JP2002151783A - 波長変換用光学サブアセンブリ - Google Patents

波長変換用光学サブアセンブリ

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    • H01S5/32366—(In)GaAs with small amount of N

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハホ゛ンテ゛ィンク゛も光学接着剤も使用しないで2つ
のレーサ゛ーテ゛ハ゛イスを結合した長波長レーサ゛ーの提供。 【解決手段】光学アセンフ゛リ(10)は、ハウシ゛ンク゛(18)内に配置
された予め製作された短波長レーサ゛ー(20)に光学的に結合
される、予め製作された長波長レーサ゛ー(30)を収容する光
学サフ゛アセンフ゛リ(40)を含む。光学サフ゛アセンフ゛リ(40)は、短波長
レーサ゛ー(20)が収容されるハウシ゛ンク゛(18)内に着脱可能に組み
込まれる。短波長レーサ゛ー(20)は長波長レーサ゛ー(30)を光ホ゜ンヒ
゜ンク゛し、結果として長波長のレーサ゛ー出力(17)を生じる。
光学サフ゛アセンフ゛リ(40)により、短波長レーサ゛ー(20)と長波長レー
サ゛ー(30)の別個の製造、最適化、及びテストを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にオプトエレク
トロニクス装置に関し、より具体的には短波長のレーザ
ー出力を長波長のレーザー出力へと変換するために用い
られる光学サブアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、
垂直共振器表面発光ダイオードレーザー（ＶＣＳＥＬ）
等（集合的に発光デバイスとして知られている）は、通
信システム、医療システム、及び表示システム等、多く
の用途に広く利用されている。これらの発光デバイスは
通常、基板上に形成されたエピタキシャル材料で製作さ
れており、このエピタキシャル材料はＰＮ接合と、内部
に形成され、一般に少なくとも１つのブラッグリフレク
タを含む活性領域、即ち発光領域を有している。ブラッ
グリフレクタは多くの発光デバイスの基本構成要素であ
り、半導体レーザーの光出力の反射及び方向付けを行う
ために利用される。
【０００３】通信システムに利用されるレーザー、特に
光通信システム用のレーザーの場合、約１．３〜１．５
５μｍ程度の比較的長い波長の光を発するレーザーが望
ましく、一部の用途ではその光を単一空間モード及び単
一縦モードで発する。単一空間モード及び単一縦モード
におけるレーザーの放射は、単一周波数でのレーザー発
光となる。長波長、単一周波数の出力は、そのレーザー
発光を光ファイバへと集束することが可能であり、長距
離にわたって非常に速い通信速度を必要とする通信シス
テムにおいて良好に機能する。現在使用されている光フ
ァイバ通信システムの多くは、最低分散の１．３μｍ、
或いは最低損失の１．５５μｍで動作する。
【０００４】これまで、（インジウム燐（ＩｎＰ）等
の）半導体材料系中で好都合な長波長の活性領域を有す
る、低抵抗、高反射率のＤＢＲミラーを得ることが主と
して困難であったため、長波長のＶＣＳＥＬ共振器を短
波長レーザーでもって光ポンピングすることにより長波
長のＶＣＳＥＬを実現していた。短波長レーザーは、ウ
エハボンディングのような技術を用いて、或いは２つの
レーザーを接合するための光学接着剤を用いて、長波長
レーザーと組み合わせられた。ウエハボンディングに関
する１つの問題は、コストがかかり、少なくとも１つの
追加処理工程が追加されることである。更に、材料が、
ウエハボンディング処理に関連した高温及び高圧にさら
される場合、常に破損の可能性が伴う。同様に、光学接
着剤を使って２つのレーザーを結合する方法もコストを
増し、処理工程を追加する。
【０００５】短波長レーザーを長波長レーザーへと結合
することに関連した他の問題は、長波長レーザーの出力
が短波長出力成分も含んでしまうということである。即
ち、従来技術の長波長レーザーデバイスは、長波長の光
と短波長の光の両方を放射する。これは、特に短距離の
光通信システムにおいて問題となり、その理由は短波長
信号を完全に減衰させるのに十分な距離が無い場合、短
波長の発光が長波長信号中に含まれる情報を不明瞭にす
るからである。
【０００６】別の問題は、ボンディングされた、又は接
着剤により接着されたウエハ間の熱的相互作用である。
吸収過程で生じた熱は、長波長出力の性能を制約する可
能性があるため、除去されなければならない。更に、短
波長レーザーにより生じた熱も、長波長出力の性能に劇
的な影響を及ぼしてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本業界におい
て、ウエハボンディングも光学接着剤も使用しないで２
つのレーザーデバイスを結合した長波長レーザーに関す
る、対処されていない要求が、存在する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は最適化された電
気的にポンピングされる短波長のＶＣＳＥＬと、最適化
された光ポンピングされる長波長のＶＣＳＥＬを含む光
学サブアセンブリを提供する。別個に最適化された２つ
のＶＣＳＥＬは、パッケージング工程において一体化さ
れ、長波長出力を有するデバイスを形成する。
【０００９】構造において、本発明は、光学アセンブリ
として概念化されることができ、その光学アセンブリ
は、短波長出力を有する、予め製作された短波長レーザ
ーを含み、その短波長レーザーが光学アセンブリ内に配
置され、短波長出力用に最適化される。光学アセンブリ
は、長波長レーザー出力用に最適化された予め製作され
た長波長レーザーも含んでおり、光学アセンブリは、予
め製作された長波長レーザーを短波長レーザーの光路中
に収容するように設計されており、そのため短波長レー
ザーの出力が長波長レーザーに印加される。この構成に
よれば、短波長入力ポンプから選択可能な長波長（１．
３〜１．５５μｍ）のレーザー出力が提供される。
【００１０】また、本発明は、光学アセンブリを形成す
るための方法を提供するものとして概念化されることが
でき、その方法は、予め製作された短波長レーザーを光
学アセンブリ中に配置するステップと、長波長レーザー
を光学サブアセンブリ中に配置するステップと、長波長
レーザーを収容する光学サブアセンブリを、短波長レー
ザーの出力がこの光学サブアセンブリへと向けられ、長
波長レーザーが光ポンピングされて長波長レーザー出力
を生じるように、短波長レーザーの光出力経路中に配置
するステップとから成る。
【００１１】本発明は、数多くの利点を有し、それらの
いくつかを単なる例として以下に説明する。
【００１２】本発明の利点は、短波長レーザーの設計、
製造及び試験を長波長レーザーから分離することによ
り、それぞれのレーザーを別個に最適化することができ
るということである。
【００１３】本発明の別の利点は、光学アセンブリの製
造を簡略化し、かつ長波長レーザー出力を放射できるこ
とである。
【００１４】本発明の別の利点は、２つのレーザーデバ
イスをウエハボンディングする必要性を排除したことで
ある。
【００１５】本発明の別の利点は、デバイス間の熱的相
互作用を効果的に排除したことにより、短波長レーザー
のバイアスや温度による長波長出力の波長の変動を低減
することである。長波長レーザー共振器は、短波長レー
ザーからのエネルギーの吸収に関連して上昇した熱を抽
出する。
【００１６】本発明の別の利点は、長波長レーザーを短
波長レーザーと共にモジュール方式でパッケージングす
ることができるということである。
【００１７】本発明の別の利点は、同じ短波長の製品ア
センブリを使用して、パッケージング工程の最終段階近
くで、最終製品を短波長レーザーとするか、或いは長波
長レーザーとするかを決定する能力を可能にすることで
ある。長波長変換用の光学サブアセンブリが、パッケー
ジング工程の最終段階で挿入されることができる。
【００１８】本発明の別の利点は、デザインにおいて単
純であり、大規模営業生産が容易に実現されることであ
る。
【００１９】本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細
な説明及び図面を考察することにより当業者に明らかと
なるであろう。これらの更なる特徴及び利点は、本発明
の範囲内に包含されるように意図されている。
【００２０】特許請求の範囲で定義される本発明は、添
付図面を参照することでより良く理解されることができ
る。図中の構成要素は、必ずしも互いに対して一定の縮
尺ではなく、むしろ本発明の原理を明確に示すことに重
点が置かれている。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、多様なレーザーデバイ
スを用いて実施することができるが、波長変換用の光学
サブアセンブリは、短波長の垂直共振器表面発光ダイオ
ードレーザー（ＶＣＳＥＬ）の出力を長波長レーザー出
力へと変換するために特に有用である。更に、本発明は
単一空間モードレーザー出力と多モードレーザー出力の
両方に適用可能である。
【００２２】まず、図面を参照すると、図１は本発明の
一態様に従って構成された光学アセンブリ１０を示す断
面概略図である。光学アセンブリ１０は、光学アセンブ
リハウジング１８を含み、このハウジングの中にＴＯパ
ッケージ１１及び光学サブアセンブリ４０が配置されて
いる。光学アセンブリハウジング１８は、例えば回路基
板にはんだ付けされた、又は組み付けられた光学部品、
或いは光ファイバケーブルを光学アセンブリ１０へと接
続する光ファイバコネクタ１２を取り付けることができ
る光学コネクタとすることができる。
【００２３】ＴＯパッケージ１１は、本技術分野におい
て既知の代表的なＴＯ−４６ヘッダパッケージとするこ
とができる。代案として、ＴＯパッケージ１１は、短波
長レーザー２０を収容する任意の標準パッケージとする
ことができる。代案として、短波長レーザー２０は必ず
しもＴＯパッケージ内にパッケージングされる必要は無
く、光学アセンブリ１０へ直接的に取り付けられてもよ
い。本発明の好適な実施形態によれば、短波長レーザー
２０はＶＣＳＥＬであることが好ましい。短波長レーザ
ー２０は、独立的に、最適化され、組み立てられ、試験
され、及びＴＯパッケージ１１へパッケージングされる
ことができる。短波長レーザーの最適化には、電源（wa
llplug）の効率を最大化すること、及び長波長レーザー
への結合を最適化するためにビームの発散を調節するこ
とが含まれる。電源の効率は、光出力パワーとそのデバ
イスに入力される電力との比として定義される。電気接
続１９により示されるように、短波長レーザー２０は電
気的にポンピングされるか、或いは適切なレーザードラ
イバにより駆動される。
【００２４】光学アセンブリハウジング１８は、光学サ
ブアセンブリ４０も含む。光学サブアセンブリ４０は、
垂直共振器表面発光ダイオードレーザーとすることがで
きる長波長レーザー３０を含む。短波長レーザー２０は
好適には、約８５０〜１２００ｎｍの波長の光を放射
し、長波長レーザー３０は好適には、約１３００〜１５
５０ｎｍの波長の光を放射する。短波長レーザー２０と
長波長レーザー４０との間における変換効率は、長波長
レーザー４０の最適化を妨げることなく、可能な限り長
波長レーザー４０の近くに短波長レーザー２０を配置す
ることができる場合に改善されることができる。短波長
レーザー２０を長波長レーザー４０の近くに配置するこ
とにより、両レーザー間におけるフォトンエネルギーの
伝達が改善される。短波長レーザー２０と同様に、長波
長レーザー３０は、独立的に、最適化され、組み立てら
れ、試験され、及び光学サブアセンブリ４０内に組み込
まれることができる。長波長レーザーの最適化には、短
波長レーザーから出る短波長光の吸収を最大化するこ
と、しきい値パワーを最少化すること、出力効率を最大
化すること、及び共振器を単一の、又はマルチの横モー
ド動作に調節することが含まれる。
【００２５】光学サブアセンブリ４０は、光学アセンブ
リハウジング１８中へと挿入することができ、そこから
容易に取り出すことができるモジュール方式である。例
えば、光学サブアセンブリ４０は、パッチンばめされる
ことができる。代案として、光学サブアセンブリは、光
学アセンブリハウジング１８中に恒久的に固定されるも
のであっても良い。
【００２６】長波長レーザー３０は電気的に受動的であ
り、これは電気的ポンピングを必要としないことを意味
する。短波長レーザー２０が長波長レーザー３０を光ポ
ンピングする。従って、長波長レーザー３０は電気接続
を必要としない。
【００２７】短波長レーザー２０をＴＯパッケージ１１
中に組み込んだ後、このＴＯパッケージ１１を光学ハウ
ジング１８中に組み込むことができる。本発明の一態様
によれば、長波長レーザー３０は別個に最適化され、光
学サブアセンブリ４０中に組み込むことができる。光学
サブアセンブリ４０は光学アセンブリハウジング１８中
に組み込まれ、光学アセンブリ１０が完成する。
【００２８】図示のように、短波長レーザー２０は光学
サブアセンブリ４０に向けて短波長レーザー出力１４を
放射する。光学サブアセンブリ４０は、任意に複数の光
学素子を含み、これらについては図２を参照しつつ後述
する。任意に複数の光学素子を含む場合、それらの光学
素子の少なくとも１つは、短波長レーザー出力１４を長
波長レーザー３０へと集束する。別の光学素子は長波長
レーザー３０の長波長出力１７を光ファイバコネクタ１
２へと集束する。
【００２９】光学サブアセンブリ４０を光学アセンブリ
ハウジング１８中に組み込む際、光学サブアセンブリ４
０は、短波長レーザー出力１４が光学サブアセンブリ４
０、従って長波長レーザー３０へと最適に集束され、短
波長レーザー出力１４のスポットサイズにより長波長出
力の最大効率がもたらされるように、ＴＯパッケージ１
１と位置合わせされるべきである。単一モードの用途の
場合、短波長レーザーのスポットサイズは、長波長レー
ザーの単一モード出力を生じるために最適に選択され
る。
【００３０】短波長レーザー２０と長波長レーザー３０
との間の位置合わせ及びフォーカスは、特別に設計され
た機械的ガイドにより、或いは光学アセンブリハウジン
グ１８中に光学サブアセンブリ４０を短波長レーザー２
０に対して精密に配置できる他の態様により実現するこ
とができる。光学サブアセンブリ４０は光学アセンブリ
ハウジング１８中で同一直線上に配置される。任意の光
学素子（図４を参照しつつ後述する）は、長波長レーザ
ー３０を収容した光学サブアセンブリ４０へと短波長出
力１４を集束するための能力を改善することができる。
光学サブアセンブリ４０は、短波長レーザー出力１４が
長波長レーザー３０上で所望のスポットサイズに集束さ
れるように、取り付けられる。光学サブアセンブリ４０
は、光学アセンブリハウジング１８中に、接着され、又
ははんだ付けされ、或いはリテーナリング等を使って機
械的に保持されることができる。代案として、光学サブ
アセンブリ４０を着脱可能に光学アセンブリハウジング
１８中に取り付けることもできる。
【００３１】短波長レーザー出力１４は長波長レーザー
３０により吸収され、これにより長波長レーザー３０が
その中の吸収層において電子・正孔対を生成する。電子
・正孔対は長波長レーザー３０の活性領域へと注がれ、
ここでこれらの電子・正孔対が再結合し、より長い波長
の光が長波長レーザー出力１７として放射される。光通
信の場合、長波長レーザー出力１７は、光ファイバへと
効率的に集束されることができる単一周波数出力が生じ
るように、単一縦モード、単一空間モードであることが
好ましい。代案として、他の用途の場合、長波長レーザ
ー出力は多モードとすることができる。
【００３２】次に図２を参照すると、これは、図１の短
波長レーザー２０を示す簡易断面図である。短波長レー
ザー２０は一般的に、基板２２上に位置する第一のミラ
ー２４と、活性層２６と、第二のミラー２７と、電気接
触部２１、２８とを含む。２つのミラー２４、２７は、
本技術分野で既知のように、屈折率の交互の値の層を有
する構造を作成するために、交互の組成値を有するアル
ミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）合金の複数の層
から構成されることができる。層の屈折率が高い値から
低い値へと、或いは低い値から高い値へと変化するよう
に、合金の組成が層ごとに変化する。このような層状ミ
ラー２４、２７は、時としてブラッグミラー、又は分布
ブラッグリフレクタ（ＤＢＲ）とも呼ばれている。ミラ
ーの反射率は、高屈折率層と低屈折率層の比及び層数に
より決まる。このようなミラーの低屈折率層と高屈折率
層の各々の厚さは、λ／４ｎ（又はその奇数倍）であ
り、ここでλはレーザーが放射するように設計された光
の真空下の波長であり、ｎは材料の屈折率である。λ／
４ｎの任意の奇数倍を使用しても良いことは言うまでも
ない。例えば、３λ／４ｎ、又は５λ／４ｎの材料の厚
さを用いることができる。図２に示した短波長のＶＣＳ
ＥＬ２０の代表的な材料の選択肢は、２つの異なる組成
を有するアルミニウムガリウム砒素であり、この理由は
屈折率がアルミニウムの組成で変化するからである。好
適な実施形態おいて、ＤＢＲ２４は最高反射率（９９．
９％付近）を有しており、これは光が基板２２から反対
側に放射されるからである。
【００３３】活性層２６はＤＢＲ２４上に形成される。
活性層２６は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、アルミニウ
ムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）、インジウムガリウム
砒素（ＩｎＧａＡｓ）又はアルミニウムインジウムガリ
ウム砒素（ＡｌＩｎＧａＡｓ）の層からなり、例えば複
数の量子井戸を形成している。
【００３４】出力ＤＢＲ２７は活性層２６上に成長され
る。これもアルミニウムガリウム砒素の複数層からなる
が、ＤＢＲ２７は通常、出力ミラーに必要とされるより
低い反射率を提供するように、より少ない数の層を有す
る。ＤＢＲ２７の反射率は、最高のレーザー速度及び効
率のために最適化される。光出力１４は短波長レーザー
２０の光出力を示す。この光はＤＢＲ２７を介して光出
力１４によって示された方向に放射されるため、ＤＢＲ
２７はＤＢＲ２４よりも透過性が高い。当業者には既知
のように、ＤＢＲミラー２４、２７は低抵抗となるよう
に、従って電流が活性領域２６へと流れるように、設計
されてドーピングされている。
【００３５】電極２１は基板２２に付けられ、電極２８
は活性領域２６に付けられる。電極２１及び電極２８間
に流れる電流が、活性領域２６を電気的にポンピング
し、結果として所望の短波長出力１４が生じる。言うま
でもないが、ここでは短波長レーザー２０の主要部分に
限って説明しており、上記の説明は短波長レーザーを開
発するための技術の一例にしか過ぎない。多くの他の技
術を用いることができ、それらも本発明の範囲に含まれ
る。
【００３６】図３は、図１の長波長レーザー３０を示す
簡易断面図である。長波長レーザー３０は２つのミラー
３４、３７を含み、これらの間に活性層３６が位置して
いる。長波長レーザー３０の２つのミラーは、短波長の
ＶＣＳＥＬ２０のミラー２４及び２７と同様の構成で、
交互の屈折率の値を有する複数の層から構成されてい
る。これら２つのミラー３４、３７及び活性層３６によ
り形成されるレーザー３０のレーザー共振器は、１３０
０ｎｍ〜１６００ｎｍ範囲でより長い波長に調整されて
いる。ミラー３４、３７の材料の選択肢には、アルミニ
ウムインジウムガリウム砒素合金（ＡｌＩｎＧａＡ
ｓ）、アルミニウムガリウム砒素アンチモン合金（Ａｌ
ＧａＡｓＳｂ）、又はインジウム燐（ＩｎＰ）に格子整
合したインジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ）の
合金等の半導体が含まれる。電流がミラー３４及び３７
を通過することは無いため、これらは無作為にドーピン
グされた半導体層で構成することができる。通常は、所
望のドーパント（亜鉛又はシリコン）を有するガスが、
半導体の成長に必要な他のガスと共に導入される。無作
為にドーピングするということは、半導体の成長時にド
ーパント種が導入されないことを意味する。無作為にド
ーピングされた半導体は高い抵抗とより低い自由キャリ
ア吸収を呈する。これにより自由キャリア吸収に起因す
る吸収（半導体にドーピングすることにより生じる）が
排除されるため、極めて損失の低いミラーを可能にす
る。ＤＢＲ３７は、二酸化珪素、二酸化チタン、五酸化
タンタル、及び類似の材料等のアモルファス誘電体の組
合せを使っても実現されることができる。アモルファス
誘電体を使用した場合、その高屈折率材料と低屈折率材
料との間の屈折率比がより大きいため、一般的にこのミ
ラーは半導体合金の組合せよりも少ない数の層で同等の
屈折率を達成する。
【００３７】活性層３６がＤＢＲ３４上に成長される。
活性層３６は、例えばインジウムガリウム砒素燐（Ｉｎ
ＧａＡｓＰ）及びインジウム燐（ＩｎＰ）又はアルミニ
ウムインジウムガリウム燐（ＡｌＩｎＧａＡｓ）の交互
の層から成り、複数の量子井戸を形成している。材料の
選択及びその組成は、素子の所望の出力波長に応じて変
えることができる。窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎ
ＧａＡｓＮ）やガリウム砒素アンチモン合金（ＧａＡｓ
Ｓｂ）等、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板に格子整合す
る、適切な活性層の他の選択肢も使用することができ
る。ＧａＡｓ上に成長させた活性層には、アルミニウム
ガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）合金を使用して、それら
の高い屈折率比（index contrast）から得られる反射性
のより高いミラーを用いることもできる。
【００３８】ＤＢＲ３７が活性層３６上に成長される。
ＤＢＲ３７はＤＢＲ３４と同様の構造である。光出力１
７は長波長レーザー３０の光出力を示す。ＤＢＲ３７は
ＤＢＲ３４よりも低い反射性であるが、これは光がＤＢ
Ｒ３７を通過して光出力１７により示される方向に放射
されるためである。長波長共振器の作成においては、活
性層３６を半導体又は誘電体ミラーのいずれかにウエハ
ボンディングすること、或いは基板に孔をエッチングし
て誘電体ＤＢＲミラーを活性層の両側に堆積して光学共
振器を形成すること等、他の手段を実施することもでき
る。
【００３９】長波長レーザー３０は、短波長レーザー２
０から出る短波長光１４により光ポンピングされ、長波
長の光出力１７を放射する。長波長レーザー共振器は、
そこに入射する短波長光１４を吸収して長波長光１７を
放射するように設計されている。これは、短波長光を十
分に吸収するように活性層３６を設計し、活性層３６に
より吸収される短波長光１４を長波長共振器へと伝達す
るようにミラー３４を設計することにより達成される。
必ずしも必要ではないが、出力ミラー３７は、短波長光
を共振器へと反射して戻し、短波長光が活性層３６で更
に吸収されるように、そして長波長レーザー出力１７中
に短波長放射しないように設計されることができる。２
つのミラー３４、３７は長波長放射に関して低しきい
値、及び高効率を提供するために、長波長光に対しては
高い反射率でなければならない。
【００４０】留意すべきは、長波長レーザーのどちら側
をポンピングし、どちら側から長波長光を放射するかに
関して、その配向が任意であるということである。即
ち、長波長レーザーは、図３に示すように基板側からポ
ンピングされても、その反対側からポンピングされても
よい。同様に、長波長の光出力もいずれの側から取り出
されてもよい。これらの変形態様が本発明の範囲内に含
まれることは、当業者には明らかであろう。
【００４１】図４は、図１の光学サブアセンブリ４０を
示す断面概略図である。光学サブアセンブリ４０は、長
波長レーザー３０を収容する光学サブアセンブリハウジ
ング４８を含む。必ずしもそうである必要はないが、長
波長レーザー３０は、その表面に短波長レーザー出力１
４の吸収により生じた熱の放散を助けるための放熱メタ
ライゼーションパターンを含むことができる。好適に
は、長波長レーザー３０は、熱伝導性の接着剤によりハ
ウジング４８中に固定されるか、或いは長波長レーザー
３０をハウジング４８へとはんだ付けするために使用で
きるメタライズ接触部を含む。これにより、長波長レー
ザー３０中で生じた熱を、ハウジング４８を介して取り
出すことができる。
【００４２】図４に示したように、光学サブアセンブリ
４０は、任意に第一の光学素子４１及び第二の光学素子
４２を含む。第一の光学素子４１は、短波長レーザー２
０（図１）からの短波長レーザー出力１４を図示のよう
に長波長レーザー３０上へ集束する。短波長レーザー光
１４は、長波長レーザー３０の最低しきい値パワーと最
高出力効率に最適化されたスポットサイズで、長波長レ
ーザー３０上へ集束される。アセンブリにおける光学素
子４１及び４２の存在は、任意であり、これらを用いて
短波長レーザー２０と、長波長レーザー３０と、長波長
光１７が最終的に集束させられることになる光ファイバ
との間で光の相互結合を改善することができる。
【００４３】短波長レーザー光１４は、長波長レーザー
３０により吸収され、ここで電子・正孔対が発生する。
これらの電子・正孔対は再結合し、長波長レーザー３０
の共振器が最大利得を有する、より長い波長の光が生成
される。この光は、長波長レーザー光１７として長波長
レーザー４０から第二の光学素子４２（用いている場
合）に向けて放射される。第二の光学素子４２は、長波
長レーザー光１７の集束を助け、長波長の光出力１７の
スポットサイズを最少化することを助ける。長波長の光
出力１７は、例えば、光ファイバ通信システムを介した
伝送用の光ファイバに接続される光ファイバコネクタ１
２（図１）へと集束される。
【００４４】短波長レーザー２０と光学的に通じた状態
で光学サブアセンブリ４０を光学アセンブリハウジング
１８中に配置するという能力により、各レーザーデバイ
スが別個に最適化され、パッケージングされ、試験され
ることができ、そして最も重要な点として、別個の用途
に使用できる。短波長出力が望まれる場合、短波長アセ
ンブリ２０のみを使用することができる。長波長出力が
望まれる場合、光学サブアセンブリ４０を光学アセンブ
リ１０内に組み合わせて長波長の光出力を提供する。
【００４５】長波長光学サブアセンブリ３０は、短波長
レーザー２０の光出力経路上に配置されるようにレーザ
ーアセンブリ１０中へと挿入可能な、独立した光学素子
として製造されることができる。長波長レーザー３０の
長波長出力１７は、当業者には既知のコネクタガイドに
よりその近くに導かれた光ファイバへと結合する。短波
長レーザー出力は長波長レーザーを光ポンピングし、長
波長レーザーは光をファイバへ放射する。
【００４６】上述した本発明の好適な実施形態に対し
て、本発明の原理から実質的に逸脱することなく様々な
修正及び変更を行うことが可能であるということは、当
業者には明らかであろう。例えば、本発明は様々な特性
を持つレーザーデバイスを合体させるために利用するこ
とができる。このような修正及び変更の全ては、特許請
求の範囲に定義されたような本発明の範囲に包含される
ように意図されている。
【００４７】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．ハウジング（18）と、前記ハウジング（18）中に配
置され、短波長レーザー出力（14）用に最適化され、予
め製作された短波長レーザー（20）と、長波長レーザー
出力（17）用に最適化され、予め製作された長波長レー
ザー（30）と、及び前記予め製作された長波長レーザー
（30）を収容するように構成され、前記短波長レーザー
（20）の前記出力（14）が前記長波長レーザー（30）に
印加される位置で前記ハウジング（18）内に配置される
光学サブアセンブリ（40）とからなる、光学アセンブリ
（10）。 ２．前記光学サブアセンブリ（40）がハウジング（18）
に着脱可能に取り付けられる、上記１に記載の光学アセ
ンブリ（10）。 ３．前記短波長レーザー（20）が前記長波長レーザー
（30）を光ポンピングして長波長レーザー出力（17）を
発生させる、上記１に記載の光学アセンブリ（10）。 ４．前記短波長レーザー出力（14）が前記長波長レーザ
ー出力（17）から除外される、上記１に記載の光学アセ
ンブリ（10）。 ５．前記ハウジング（18）が、前記光学サブアセンブリ
（40）と前記予め製作された短波長レーザー（20）とを
事前に決められた位置に配置するように構成される、上
記１に記載の光学アセンブリ（10）。 ６．光学アセンブリ（10）を形成するための方法であっ
て、予め製作された短波長レーザー（20）をハウジング
（18）中に配置するステップと、長波長レーザー（30）
を光学サブアセンブリ（40）中に配置するステップと、
及び前記短波長レーザー（20）の出力（14）が前記光学
サブアセンブリ（40）へと向けられ、前記長波長レーザ
ー（30）を光ポンピングして長波長レーザー出力（17）
を結果として生じるように、前記長波長レーザー（30）
を収容した前記光学サブアセンブリ（40）を、前記ハウ
ジング（18）中の、前記短波長レーザー（20）の光出力
経路中に配置するステップとからなる、方法。 ７．前記長波長レーザー出力（17）が前記短波長レーザ
ー出力（14）を含まない、上記６に記載の方法。 ８．前記光学サブアセンブリ（40）が前記ハウジング
（18）に着脱可能に取り付けられる、上記６に記載の方
法。 ９．前記光学サブアセンブリ（40）中に第一の光学素子
（41）を含めるステップを更に含み、前記第一の光学素
子（41）が前記短波長レーザー（20）の光出力経路中に
配置される、上記６に記載の方法。 １０．前記短波長レーザー（20）の出力（14）を前記光
学素子（41）を介して集束することにより前記長波長レ
ーザー（30）への入力を形成するステップを更に含む、
上記９に記載の方法。
【００４８】
【発明の効果】本発明により、ウエハボンディングも光
学接着剤も使用しないで２つのレーザーデバイスを結合
した長波長レーザーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された光学アセンブリを示
す、断面概略図である。
【図２】図１の短波長レーザーを示す、簡易断面図であ
る。
【図３】図１の長波長レーザーを示す、簡易断面図であ
る。
【図４】図１の光学サブアセンブリを示す、断面概略図
である。
【符号の説明】
10 光学アセンブリ 14 短波長レーザー出力 17 長波長レーザー出力 18 光学アセンブリハウジング 20 短波長レーザー 30 長波長レーザー 40 光学サブアセンブリ 41 光学素子
フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 スコット・ダブリュー・コージーン アメリカ合衆国カリフォルニア州94087, サニーベイル，イグレット・ドライブ・ 1354 (72)発明者 ダブラフコ・アイ・バビック アメリカ合衆国カリフォルニア州94086, サニーベイル，アカラネス・ドライブ・ 187 (72)発明者 アルバート・ティー・ユーエン アメリカ合衆国カリフォルニア州94024, ロスアルトス，ロス・パジャロス・コー ト・463 Ｆターム(参考） 5F073 AB17 BA01 CA12 CB02 FA06 FA11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハウジング（18）と、 前記ハウジング（18）中に配置され、短波長レーザー出
    力（14）用に最適化され、予め製作された短波長レーザ
    ー（20）と、 長波長レーザー出力（17）用に最適化され、予め製作さ
    れた長波長レーザー（30）と、及び前記予め製作された
    長波長レーザー（30）を収容するように構成され、前記
    短波長レーザー（20）の前記出力（14）が前記長波長レ
    ーザー（30）に印加される位置で前記ハウジング（18）
    内に配置される光学サブアセンブリ（40）とからなる、
    光学アセンブリ（10）。
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