JP3080394B2 - Fixing method of optical coupling system - Google Patents

Fixing method of optical coupling system

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JP3080394B2 JP02281943A JP28194390A JP3080394B2 JP 3080394 B2 JP3080394 B2 JP 3080394B2 JP 02281943 A JP02281943 A JP 02281943A JP 28194390 A JP28194390 A JP 28194390A JP 3080394 B2 JP3080394 B2 JP 3080394B2
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、光出射素子からの光を光入射素子へ結合さ
せる光結合性の固定方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an optical coupling fixing method for coupling light from a light emitting element to a light incident element.

<従来の技術とその課題> 半導体レーザ(LDとも表わす)と単一モード光ファイ
バの光結合系にあっては、従来より種々の構成が提案さ
れているが、発明者は結合効率が高くかつモジュールの
製作時における軸ずれトレランスが緩い擬似共焦点複合
レンズ系を提案し[河野他、光結合方法:特願昭58−16
9383]、そのモジュールの特性について報告した[河野
他、Efficient and highly stable laser diode module
for single−mode fiber employing combination of h
emispherical−ended GRIN rod lense and single−mod
e fiber,Appl.opt.vol.28,pp.2012,1989]。
<Prior art and its problems> Various configurations have been proposed for an optical coupling system between a semiconductor laser (also referred to as an LD) and a single mode optical fiber. Proposed a pseudo-confocal compound lens system with low tolerance for off-axis during module fabrication [Kono et al., Optical coupling method: Japanese Patent Application No. 58-16]
9383], and reported on the characteristics of the module [Kono et al., Efficient and highly stable laser diode module
for single-mode fiber employing combination of h
emispherical-ended GRIN rod lense and single-mod
e fiber, Appl. opt. vol. 28, pp. 2012, 1989].

第2図はこの擬似共焦点複合レンズ系(以下、擬似共
焦点系と略す)を用いた半導体レーザモジュールの模式
図を示す。同図において、10は半導体レーザ、1は第1
レンズ、2は第2レンズ、4は単一モード光ファイバ、
5は中子、6は一体化ホルダ、7は一体化ホルダのガイ
ド、8は光ファイバ4のナイロンコード、9はステムを
示している。かかる光結合系の製作に当っては、半導体
レーザ10はステム9に人間の手でボンディングされて固
定され、この半導体レーザ10に対しその基準面に基づき
先球GRINロッドレンズである第1レンズ1が位置固定さ
れる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a semiconductor laser module using this pseudo-confocal compound lens system (hereinafter, abbreviated as pseudo-confocal system). In the figure, 10 is a semiconductor laser, 1 is a first
Lens, 2 a second lens, 4 a single mode optical fiber,
Reference numeral 5 denotes a core, 6 denotes an integrated holder, 7 denotes a guide of the integrated holder, 8 denotes a nylon cord of the optical fiber 4, and 9 denotes a stem. In manufacturing such an optical coupling system, the semiconductor laser 10 is fixed to the stem 9 by bonding with a human hand, and the first lens 1 which is a spherical ball GRIN rod lens is fixed to the semiconductor laser 10 based on the reference plane. Is fixed in position.

このような半導体レーザ10及び第1レンズを有する光
出力系に対し、光ファイバ4の端面に密着しその端面に
光を収束する第2レンズ2と単一モード光ファイバ4を
固定した中子5とがホルダ6に一体化された一体化部を
ガイド7に配置する。この場合、一体化部は、モジュー
ルを簡単に製作するため単体として一体化され、光出力
系に一体化部を位置合わせするだけでLDモジュールが形
成されるようになっている。
For an optical output system having such a semiconductor laser 10 and a first lens, a second lens 2 which is in close contact with the end face of the optical fiber 4 and converges light on the end face, and a core 5 in which the single mode optical fiber 4 is fixed. And the integrated part integrated with the holder 6 is arranged on the guide 7. In this case, the integrated portion is integrated as a single unit to easily manufacture the module, and the LD module is formed only by aligning the integrated portion with the light output system.

ここで、擬似共焦点系における光結合の原理を第3図
をも参照して説明する。この擬似共焦点系では、半導体
レーザ端面と第1レンズとの距離を焦点距離よりも長く
とっており、スポットサイズがWLDの半導体レーザ10か
らの出力光を第1レンズ1によりスポットサイズが
WLD′となるようやや絞りぎみのビームに変換する。一
方、中子5に固定されたスポットサイズWFの単一モード
光ファイバ4から、この単一モード光ファイバ4と同じ
く一体化部として組合せられた第2レンズ(GRINロッド
レンズ)2に第3図(b)の如く光を注入した場合を考
えるとき、第2レンズ2の存在によってこの逆方向の光
が拡げられ、スポットサイズWFが一体化部のスポットサ
イズとしてはWF′の仮想ファイバとみなせることができ
る。
Here, the principle of optical coupling in the pseudo-confocal system will be described with reference to FIG. This pseudo confocal system, the distance between the semiconductor laser end surface and the first lens has taken longer than the focal length, the first lens 1 to the output light from the semiconductor laser 10 of the spot size W LD spot size
The beam is converted to a slightly narrower beam so that it becomes W LD '. On the other hand, from a single mode optical fiber 4 of the spot size W F fixed to the core 5, the single-mode optical fiber 4 and the same second lens which is combined as an integral unit (GRIN rod lens) 2 Third when considering the case of injecting light as shown in FIG. (b), the opposite direction of the light is expanded by the presence of the second lens 2, the virtual fiber W F 'is the spot size W F as the spot size of the integrated portion Can be regarded as.

そして、この第1レンズ1による絞りぎみビームを一
体化部である仮想ファイバに入射させることにより、半
導体レーザ10の出射光を単一モード光ファイバ4に入射
させることになる。このことは、換言すれば、スポット
サイズWLD′の第1レンズ1出射後のビームとスポット
サイズWF′の仮想ファイバとの結合であり、よって、W
LD′とWF′との両スポットサイズが一致するように設計
すれば、高い結合効率が実現できることとなる。
Then, by making the beam converged by the first lens 1 incident on the virtual fiber which is an integrated part, the light emitted from the semiconductor laser 10 is incident on the single mode optical fiber 4. This is, in other words, a bond between the virtual fiber spot size W LD 'beam after the first lens 1 emission of the spot size W F', therefore, W
It is designed so that both the spot size of the LD 'and W F' coincide, high coupling efficiency is to be achieved.

そして、この両スポットサイズWLD′,WF′は単一モー
ド光ファイバ4のスポットサイズWFより大きいため、固
定部である光出射系に対し一体化部である仮想ファイバ
の軸ずれのトレランスは緩和され、半導体レーザモジュ
ールの製作許容性の大幅な緩和につながる。他方、ここ
で第1レンズ1の位置ずれの発生を数式により示せば、
第1レンズ1が光軸方向に所定の位置からγだけ位置ず
れしたとすると、第1レンズ1の出射後のビームウエス
ト(スポットサイズWLD′の部分)は光軸方向に次式△
Zだけ位置ずれする。
Then, the two spot sizes W LD ', W F' is tolerance of the shaft misalignment for larger spot size W F of the single mode optical fiber 4, the virtual fiber is an integral part to the light emitting system is a fixed part Is relaxed, which leads to a drastic relaxation of the manufacturing tolerance of the semiconductor laser module. On the other hand, if the occurrence of the displacement of the first lens 1 is expressed by a mathematical expression,
Assuming that the first lens 1 is displaced by γ from a predetermined position in the optical axis direction, the beam waist (the spot size W LD ′) after emission from the first lens 1 is expressed in the optical axis direction by the following formula:
The position is shifted by Z.

△Z=−m2γ …(1) ここで、mは第1レンズ1による半導体レーザのスポ
ットサイズの像倍率であり次式(2)で表わされる。
ΔZ = −m 2 γ (1) where m is the image magnification of the spot size of the semiconductor laser by the first lens 1 and is expressed by the following equation (2).

m=WLD′/WLD …(2) スポットサイズが余り大きくなると角度ずれのトレラ
ンスが厳しくなるので、擬似共焦点系では、一般に13か
ら20程度の像倍率に選ばれる。通常、半導体レーザ10の
スポットサイズWLDは1μm程度であるのでビームウエ
ストのスポットサイズWLD′は13μm〜20μm程度とな
っている。
m = W LD ′ / W LD (2) If the spot size becomes too large, the tolerance of the angle shift becomes strict. Therefore, in the pseudo-confocal system, the image magnification is generally selected to be about 13 to 20. Usually, the spot size W LD of the semiconductor laser 10 is about 1 μm, so that the spot size W LD ′ of the beam waist is about 13 μm to 20 μm.

半導体レーザモジュールの製作に当っては、前述の如
く半導体レーザ1はステム9にボンディンクされ、この
場合、所望の固定位置に対し光軸方向に実際上約±10μ
m(すなわち、γ=±10μm)程度のばらつきが生じ
る。そして、擬似共焦点系においては、この第1レンズ
1を光軸方向に所定位置に調整することは、半導体モジ
ュールの構造上困難である。
In the manufacture of the semiconductor laser module, the semiconductor laser 1 is bonded to the stem 9 as described above, and in this case, it is practically about ± 10 μm in the optical axis direction with respect to a desired fixed position.
m (that is, γ = ± 10 μm). In the pseudo-confocal system, it is difficult to adjust the first lens 1 to a predetermined position in the optical axis direction due to the structure of the semiconductor module.

この結果、擬似共焦点系における従来の固定方法で
は、第1レンズ1の位置ずれのばらつきにより、第1レ
ンズ出射後のビームの広がりがばらつくことになり、第
1レンズ1を含む光出射系に対して一体化部である仮想
ファイバの最適位置は±1.69mmから±4mm程度光軸方向
にばらつくことになる。ところが、この位置ずれにより
仮想ファイバが一体化ホルダのガイド7から光軸方向に
抜け出てしまうという問題が生ずる。
As a result, in the conventional fixing method in the quasi-confocal system, the spread of the beam after exiting the first lens 1 varies due to the variation in the displacement of the first lens 1, and the light exiting system including the first lens 1 is displaced. On the other hand, the optimal position of the virtual fiber, which is the integrated portion, varies from ± 1.69 mm to ± 4 mm in the optical axis direction. However, this displacement causes a problem that the virtual fiber comes out of the guide 7 of the integrated holder in the optical axis direction.

そして、この半導体レーザモジュールの製作の不具合
は高価な通信用半導体レーザを用いたレーザモジュール
の歩留りを悪化させるという問題を生起する。
In addition, the manufacturing defect of the semiconductor laser module causes a problem that the yield of the laser module using the expensive communication semiconductor laser is deteriorated.

また、上述の第1レンズ1の位置ずれに基づき、この
位置ずれを補う一体化部の位置決めを行なう場合には、
第1レンズ1によるスポットサイズWLD′と一体化部の
スポットサイズWF′の整合がとれないという光結合効率
の問題ともなる。
Further, when positioning the integrated portion that compensates for the positional deviation based on the positional deviation of the first lens 1 described above,
Also a problem of the optical coupling efficiency of the alignment of the spot size W LD 'and the integrated portion spot size W F' of the first lens 1 is not taken.

第2図は擬似共焦点系の半導体レーザモジュールにつ
き示し、それに基づき説明してきたが、上述の問題は、
第4図に示す第2レンズ分割形共焦点複合レンズ系を用
いた半導体レーザモジュールにも云える。第4図は第2
レンズ分割型共焦点複合レンズ系半導体レーザモジュー
ル[河野他:Laser diode modle for singie−mode fibe
r based on new confocal combination lens method:IE
EE Journal of Lightwave Technol.vol.LT−4,pp.1407,
1986]の模式図を示す。この第2レンズ分割形共焦点複
合レンズ系では半導体レーザ10から出射された光半導体
レーザ10に対してほぼ焦点の位置に配置された球レンズ
である第1レンズ1によりほぼ平行光に変換される。こ
の平行光はGRINロッドレンズである第2レンズ2で、第
1図の擬似共焦点系における第1レンズ出射後のビーム
と同程度の絞りぎみのビームとする。つまり、第2レン
ズ分割系の光結合は、擬似共焦点系の場合と同様に、こ
の第2レンズ2による絞りぎみのビームと第3レンズ
(GRINロッドレンズ)3及び単一モード光ファイバ4か
らなる仮想ファイバとの結合と考えることができる。
FIG. 2 shows a quasi-confocal semiconductor laser module, which has been described based on it.
A semiconductor laser module using the second lens division type confocal compound lens system shown in FIG. 4 can also be said. FIG. 4 shows the second
Lens split type confocal compound lens based semiconductor laser module [Kawano et al .: Laser diode module for singie-mode fiber
r based on new confocal combination lens method: IE
EE Journal of Lightwave Technol.vol.LT-4, pp.1407,
1986] is shown. In this second lens split type confocal compound lens system, the light is converted into substantially parallel light by the first lens 1 which is a spherical lens disposed at a position substantially in focus with respect to the optical semiconductor laser 10 emitted from the semiconductor laser 10. . This parallel light is converted into a beam of the same degree as the beam after the first lens in the quasi-confocal system shown in FIG. 1 by the second lens 2 which is a GRIN rod lens. That is, the optical coupling of the second lens splitting system is performed by the beam narrowed by the second lens 2 and the third lens (GRIN rod lens) 3 and the single mode optical fiber 4 as in the case of the pseudo-confocal system. It can be considered as coupling with a virtual fiber.

第2レンズ分割系の場合に、半導体レーザ10と第1レ
ンズ1との光軸方向における相互位置の設定誤差γと第
2レンズ2を出射した後のビームウエストの光軸方向に
おける位置ずれ△Zは、擬似共焦点系の場合と同様に式
(1)で示され、第1レンズ1の光軸方向の設定誤差の
影響は擬似共焦点系と同様に第2レンズ分割系において
も重要となり、かつ擬似共終点系と同様の問題を生ず
る。
In the case of the second lens splitting system, the setting error γ of the mutual position of the semiconductor laser 10 and the first lens 1 in the optical axis direction and the displacement of the beam waist after emitting the second lens 2 in the optical axis direction ΔZ Is given by equation (1) as in the case of the pseudo-confocal system. The effect of the setting error in the optical axis direction of the first lens 1 becomes important in the second lens division system as in the pseudo-confocal system. In addition, a problem similar to that of the pseudo co-end point system occurs.

本発明は、上述の問題に鑑み、光出射素子と第1レン
ズとの光軸方向の相互位置のずれの影響である歩留りや
結合効率の悪化を解消するようにした光結合系の固定方
法の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method of fixing an optical coupling system that eliminates a decrease in yield and coupling efficiency, which is an effect of a positional shift between a light emitting element and a first lens in an optical axis direction. For the purpose of providing.

<課題を解決するための手段> 上述の目的を達成する本発明の構成は、次の点を特徴
とする。
<Means for Solving the Problems> The configuration of the present invention that achieves the above object has the following features.

1) 一体化ホルダに固定されたレンズと、中子に固定
された単一モードファイバを備え、前記中子は前記一体
化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想ファイバ
を、光出射素子を有する光出射系に位置調整して固定す
る方法において、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前
記一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系
に対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後
に固定すること。
1) A lens fixed to an integrated holder, and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core is a virtual fiber formed so as to be movable with respect to the integrated holder. In the method of adjusting the position of the single-mode fiber in the optical axis direction and fixing the integrated holder in the plane while moving the single mode fiber in the optical axis direction, the maximum coupling efficiency with respect to the light emission system is increased. Fixing after adjusting the position to the state that can be obtained.

2) 一体化ホルダに固定されたレンズと、中子に固定
された単一モードファイバを備え、前記中子は前記一体
化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想ファイバ
を、光出射素子を有する光出射系に位置調整して固定す
る方法において、 前記光出射素子、第1レンズ、および前記仮想ファイ
バをこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第1レン
ズとの距離をこの第1レンズの焦点距離よりも大または
小とするように配置することにより、前記光出射素子か
ら出射した光線を前記第1レンズ出射後に収束ぎみのビ
ームとして形成した光結合系にあって、前記光出射素子
をステムに固定し、その後第1レンズを前記光出射素子
に対して位置固定し、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前
記一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系
に対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後
に固定すること。
2) a lens fixed to an integrated holder, and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core is a light emitting element formed by moving a virtual fiber formed to be movable with respect to the integrated holder; In the method of adjusting the position and fixing the light emitting system to the light emitting system, the light emitting element, the first lens, and the virtual fiber are arranged in this order, and the distance between the light emitting element and the first lens is set to the first distance. By arranging the light beam to be larger or smaller than the focal length of one lens, the light beam emitted from the light emitting element is formed as a convergent beam after the light beam is emitted from the first lens. Fixing the emitting element to the stem, then fixing the position of the first lens with respect to the light emitting element, and adjusting the integrated holder in-plane while moving the single mode fiber in the optical axis direction. Fixed to it after position adjustment state maximum coupling efficiency is obtained Ri to the light emitting system.

3) 一体化ホルダに固定されたレンズと、中子に固定
された単一モードファイバを備え、前記中子は前記一体
化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想ファイバ
を、光出射素子を有する光出射系に位置調整して固定す
る方法において、 前記光出射素子、第1レンズ、および前記仮想ファイ
バをこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第1レン
ズとの距離をこの第1レンズの焦点距離に近くなるよう
に配設することにより、前記光出射素子から出射した光
線を前記第1レンズ出射後にほぼ平行ビームとして形成
し、前記第2レンズ出射後に収束ぎみのビームまたは発
散ぎみのビームとして形成した光結合系にあって、前記
光出射素子をステムに固定した後、前記第1レンズを前
記光出射素子に対して位置固定し、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前
記一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系
に対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後
に固定すること。
3) A lens fixed to an integrated holder, and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core is a light emitting element formed by a virtual fiber movably formed with respect to the integrated holder. In the method of adjusting the position and fixing the light emitting system to the light emitting system, the light emitting element, the first lens, and the virtual fiber are arranged in this order, and the distance between the light emitting element and the first lens is set to the first distance. By arranging them so as to be close to the focal length of one lens, a light beam emitted from the light emitting element is formed as a substantially parallel beam after emitting the first lens, and a convergent beam or divergent beam after emitting the second lens. In the optical coupling system formed as a squeezed beam, after fixing the light emitting element to the stem, fixing the position of the first lens with respect to the light emitting element; While moving in the optical axis direction is fixed after positioning in a state of maximum coupling efficiency is obtained with respect to the light exit system by adjusting the integrated holder plane that the.

4) 一体化ホルダに固定されたレンズと、中子に固定
された単一モードファイバを備え、前記中子は前記一体
化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想ファイバ
を、光出射素子を有する光出射系に位置調整して固定す
る方法において、 前記光出射素子、第1レンズ、第2レンズ、および前
記仮想ファイバをこの順序に配列し、前記光出射素子と
前記第1レンズとの距離をこの第1レンズのほぼ焦点距
離とするように配置することにより、前記光出射素子か
ら出射した光線を前記第1レンズ出射後にほぼ平行ビー
ムとして形成した光結合系にあって、前記光出射素子を
ステムに固定し、その後第1レンズを前記光出射素子に
対して位置固定し、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前
記一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系
に対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後
に固定すること。
4) a lens fixed to an integrated holder, and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core is a virtual fiber formed so as to be movable with respect to the integrated holder; In the method of adjusting the position and fixing the light emitting system, the light emitting element, the first lens, the second lens, and the virtual fiber are arranged in this order, and the light emitting element and the first lens are By arranging the distance so as to be substantially equal to the focal length of the first lens, a light beam emitted from the light emitting element is formed as a substantially parallel beam after the light is emitted from the first lens. Fixing the element to the stem, then fixing the position of the first lens with respect to the light emitting element, and adjusting the integrated holder in-plane while moving the single mode fiber in the optical axis direction. It is fixed after positioning in a state of maximum coupling efficiency is obtained with respect to the light exit system.

5) 上記1)乃至3)の何れか1つにおいて、光出射
素子と光入射素子との配置を入れ替えてたこと。
5) In any one of the above 1) to 3), the arrangement of the light emitting element and the light incident element is interchanged.

<作用> 本発明では、レンズと単一モードファイバの光軸が一
体化ホルダと中子を介して一致している仮想ファイバを
用いているので、第1レンズを光出射素子に対して位置
あわせ固定した後は、単一モードファイバを光軸方向
について位置あわせして中子を一体化ホルダに固定し、
仮想ファイバ全体を第1レンズの光軸垂直方向につい
て位置あわせして一体化ホルダを固定するという、2段
階の位置あわせ固定作業のみで光結合系の固定が完了す
る。
<Operation> In the present invention, since the virtual fiber in which the optical axis of the lens and the single mode fiber coincide with each other via the integrated holder and the core is used, the first lens is aligned with the light emitting element. After fixing, the single mode fiber is aligned in the optical axis direction, and the core is fixed to the integrated holder.
The fixing of the optical coupling system is completed only by a two-step alignment fixing operation of aligning the entire virtual fiber in the direction perpendicular to the optical axis of the first lens and fixing the integrated holder.

<実 施 例> ここで、第1図を参照して本発明の実施例を説明す
る。第1図は擬似共焦点系の半導体レーザモジュールの
模式図を示す。同図において、第2図と同一部分には同
符号を付す。すなわち、10は光出射系の一部である半導
体レーザ、1は先球GRINロッドレンズである第1レン
ズ、2はGRINロッドレンズである第2レンズ、4は光入
射素子である単一モード光ファイバ、5は中子、6は一
体化ホルダ、8はナイロンコード、9はステムである。
<Embodiment> An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of a quasi-confocal semiconductor laser module. 2, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. That is, 10 is a semiconductor laser which is a part of a light emitting system, 1 is a first lens which is a spherical GRIN rod lens, 2 is a second lens which is a GRIN rod lens, and 4 is a single mode light which is a light incident element. The fiber 5 is a core, 6 is an integrated holder, 8 is a nylon cord, and 9 is a stem.

かかる半導体レーザモジュールを製作するに当って
は、半導体レーザ10をステム9に固定し第1レンズ1を
固定するまでは従来方法と同じである。
The manufacture of such a semiconductor laser module is the same as the conventional method until the semiconductor laser 10 is fixed to the stem 9 and the first lens 1 is fixed.

かかる光出射系に対して一体化部の固定は従来と異な
る。すなわち、まず、第2レンズ2を一体化ホルダ6に
固定しておく。この一体化ホルダ6に対して固定された
第2レンズ2が存在する反面、この一体化ホルダ6に対
して中子5に固定された単一モード光ファイバ4が動き
得ることになる。
The fixing of the integrated portion to such a light emitting system is different from the conventional one. That is, first, the second lens 2 is fixed to the integrated holder 6. While the second lens 2 fixed to the integrated holder 6 exists, the single mode optical fiber 4 fixed to the core 5 can move with respect to the integrated holder 6.

そして、この単一モード光ファイバ4を中子5内で光
軸方向に動かしつつ一体化ホルダ6を面内調整すること
により光出射系に対して最大結合効率が得られる状態と
する。かかる状態において、中子5を一体化ホルダ6に
固定する。
Then, by moving the single-mode optical fiber 4 in the direction of the optical axis within the core 5 and adjusting the integrated holder 6 in-plane, a state is obtained in which the maximum coupling efficiency with respect to the light emitting system can be obtained. In this state, the core 5 is fixed to the integrated holder 6.

この結果、第2レンズ2と単一モード光ファイバ4の
光軸方向の相対位置が決まり、第2レンズ2と単一モー
ド光ファイバ4とによる仮想ファイバが形成される。こ
こで、本実施例においても第1レンズ1の固定までは従
来の方法と同じであるため、光軸方向における第1レン
ズ1の位置設定誤差γは±10μm程度存在する。
As a result, the relative position of the second lens 2 and the single mode optical fiber 4 in the optical axis direction is determined, and a virtual fiber is formed by the second lens 2 and the single mode optical fiber 4. Here, even in the present embodiment, the fixing of the first lens 1 is the same as the conventional method, so that the position setting error γ of the first lens 1 in the optical axis direction is about ± 10 μm.

ところが、本例では単一モード光ファイバ4を光軸方
向に位置調整することができるので、前述の式(1)の
像倍率mを、単一モード光ファイバ4のスポットサイズ
WFを例えば5.5μmとするとWLDを1μmとしてWLD′/W
LD=mであるm=5.5とすることができ、従来に比して
mを非常に小さくすることができ、この結果、式(1)
の△Zは±300μmとなって、第1レンズ1による光軸
方向の設定誤差を容易に解消できる。
However, in this example, since the position of the single mode optical fiber 4 can be adjusted in the optical axis direction, the image magnification m of the above equation (1) is changed to the spot size of the single mode optical fiber 4.
W W When F and, for example, 5.5μm to W LD as 1 [mu] m LD '/ W
LD = m can be set to m = 5.5, and m can be made very small as compared with the conventional case.
ΔZ becomes ± 300 μm, and the setting error in the optical axis direction by the first lens 1 can be easily eliminated.

そして、この場合にも単一モード光ファイバ4の軸ず
れトレランスは緩いため、例えば単一モード光ファイバ
4の固定にはレーザ溶接などが適用できることとなる。
Also in this case, since the tolerance of the single-mode optical fiber 4 for the axial deviation is loose, for example, laser welding or the like can be applied to fix the single-mode optical fiber 4.

一体化ホルダ6にて一体化された単一モード光ファイ
バ4と第2レンズ2との仮想ファイバは、その後光軸垂
直方向に位置固定されて半導体レーザモジュールが作製
される。
The virtual fiber of the single mode optical fiber 4 and the second lens 2 integrated by the integration holder 6 is thereafter fixed in position in the direction perpendicular to the optical axis, and a semiconductor laser module is manufactured.

第1図は擬似共焦点系につき示したのであるが第4図
に示す第2レンズ分割系の場合にも、一体化部を擬似共
焦点系に係る前記実施例と同じ構成にすることにより、
本発明を適用できる。また、図示せずも第1レンズと第
2レンズを用い、レンズ間のビームがほぼ平行光である
従来の共焦点複合レンズ系について、レンズと単一モー
ド光ファイバを一体化する場合にも、本発明を適用でき
る。
FIG. 1 shows the quasi-confocal system, but also in the case of the second lens division system shown in FIG.
The present invention can be applied. Also, although not shown, in the case of integrating the lens and the single mode optical fiber in the conventional confocal compound lens system using the first lens and the second lens and the beam between the lenses is almost parallel light, The present invention can be applied.

なお、擬似共焦点系、第2レンズ分割形共焦点系、従
来の共焦点系、以外の構成においても、レンズと単一モ
ード光ファイバを一体化した仮想ファイバを用いる光結
合系であれば本発明を適用できる。また、光入射素子と
して、単一モード光ファイバの場合について説明した
が、光導波路を用いる場合についても同様であることは
言うまでもない。
It should be noted that even in configurations other than the quasi-confocal system, the second lens-divided confocal system, and the conventional confocal system, any optical coupling system using a virtual fiber in which a lens and a single mode optical fiber are integrated can be used. The invention can be applied. Further, the case where a single mode optical fiber is used as the light incident element has been described, but it goes without saying that the same applies to the case where an optical waveguide is used.

上記例では光出射素子として半導体レーザを用いた場
合について説明したが、それ以外光変調素子のような半
導体光波路など、他の光出射素子を用いても同様であ
る。
In the above example, the case where a semiconductor laser is used as the light emitting element has been described. However, the same applies to other light emitting elements such as a semiconductor optical waveguide such as a light modulation element.

また、光ファイバを光入射素子とせず、光ファイバか
らの出射光をレンズを介して受光素子に入射させる構成
として本発明の適用が可能である。
Further, the present invention can be applied to a configuration in which the optical fiber is not used as a light incident element, and light emitted from the optical fiber is incident on a light receiving element via a lens.

<発明の効果> 以上実施例にて説明したように本発明によれば、光入
射素子をレンズに対して位置調整するため、仮想ファイ
バ全体を光軸方向に大きく変位させることなく、光を光
入射素子に結合でき、製品としてのモジュールの歩留り
を向上させかつ結合効率を悪化させることがない。な
お、固定後はレンズと光入射素子の固定後は仮想ファイ
バを構成するため、スポットサイズ拡大に伴う軸ずれの
トレランスの緩和効果をそのまま維持できる。
<Effects of the Invention> According to the present invention as described in the above embodiments, since the position of the light incident element is adjusted with respect to the lens, the light is emitted without greatly displacing the entire virtual fiber in the optical axis direction. It can be coupled to the incident element, so that the module yield as a product is improved and the coupling efficiency is not deteriorated. After the fixing, the virtual fiber is formed after the lens and the light incident element are fixed. Therefore, the effect of reducing the tolerance of the axial deviation due to the enlargement of the spot size can be maintained as it is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明実施例の固定方法にて製作した擬似共焦
点系半導体レーザモジュールの構成図、第2図は、従来
の固定方法で製作した擬似共焦点系半導体レーザモジュ
ールの構成図、第3図は、擬似共焦点系の原理を説明す
る図、第4図は従来の固定方法で製作した第2レンズ分
割形共焦点系半導体レーザモジュールの構成図である。 図中、 1は擬似共焦点系又は第2レンズ分割系における第1レ
ンズ、2は第2レンズ、3は第2レンズ分割系における
第3レンズ、4は単一モード光ファイバ、5は中子、6
は一体化ホルダ、7は一体化ホルダのガイド、8はナイ
ロンコード、9はステム、10は半導体レーザである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a quasi-confocal semiconductor laser module manufactured by a fixing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a quasi-confocal semiconductor laser module manufactured by a conventional fixing method. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the pseudo-confocal system, and FIG. 4 is a configuration diagram of a second lens-divided confocal semiconductor laser module manufactured by a conventional fixing method. In the figure, 1 is a first lens in a pseudo-confocal system or a second lens division system, 2 is a second lens, 3 is a third lens in a second lens division system, 4 is a single mode optical fiber, and 5 is a core. , 6
Is an integrated holder, 7 is a guide for the integrated holder, 8 is a nylon cord, 9 is a stem, and 10 is a semiconductor laser.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一体化ホルダに固定されたレンズと、中子
に固定された単一モードファイバを備え、前記中子は前
記一体化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想フ
ァイバを、光出射素子を有する光出射系に位置調整して
固定する方法において、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前記
一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系に
対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後に
固定することを特徴とする光結合系の固定方法。
1. A lens comprising: a lens fixed to an integrated holder; and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core includes a virtual fiber movably formed with respect to the integrated holder. In the method for adjusting the position of the single-mode fiber in the optical axis direction while fixing the position to the light-emitting system having the light-emitting element, by adjusting the integrated holder in-plane while moving the single mode fiber in the optical axis direction, A method for fixing an optical coupling system, wherein the optical coupling system is fixed after adjusting the position so that coupling efficiency is obtained.
【請求項2】一体化ホルダに固定されたレンズと、中子
に固定された単一モードファイバを備え、前記中子は前
記一体化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想フ
ァイバを、光出射素子を有する光出射系に位置調整して
固定する方法において、 前記光出射素子、第1レンズ、および前記仮想ファイバ
をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第1レンズ
との距離をこの第1レンズの焦点距離よりも大または小
とするように配置することにより、前記光出射素子から
出射した光線を前記第1レンズ出射後に収束ぎみのビー
ムとして形成した光結合系にあって、前記光出射素子を
ステムに固定し、その後第1レンズを前記光出射素子に
対して位置固定し、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前記
一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系に
対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後に
固定することを特徴とする光結合系の固定方法。
2. A virtual fiber, comprising: a lens fixed to an integrated holder; and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core includes a virtual fiber movably formed with respect to the integrated holder. In a method of adjusting the position of a light emitting element having a light emitting element and fixing the light emitting element, a light emitting element, a first lens, and the virtual fiber are arranged in this order, and a distance between the light emitting element and the first lens. Is arranged so as to be larger or smaller than the focal length of the first lens, so that a light beam emitted from the light emitting element is formed as a convergent beam after exiting the first lens. Fixing the light emitting element to the stem, then fixing the position of the first lens with respect to the light emitting element, and adjusting the integrated holder in-plane while moving the single mode fiber in the optical axis direction. Optical coupling system fixing method, characterized in that to fix after position adjustment state maximum coupling efficiency is obtained with respect to the light exit system by.
【請求項3】一体化ホルダに固定されたレンズと、中子
に固定された単一モードファイバを備え、前記中子は前
記一体化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想フ
ァイバを、光出射素子を有する光出射系に位置調整して
固定する方法において、 前記光出射素子、第1レンズ、第2レンズ、および前記
仮想ファイバをこの順序に配列し、前記光出射素子と前
記第1レンズとの距離をこの第1レンズの焦点距離に近
くなるように配設することにより、前記光出射素子から
出射した光線を前記第1レンズ出射後にほぼ平行ビーム
として形成し、前記第2レンズ出射後に収束ぎみのビー
ムまたは発散ぎみのビームとして形成した光結合系にあ
って、前記光出射素子をステムに固定した後、前記第1
レンズを前記光出射素子に対して位置固定し、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前記
一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系に
対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後に
固定することを特徴とする光結合系の固定方法。
3. A lens fixed to an integrated holder and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core includes a virtual fiber movably formed with respect to the integrated holder. In the method of adjusting the position of the light emitting element having the light emitting element and fixing the light emitting element, the light emitting element, the first lens, the second lens, and the virtual fiber are arranged in this order, and the light emitting element and the first By arranging the lens so as to be closer to the focal length of the first lens, a light beam emitted from the light emitting element is formed as a substantially parallel beam after the first lens is emitted, and the light emitted from the second lens is emitted. After fixing the light emitting element to a stem in an optical coupling system formed later as a convergent beam or a divergent beam, the first
By fixing the position of the lens with respect to the light emitting element and moving the single mode fiber in the optical axis direction and adjusting the integrated holder in-plane, the maximum coupling efficiency with respect to the light emitting system can be obtained. A method for fixing an optical coupling system, comprising: adjusting the position after adjusting the position;
【請求項4】一体化ホルダに固定されたレンズと、中子
に固定された単一モードファイバを備え、前記中子は前
記一体化ホルダに対して動きうる様に形成された仮想フ
ァイバを、光出射素子を有する光出射系に位置調整して
固定する方法において、 前記光出射素子、第1レンズ、および前記仮想ファイバ
をこの順序に配列し、前記光出射素子と前記第1レンズ
との距離をこの第1レンズのほぼ焦点距離とするように
配置することにより、前記光出射素子から出射した光線
を前記第1レンズ出射後にほぼ平行ビームとして形成し
た光結合系にあって、前記光出射素子をステムに固定
し、その後第1レンズを前記光出射素子に対して位置固
定し、 前記単一モードファイバを光軸方向に動かしつつ、前記
一体化ホルダを面内調整することにより前記光出射系に
対して最大結合効率が得られる状態に位置調整した後に
固定することを特徴とする光結合系の固定方法。
4. A lens comprising: a lens fixed to an integrated holder; and a single mode fiber fixed to a core, wherein the core includes a virtual fiber movably formed with respect to the integrated holder. In a method of adjusting the position of a light emitting element having a light emitting element and fixing the light emitting element, a light emitting element, a first lens, and the virtual fiber are arranged in this order, and a distance between the light emitting element and the first lens. Is disposed so as to be substantially the focal length of the first lens, so that the light beam emitted from the light emitting element is formed as a substantially parallel beam after exiting the first lens. Is fixed to the stem, then the first lens is fixed in position with respect to the light emitting element, and the integrated holder is adjusted in-plane while moving the single mode fiber in the optical axis direction. Optical coupling system fixing method, characterized in that to fix after position adjustment state maximum coupling efficiency is obtained with respect to the light emitting system.
【請求項5】光出射素子と光入射素子との配置を入れ替
えて行なうことを特徴とする請求項1,2,3又は4項記載
の光結合系の固定方法。
5. The method for fixing an optical coupling system according to claim 1, wherein the arrangement of the light emitting element and the light incident element is changed.
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JP6349792B2 (en) * 2014-03-07 2018-07-04 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 Optical transmitter
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