピグテイルファイバ2を直接カロリーメータ10
の接続部10aに接続した場合の光出力P2(mW)に
対し、測定ファイバ5を用いた場合には光出力P1(>
P2)となり、正確に出力光のパワーを測定することが
できることが分かった。
【0015】この事実を更に明確にするため、それぞれ
67個の半導体レーザモジュール1を用い、注入電流が
それぞれ600mAと1000mAの2通りの場合にお
いて、光出力の増加率(%)を測定した。その結果を図
5に1.6%を始点として0.2%間隔で表わした増加率
(%)の発生頻度をヒストグラムで示した。また、この
ときの、光出力の増加率(%)の平均値(%)、最小値
(%)、最大値(%)並びに標準偏差(σ)を表1に示
した。
【0016】
【表1】
【0017】表1に示す結果からも、測定ファイバ5を
用いることにより、反射光に起因した半導体レーザの発
光効率の低下が抑制されるので、出力光のパワーが平均
で5%近くまで増加し、出力光のパワーを正確に測定で
きることが分かった。ここで、表2に示すように、測定
ファイバ5を用いない場合(「SPC」と表示)と、測
定ファイバ5がSIファイバからなるシングルモードフ
ァイバの場合(「SI」と表示)と、GIファイバから
なるマルチモードファイバの場合(「GI」と表示)と
における3種類のサンプルA〜Cに関し、半導体レーザ
モジュール1からの光出力をそれぞれカロリーメータ1
0で測定し、比較した実験を行った。表2は、測定ファ
イバ5を用いない場合を100%として比較結果を示し
ている。
【0018】
【表2】
【0019】表2によれば、測定ファイバ5としてマル
チモードファイバを用いたときが、最も高い光出力が得
られるという結果が得られた。従って、この結果から
も、測定ファイバ5は、シングルモードファイバよりも
マルチモードファイバを使用することが好ましい。尚、
ここでは、測定ファイバを用いない場合よりも、測定フ
ァイバ5としてSIファイバを用いた場合の方が光出力
が下がっているが、より短いSIファイバを用いること
で、クラッドモードの光の損失を抑制できるので、より
高い光出力を正確に測定できる。また、測定ファイバ5
のコアを拡大しておくと、ピグテイルファイバ2と測定
ファイバ5との結合損失を抑制することができ好まし
い。
【0020】次に、測定装置をスペクトラムアナライザ
に変更し、前記と同様に測定ファイバ5を用いた場合
と、用いない場合における、スペクトル分布の相違を測
定した。その結果を、測定ファイバ5を用いた場合を図
6(a)に、測定ファイバ5を用いない場合を図6
(b)に、波長(nm)を横軸に、ピーク値を基準とす
る相対光出力を縦軸としてそれぞれ示した。
【0021】図6(a),(b)から明らかなように、
測定ファイバ5を用いることにより、反射光に起因した
スペクトルを除去して、出力光の正しいスペクトル分布
を測定できることが分かった。尚、上記実施形態は、出
力光の光特性として光出力(mW)やスペクトル分布を
測定した場合について説明したが、光特性としてはその
他のものであってもよい。
【0022】
【発明の効果】請求項1乃至4の発明によれば、反射光
に起因した半導体レーザの発光効率の低下を抑制し、正
確に出力光の光特性を測定することが可能な半導体レー
ザモジュールの測定方法を提供することができる。
【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測定方法の
実施形態を示す構成図である。
【図2】本発明方法で用いる測定ファイバの概略構成図
である。
【図3】本発明方法で用いる測定ファイバで用いるフェ
ルールの拡大図である。
【図4】本発明方法と従来の測定方法とに基づく半導体
レーザモジュールの測定結果を、半導体レーザへの注入
電流と光出力との関係で示した光出力特性図である。
【図5】本発明方法と従来の測定方法とに基づく半導体
レーザモジュールの測定結果を、光出力の増加率(%)
で示すヒストグラムである。
【図6】本発明方法と従来の測定方法とに基づく半導体
レーザモジュールの測定結果を示すスペクトル分布図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体レーザモジュール 1a パッケージ 2 ピグテイルファイバ 2a フェルール 2b ファイバブラッググレーティング 5 測定ファイバ 5a フェルール 5b フェルール 5c 反射防止層 10 カロリーメータ 10a 接続部 11 ディテクタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光出力側のファイバ端面のコアがファイ
    バ軸に対して垂直なピグテイルファイバを有する半導体
    レーザモジュールの光特性を測定する半導体レーザモジ
    ュールの測定方法であって、 コア部分が光軸に対して垂直な一端と、コア部分が光軸
    に対して斜めに研磨された他端を備えた測定ファイバの
    前記一端側の端面を前記ピグテイルファイバの光出力側
    のファイバ端面に突き合せ接続し、前記他端側の端面を
    測定装置の光入力部に対向させて光特性を測定すること
    を特徴とする半導体レーザモジュールの測定方法。
  2. 【請求項2】 前記測定ファイバは、斜めに研磨された
    他端に反射防止層が形成されている、請求項1の半導体
    レーザモジュールの測定方法。
  3. 【請求項3】 前記半導体レーザモジュールは、前記ピ
    グテイルファイバにファイバグレーティングが形成され
    ている、請求項1又は2の半導体レーザモジュールの測
    定方法。
  4. 【請求項4】 前記測定ファイバがマルチモードファイ
    バである、請求項1乃至3いずれかの半導体レーザモジ
    ュールの測定方法。
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JP2016008951A (ja) * 2014-06-26 2016-01-18 富士通株式会社 光源検査方法
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