JP2864587B2 - 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
- JP2864587B2 JP2864587B2 JP31988389A JP31988389A JP2864587B2 JP 2864587 B2 JP2864587 B2 JP 2864587B2 JP 31988389 A JP31988389 A JP 31988389A JP 31988389 A JP31988389 A JP 31988389A JP 2864587 B2 JP2864587 B2 JP 2864587B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mount holder
- semiconductor laser
- stem
- solder
- laser module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバ通信用半導体レーザモジュール
に関し、特に光学部品と半導体レーザ素子の固定構造に
関する。
に関し、特に光学部品と半導体レーザ素子の固定構造に
関する。
従来の半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子
とホトダイオードをマウントしたステムをマウントホル
ダの一方の座グリ部に嵌合し半田で固定し、結合レンズ
を介して他方の座グリ部に設けた光ファイバに結合する
構造を有している（第１図参照）。従来の半導体レーザ
モジュールにおいては、半導体レーザ素子やステムの固
定は半田によって行なうのが一般的である。まず半導体
レーザ素子のヒートシンクへの固定には高融点半田を使
用し、次のヒートシンクのステムへの固定には少し融点
の低い半田を使用し、そして最後のステムのマウントホ
ルダへの容易には更に融点の低い半田を使用している。
とホトダイオードをマウントしたステムをマウントホル
ダの一方の座グリ部に嵌合し半田で固定し、結合レンズ
を介して他方の座グリ部に設けた光ファイバに結合する
構造を有している（第１図参照）。従来の半導体レーザ
モジュールにおいては、半導体レーザ素子やステムの固
定は半田によって行なうのが一般的である。まず半導体
レーザ素子のヒートシンクへの固定には高融点半田を使
用し、次のヒートシンクのステムへの固定には少し融点
の低い半田を使用し、そして最後のステムのマウントホ
ルダへの容易には更に融点の低い半田を使用している。
〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の半田固定技術においては、通常半田に
は融点より十分低い温度でも一定の負荷条件下で半田が
塑性変形を起す、いわゆる半田クリープ現象が存在する
ため、高精度を必要とする光学装置の固定技術として
は、信頼度に欠けるという問題がある。
は融点より十分低い温度でも一定の負荷条件下で半田が
塑性変形を起す、いわゆる半田クリープ現象が存在する
ため、高精度を必要とする光学装置の固定技術として
は、信頼度に欠けるという問題がある。
例えば、半導体レーザ素子と単一モードファイバとの
結合系では、直接接合でサブミクロンの結合精度が要求
され、レンズを介する結像系でも数ミクロンの結合精度
が要求されているが、半導体レーザ素子のマウントにAu
Sn（80/20）半田（融点283℃）を使用した場合サブキャ
リア（ヒートシンク）のステムへの固定にはPbSn（63/3
7）半田（融点183℃）を使用するのが半田固定での一般
的方法である。しかし、モジュールの保存温度として85
℃を要求された場合、光学系の安定度をこの半田固定構
造で確保することは半田クリープ現象が起こり信頼性上
問題である。
結合系では、直接接合でサブミクロンの結合精度が要求
され、レンズを介する結像系でも数ミクロンの結合精度
が要求されているが、半導体レーザ素子のマウントにAu
Sn（80/20）半田（融点283℃）を使用した場合サブキャ
リア（ヒートシンク）のステムへの固定にはPbSn（63/3
7）半田（融点183℃）を使用するのが半田固定での一般
的方法である。しかし、モジュールの保存温度として85
℃を要求された場合、光学系の安定度をこの半田固定構
造で確保することは半田クリープ現象が起こり信頼性上
問題である。
本発明の半導体レーザモジュールは、結合レンズを中
央に固定したマウントホルダの側面に溝を設け、レーザ
ダイオードとフォトダイオードが搭載されたステムをマ
ウントホルダーの端面からレーザダイオードと結合レン
ズとを対向するようにマウントホルダの内径に嵌合し、
始めにマウントホルダ側面溝の周囲からレーザ溶接し、
次にステムとマウントホルダの嵌合部を半田固定するこ
とを特徴としている。
央に固定したマウントホルダの側面に溝を設け、レーザ
ダイオードとフォトダイオードが搭載されたステムをマ
ウントホルダーの端面からレーザダイオードと結合レン
ズとを対向するようにマウントホルダの内径に嵌合し、
始めにマウントホルダ側面溝の周囲からレーザ溶接し、
次にステムとマウントホルダの嵌合部を半田固定するこ
とを特徴としている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す
半導体レーザモジュールの平面図と断面図である。本実
施例は単レンズ結合の温度調整機構が無いファイバーピ
グテール付半導体レーザモジュールを示す。同図におい
て、１はマウントホルダ、２はレーザダイオードおよび
モニタ用ホトダイオードをマウントするステム、３はロ
ッドレンズ、４はレーザダイオード、５はモニタ用ホト
ダイオード、６はレーザスポット溶接、７は半田、８は
DIPケース、９は台座、10はファイバ、11はフェルー
ル、12はスライドリング、13はリード端子である。マウ
ントホルダ１には前もってロッドレンズ３がAuSn半田で
半田付けされる。このマウントホルダ１の内径にレーザ
ダイオード４およびホトダイオード５を搭載したステム
２を嵌合挿入させてマウントホルダ１の側面から円周上
にYAGレーザスポット溶接６し、固定した後、嵌合部を
半田付けする。
半導体レーザモジュールの平面図と断面図である。本実
施例は単レンズ結合の温度調整機構が無いファイバーピ
グテール付半導体レーザモジュールを示す。同図におい
て、１はマウントホルダ、２はレーザダイオードおよび
モニタ用ホトダイオードをマウントするステム、３はロ
ッドレンズ、４はレーザダイオード、５はモニタ用ホト
ダイオード、６はレーザスポット溶接、７は半田、８は
DIPケース、９は台座、10はファイバ、11はフェルー
ル、12はスライドリング、13はリード端子である。マウ
ントホルダ１には前もってロッドレンズ３がAuSn半田で
半田付けされる。このマウントホルダ１の内径にレーザ
ダイオード４およびホトダイオード５を搭載したステム
２を嵌合挿入させてマウントホルダ１の側面から円周上
にYAGレーザスポット溶接６し、固定した後、嵌合部を
半田付けする。
次に、レーザダイオード４を発光させながらファイバ
フェルール11を最適な光結合位置に調整しスライドリン
グ12を介してYAGレーザスポット溶接６によりファイバ
フェルール11をマウントホルダ４に固定し結合光学系を
一体化する。このようにして一体化した結合光学系をDI
Pタイプの外装ケース８の中に台座９と共に組み込み端
子13を接続しキャップ封止することで半導体レーザモジ
ュールが完成する。
フェルール11を最適な光結合位置に調整しスライドリン
グ12を介してYAGレーザスポット溶接６によりファイバ
フェルール11をマウントホルダ４に固定し結合光学系を
一体化する。このようにして一体化した結合光学系をDI
Pタイプの外装ケース８の中に台座９と共に組み込み端
子13を接続しキャップ封止することで半導体レーザモジ
ュールが完成する。
次に、本発明の独創部であるステムとマウントホルダ
の固定方法について第２図（ａ），（ｂ）を用いて詳細
に説明する。マウントホルダ１にはステム２との嵌合部
の外周にYAGレーザスポットプラグ溶接が可能な程度の
肉厚を残す溝が設けてあり、ステム挿入端には嵌合系よ
りも大きい座グリが施してある。このようなマウントホ
ルダ１の端面からレーザダイオード４およびホトダイオ
ード５を搭載したステム２を嵌合挿入し、レーザダイオ
ード４とロッドレンズ３管の光軸方向の位置決めした
後、マウントホルダ１の溝部にYAGレーザスポット溶接
を円周上に最低３ポイント以上行い融着する。次に、マ
ウントホルダ１の端面の座グリ部にレーザダイオードの
マウント半田よりも融点の低いリング上の半田例えばPb
−Sn共晶半田（融点183℃）を置き、マウントホルダ１
の高周波加熱器あるいはホットプレートで加熱し半田を
溶融させ嵌合部に流入させ固着する。このような構成と
することにより、レーザスポット溶接によって接合強度
が強くなり半田クリープ位置ずれを防止することができ
る。
の固定方法について第２図（ａ），（ｂ）を用いて詳細
に説明する。マウントホルダ１にはステム２との嵌合部
の外周にYAGレーザスポットプラグ溶接が可能な程度の
肉厚を残す溝が設けてあり、ステム挿入端には嵌合系よ
りも大きい座グリが施してある。このようなマウントホ
ルダ１の端面からレーザダイオード４およびホトダイオ
ード５を搭載したステム２を嵌合挿入し、レーザダイオ
ード４とロッドレンズ３管の光軸方向の位置決めした
後、マウントホルダ１の溝部にYAGレーザスポット溶接
を円周上に最低３ポイント以上行い融着する。次に、マ
ウントホルダ１の端面の座グリ部にレーザダイオードの
マウント半田よりも融点の低いリング上の半田例えばPb
−Sn共晶半田（融点183℃）を置き、マウントホルダ１
の高周波加熱器あるいはホットプレートで加熱し半田を
溶融させ嵌合部に流入させ固着する。このような構成と
することにより、レーザスポット溶接によって接合強度
が強くなり半田クリープ位置ずれを防止することができ
る。
第３図は本発明の第２の実施例を示したもので、マウ
ントホルダ１とステム２とのYAGレーザスポット溶接に
おいて、マウントホルダ１の溝幅を広くし光軸方向に溶
接スポットのナゲット径の約1/2が重なるように数ポイ
ント重ね打ちしている。この実施例では、YAGレーザ溶
接部を光軸方向に重ね打ちすることで嵌合の光軸方向の
角度ずれに対する溶接面積が大きくなり溶接強度も増
し、したがって、嵌合の位置ずれ変化が少なくなり、ひ
いては半導体レーザ素子と結合レンズとの位置ずれ変化
が少なくなるという利点がある。
ントホルダ１とステム２とのYAGレーザスポット溶接に
おいて、マウントホルダ１の溝幅を広くし光軸方向に溶
接スポットのナゲット径の約1/2が重なるように数ポイ
ント重ね打ちしている。この実施例では、YAGレーザ溶
接部を光軸方向に重ね打ちすることで嵌合の光軸方向の
角度ずれに対する溶接面積が大きくなり溶接強度も増
し、したがって、嵌合の位置ずれ変化が少なくなり、ひ
いては半導体レーザ素子と結合レンズとの位置ずれ変化
が少なくなるという利点がある。
以上説明したように本発明は、半導体レーザ素子を搭
載したステムの固定にYAGレーザスポット溶接で機械的
に安定な接合強度を持たせ、かつ嵌合面の低温半田で熱
的接触を確保することにより、電気特性的にも、長期の
光学系の信頼性にも、優れた半導体レーザモジュールを
提供できる効果を有している。
載したステムの固定にYAGレーザスポット溶接で機械的
に安定な接合強度を持たせ、かつ嵌合面の低温半田で熱
的接触を確保することにより、電気特性的にも、長期の
光学系の信頼性にも、優れた半導体レーザモジュールを
提供できる効果を有している。
第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施例の半導
体レーザモジュールの平面図と側面図、第２図（ａ），
（ｂ）は上記本発明の半導体レーザモジュールの半導体
レーザ素子を搭載したステムと結合レンズを固定したマ
ウントホルダの固定部を抜粋した正面図と断面図、第３
図（ａ），（ｂ）は第２の実施例の正面図と断面図であ
る。 １……マウントホルダ、２……ステム、３……ロッドレ
ンズ、４……レーザダイオード、５……モニタ用ホトダ
イオード、６……レーザスポット溶接、７……半田、８
……DIPケース、９……台座、10……ファイバー、11…
…フェルール、12……スライドリング、13……リード端
子。
体レーザモジュールの平面図と側面図、第２図（ａ），
（ｂ）は上記本発明の半導体レーザモジュールの半導体
レーザ素子を搭載したステムと結合レンズを固定したマ
ウントホルダの固定部を抜粋した正面図と断面図、第３
図（ａ），（ｂ）は第２の実施例の正面図と断面図であ
る。 １……マウントホルダ、２……ステム、３……ロッドレ
ンズ、４……レーザダイオード、５……モニタ用ホトダ
イオード、６……レーザスポット溶接、７……半田、８
……DIPケース、９……台座、10……ファイバー、11…
…フェルール、12……スライドリング、13……リード端
子。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザと結合レンズと光ファイバー
とから構成される半導体レーザモジュールにおいて、結
合レンズを中央に固定したマウントホルダの側面に溝を
設け、レーザダイオードとフォトダイオードが搭載され
たステムを前記マウントホルダの端面から前記レーザダ
イオードと前記結合レンズとを対向するように前記マウ
ントホルダの内径し嵌合し、前記ステムと前記マウント
ホルダを固定するために前記マウントホルダ側面溝を周
囲からレーザ溶接し、かつ前記ステムと前記マウントホ
ルダの嵌合部を半田固定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 |
|---|---|---|---|
| JP31988389A JP2864587B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31988389A JP2864587B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180090A JPH03180090A (ja) | 1991-08-06 |
| JP2864587B2 true JP2864587B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=18115304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31988389A Expired - Lifetime JP2864587B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864587B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7149405B2 (en) | 2004-10-29 | 2006-12-12 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Electro-optical subassemblies and method for assembly thereof |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP31988389A patent/JP2864587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03180090A (ja) | 1991-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5068865A (en) | Semiconductor laser module | |
| US4615031A (en) | Injection laser packages | |
| EP0100086A2 (en) | A Method of making injection laser packages and packages made by using the method | |
| JPS62906A (ja) | 電気光変換装置 | |
| JPH11231177A (ja) | 光素子モジュール及び光素子モジュールの製造方法 | |
| US6087621A (en) | Method for laser hammering a multi-channel optoelectronic device module | |
| JP2864587B2 (ja) | 半導体レーザモジュール | |
| US20020149861A1 (en) | Optical module | |
| JPH07218773A (ja) | 半導体光結合装置 | |
| JPH04359207A (ja) | レーザダイオード結合装置及びその組立方法 | |
| JPH0452636B2 (ja) | ||
| JP2975813B2 (ja) | 光素子モジュール及びそれの組立方法 | |
| JPH05323158A (ja) | レ−ザダイオ−ド結合装置及びその組立方法 | |
| JPH04196369A (ja) | 光モジュールの構造 | |
| JPH02136808A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH0786579B2 (ja) | 光結合装置 | |
| JPH11248973A (ja) | 光モジュール | |
| JP3080794B2 (ja) | 光半導体モジュールの製造方法 | |
| JPH09258070A (ja) | 光半導体装置の溶接用金属ホルダー | |
| JPH0736328Y2 (ja) | 光結合器 | |
| JPH01225909A (ja) | 光結合器 | |
| TW200530555A (en) | Etalon positioning using solder balls | |
| JP2786506B2 (ja) | 光半導体モジュール | |
| JPH08122585A (ja) | 光素子モジュール | |
| JPS6211021Y2 (ja) |