JP2780574B2 - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
- Publication number
- JP2780574B2 JP2780574B2 JP19798092A JP19798092A JP2780574B2 JP 2780574 B2 JP2780574 B2 JP 2780574B2 JP 19798092 A JP19798092 A JP 19798092A JP 19798092 A JP19798092 A JP 19798092A JP 2780574 B2 JP2780574 B2 JP 2780574B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- light
- optical fiber
- lens
- wedge
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザモジュール
に関し、特に光通信および光情報処理に供する光ファイ
バアンプの光源として使用する半導体レーザモジュール
に関する。
に関し、特に光通信および光情報処理に供する光ファイ
バアンプの光源として使用する半導体レーザモジュール
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体レーザモジュールは、図２
に示すように、半導体レーザ素子２１と、半導体レーザ
素子２１の出射光を集光するレンズ２２により集光され
た光を受ける光ファイバ２３とを含んで構成されてい
る。
に示すように、半導体レーザ素子２１と、半導体レーザ
素子２１の出射光を集光するレンズ２２により集光され
た光を受ける光ファイバ２３とを含んで構成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光通信分野で実用に供
されつつある光ファイバアンプ（電子情報通信学会誌、
平成３年３月号、ｐ．２２１）では、光増幅媒体である
稀土類ドープファイバに、信号光である１．５５μｍ光
と稀土類イオンを励起するための励起光としての１．４
８μｍあるいは０．９８μｍ光とを同時に効率良く導入
する必要がある。
されつつある光ファイバアンプ（電子情報通信学会誌、
平成３年３月号、ｐ．２２１）では、光増幅媒体である
稀土類ドープファイバに、信号光である１．５５μｍ光
と稀土類イオンを励起するための励起光としての１．４
８μｍあるいは０．９８μｍ光とを同時に効率良く導入
する必要がある。
【０００４】励起光の波長は光ファイバアンプの用途に
より使い分けられるが、０．９８μｍ光を励起光とする
光ファイバアンプは特に雑音が小さい場合に有用とされ
ている。
より使い分けられるが、０．９８μｍ光を励起光とする
光ファイバアンプは特に雑音が小さい場合に有用とされ
ている。
【０００５】半導体レーザ素子の発光点断面形状は、そ
の素子構造にも依存するが、活性層への電流注入部に沿
って光の同波が制限される利得導波型素子（米津宏雄
著、光通信素子光学、光学図書、ｐ．２１７）では発光
点断面形状は楕円となり、その長軸は活性層面方向に沿
う。
の素子構造にも依存するが、活性層への電流注入部に沿
って光の同波が制限される利得導波型素子（米津宏雄
著、光通信素子光学、光学図書、ｐ．２１７）では発光
点断面形状は楕円となり、その長軸は活性層面方向に沿
う。
【０００６】現在実用に供されている半導体レーザのう
ち、上述した０．９８μｍ帯励起光源に用いられるよう
な発振波長が１μｍ以下の半導体レーザでは、結晶界面
での欠陥が生じ易く、信頼性の観点から利得導波型の構
造を有するものが多い。
ち、上述した０．９８μｍ帯励起光源に用いられるよう
な発振波長が１μｍ以下の半導体レーザでは、結晶界面
での欠陥が生じ易く、信頼性の観点から利得導波型の構
造を有するものが多い。
【０００７】このような半導体レーザからの出射光をレ
ンズによって集光した場合、その像もまた楕円となるた
め、通常使用される円形断面形状のコアを有する光ファ
イバと半導体レーザとを結合させようとすると、その結
合損失は非常に大きくなる。
ンズによって集光した場合、その像もまた楕円となるた
め、通常使用される円形断面形状のコアを有する光ファ
イバと半導体レーザとを結合させようとすると、その結
合損失は非常に大きくなる。
【０００８】すなわち、従来の半導体レーザモジュール
は、利得導波型半導体レーザ素子と光ファイバとを光学
的に効率良く結合させることが困難であり、光ファイバ
アンプの励起光源として波長１μｍ以下の励起光を効率
良く光増幅媒体の稀土類ドープファイバへ導くことが困
難であるという欠点がある。
は、利得導波型半導体レーザ素子と光ファイバとを光学
的に効率良く結合させることが困難であり、光ファイバ
アンプの励起光源として波長１μｍ以下の励起光を効率
良く光増幅媒体の稀土類ドープファイバへ導くことが困
難であるという欠点がある。
【０００９】また、従来の半導体レーザモジュールを励
起光源として使用する場合、図３に示すように、励起光
源である半導体レーザモジュール２と、光増幅媒体の稀
土類ドープファイバ４との間に、１．５５μｍ信号光と
励起光とを結合するための波長合成カプラ３を必要と
し、実装およびコストの点で不利であるという欠点があ
る。
起光源として使用する場合、図３に示すように、励起光
源である半導体レーザモジュール２と、光増幅媒体の稀
土類ドープファイバ４との間に、１．５５μｍ信号光と
励起光とを結合するための波長合成カプラ３を必要と
し、実装およびコストの点で不利であるという欠点があ
る。
【００１０】本発明の目的は上述した欠点を解決し、光
ファイバアンプの励起光源として波長１μｍ以下の励起
光を効率良く光増幅媒体とする稀土類ドープファイバへ
導くことができ、かつ信号光と励起光とを合成するため
の波長合成カプラを必要としない半導体レーザモジュー
ルを提供することにある。
ファイバアンプの励起光源として波長１μｍ以下の励起
光を効率良く光増幅媒体とする稀土類ドープファイバへ
導くことができ、かつ信号光と励起光とを合成するため
の波長合成カプラを必要としない半導体レーザモジュー
ルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、光増幅媒体とする光ファイバに信号光と励
起光を導入して運用する光ファイバアンプの光源とする
半導体レーザモジュールであって、前記励起光を出射す
る半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の出射光
を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズで集光し
た結像ビームの楕円形状をほぼ円形に整形して透過出光
するとともに前記信号光を反射して前記透過出光する光
と光学的に結合するように重畳させる波長合成膜を配設
した楔状ガラスブロックと、前記楔状ガラスブロックを
透過出光する前記励起光を受光する第２のレンズおよび
前記光増幅媒体としての第１の光ファイバと、前記信号
光を前記楔状ガラスブロックの波長合成膜に出光してそ
の反射光を前記波長合成膜を透過出光する前記励起光に
光学的に結合するように重畳させる第３のレンズおよび
第２の光ファイバとを備えた構成を有する。
ジュールは、光増幅媒体とする光ファイバに信号光と励
起光を導入して運用する光ファイバアンプの光源とする
半導体レーザモジュールであって、前記励起光を出射す
る半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の出射光
を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズで集光し
た結像ビームの楕円形状をほぼ円形に整形して透過出光
するとともに前記信号光を反射して前記透過出光する光
と光学的に結合するように重畳させる波長合成膜を配設
した楔状ガラスブロックと、前記楔状ガラスブロックを
透過出光する前記励起光を受光する第２のレンズおよび
前記光増幅媒体としての第１の光ファイバと、前記信号
光を前記楔状ガラスブロックの波長合成膜に出光してそ
の反射光を前記波長合成膜を透過出光する前記励起光に
光学的に結合するように重畳させる第３のレンズおよび
第２の光ファイバとを備えた構成を有する。
【００１２】また本発明の半導体レーザモジュールは、
前記半導体レーザ素子が利得導波型素子であり、発光点
断面形状が楕円となることを、前記楔状ガラスブロック
と前記半導体レーザ素子との相対的配置にもとづいてほ
ぼ円形に整形するものとした構成を有する。
前記半導体レーザ素子が利得導波型素子であり、発光点
断面形状が楕円となることを、前記楔状ガラスブロック
と前記半導体レーザ素子との相対的配置にもとづいてほ
ぼ円形に整形するものとした構成を有する。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例の半導体レーザモジュー
ルの構成図である。
る。図１は、本発明の一実施例の半導体レーザモジュー
ルの構成図である。
【００１４】図１において、半導体レーザ素子１１は発
振波長が０．９８μｍの励起光を発生する利得導波型レ
ーザであり、第１の光ファイバ７は単一モードファイバ
の光増幅媒体である。
振波長が０．９８μｍの励起光を発生する利得導波型レ
ーザであり、第１の光ファイバ７は単一モードファイバ
の光増幅媒体である。
【００１５】半導体レーザ素子１１と第１の光ファイバ
１７とは、第１のレンズ１２および第２のレンズ１５を
介して光学的に結合し、さらに第１のレンズ１２と第２
のレンズ１５との間には楔状ガラスブロック１３が配置
されている。
１７とは、第１のレンズ１２および第２のレンズ１５を
介して光学的に結合し、さらに第１のレンズ１２と第２
のレンズ１５との間には楔状ガラスブロック１３が配置
されている。
【００１６】この楔状ガラスブロック１３は、図１のｙ
軸に沿う方向のビーム径を拡大する効果がある。従っ
て、発光点楕円の長軸がｘ軸に沿うように半導体レーザ
素子１１を配置すれば、楔状ガラスブロック１３を透過
したビームはその断面がほぼ円形に整形されて、第１の
光ファイバ１７に効率良く結合する。
軸に沿う方向のビーム径を拡大する効果がある。従っ
て、発光点楕円の長軸がｘ軸に沿うように半導体レーザ
素子１１を配置すれば、楔状ガラスブロック１３を透過
したビームはその断面がほぼ円形に整形されて、第１の
光ファイバ１７に効率良く結合する。
【００１７】楔状ガラスブロック１３の第２レンズ１５
と対向する面には誘電体多層膜による波長合成膜１４が
形成されており、０．９８μｍの励起光を透過し１．５
５μｍの信号光を反射する。
と対向する面には誘電体多層膜による波長合成膜１４が
形成されており、０．９８μｍの励起光を透過し１．５
５μｍの信号光を反射する。
【００１８】第２の光ファイバ１８も単一モードファイ
バであり、第２の光ファイバ１８から入射した１．５５
μｍの信号光が楔状ガラスブロック１３の波長合成膜１
４で反射し第１の光ファイバ１７と結合するように配置
されている。
バであり、第２の光ファイバ１８から入射した１．５５
μｍの信号光が楔状ガラスブロック１３の波長合成膜１
４で反射し第１の光ファイバ１７と結合するように配置
されている。
【００１９】第２の光ファイバ１８と楔状ガラスブロッ
ク１３との間には第３のレンズ１６が配置されており第
２のレンズ１５と共に第２の光ファイバ１８と第１の光
ファイバ１７とを光学的に結合させている。すなわち、
第１の光ファイバ１７へ半導体レーザ素子１１の出射光
と第２の光ファイバ１８からの入射光が同時に効率よく
出力されることになる。
ク１３との間には第３のレンズ１６が配置されており第
２のレンズ１５と共に第２の光ファイバ１８と第１の光
ファイバ１７とを光学的に結合させている。すなわち、
第１の光ファイバ１７へ半導体レーザ素子１１の出射光
と第２の光ファイバ１８からの入射光が同時に効率よく
出力されることになる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体レ
ーザ素子の収束光を波長合成膜を出光側に有する楔状ガ
ラスブロックに通し、半導体レーザ素子から出射される
楕円状ビームを円形ビームに整形して効率よく光ファイ
バへ導くと同時に、楔状ガラスブロックの波長合成膜の
透過と反射で励起光と信号光の２つの異なる波長の光を
合成して出射させることにより、半導体レーザモジュー
ルを励起光源として光ファイバアンプを構成した場合、
従来必要であった波長合成カプラが不要となり、半導体
レーザ素子からの励起光出力が効率良く光増幅媒体の稀
土類ドープファイバへ導くことができ、光ファイバアン
プの構成が単純化され、実装が容易かつ小型となるとい
う効果を有する。
ーザ素子の収束光を波長合成膜を出光側に有する楔状ガ
ラスブロックに通し、半導体レーザ素子から出射される
楕円状ビームを円形ビームに整形して効率よく光ファイ
バへ導くと同時に、楔状ガラスブロックの波長合成膜の
透過と反射で励起光と信号光の２つの異なる波長の光を
合成して出射させることにより、半導体レーザモジュー
ルを励起光源として光ファイバアンプを構成した場合、
従来必要であった波長合成カプラが不要となり、半導体
レーザ素子からの励起光出力が効率良く光増幅媒体の稀
土類ドープファイバへ導くことができ、光ファイバアン
プの構成が単純化され、実装が容易かつ小型となるとい
う効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の半導体レーザモジュールの
構成図である。
構成図である。
【図２】従来の半導体レーザモジュールの構成図であ
る。
る。
【図３】従来の光ファイバアンプの構成図である。
１，２ 半導体レーザモジュール ３ 波長合成ガプラ ４ 稀土類ドープファイバ １１，２１ 半導体レーザ素子 １２ 第１のレンズ １３ 楔状ガラスブロック １４ 波長合成膜 １５ 第２のレンズ １６ 第３のレンズ １７ 第１の光ファイバ １８ 第２の光ファイバ ２１ 半導体レーザ素子 ２２ レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 光増幅媒体とする光ファイバに信号光と
励起光を導入して運用する光ファイバアンプの光源とす
る半導体レーザモジュールであって、前記励起光を出射
する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の出射
光を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズで集光
した結像ビームの楕円形状をほぼ円形に整形して透過出
光するとともに前記信号光を反射して前記透過出光する
光と光学的に結合するように重畳させる波長合成膜を配
設した楔状ガラスブロックと、前記楔状ガラスブロック
を透過出光する前記励起光を受光する第２のレンズおよ
び前記光増幅媒体としての第１の光ファイバと、前記信
号光を前記楔状ガラスブロックの波長合成膜に出光して
その反射光を前記波長合成膜を透過出光する前記励起光
に光学的に結合するように重畳させる第３のレンズおよ
び第２の光ファイバとを備えることを特徴とする半導体
レーザモジュール。 - 【請求項２】 前記半導体レーザ素子が利得導波型素子
であり、発光点断面形状が楕円となることを、前記楔状
ガラスブロックと前記半導体レーザ素子との相対的配置
にもとづいてほぼ円形に整形することを特徴とする請求
項１記載の半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19798092A JP2780574B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19798092A JP2780574B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643342A JPH0643342A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2780574B2 true JP2780574B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16383517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19798092A Expired - Lifetime JP2780574B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780574B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107045197B (zh) * | 2016-02-05 | 2021-09-17 | 苏州旭创科技有限公司 | 光路控制系统及光模块 |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19798092A patent/JP2780574B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643342A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980414 |