JP2816299B2 - 光ファイバレーザ発信器からなる装置 - Google Patents
光ファイバレーザ発信器からなる装置Info
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバレーザ発信器
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバレーザ発信器（すなわち、パ
ッケージから延びる光ファイバ（一般的にシングルモー
ドファイバ）に光学的に結合された半導体レーザを含む
パッケージ）は、すべてではないがほとんどの光ファイ
バ通信システムに見出される。この発信器は、ほぼ確実
に、ファイバ・トゥ・ザ・ホーム通信システムの一部と
もなるであろう。光ファイバレーザ発信器の現在および
将来の広範な使用に鑑みれば、経済的かつ信頼性高く製
造可能であり、単純で、熱的および機械的に安定なシン
グルモードファイバ発信器パッケージを実現するパッケ
ージ設計を利用可能にすることが重要である。本願はこ
のような設計を開示するものである。
ッケージから延びる光ファイバ（一般的にシングルモー
ドファイバ）に光学的に結合された半導体レーザを含む
パッケージ）は、すべてではないがほとんどの光ファイ
バ通信システムに見出される。この発信器は、ほぼ確実
に、ファイバ・トゥ・ザ・ホーム通信システムの一部と
もなるであろう。光ファイバレーザ発信器の現在および
将来の広範な使用に鑑みれば、経済的かつ信頼性高く製
造可能であり、単純で、熱的および機械的に安定なシン
グルモードファイバ発信器パッケージを実現するパッケ
ージ設計を利用可能にすることが重要である。本願はこ
のような設計を開示するものである。
【０００３】従来技術によれば、多くの異なる発信器設
計が知られているが、多くのものは、パッケージのマウ
ント部分に素子（一般に光ファイバ）をはんだ付けする
ための熱源として集積抵抗を利用する。しかし、従来の
設計は一般に上記の設計目標を達成していない。例え
ば、従来の設計は一般に、しばしばさまざまな材料を含
む複数の多数の部分からなる。このような設計は一般に
比較的組立てが困難であり、厳密な公差の維持を必要と
し、熱膨張係数の差による熱ドリフトを受けやすい。当
業者であれば、シングルモードファイバ末端（一般にレ
ンズ化される）が最大結合の位置から何分の１ミクロン
かでも変位することによって結合効率が大きく損失する
ことがあることがわかるであろう。
計が知られているが、多くのものは、パッケージのマウ
ント部分に素子（一般に光ファイバ）をはんだ付けする
ための熱源として集積抵抗を利用する。しかし、従来の
設計は一般に上記の設計目標を達成していない。例え
ば、従来の設計は一般に、しばしばさまざまな材料を含
む複数の多数の部分からなる。このような設計は一般に
比較的組立てが困難であり、厳密な公差の維持を必要と
し、熱膨張係数の差による熱ドリフトを受けやすい。当
業者であれば、シングルモードファイバ末端（一般にレ
ンズ化される）が最大結合の位置から何分の１ミクロン
かでも変位することによって結合効率が大きく損失する
ことがあることがわかるであろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の設計の例は、米
国特許第４，７０２，５４７号、第４，７９８，４３９
号、第４，８０７，９５６号、および第４，８４４，５
８１号、フランス国特許公報第２，５８２，４１３号
（公告日：１９８６年１１月２８日）、日本国公開特許
公報昭６３−２８５５０５号、ならびにＤ．Ｈ．ハート
マン他「プロシーディングズ・オヴ・ＳＰＩＥ」第７０
３巻第４２ページ（１９８６年）にある。例えば、米国
特許第４，８０７，９５６号には、レーザ（５）がベー
ス（１５）上にマウントされ、そのベースが基板（１
３）上にマウントされたものが記載されている。ファイ
バは基板（１３）上の「サンドイッチ」（１４）に付着
され、このサンドイッチは、絶縁層（２３）、抵抗（２
４）、もう１つの絶縁層（２５）、および金属層（２
６）からなる。もう１つの例として、米国特許第４，８
４４，５８１号には、セラミック基板（１）上のヘッダ
（３４）上にマウントされたレーザ（３３）が記載さ
れ、ファイバ（３６Ａ）は、基板１上に配置された多層
構造（この特許の図２を参照）にはんだによって付着さ
れる。この多層構造は、スクリーンプリント厚膜からな
る。その結果、この構造の厚さは一般に制御するのが困
難である。
国特許第４，７０２，５４７号、第４，７９８，４３９
号、第４，８０７，９５６号、および第４，８４４，５
８１号、フランス国特許公報第２，５８２，４１３号
（公告日：１９８６年１１月２８日）、日本国公開特許
公報昭６３−２８５５０５号、ならびにＤ．Ｈ．ハート
マン他「プロシーディングズ・オヴ・ＳＰＩＥ」第７０
３巻第４２ページ（１９８６年）にある。例えば、米国
特許第４，８０７，９５６号には、レーザ（５）がベー
ス（１５）上にマウントされ、そのベースが基板（１
３）上にマウントされたものが記載されている。ファイ
バは基板（１３）上の「サンドイッチ」（１４）に付着
され、このサンドイッチは、絶縁層（２３）、抵抗（２
４）、もう１つの絶縁層（２５）、および金属層（２
６）からなる。もう１つの例として、米国特許第４，８
４４，５８１号には、セラミック基板（１）上のヘッダ
（３４）上にマウントされたレーザ（３３）が記載さ
れ、ファイバ（３６Ａ）は、基板１上に配置された多層
構造（この特許の図２を参照）にはんだによって付着さ
れる。この多層構造は、スクリーンプリント厚膜からな
る。その結果、この構造の厚さは一般に制御するのが困
難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、特許請求の範
囲に定義されるとおりである。一般的に、本発明は、特
定の有効な設計の光ファイバレーザ発信器からなる物品
である。
囲に定義されるとおりである。一般的に、本発明は、特
定の有効な設計の光ファイバレーザ発信器からなる物品
である。
【０００６】特に、発信器は、一元基板（好ましい実施
例では一元Ｓｉ）からなる。しかし、他の基板（合成ダ
イヤモンド）や、ダイヤモンド薄膜で被覆された物体も
考えられる。（従って、ここで物体とは、全体が同一の
材料からなる場合のみならず、複数の材料からなる場合
でも、機械的に単一の物体であれば「一元」である。）
この一元基板は、高い熱伝導率（例えば、１ワット／ｃ
ｍ・Ｋ以上）を有する材料からなるのが好ましい。半導
体レーザが、この基板と良好に熱接触するように、一般
にはんだによって、この基板の表面に付着される。レー
ザが所定の波長で電磁放射を放出するようなレーザを通
る電流を実現する接触手段が備えられる。さらに発信器
は、ある長さの光ファイバ（一般にシングルモードファ
イバ）を有する。ファイバの一端はボンディング手段に
よって基板に付着される。さらに発信器は、このボンデ
ィング手段の少なくとも一部を融解するのに適した抵抗
性加熱手段を有する。
例では一元Ｓｉ）からなる。しかし、他の基板（合成ダ
イヤモンド）や、ダイヤモンド薄膜で被覆された物体も
考えられる。（従って、ここで物体とは、全体が同一の
材料からなる場合のみならず、複数の材料からなる場合
でも、機械的に単一の物体であれば「一元」である。）
この一元基板は、高い熱伝導率（例えば、１ワット／ｃ
ｍ・Ｋ以上）を有する材料からなるのが好ましい。半導
体レーザが、この基板と良好に熱接触するように、一般
にはんだによって、この基板の表面に付着される。レー
ザが所定の波長で電磁放射を放出するようなレーザを通
る電流を実現する接触手段が備えられる。さらに発信器
は、ある長さの光ファイバ（一般にシングルモードファ
イバ）を有する。ファイバの一端はボンディング手段に
よって基板に付着される。さらに発信器は、このボンデ
ィング手段の少なくとも一部を融解するのに適した抵抗
性加熱手段を有する。
【０００７】重要なことは、基板の少なくとも一部が
（比較的厚い）第１の誘電体（例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ
x）層によって被覆され、レーザが、第１誘電体層によ
って被覆されない基板の部分に付着されることである。
加熱手段は、第１誘電体層上に位置するパターン形成さ
れた第１の金属（例えばＣｒ，Ｍｏ，Ｔａ）層からな
る。ヒータ接点が設けられ、第１金属層を通じて加熱電
流が流れることを容易にする。
（比較的厚い）第１の誘電体（例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ
x）層によって被覆され、レーザが、第１誘電体層によ
って被覆されない基板の部分に付着されることである。
加熱手段は、第１誘電体層上に位置するパターン形成さ
れた第１の金属（例えばＣｒ，Ｍｏ，Ｔａ）層からな
る。ヒータ接点が設けられ、第１金属層を通じて加熱電
流が流れることを容易にする。
【０００８】ボンディング手段は、第１金属層上に位置
するボンディング層からなり、第１誘電体層の厚さは、
加熱手段がボンディング層の少なくとも一部を融解して
いるときに少なくとも５０℃の温度差が第１金属層と基
板の間に存在するように選択される。
するボンディング層からなり、第１誘電体層の厚さは、
加熱手段がボンディング層の少なくとも一部を融解して
いるときに少なくとも５０℃の温度差が第１金属層と基
板の間に存在するように選択される。
【０００９】本発明の実施例では、ボンディング層は、
第１金属層の一部を被覆する電気的に絶縁性のはんだガ
ラス層、または、第１金属層の一部を被覆するパターン
形成された第２の誘電体（例えば、ＳｉＯ2，Ｓｉ
3Ｎx）層を覆う電気伝導性のはんだガラス層からなる。
もう１つの実施例では、ボンディング層は、上記の第２
誘電体層、この第２誘電体層上に位置するパターン形成
されたはんだからなる第２の金属層、および、金属化層
からなる。
第１金属層の一部を被覆する電気的に絶縁性のはんだガ
ラス層、または、第１金属層の一部を被覆するパターン
形成された第２の誘電体（例えば、ＳｉＯ2，Ｓｉ
3Ｎx）層を覆う電気伝導性のはんだガラス層からなる。
もう１つの実施例では、ボンディング層は、上記の第２
誘電体層、この第２誘電体層上に位置するパターン形成
されたはんだからなる第２の金属層、および、金属化層
からなる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の現在の好ましい実施例の重
要部分の図である。図示したサブアセンブリ（１０）
は、例えば米国特許第４，８４４，５８１号にほぼ記載
されるように、通常のハウジング内に通常の方法でマウ
ントすることができる。基板１１は、Ｓｉ（寸法は例え
ば２．５×２．５×０．４５ｍｍ）であるのが好まし
い。表面１１１は、比較的厚い（例えば２０μｍ）Ｓｉ
Ｏ2層１２によって部分的に被覆される。ＳｉＯ2層１２
内のウィンドウには、アクティブな側を上にして、従来
のレーザ１３がマウントされる。表面１１１の露出部分
は、（例えば通常のＡｕＳｎはんだによる）はんだボン
ディングを改善するために金属化される（例えば通常の
ＴｉＰｔＡｕ金属化による。当業者であれば、「ＴｉＰ
ｔＡｕ」は３層スタックを意味することは周知であ
る）。（多層）金属化層およびはんだ層をそれぞれ１４
および１５で表す。当業者には認識されるように、誘電
体層を介在させずに直接レーザをＳｉ基板にボンディン
グすることはとりわけレーザから基板への熱伝導を容易
にする。金属化層１４は、ＳｉＯ2層１２上に広がり、
レーザとの電気的接触を容易にする。
要部分の図である。図示したサブアセンブリ（１０）
は、例えば米国特許第４，８４４，５８１号にほぼ記載
されるように、通常のハウジング内に通常の方法でマウ
ントすることができる。基板１１は、Ｓｉ（寸法は例え
ば２．５×２．５×０．４５ｍｍ）であるのが好まし
い。表面１１１は、比較的厚い（例えば２０μｍ）Ｓｉ
Ｏ2層１２によって部分的に被覆される。ＳｉＯ2層１２
内のウィンドウには、アクティブな側を上にして、従来
のレーザ１３がマウントされる。表面１１１の露出部分
は、（例えば通常のＡｕＳｎはんだによる）はんだボン
ディングを改善するために金属化される（例えば通常の
ＴｉＰｔＡｕ金属化による。当業者であれば、「ＴｉＰ
ｔＡｕ」は３層スタックを意味することは周知であ
る）。（多層）金属化層およびはんだ層をそれぞれ１４
および１５で表す。当業者には認識されるように、誘電
体層を介在させずに直接レーザをＳｉ基板にボンディン
グすることはとりわけレーザから基板への熱伝導を容易
にする。金属化層１４は、ＳｉＯ2層１２上に広がり、
レーザとの電気的接触を容易にする。
【００１１】シングルモード光ファイバ１６の終端は、
結合効率を増大させるためにレンズ化（１６１）され、
ファイバの一部は、基板へのファイバのはんだボンディ
ングを容易にするために金属化される。金属化層（１６
２）は例えば従来のＮｉＡｕである。番号１７は多層ス
タックを示し、番号１８は従来の送り・歪み除去手段を
示す。これらは例えば米国特許第４，８４４，５８１号
に記載されているので、ここで詳細に説明する必要はな
い。
結合効率を増大させるためにレンズ化（１６１）され、
ファイバの一部は、基板へのファイバのはんだボンディ
ングを容易にするために金属化される。金属化層（１６
２）は例えば従来のＮｉＡｕである。番号１７は多層ス
タックを示し、番号１８は従来の送り・歪み除去手段を
示す。これらは例えば米国特許第４，８４４，５８１号
に記載されているので、ここで詳細に説明する必要はな
い。
【００１２】多層スタック１７は、適当なパターン形成
された金属層１７１からなり、帯状ヒータを形成する。
すなわち、この金属は一般に比較的低い伝導度および比
較的高い融点を有し、その厚さは、適当な大きさの電流
によって帯状ヒータ内に必要なオーミック熱が生成され
るように選択される。現在好ましいのは厚さ０．３μｍ
のＣｒ層である。帯状ヒータ上にはボンディング層が存
在する。好ましい実施例では、ボンディング層は、比較
的薄い（例えば０．５μｍ）誘電体層１７２（好ましく
はＳｉＯ2）からなる多層スタックであり、これはヒー
タの短絡を防ぐ。この誘電体層は、層１７１の端子部分
が露出されて接近可能となり、加熱電流が帯状ヒータを
通じて流れるように、パターン形成される。オプション
の金属化層１７３（例えば従来のＴｉＰｔＡｕ）は、基
板への光ファイバのはんだボンディングを容易にするた
めに設けられる。現在好ましい実施例でははんだ層１７
４は従来のＡｕＳｎはんだである。電気伝導性ガラスは
んだも使用可能である。第２の、現在は好ましくない実
施例では、ボンディング層は電気的絶縁性ガラスはんだ
の層からなる。
された金属層１７１からなり、帯状ヒータを形成する。
すなわち、この金属は一般に比較的低い伝導度および比
較的高い融点を有し、その厚さは、適当な大きさの電流
によって帯状ヒータ内に必要なオーミック熱が生成され
るように選択される。現在好ましいのは厚さ０．３μｍ
のＣｒ層である。帯状ヒータ上にはボンディング層が存
在する。好ましい実施例では、ボンディング層は、比較
的薄い（例えば０．５μｍ）誘電体層１７２（好ましく
はＳｉＯ2）からなる多層スタックであり、これはヒー
タの短絡を防ぐ。この誘電体層は、層１７１の端子部分
が露出されて接近可能となり、加熱電流が帯状ヒータを
通じて流れるように、パターン形成される。オプション
の金属化層１７３（例えば従来のＴｉＰｔＡｕ）は、基
板への光ファイバのはんだボンディングを容易にするた
めに設けられる。現在好ましい実施例でははんだ層１７
４は従来のＡｕＳｎはんだである。電気伝導性ガラスは
んだも使用可能である。第２の、現在は好ましくない実
施例では、ボンディング層は電気的絶縁性ガラスはんだ
の層からなる。
【００１３】ＳｉＯ2層１２は大きい熱インピーダンス
を示すため、帯状ヒータからの熱をほぼ局在化させるの
に有用である。層１２をはさんでの温度差は、式ΔＴ＝
（ｊ2ｔ1ｔ2ρ）／κによって評価することができる。
ただし、ｊは帯状ヒータ内の電流密度、ｔ1およびｔ2は
それぞれＳｉＯ2層厚および帯状ヒータ厚、ローは帯状
ヒータの抵抗率、κはＳｉＯ2の熱伝導率である。例え
ば、厚さ０．３μｍ、幅０．４ｍｍのＣｒ帯状ヒータ
が、２０μｍのＳｉＯ2上にあり、ヒータ電流が１アン
ペアの場合、はんだ１７４の温度を約３２０℃まで上げ
ることができる。Ｓｉ基板の温度はこの条件下で約１４
０℃である。
を示すため、帯状ヒータからの熱をほぼ局在化させるの
に有用である。層１２をはさんでの温度差は、式ΔＴ＝
（ｊ2ｔ1ｔ2ρ）／κによって評価することができる。
ただし、ｊは帯状ヒータ内の電流密度、ｔ1およびｔ2は
それぞれＳｉＯ2層厚および帯状ヒータ厚、ローは帯状
ヒータの抵抗率、κはＳｉＯ2の熱伝導率である。例え
ば、厚さ０．３μｍ、幅０．４ｍｍのＣｒ帯状ヒータ
が、２０μｍのＳｉＯ2上にあり、ヒータ電流が１アン
ペアの場合、はんだ１７４の温度を約３２０℃まで上げ
ることができる。Ｓｉ基板の温度はこの条件下で約１４
０℃である。
【００１４】本発明による好ましい物品を形成する好ま
しい方法は、上記の基板を用意し、それにレーザをボン
ディングし、ＳｉＯ2層１２上にパターン形成された層
１７１〜１７４を設けるステップからなる。はんだ１７
４が融解するように帯状ヒータに電圧が加えられ、放射
を放出するようにレーザに電圧が加えられる。ファイバ
に結合されるパワーを測定するために従来のパワー計を
利用して、ファイバをレーザに整合させるために従来の
３軸ピエゾ駆動マニピュレータ台を使用することができ
る。最大パワーが達成されるとき、帯状ヒータへの電源
が停止され、整合が固定される。ある場合には、最大結
合を達成するためにはんだの再融解が必要である。これ
は本発明の設計において容易に実現可能である。ファイ
バボンドは、６３：３７ＰｂＳｎおよび８０：２０Ａｕ
Ｓｎから形成される。他のはんだ（はんだガラスを含
む）もまた使用可能である。ファイバとはんだ間の一般
に不可避な熱ストレスのため、ボンディング後のファイ
バの適当なストレス除去に一般に注意を払うべきであ
る。
しい方法は、上記の基板を用意し、それにレーザをボン
ディングし、ＳｉＯ2層１２上にパターン形成された層
１７１〜１７４を設けるステップからなる。はんだ１７
４が融解するように帯状ヒータに電圧が加えられ、放射
を放出するようにレーザに電圧が加えられる。ファイバ
に結合されるパワーを測定するために従来のパワー計を
利用して、ファイバをレーザに整合させるために従来の
３軸ピエゾ駆動マニピュレータ台を使用することができ
る。最大パワーが達成されるとき、帯状ヒータへの電源
が停止され、整合が固定される。ある場合には、最大結
合を達成するためにはんだの再融解が必要である。これ
は本発明の設計において容易に実現可能である。ファイ
バボンドは、６３：３７ＰｂＳｎおよび８０：２０Ａｕ
Ｓｎから形成される。他のはんだ（はんだガラスを含
む）もまた使用可能である。ファイバとはんだ間の一般
に不可避な熱ストレスのため、ボンディング後のファイ
バの適当なストレス除去に一般に注意を払うべきであ
る。
【００１５】本発明の実施に使用されるＳｉは標準的な
Ｓｉウェハから容易に切り取ることができる。Ｓｉ表面
上の厚いＳｉＯ2層は、従来のプロセス（例えば、蒸気
中の高圧（２０ａｔｍ）酸化）によって形成可能であ
る。スタック１７のさまざまな金属化層およびその他の
金属層は、従来の手段（例えばスパッタ堆積）によって
堆積可能である。絶縁体層１７２もまた従来の手段によ
って堆積可能である。層のパターン形成は従来の手段
（例えばリソグラフィおよびエッチング）によって可能
である。
Ｓｉウェハから容易に切り取ることができる。Ｓｉ表面
上の厚いＳｉＯ2層は、従来のプロセス（例えば、蒸気
中の高圧（２０ａｔｍ）酸化）によって形成可能であ
る。スタック１７のさまざまな金属化層およびその他の
金属層は、従来の手段（例えばスパッタ堆積）によって
堆積可能である。絶縁体層１７２もまた従来の手段によ
って堆積可能である。層のパターン形成は従来の手段
（例えばリソグラフィおよびエッチング）によって可能
である。
【００１６】図３に、本発明による複数のレーザ発信器
からなる光ファイバ通信システムの例の重要部分を示
す。特に、この図は複数加入者ファイバ・トゥ・ザ・ホ
ーム双方向通信システムの例の加入者部分３０の主な特
徴を示す。機能３１は、光ファイバによって中央局にリ
ンクされた中央局または遠隔端末である。スプリッタ３
２は、中央局または遠隔端末３１からの信号をｎ個の信
号に分割し、ライン３３１〜３３ｉ（ｉ≦ｎ）からのリ
ターン信号を結合するために使用される。各ラインは、
１．３μｍまたは１．５μｍで信号を伝播することがで
きる。スプリッタ３３（一般に加入者構内に位置する）
は、着信信号をその波長によって分離する。検出器３４
および３５はそれぞれ光信号を受信しそれから従来の手
段によって電気信号を形成する。これらの電気信号は適
当な装置（図示せず）へ送られる。レーザ発信器パッケ
ージ３６は適当な装置（図示せず）から電気信号を受信
し、その電気入力に応答して出力光信号を発生する。発
信器パッケージは、本発明によるパッケージであり、上
記の方法で光ファイバに結合されたレーザからなる。レ
ーザモニタ３７は、レーザからの放射を受信し、レーザ
動作を監視するために使用される。
からなる光ファイバ通信システムの例の重要部分を示
す。特に、この図は複数加入者ファイバ・トゥ・ザ・ホ
ーム双方向通信システムの例の加入者部分３０の主な特
徴を示す。機能３１は、光ファイバによって中央局にリ
ンクされた中央局または遠隔端末である。スプリッタ３
２は、中央局または遠隔端末３１からの信号をｎ個の信
号に分割し、ライン３３１〜３３ｉ（ｉ≦ｎ）からのリ
ターン信号を結合するために使用される。各ラインは、
１．３μｍまたは１．５μｍで信号を伝播することがで
きる。スプリッタ３３（一般に加入者構内に位置する）
は、着信信号をその波長によって分離する。検出器３４
および３５はそれぞれ光信号を受信しそれから従来の手
段によって電気信号を形成する。これらの電気信号は適
当な装置（図示せず）へ送られる。レーザ発信器パッケ
ージ３６は適当な装置（図示せず）から電気信号を受信
し、その電気入力に応答して出力光信号を発生する。発
信器パッケージは、本発明によるパッケージであり、上
記の方法で光ファイバに結合されたレーザからなる。レ
ーザモニタ３７は、レーザからの放射を受信し、レーザ
動作を監視するために使用される。
【００１７】
【発明の効果】本発明の設計の利点の１つとして、ファ
イバボンドサイトをレーザに非常に近接（例えば約０．
７ｍｍ）して配置することができる。とりわけこのこと
は一般的に、使用寿命にわたって最終組立体の安定性を
増大させることになる。またもう１つの利点として、温
度が変化した際にファイバ軸とレーザアクティブ領域の
高さ変動に非常に小さい差しかないことがある。このこ
とは、レーザとファイバの間の安定な結合を容易にし、
はんだ付け温度からの冷却中の不整合の可能性を縮小す
る。例えば、従来の高さ８０μｍのＩｎＰレーザおよび
上記の好ましい実施例（層１２、１４、１５、１７１、
１７２、１７３および１７４、ならびに１６２の厚さが
それぞれ２０、１、２５、０．３、０．５、１、２５お
よび１μｍ）において、ファイバが標準的（外径１２５
μｍ）なＳｉＯ2ベースのシングルモードファイバの場
合、はんだ付け温度から室温までの冷却中に約０．０２
μｍのレーザ・ファイバ不整合しか起こらない。
イバボンドサイトをレーザに非常に近接（例えば約０．
７ｍｍ）して配置することができる。とりわけこのこと
は一般的に、使用寿命にわたって最終組立体の安定性を
増大させることになる。またもう１つの利点として、温
度が変化した際にファイバ軸とレーザアクティブ領域の
高さ変動に非常に小さい差しかないことがある。このこ
とは、レーザとファイバの間の安定な結合を容易にし、
はんだ付け温度からの冷却中の不整合の可能性を縮小す
る。例えば、従来の高さ８０μｍのＩｎＰレーザおよび
上記の好ましい実施例（層１２、１４、１５、１７１、
１７２、１７３および１７４、ならびに１６２の厚さが
それぞれ２０、１、２５、０．３、０．５、１、２５お
よび１μｍ）において、ファイバが標準的（外径１２５
μｍ）なＳｉＯ2ベースのシングルモードファイバの場
合、はんだ付け温度から室温までの冷却中に約０．０２
μｍのレーザ・ファイバ不整合しか起こらない。
【図１】本発明による光ファイバレーザ発信器の例の重
要部分の図である。
要部分の図である。
【図２】図１の一部のさらに詳細な図である。
【図３】本発明による物品の例、すなわち、本発明によ
る複数のレーザ発信器からなる光ファイバ通信システム
の図である。
る複数のレーザ発信器からなる光ファイバ通信システム
の図である。
１０ サブアセンブリ １１ 基板 １１１ 表面 １２ ＳｉＯ2層 １３ レーザ １４ 金属化層 １５ はんだ層 １６ シングルモード光ファイバ １６１ レンズ １６２ 金属化層 １７ 多層スタック １７１ 金属層 １７２ 誘電体層 １７３ 金属化層 １７４ はんだ層 １８ 送り・歪み除去手段 ３０ 加入者部分 ３１ 中央局または遠隔端末 ３２ スプリッタ ３３ スプリッタ ３４ 検出器 ３５ 検出器 ３６ レーザ発信器パッケージ ３７ レーザモニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム マイケル マクドナルド アメリカ合衆国 08559 ニュージャー ジー ストックトン、サージーンツヴィ ル ロード 967 (56)参考文献 特開 昭62−70806（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262184（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−45675（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−11109（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 G02B 6/24 - 6/43
Claims (9)
- 【請求項１】 ａ）基板（１１）と、 ｂ）前記基板に付着された半導体レーザ（１３）と、 ｃ）前記レーザが所定の波長の電磁放射を放出するよう
に前記レーザを通じて電流を流すように適合した接点手
段（１４）と、 ｄ）前記レーザから放出される電磁放射が受信されるよ
うに、ボンディング手段（１６２、１７）によって一端
が前記基板に付着されたある長さの光ファイバ（１６）
と、 ｅ）前記ボンディング手段の少なくとも一部を融解する
ように適合した抵抗性加熱手段とからなり、 ｆ）前記基板は一元であり、主表面を有し、その主表面
の少なくとも一部が第１の誘電体層（１２）によって被
覆され、 ｇ）前記レーザは前記第１誘電体層によって被覆されな
い前記主表面の一部に付着され、 ｈ）前記加熱手段は、前記第１誘電体層上に位置するパ
ターン形成された第１の金属層（１７１）からなり、こ
の第１金属層は、それを通じて電流が流れるのを容易に
するヒータ接点手段からなり、 ｉ）ボンディング層（１７２、１７３、１７４）が前記
第１金属層上に位置し、 ｊ）前記第１誘電体層の厚さは、前記加熱手段が前記ボ
ンディング層の少なくとも一部を融解しているときに、
少なくとも５０℃の温度差が前記第１金属層と前記基板
の間に存在するように選択されることを特徴とする、光
ファイバレーザ発信器（１０）からなる装置。 - 【請求項２】 前記一元基板がＳｉであり、前記第１誘
電体層がＳｉＯ2層であることを特徴とする請求項１の
装置。 - 【請求項３】 前記一元基板が合成ダイヤモンドからな
ることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項４】 前記ボンディング層が、前記第１金属層
の一部を被覆するはんだガラス層からなることを特徴と
する請求項１の装置。 - 【請求項５】 前記ボンディング層が前記第１金属層の
一部を被覆するパターン形成された第２の誘電体層から
なり、前記はんだガラス層がこの第２誘電体層を覆うこ
とを特徴とする請求項４の装置。 - 【請求項６】 前記ボンディング層が前記第１金属層の
一部を被覆するパターン形成された第２の誘電体層から
なり、さらに、この誘電体層上に位置しはんだからなる
パターン形成された第２の金属層からなることを特徴と
する請求項１の装置。 - 【請求項７】 前記第２金属層が金属化層をさらに有す
ることを特徴とする請求項６の装置。 - 【請求項８】 前記金属化層がＴｉ、ＰｔおよびＡｕか
らなることを特徴とする請求項７の装置。 - 【請求項９】 前記一元基板がＳｉであり、前記第１お
よび第２誘電体層がＳｉＯ2層であり、前記第２金属層
は前記第２誘電体層を覆うパターン形成された金属化層
からなり、前記第１誘電体層の厚さは、前記温度差が少
なくとも１５０℃となるように選択され、前記光ファイ
バはシリカベースのシングルモード光ファイバであるこ
とを特徴とする請求項６の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US914782 | 1992-07-16 | ||
| US07/914,782 US5307434A (en) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | Article that comprises a laser coupled to an optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214268A JPH06214268A (ja) | 1994-08-05 |
| JP2816299B2 true JP2816299B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=25434758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5197682A Expired - Lifetime JP2816299B2 (ja) | 1992-07-16 | 1993-07-16 | 光ファイバレーザ発信器からなる装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307434A (ja) |
| EP (1) | EP0579439A1 (ja) |
| JP (1) | JP2816299B2 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5568892A (en) * | 1994-06-16 | 1996-10-29 | Lucent Technologies Inc. | Alignment and bonding techniques |
| JP3345518B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2002-11-18 | 株式会社東芝 | 光半導体モジュールの製造方法 |
| GB2296101B (en) * | 1994-12-12 | 1998-04-01 | Northern Telecom Ltd | Optically coupling optical fibres to injection lasers |
| TW253856B (en) * | 1994-12-13 | 1995-08-11 | At & T Corp | Method of solder bonding, and article produced by the method |
| US5537502A (en) * | 1995-02-10 | 1996-07-16 | Opto Power Corporation | Laser package with permanently aligned critical components |
| US5848211A (en) * | 1996-08-28 | 1998-12-08 | Hewlett-Packard Company | Photonics module having its components mounted on a single mounting member |
| US5771323A (en) * | 1996-08-28 | 1998-06-23 | Hewlett-Packard Company | Micro-photonics module |
| US5862283A (en) * | 1996-08-28 | 1999-01-19 | Hewlett-Packard Company | Mounting a planar optical component on a mounting member |
| US5731904A (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-24 | Hewlett-Packard Co. | Fabricating an optical device having at least an optical filter and a mirror |
| US5808293A (en) * | 1996-08-28 | 1998-09-15 | Hewlett-Packard Company | Photo detector with an integrated mirror and a method of making the same |
| US6074103A (en) * | 1996-10-15 | 2000-06-13 | Sdl, Inc. | Aligning an optical fiber with electroluminescent semiconductor diodes and other optical components |
| US5930429A (en) * | 1997-07-01 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Micro-photonics module integrated on a single substrate |
| US6172997B1 (en) | 1998-06-16 | 2001-01-09 | Aculight Corporation | Integrated semiconductor diode laser pumped solid state laser |
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| EP1220390A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-03 | Corning O.T.I. S.p.A. | Low cost optical bench having high thermal conductivity |
| US6679636B1 (en) | 2001-06-29 | 2004-01-20 | Network Elements, Inc. | Method and apparatus for maintaining alignment of a laser diode with an optical fiber |
| EP1306707A1 (en) | 2001-10-22 | 2003-05-02 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Method for alignment of optical components |
| US6758610B2 (en) | 2001-12-10 | 2004-07-06 | Jds Uniphase Corporation | Optical component attachment to optoelectronic packages |
| US6846113B2 (en) * | 2002-05-17 | 2005-01-25 | Archcom Technology, Inc. | Packaging for high power pump laser modules |
| CA2509530C (en) * | 2002-12-10 | 2013-07-23 | Picometrix, Inc. | Precision optical fiber attachment using solder glass preform |
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| JP5102380B2 (ja) | 2011-02-24 | 2012-12-19 | 株式会社フジクラ | ファイバマウント装置、及び、それを用いた光モジュール、及び、光モジュールの製造方法 |
| JP5230829B1 (ja) | 2012-03-09 | 2013-07-10 | 株式会社フジクラ | 水分の除去方法、光ファイバの半田付け方法、及び、半導体レーザモジュールの製造方法 |
| DE102015108494B4 (de) * | 2015-05-29 | 2024-01-18 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Herstellen eines Gehäusedeckels und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements |
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| US4466696A (en) * | 1982-03-29 | 1984-08-21 | Honeywell Inc. | Self-aligned coupling of optical fiber to semiconductor laser or LED |
| JPS6043889A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-08 | Hitachi Ltd | 光ファイバー付レーザーダイオード装置の組立方法 |
| GB8508280D0 (en) * | 1985-03-29 | 1985-05-09 | British Telecomm | Optical component mounting |
| GB2189620B (en) * | 1986-04-23 | 1990-03-28 | Stc Plc | Optical fibre transmission package |
| FR2582413B1 (fr) * | 1985-05-23 | 1988-12-02 | Comp Generale Electricite | Procede de couplage d'une fibre optique a un composant optoelectronique sur une embase |
| US4741796A (en) * | 1985-05-29 | 1988-05-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for positioning and bonding a solid body to a support base |
| FR2584827B1 (fr) * | 1985-07-09 | 1987-09-25 | Comp Generale Electricite | Dispositif de couplage d'une fibre optique a un composant optoelectronique |
| US4702547A (en) * | 1986-07-28 | 1987-10-27 | Tektronix, Inc. | Method for attaching an optical fiber to a substrate to form an optical fiber package |
| FR2605418B1 (fr) * | 1986-10-17 | 1990-04-20 | Thomson Semiconducteurs | Module pour le couplage entre un dispositif semi-conducteur et une fibre optique, et procede d'alignement de ce dispositif semi-conducteur et de cette fibre |
| JPS63285505A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Anritsu Corp | 光ファイバ装置 |
| EP0308603A1 (de) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Dynamisch einmodiger Lasersender |
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-
1992
- 1992-07-16 US US07/914,782 patent/US5307434A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-06 EP EP93305295A patent/EP0579439A1/en not_active Withdrawn
- 1993-07-16 JP JP5197682A patent/JP2816299B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06214268A (ja) | 1994-08-05 |
| US5307434A (en) | 1994-04-26 |
| EP0579439A1 (en) | 1994-01-19 |
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