JP2002372649A - 半導体レーザモジュール及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザモジュール及びその製造方法Info
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Abstract
影響を低減しつつ、レンズホルダをベース或いは固定部
材に固定することができ、信頼性に優れた半導体レーザ
モジュール及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ素子から出射される光をレ
ンズを用いて光ファイバに光結合させる半導体レーザモ
ジュールとその製造方法。半導体レーザモジュール1
は、レンズ12をレンズホルダ11に固定した固定位置に対
し、レンズホルダ11をベース或いは固定部材10にレーザ
溶接する溶接位置P1,P2が光軸方向で異なっている。
Description
ュール及びその製造方法に関する。
ように、半導体レーザ素子21aが設けられたLDキャ
リア21、レンズホルダ22を固定した固定部材23、
フォトダイオード24aが設けられたPDキャリア24
及び光アイソレータ25を固定した固定部材26等、多
くの部品がベース20上に配置されている。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21a
からの出力光を、レンズホルダ22に挿着したレンズ2
2aで集光して平行光とした後、光アイソレータ25を
介して光ファイバに導き、光ファイバ内を導波して所望
の用途に供している。
体レーザモジュールでは、レンズ22aが低融点ガラス
27(図6参照)でレンズホルダ22に固定され、レン
ズホルダ22は固定部材23に溶接点PでYAGレーザ
によって溶接固定されたり、直接ベース20にYAGレ
ーザによって溶接固定されている。
では、レンズ22aが低融点ガラスでレンズホルダ22
に固定される位置と、レンズホルダ22を固定部材23
に溶接固定する溶接点Pとが近接している。具体的に
は、図5に示すように、光軸方向において一致してい
る。このため、図6に示すように、レンズホルダ22を
YAGレーザによって固定部材23に溶接するときの衝
撃が、低融点ガラス27迄伝わってひびが入り、レンズ
22aがレンズホルダ22から剥落してしまうことがあ
った。
接条件にすると、レンズホルダ22と固定部材23との
溶接強度が不十分となり、製造される半導体レーザモジ
ュールの信頼性が満たされなくなるという問題があっ
た。また、レーザ溶接の熱がレンズ22aとレンズホル
ダ22との固定状態に悪影響を及ぼすことも考えられ
る。
で、レンズのレンズホルダに対する固定状態への影響を
低減しつつ、レンズホルダをベース或いは固定部材に固
定することができ、信頼性に優れた半導体レーザモジュ
ール及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の半導体レーザモジュールにおいては、半導体レ
ーザ素子から出射される光をレンズを用いて光ファイバ
に光結合させる半導体レーザモジュールにおいて、前記
レンズをレンズホルダに固定した固定位置に対し、該レ
ンズホルダをベース或いは固定部材にレーザ溶接する溶
接位置が光軸方向で異なっている構成としたのである。
ース或いは前記固定部材に第1の溶接点で仮固定され、
前記固定位置に対して前記第1の溶接点よりも離れた第
2の溶接点で前記ベース或いは前記固定部材に固定され
ている構成とする。また、上記目的を達成するため本発
明の半導体レーザモジュールの製造方法においては、半
導体レーザ素子から出射される光をレンズを用いて光フ
ァイバに光結合させる半導体レーザモジュールの製造方
法において、前記レンズをレンズホルダに固定した固定
位置に対し、該レンズホルダをベース或いは固定部材に
位置を離してレーザ溶接する構成としたのである。
ス或いは前記固定部材に第1の溶接点で仮固定し、前記
固定位置に対して前記第1の溶接点よりも離れた第2の
溶接点で前記レンズホルダを前記ベース或いは前記固定
部材に固定する構成とする。
ュール及びその製造方法に係る一実施形態を図1乃至図
4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、パッケージ2、温度制御素子
3、ベース4、LDキャリア5、PDキャリア6、レン
ズホルダ11及び光アイソレータ16等を備えている。
度制御素子3、ベース4、LDキャリア5、PDキャリ
ア6、レンズホルダ11及び光アイソレータ16等を収
納する。パッケージ2は、底板2a、周壁2b及び周壁
2bの上部に被着されるカバー2cを有している。ま
た、パッケージ2は、周壁2bにフランジ2dが突設さ
れ、フランジ2d端面に第2レンズホルダ7がYAGレ
ーザによって溶接固定されている。
ッケージ2内の底板2aに設置され、後述する半導体レ
ーザ素子5aの作動に伴う発熱を冷却して所定温度に制
御するぺルチェ素子で、この上にベース4が設けられて
いる。温度制御素子3は、半導体レーザ素子5a(図2
参照)の近傍に配置されたサーミスタ5b(図3参照)
によって測定された温度に基づき、電流値を調整するこ
とで半導体レーザ素子5aの温度を制御している。
うに、光軸方向(図1の左右方向)の一方が高い第1搭
載部4aと、他方が低い第2搭載部4bとを有する板状
の部材である。ベース4は、第1搭載部4aにLDキャ
リア5とPDキャリア6が、第2搭載部4bに第1固定
部材10と第2固定部材15が、それぞれ設けられてい
る。
15は、それぞれ後述するレンズホルダ11と光アイソ
レータ16を固定する固定部材である。LDキャリア5
は、図2に示すように、第1固定部材10側に半導体レ
ーザ素子5aが設けられている。半導体レーザ素子5a
は、所定波長のレーザ光を前端面から第1レンズ12に
向けて出射すると共に、後端面からフォトダイオード6
aにモニタ光を出射する。このとき、半導体レーザ素子
5aは、例えば、活性層と第1レンズ12の光軸との高
さ方向の差が数μm以内となるように位置決めされる。
導体レーザ素子5aと対向する斜面にフォトダイオード
6aが設けられている。フォトダイオード6aは、半導
体レーザ素子5aの後端面から出射されるモニタ光をモ
ニタする。第2レンズホルダ7は、内部に第2レンズ7
aが挿着された筒体で、端部にはファイバ固定部材8が
設けられている。ファイバ固定部材8には、フェルール
8aがYAGレーザによって溶接固定され、フェルール
8aからは光ファイバ8b延出している。
ように、略U字状に成形され、レンズホルダ11が2つ
の溶接点P1,P2で溶接固定されている。レンズホルダ
11は、ステンレス等の金属から成形され、第1レンズ
12を取り付け、光を通過させるように円形の筒状体に
形成されている。レンズホルダ11の半導体レーザ素子
5a側には、第1レンズ12が挿着され、第1レンズ1
2の外周が低融点ガラスで内周に固定されている。
子5aから出射される光を平行光とするコリメーション
レンズである。このとき、レンズホルダ11は、図2に
示すように、第1レンズ12をレンズホルダ11に固定
した固定位置に対し、右方向に離れた第1溶接点P1で
第1固定部材10にYAGレーザによる溶接によって仮
固定され、前記固定位置に対して第1溶接点P1よりも
更に右方へ離れた第2溶接点P2で第1固定部材10に
同様に固定されている。第1溶接点P1は、第1固定部
材10とレンズホルダ11との位置決めのため、第1固
定部材10の光軸方向中央位置に設定されている。
ように、第1固定部材10と同様に略U字状に成形さ
れ、光アイソレータ16を固定支持する。光アイソレー
タ16は、図2及び図3に示すように、第1固定部材1
0に隣接して配置され、外観が円柱状に形成されてい
る。半導体レーザモジュール1は以上のように構成さ
れ、以下に説明する製造方法に従って製造される。
5aを設けたLDキャリア5と、フォトダイオード6a
を設けたPDキャリア6を、それぞれ半田で固定する。
LDキャリア5及びPDキャリア6は、予めワイヤボン
ディングにより半導体レーザ素子5a及びフォトダイオ
ード6aとそれぞれ電気的に接続されている。次に、第
2搭載部4bに第1固定部材10をPDキャリア6に隣
接させて配置し、レンズホルダ11を第1固定部材10
に嵌め合わせる。そして、半導体レーザ素子5aを駆動
しながら、半導体レーザ素子5aから出射され、第1レ
ンズ12を通過した光が平行光となるように、第1固定
部材10及びレンズホルダ11を光軸に沿って動かし、
光軸方向の位置を調節する。
た光が平行光となったら、先ず、第1固定部材10をベ
ース4に、次に、レンズホルダ11を第1固定部材10
に、それぞれYAGレーザにより溶接固定する。このと
き、レンズホルダ11は、図2に示したように、第1レ
ンズ12をレンズホルダ11に固定した固定位置に対
し、右方向に離れた第1溶接点P1で通常よりもパワー
を小さくしてYAGレーザにより第1固定部材10に仮
固定する。次いで、前記固定位置に対して第1溶接点P
1よりも更に右方へ離れた第2溶接点P2で通常のパワー
あるいはそれ以上のパワーのYAGレーザによりレンズ
ホルダ11を第1固定部材10に固定する。
YAGレーザによる溶接の際の衝撃が、第1レンズ12
を固定している低融点ガラスに伝わり難くなる。このた
め、レンズホルダ11は、低融点ガラスにひびが入るこ
とが抑えられ、第1レンズ12の剥落が抑制される。従
って、このようなレンズホルダ11を用いた半導体レー
ザモジュール1は、第1レンズ12がレンズホルダ11
から剥落することがないので、信頼性に優れたものとな
る。
2搭載部4bに予め搭載された第2固定部材15に、光
アイソレータ16を第2固定部材15に嵌め合わせる。
この状態で半導体レーザ素子5aから出射され、第1レ
ンズ12を通過した光を光アイソレータ16に入射させ
ながら光アイソレータ16を光軸周りに回転させる。そ
して、光アイソレータ16の出射面から出射される光強
度が最大となる回転位置で、光アイソレータ16を第2
固定部材15にYAGレーザで溶接固定する。
制御素子3を取り付け、リード(図示せず)をパッケー
ジ2に半田で接続する。次に、上記のようにして半導体
レーザ素子5aが設けられたLDキャリア5,フォトダ
イオード6aが設けられたPDキャリア6,レンズホル
ダ11を固定した第1固定部材10及び光アイソレータ
16を固定した第2固定部材15を備えたベース4を温
度制御素子3の上に半田固定する。
リア5及びPDキャリア6の電極とパッケージ2のリー
ド(図示せず)とを接続する(ワイヤボンド)。そし
て、周壁2bの上部にカバー2aを被着し、フランジ2
d端面に第2レンズホルダ7をYAGレーザによって溶
接固定する。最後に、第2レンズホルダ7の端部にファ
イバ固定部材8をYAGレーザによって溶接固定し、半
導体レーザモジュール1の組み立てが完了する。
及びその製造方法は、第1レンズ12をレンズホルダ1
1に固定した固定位置に対し、レンズホルダ11を第1
固定部材10にYAGレーザによって溶接する溶接位置
が離れている(光軸方向で異なっている)ことを特徴と
する。尚、レンズホルダ11は、図4に示すように、第
1レンズ12をレンズホルダ11に固定した固定位置に
対し、右方向に離れた第1溶接点P1で第1固定部材1
0に仮固定し、次いで、第1溶接点P1より下方の第2
溶接点P2で第1固定部材10に固定すると、部品の配
置精度が良く、かつ、部品の固定強度が高くなり好まし
い。
ール1とその製造方法は、レンズホルダ11を第1固定
部材10に溶接する場合について説明した。しかし、本
発明の半導体レーザモジュール及びその製造方法は、レ
ンズホルダ11をベース4にYAGレーザによって直接
溶接固定する場合にも適用可能なことは言うまでもな
い。
16は必ずしも必要ではない。また、本発明の半導体レ
ーザモジュールは、低融点ガラスでレンズをレンズホル
ダに固定するものに限定されるものではなく、例えば、
レンズホルダ内にレンズが圧入されている構成であって
もよい。
のレンズホルダに対する固定状態への影響を低減しつ
つ、レンズホルダをベース或いは固定部材に固定するこ
とができ、信頼性に優れた半導体レーザモジュール及び
その製造方法を提供することができる。
方法に係る一実施形態を示すもので、本発明方法によっ
て製造された半導体レーザモジュールの断面正面図であ
る。
上に配置される主要部品及び固定部材に対するレンズホ
ルダの溶接点と共に示した正面図である。
方法に係る他の実施形態を示す図2に対応する正面図で
ある。
上に配置される主要部品及び固定部材に対するレンズホ
ルダの溶接点と共に示した正面図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体レーザ素子から出射される光をレ
ンズを用いて光ファイバに光結合させる半導体レーザモ
ジュールにおいて、 前記レンズをレンズホルダに固定した固定位置に対し、
該レンズホルダをベース或いは固定部材にレーザ溶接す
る溶接位置が光軸方向で異なっていることを特徴とする
半導体レーザモジュール。 - 【請求項2】 前記レンズホルダが、前記ベース或いは
前記固定部材に第1の溶接点で仮固定され、前記固定位
置に対して前記第1の溶接点よりも離れた第2の溶接点
で前記ベース或いは前記固定部材に固定されている、請
求項1の半導体レーザモジュール。 - 【請求項3】 半導体レーザ素子から出射される光をレ
ンズを用いて光ファイバに光結合させる半導体レーザモ
ジュールの製造方法において、 前記レンズをレンズホルダに固定した固定位置に対し、
該レンズホルダをベース或いは固定部材に位置を離して
レーザ溶接することを特徴とする半導体レーザモジュー
ルの製造方法。 - 【請求項4】 前記レンズホルダを前記ベース或いは前
記固定部材に第1の溶接点で仮固定し、前記固定位置に
対して前記第1の溶接点よりも離れた第2の溶接点で前
記レンズホルダを前記ベース或いは前記固定部材に固定
する、請求項3の半導体レーザモジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001181601A JP4514367B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 半導体レーザモジュール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2001181601A JP4514367B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 半導体レーザモジュール及びその製造方法 |
Publications (2)
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---|---|
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JP4514367B2 JP4514367B2 (ja) | 2010-07-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001181601A Expired - Lifetime JP4514367B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 半導体レーザモジュール及びその製造方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP4514367B2 (ja) |
Cited By (2)
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2001
- 2001-06-15 JP JP2001181601A patent/JP4514367B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP4514367B2 (ja) | 2010-07-28 |
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