JP2508219B2 - 半導体レ―ザモジュ―ル - Google Patents
半導体レ―ザモジュ―ルInfo
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- JP2508219B2 JP2508219B2 JP63253855A JP25385588A JP2508219B2 JP 2508219 B2 JP2508219 B2 JP 2508219B2 JP 63253855 A JP63253855 A JP 63253855A JP 25385588 A JP25385588 A JP 25385588A JP 2508219 B2 JP2508219 B2 JP 2508219B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical fiber
- semiconductor laser
- module
- optical axis
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信用光源に用いられる半導体レーザ（L
D）モジュールに関し，特に半導体レーザ（LD）と光フ
ァイバとを効率良く結合させたLDモジュールに関する。
D）モジュールに関し，特に半導体レーザ（LD）と光フ
ァイバとを効率良く結合させたLDモジュールに関する。
光通信用の光ファイバとして多モードファイバ及び単
一モードファイバが知られている。ところで，幹線系に
おける大量需要による低価格化，将来の大容量化に対す
る自由度が大である等の理由から支線系，加入者系にお
いても単一モードファイバが用いられる傾向にある。
一モードファイバが知られている。ところで，幹線系に
おける大量需要による低価格化，将来の大容量化に対す
る自由度が大である等の理由から支線系，加入者系にお
いても単一モードファイバが用いられる傾向にある。
支線系，加入者系においては幹線系と異なり，通常中
継が行われず，しかも，支線系，加入者系はネットワー
クの末端に位置するため，伝送距離が比較的短く，偏差
が大である。一方，支線系，加入者系では回線の多重度
が低いため，低価格の要求が大である。このため，支線
系，加入者系伝送方式では長区間，短区間の２方式に分
離してコスト的に最適設計される。
継が行われず，しかも，支線系，加入者系はネットワー
クの末端に位置するため，伝送距離が比較的短く，偏差
が大である。一方，支線系，加入者系では回線の多重度
が低いため，低価格の要求が大である。このため，支線
系，加入者系伝送方式では長区間，短区間の２方式に分
離してコスト的に最適設計される。
短区間方式用光源としては，高速で，しかも単一モー
ドファイバへの結合特性が良く，将来的に低コストが予
測されるLDが主流となりつつある。短区間方式用LDモジ
ュールの光出力は長区間用に比べて,10dB以上低くても
良く，従来この種のLDモジュールには，第５図に示すよ
うに低価格な球レンズ２がLDペレット１と光ファイバ３
の結合用に用いられている。
ドファイバへの結合特性が良く，将来的に低コストが予
測されるLDが主流となりつつある。短区間方式用LDモジ
ュールの光出力は長区間用に比べて,10dB以上低くても
良く，従来この種のLDモジュールには，第５図に示すよ
うに低価格な球レンズ２がLDペレット１と光ファイバ３
の結合用に用いられている。
ところで,LDペレットは通常気密封止されたカンケー
スの中に実装されるが，現状ではその実装位置誤差はxy
z方向（x,yは光軸に垂直,zは光軸方向）で±100μｍ程
度あり，球レンズおよび光ファイバの実装位置誤差と比
べて１桁大きい。このため，長区間用高結合LDモジュー
ルではLDペレット及び光ファイバの両方についてx,y,z
方向の計６軸方向の光軸調整が必要である。一方，長区
間用に比べて10dB程結合効率の低くて良い短区間用低結
合LDモジュールでも,LDペレットと光ファイバのいずれ
か一方についてx,y,z方向の３軸方向の光軸調整が必要
である。しかも，短区間用LDモジュールに対しては高出
力の代わりに低価格の要求が厳しい。ところが，上述し
たように，従来の構成では光軸調整が簡略化できず，充
分な低価格化が図れないという問題点があった。
スの中に実装されるが，現状ではその実装位置誤差はxy
z方向（x,yは光軸に垂直,zは光軸方向）で±100μｍ程
度あり，球レンズおよび光ファイバの実装位置誤差と比
べて１桁大きい。このため，長区間用高結合LDモジュー
ルではLDペレット及び光ファイバの両方についてx,y,z
方向の計６軸方向の光軸調整が必要である。一方，長区
間用に比べて10dB程結合効率の低くて良い短区間用低結
合LDモジュールでも,LDペレットと光ファイバのいずれ
か一方についてx,y,z方向の３軸方向の光軸調整が必要
である。しかも，短区間用LDモジュールに対しては高出
力の代わりに低価格の要求が厳しい。ところが，上述し
たように，従来の構成では光軸調整が簡略化できず，充
分な低価格化が図れないという問題点があった。
本発明のLDモジュールはLDと光ファイバの係合手段と
して，光軸上に複数のまたは連続に焦点を有する高収差
（収差の大きい）の１個のレンズか，この様な高収差レ
ンズを少くとも１個含むレンズ群を用いたことを特徴と
している。
して，光軸上に複数のまたは連続に焦点を有する高収差
（収差の大きい）の１個のレンズか，この様な高収差レ
ンズを少くとも１個含むレンズ群を用いたことを特徴と
している。
ここで，まず本発明の原理について説明する。第１図
には,1つの多焦点レンズ４を用いてLDペレット１と光フ
ァイバ３とを結合させる構成で示されており，第２図に
は，多焦点レンズ４でLDペレット１の放射光をフリメー
トして，このコリメートビームを単一焦点低収差（収差
の小さい）レンズ５により光ファイバ３のコアに集束す
るコリメート系が示されている。
には,1つの多焦点レンズ４を用いてLDペレット１と光フ
ァイバ３とを結合させる構成で示されており，第２図に
は，多焦点レンズ４でLDペレット１の放射光をフリメー
トして，このコリメートビームを単一焦点低収差（収差
の小さい）レンズ５により光ファイバ３のコアに集束す
るコリメート系が示されている。
第１図及び第２図に示す構成では，多焦点高収差レン
ズ４の焦点の数と焦点距離に応じて光ファイバ３の端面
を中心にして光軸上に集束スポットが分布する。
ズ４の焦点の数と焦点距離に応じて光ファイバ３の端面
を中心にして光軸上に集束スポットが分布する。
第１図及び第２図に示すように、光ファイバ３の端面
は平坦であり、光ファイバ３の端面は複数の焦点の間に
位置していることがわかる。つまり、光ファイバ３の端
面は平坦であり焦点で規定された区間内に位置すること
がわかる。
は平坦であり、光ファイバ３の端面は複数の焦点の間に
位置していることがわかる。つまり、光ファイバ３の端
面は平坦であり焦点で規定された区間内に位置すること
がわかる。
第３図にLDペレット１と多焦点レンズ４との間隔ｚに
対するLDと光ファイバとの結合損失Ｌの関係を示す。L1
は低収差レンズだけで構成した場合のＬ曲線で,L2は多
焦点高収差レンズを含んで構成した場合のＬ曲線であ
る。結合損失が最低値からΔＬ増加するまでのｚ方向
（光軸方向）の許容範囲Δｚは，多焦点高収差レンズを
備える系で構成した方が大きく（Δz2＞Δz1）なる。こ
れは多焦点の各々の焦点についてのＬ曲線が,z方向で焦
点距離に応じて曲線L21,L22の様にずれるため，これら
を相加すると最低値は大きくなるが，底が平坦な曲線と
なるためである。
対するLDと光ファイバとの結合損失Ｌの関係を示す。L1
は低収差レンズだけで構成した場合のＬ曲線で,L2は多
焦点高収差レンズを含んで構成した場合のＬ曲線であ
る。結合損失が最低値からΔＬ増加するまでのｚ方向
（光軸方向）の許容範囲Δｚは，多焦点高収差レンズを
備える系で構成した方が大きく（Δz2＞Δz1）なる。こ
れは多焦点の各々の焦点についてのＬ曲線が,z方向で焦
点距離に応じて曲線L21,L22の様にずれるため，これら
を相加すると最低値は大きくなるが，底が平坦な曲線と
なるためである。
このような特性は一定の低い光出力で良いから光軸調
整を簡略化したい短区間用LDモジュールの結合系として
適している。即ちｚ方向の感度が緩和されるため,xy方
向だけの光軸調整となり，調整が簡略化されるととも
に，構成部品も簡素化される。従って格段の低価格化が
可能となる。
整を簡略化したい短区間用LDモジュールの結合系として
適している。即ちｚ方向の感度が緩和されるため,xy方
向だけの光軸調整となり，調整が簡略化されるととも
に，構成部品も簡素化される。従って格段の低価格化が
可能となる。
以下本発明について実施例によって具体的に説明す
る。
る。
第４図を参照して，双焦点レン７ズ７は，平凸レンズ
の凸側の曲率を中心と周辺で変えたものでガラスモール
ド技術等で作成される。LDペレット１はLDパッケージ６
の中に気密封止されており，光ファイバの端面は，光フ
ァイバ芯線８をフェルール９内に挿入して接着，研磨す
ることによりフェルール９の端面に位置している。フェ
ルール９はネジ11によりホルダ10の貫通穴に機械的に固
定され，双焦点レンズ７はホルダ内に半田，圧入等によ
り無調整で固定される。
の凸側の曲率を中心と周辺で変えたものでガラスモール
ド技術等で作成される。LDペレット１はLDパッケージ６
の中に気密封止されており，光ファイバの端面は，光フ
ァイバ芯線８をフェルール９内に挿入して接着，研磨す
ることによりフェルール９の端面に位置している。フェ
ルール９はネジ11によりホルダ10の貫通穴に機械的に固
定され，双焦点レンズ７はホルダ内に半田，圧入等によ
り無調整で固定される。
光軸調整はLDパッケージ６のツバ6aをホルダ10の端面
に突当てた後xy方向のみについて行い，そしてツバ6aを
ホルダ端面にYAGレーザ・スポット溶接等で固定して組
立が完了する。
に突当てた後xy方向のみについて行い，そしてツバ6aを
ホルダ端面にYAGレーザ・スポット溶接等で固定して組
立が完了する。
なお，波長1.31μｍのLDとコア径10μｍの単一モード
ファイバで実験した結果,10個のサンプルで最低結合損
失が18dBでその幅が3dBと短区間用LDモジュールとして
は充分な特性であることが確認された。また，上述の実
施例では，双焦点レンズを１つ用いた場合について説明
したけれども双焦点レンズを少なくとも１つ備えるレン
ズ群を用いてもよい。
ファイバで実験した結果,10個のサンプルで最低結合損
失が18dBでその幅が3dBと短区間用LDモジュールとして
は充分な特性であることが確認された。また，上述の実
施例では，双焦点レンズを１つ用いた場合について説明
したけれども双焦点レンズを少なくとも１つ備えるレン
ズ群を用いてもよい。
以上説明したように本発明のLDモジュールでは,LDと
光ファイバとの結合手段として光軸上に複数のまたは連
続に焦点を有する高収差のレンズを用い、光ファイバの
端面を平坦としてしかも光ファイバの端面を焦点で規定
された区間内に位置させるようにしたから、LDペレット
の光軸方向の調整を無調整化しても，低出力だが製造ば
らつきの少ないLDモジュールが実現できるという効果が
ある。また，光軸調整が簡略化されると共に，構成部品
が簡素化されるため，従来に比べて格段の低コスト化が
できる。従って本発明を低出力で低価格の要求の厳しい
支線，加入者系の短区間用LDモジュールに適用すれば，
その低価格化が実現され,LDモジュールひいては光通信
装置の大量需要が生まれるという効果がある。
光ファイバとの結合手段として光軸上に複数のまたは連
続に焦点を有する高収差のレンズを用い、光ファイバの
端面を平坦としてしかも光ファイバの端面を焦点で規定
された区間内に位置させるようにしたから、LDペレット
の光軸方向の調整を無調整化しても，低出力だが製造ば
らつきの少ないLDモジュールが実現できるという効果が
ある。また，光軸調整が簡略化されると共に，構成部品
が簡素化されるため，従来に比べて格段の低コスト化が
できる。従って本発明を低出力で低価格の要求の厳しい
支線，加入者系の短区間用LDモジュールに適用すれば，
その低価格化が実現され,LDモジュールひいては光通信
装置の大量需要が生まれるという効果がある。
第１図は本発明の原理を説明するための第１の構成図，
第２図は本発明の原理を説明するための第２の構成図，
第３図はLDペレットとレンズとの間隔ｚに対する結合損
失Ｌの関係を示す図，第４図は本発明の一実施例の縦断
面図，第５図は従来例の構成図である。 １……LDペレット,2……球レンズ,3……光ファイバ,4…
…多焦点高収差レンズ,5……単一焦点低収差レンズ,6…
…LDパッケージ,7……双焦点レンズ,8……光ファイバ芯
線,9……フェルール,10……ホルダ,11……ネジ。
第２図は本発明の原理を説明するための第２の構成図，
第３図はLDペレットとレンズとの間隔ｚに対する結合損
失Ｌの関係を示す図，第４図は本発明の一実施例の縦断
面図，第５図は従来例の構成図である。 １……LDペレット,2……球レンズ,3……光ファイバ,4…
…多焦点高収差レンズ,5……単一焦点低収差レンズ,6…
…LDパッケージ,7……双焦点レンズ,8……光ファイバ芯
線,9……フェルール,10……ホルダ,11……ネジ。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザを備え、該半導体レーザが結
合手段によって光ファイバに結合される半導体レーザモ
ジュールにおいて、前記結合手段は光軸上に複数の焦点
又は連続して焦点を形成する高収差のレンズを備えてお
り、前記光ファイバの端面は平坦でありしかも前記焦点
で規定された区間内に位置することを特徴とする半導体
レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63253855A JP2508219B2 (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | 半導体レ―ザモジュ―ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63253855A JP2508219B2 (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | 半導体レ―ザモジュ―ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101405A JPH02101405A (ja) | 1990-04-13 |
| JP2508219B2 true JP2508219B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17257073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63253855A Expired - Lifetime JP2508219B2 (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | 半導体レ―ザモジュ―ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508219B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0486711A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Nec Corp | 半導体レーザモジユール |
| JP2839807B2 (ja) * | 1992-10-02 | 1998-12-16 | アルプス電気株式会社 | 光結合装置の組立て方法 |
| US6956992B2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-10-18 | Agilent Technologies, Inc. | Optical fiber coupler having a relaxed alignment tolerance |
| JP4022498B2 (ja) | 2003-04-18 | 2007-12-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 光リンク・モジュール、光接続方法、該光リンク・モジュールを含む情報処理装置、信号転送方法、プリズム、およびその製造方法 |
| JP2009258154A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信モジュールとその製造方法 |
| JP5040842B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2012-10-03 | 富士通株式会社 | 波長選択スイッチ |
| WO2017068683A1 (ja) | 2015-10-22 | 2017-04-27 | ナルックス株式会社 | 光学素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225711A (ja) * | 1985-07-27 | 1987-02-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 集光装置 |
-
1988
- 1988-10-11 JP JP63253855A patent/JP2508219B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02101405A (ja) | 1990-04-13 |
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