【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザー装置に関し、さらに詳しくは、半導体レーザーから出射した光を光ファイバへ入射させる場合の光結合効率の変動を小さくした半導体レーザー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザーから出射した光をレンズを介して光ファイバへ入力する場合、従来、光ファイバ端部をフェルールで保持し、このフェルールを半導体レーザーが搭載された基板に保持する構成とするのが一般的である（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
ところで、一般的にフェルールはジルコニアなどで製作され、光学的に透明でないものが多い。このような場合、半導体レーザーから出射した光はレンズを介して光ファイバに結合し伝播光となるが、一部は光ファイバに結合できずに漏れ光となる。この漏れ光の一部は光ファイバを透過してフェルールで吸収され、吸収された光は熱に変換される。ここで、半導体レーザーが低出力の場合には上記発熱は小さく問題とならないが、半導体レーザーの出力がＷクラスなど高出力の場合には発熱が大きくなり、フェルール等の部品が変形して半導体レーザーと光ファイバとの位置ずれが生じ、光結合効率が低下するという問題が生じる恐れがあった。
【０００４】
なお、耐湿性の向上を図る目的で光ファイバや半導体レーザー等が配置されたパッケージ内を透明なシリコーンゲルで充填したものがある（例えば特許文献２参照）が、この場合、透明なシリコーンゲルが用いられているのは、シリコーンゲルが半導体レーザーと光ファイバとの間にも入り込むため、半導体レーザーからの光が光ファイバに入射するのを妨害しないようにするためである。この装置は通信等の用途を想定しているため、上述した問題点は考慮されていない。実際のところ、上記シリコーンゲルの外部には不透明な支持基板が配置されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−１４９９２号公報（第５、６頁、図１、２）
【特許文献２】
特開２０００−１３７１４７号公報（第１３、１４頁、図１６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、半導体レーザーが高出力の場合、半導体レーザーから出射した光のうち光ファイバへ結合できない光の影響によって光結合効率が低下する恐れがあった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、半導体レーザーから出射した光を光ファイバへ入射させる場合に、その光結合効率の変動を小さくした半導体レーザー装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる半導体レーザー装置は、半導体レーザーと、この半導体レーザーを支持する部材と、光ファイバと、この光ファイバの端部を保持する保持部材と、この保持部材を前記半導体レーザーからの出射光が前記光ファイバの前記端部に入射するように前記支持部材に対して固定する固定部材とを具備し、前記保持部材を前記半導体レーザーからの出射光の波長に対し透明としたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２にかかる半導体レーザー装置は、半導体レーザーと、この半導体レーザーを支持する部材と、光ファイバと、この光ファイバの端部を保持する保持部材と、この保持部材を前記半導体レーザーからの出射光が前記光ファイバの前記端部に入射するように前記支持部材に対して固定する固定部材とを具備し、前記半導体レーザーからの出射光のうち前記光ファイバに結合出来ない出射光を前記保持部材を介して外部に逃がすよう前記保持部材を構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３にかかる半導体レーザー装置は、半導体レーザーと、この半導体レーザーを支持する部材と、コア及びクラッドを有する光ファイバと、この光ファイバの端部の外周部に形成されこの光ファイバの前記クラッドよりも屈折率の低い部材と、この屈折率の低い部材を覆うようにして前記光ファイバの前記端部を保持する保持部材と、この保持部材を前記半導体レーザーからの出射光が前記光ファイバの前記端部に入射するように前記支持部材に対して固定する固定部材とを具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４にかかる半導体レーザー装置は、請求項３記載の半導体レーザー装置において、前記屈折率の低い部材は、前記光ファイバと前記保持部材とを接着する接着剤を兼ねる ことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５にかかる半導体レーザー装置は、請求項１乃至４記載の半導体レーザー装置において、前記保持部材は管状のフェルールであることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明になる半導体レーザー装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明になる半導体レーザー装置の一実施の形態を示す構成図である。図１において、１は半導体レーザー２が搭載された基台、３はレンズ、４は基台１及び半導体レーザー２、レンズ３を覆うパッケージ、５は光ファイバ、６は光ファイバ５の一端部を保持する管状の光ファイバ保持部材であり、７はパッケージ４の温度を制御するペルチェ素子、８は基板（ヒートシンク）である。
【００１５】
半導体レーザー２の光出射面２ａから出力されたレーザー光９は、レンズ３を介して光ファイバ５の一端部（のコア部）に入射される。
【００１６】
図２は図１の装置の要部断面図である。図１と同一部分には同一符号を付す。１１はパッケージ１と光ファイバ保持部材６とを固定するための透明な接着剤である。なお、この接着剤１１は光路以外の部分においては不透明でも良いものである。１２は光ファイバ５と保持部材６とを固定するための接着剤である。５ａは光ファイバ５のクラッド、５ｂは光ファイバ５のコアを示す。
【００１７】
光ファイバ保持部材６および接着剤１２は、半導体レーザー２の出射光９に対して透明な材料で形成する。光ファイバ保持部材６の材料としてはアクリル樹脂、ガラスなどがあり、一方、接着剤１２としては光学接着剤があり、両者とも透過率の高い材料であることが望ましい。また一部光を吸収し発熱することを考慮し、変形を抑えるために熱膨張係数の小さい材料であることが望ましい。
【００１８】
光ファイバ５を保持する保持部材６の形状は特に限定されたものである必要はなく、光ファイバ５の形状に合わせた穴を有するフェルール形状、もしくは２枚の板で光ファイバ５を挟む形状、もしくは光ファイバ５を嵌めるＶ溝を有する形状など、光を透過する構成となっていれば良い。
【００１９】
上記実施の形態によれば、光ファイバ保持部材６および接着剤１２を透明にすることで、漏れ光は矢印Ｙ１及びＹ２で示すように、光ファイバ保持部材６を透過して外部に逃げることになる。これにより半導体レーザー２からの光９が高出力であるような場合でも、パッケージ４や光ファイバ保持部材６等の部品の発熱を抑えることが出来、上記部品が変形せず、光結合効率を高い状態に維持することが可能となる。
【００２０】
なお、上記実施の形態においては、光ファイバ保持部材６のパッケージ４への取り付けは、接着剤１１によるものであるが、これはその他の取り付け構造であっても良いことは勿論である。要は、半導体レーザー２からの出射光が光ファイバ５の端部に入射するように保持部材６が半導体レーザー２を支持する部材（本実施の形態においては、基台１及びパッケージ４が該当）に対して固定されれば良いものである。
【００２１】
また、漏れ光を装置外部に漏らさないようにするために、光ファイバ５及び保持部材６全体をカバーで覆うようにしても良い。このようにすればレーザー光の漏れ光が直視されるといった恐れが生じることもなく、非常に安全である。
【００２２】
図３は本発明になる半導体レーザー装置の他の実施の形態を示す要部断面図であり、光ファイバ保持部材２１及び接着剤２２が図２の保持部材６及び接着剤１２とは相違している。すなわち、図３の装置においては、光ファイバ５に対して保持部材２１を接着する接着剤２２を透明にすると共に、その屈折率を光ファイバ５のクラッド５ａの屈折率よりも低く設定している。これにより漏れ光は矢印Ｙ３及びＹ４で示すように、光ファイバ５のクラッド５ａ内を伝播して装置外部へ逃げることになる。
【００２３】
なお、上記の実施の形態の場合、半導体レーザー２からのレーザー光９は光ファイバ保持部材２１まで届かないため、光ファイバ保持部材２１は透明である必要はない。また、半導体レーザー２から出射した光すべてが光ファイバ５の端面に入射し、かつ入射角が光ファイバ５のクラッド５ａと接着剤２２との屈折率で決定する開口数（ＮＡ）以下となり、さらに光ファイバ５のクラッド５ａと接着剤２２との間での散乱が少ないという前提条件で、上記図３に示した構造を採用することが可能である。
【００２４】
上記実施の形態によれば、先の実施の形態と同様、部品の発熱を抑えて部品の変形を防ぎ、もって光結合効率を高い状態に維持することが可能な半導体レーザー装置を得ることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、半導体レーザーから出射した光のうち光ファイバへ結合できない光を外部に逃がす構成とすることで、部品の発熱を抑え部品の変形を防ぎ光結合効率を高い状態に維持することが可能な半導体レーザー装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる半導体レーザー装置の実施の形態の一例を示す構成図。
【図２】図１の要部断面図。
【図３】本発明になる半導体レーザー装置の他の実施の形態の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１： 基台
２： 半導体レーザー
４： パッケージ
５： 光ファイバ
５ａ： クラッド
５ｂ： コア
６： 保持部材
１１： 接着剤
１２： 接着剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly, to a semiconductor laser device that reduces fluctuations in optical coupling efficiency when light emitted from a semiconductor laser enters an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when light emitted from a semiconductor laser is input to an optical fiber via a lens, the end of the optical fiber is generally held by a ferrule, and the ferrule is generally held on a substrate on which the semiconductor laser is mounted. (See, for example, Patent Document 1).
[0003]
Incidentally, ferrules are generally made of zirconia or the like, and are often not optically transparent. In such a case, the light emitted from the semiconductor laser is coupled to the optical fiber via the lens and becomes propagation light, but a part of the light cannot be coupled to the optical fiber and leaks. Part of this leaked light passes through the optical fiber and is absorbed by the ferrule, and the absorbed light is converted to heat. Here, when the semiconductor laser has a low output, the above heat generation is small and does not cause any problem. However, when the output of the semiconductor laser is a high output such as a W class, the heat generation becomes large, and parts such as a ferrule are deformed and the semiconductor laser is deformed. There is a possibility that a positional shift between the optical fiber and the optical fiber may occur, and the optical coupling efficiency may be reduced.
[0004]
Note that there is a package in which an optical fiber, a semiconductor laser, or the like is disposed with a transparent silicone gel for the purpose of improving moisture resistance (for example, see Patent Document 2). The reason for this is that the silicone gel penetrates between the semiconductor laser and the optical fiber so that light from the semiconductor laser does not impede the optical fiber. Since this device is intended for applications such as communication, the above-mentioned problems are not considered. As a matter of fact, an opaque support substrate is arranged outside the silicone gel.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-14992 (pages 5 and 6, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-137147 (pages 13 and 14, FIG. 16)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the semiconductor laser has a high output, the light coupling efficiency may decrease due to the influence of the light that cannot be coupled to the optical fiber among the light emitted from the semiconductor laser.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device in which, when light emitted from a semiconductor laser is made incident on an optical fiber, fluctuation in optical coupling efficiency is reduced. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor laser device according to claim 1 includes a semiconductor laser, a member that supports the semiconductor laser, an optical fiber, a holding member that holds an end of the optical fiber, and a device that outputs the holding member from the semiconductor laser. A fixing member for fixing the emitted light to the end portion of the optical fiber with respect to the support member, wherein the holding member is transparent to a wavelength of light emitted from the semiconductor laser. It is assumed that.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device, a semiconductor laser, a member supporting the semiconductor laser, an optical fiber, a holding member for holding an end of the optical fiber, and the holding member for emitting the semiconductor laser from the semiconductor laser. A fixing member for fixing the emitted light to the end of the optical fiber with respect to the supporting member, wherein the emitted light from the semiconductor laser that cannot be coupled to the optical fiber is held. The holding member is configured to escape to the outside via a member.
[0010]
4. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the semiconductor laser, a member supporting the semiconductor laser, an optical fiber having a core and a clad, and the clad of the optical fiber formed on an outer peripheral portion of an end of the optical fiber. A member having a lower refractive index than the holding member that holds the end of the optical fiber so as to cover the member having a lower refractive index, and that the light emitted from the semiconductor laser passes through the holding member. A fixing member for fixing to the support member so as to be incident on the end portion.
[0011]
A semiconductor laser device according to a fourth aspect is the semiconductor laser device according to the third aspect, wherein the member having a low refractive index also serves as an adhesive for bonding the optical fiber and the holding member. is there.
[0012]
A semiconductor laser device according to a fifth aspect is the semiconductor laser device according to the first to fourth aspects, wherein the holding member is a tubular ferrule.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a semiconductor laser device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a base on which a semiconductor laser 2 is mounted, 3 is a lens, 4 is a package covering the base 1, the semiconductor laser 2, and the lens 3, 5 is an optical fiber, and 6 is one end of an optical fiber 5. A tubular optical fiber holding member for holding, 7 is a Peltier element for controlling the temperature of the package 4, and 8 is a substrate (heat sink).
[0015]
The laser light 9 output from the light emitting surface 2 a of the semiconductor laser 2 is incident on (one core of) one end of the optical fiber 5 via the lens 3.
[0016]
FIG. 2 is a sectional view of a main part of the apparatus of FIG. 1 are given the same reference numerals. Reference numeral 11 denotes a transparent adhesive for fixing the package 1 and the optical fiber holding member 6. The adhesive 11 may be opaque in portions other than the optical path. Reference numeral 12 denotes an adhesive for fixing the optical fiber 5 and the holding member 6. 5a indicates a cladding of the optical fiber 5, and 5b indicates a core of the optical fiber 5.
[0017]
The optical fiber holding member 6 and the adhesive 12 are formed of a material that is transparent to the outgoing light 9 of the semiconductor laser 2. The material of the optical fiber holding member 6 includes acrylic resin, glass, and the like. On the other hand, the adhesive 12 includes an optical adhesive, and both are preferably materials having high transmittance. In addition, it is preferable that the material has a small coefficient of thermal expansion in order to suppress deformation in consideration of partial absorption of heat and heat generation.
[0018]
The shape of the holding member 6 for holding the optical fiber 5 does not need to be particularly limited, and may be a ferrule shape having a hole corresponding to the shape of the optical fiber 5, or a shape sandwiching the optical fiber 5 between two plates, Alternatively, a configuration that transmits light, such as a shape having a V groove into which the optical fiber 5 is fitted, may be used.
[0019]
According to the above-described embodiment, by making the optical fiber holding member 6 and the adhesive 12 transparent, the leaked light passes through the optical fiber holding member 6 and escapes to the outside as shown by arrows Y1 and Y2. Become. Thus, even when the light 9 from the semiconductor laser 2 has a high output, heat generation of components such as the package 4 and the optical fiber holding member 6 can be suppressed, and the components are not deformed and the optical coupling efficiency is high. It is possible to maintain the state.
[0020]
In the above embodiment, the attachment of the optical fiber holding member 6 to the package 4 is performed by the adhesive 11, but it is a matter of course that other attachment structures may be used. The point is that the holding member 6 supports the semiconductor laser 2 so that the light emitted from the semiconductor laser 2 is incident on the end of the optical fiber 5 (the base 1 and the package 4 correspond to this embodiment). What is necessary is to be fixed with respect to.
[0021]
Further, the optical fiber 5 and the entire holding member 6 may be covered with a cover in order to prevent the leakage light from leaking out of the apparatus. In this way, there is no fear that the leakage light of the laser light is directly viewed, and the safety is very high.
[0022]
FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. The optical fiber holding member 21 and the adhesive 22 are different from the holding member 6 and the adhesive 12 of FIG. I have. That is, in the apparatus shown in FIG. 3, the adhesive 22 for bonding the holding member 21 to the optical fiber 5 is made transparent and its refractive index is set lower than the refractive index of the clad 5a of the optical fiber 5. . As a result, as shown by arrows Y3 and Y4, the leaked light propagates in the clad 5a of the optical fiber 5 and escapes outside the device.
[0023]
In the case of the above embodiment, the laser light 9 from the semiconductor laser 2 does not reach the optical fiber holding member 21, so that the optical fiber holding member 21 does not need to be transparent. Further, all the light emitted from the semiconductor laser 2 is incident on the end face of the optical fiber 5, and the incident angle is equal to or less than the numerical aperture (NA) determined by the refractive index between the cladding 5a of the optical fiber 5 and the adhesive 22. The structure shown in FIG. 3 can be adopted on the premise that scattering between the clad 5a of the optical fiber 5 and the adhesive 22 is small.
[0024]
According to the above-described embodiment, as in the previous embodiment, it is possible to obtain a semiconductor laser device capable of suppressing heat generation of components and preventing deformation of components, thereby maintaining high optical coupling efficiency. .
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, of the light emitted from the semiconductor laser, the light that cannot be coupled to the optical fiber is made to escape to the outside, thereby suppressing the heat generation of the component, preventing the component from being deformed, and improving the optical coupling efficiency. A semiconductor laser device capable of maintaining a high state can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view showing an example of another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Base 2: Semiconductor laser 4: Package 5: Optical fiber 5a: Cladding 5b: Core 6: Holding member 11: Adhesive 12: Adhesive
