JP3142298B2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

Info

Publication number
JP3142298B2
JP3142298B2 JP03017025A JP1702591A JP3142298B2 JP 3142298 B2 JP3142298 B2 JP 3142298B2 JP 03017025 A JP03017025 A JP 03017025A JP 1702591 A JP1702591 A JP 1702591A JP 3142298 B2 JP3142298 B2 JP 3142298B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
envelope
optical
receiving element
optical isolator
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 - Fee Related
Application number
JP03017025A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04243182A (ja
Inventor
伸夫 茂野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP03017025A priority Critical patent/JP3142298B2/ja
Publication of JPH04243182A publication Critical patent/JPH04243182A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3142298B2 publication Critical patent/JP3142298B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信等に用
いられる光アイソレ−タ及びモニタ受光素子を備えた半
導体レ−ザ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、例えば伝送帯域が広くかつ
伝送損失が小さいことから、石英ファイバによる1.3 μ
m 帯,1.55μm 帯の波長帯を使用した長距離光ファイバ
通信システムが現在運用されている。このような通信シ
ステムにおけるレ−ザ光の出射部には半導体レ−ザを用
いた半導体レ−ザ装置が使用されている。
【0003】以下、従来の半導体レ−ザ装置について図
面を参照して説明する。図4は断面図、図5はアイソレ
−ションの特性図、図6は相対強度雑音の特性図であ
る。
【0004】図において、1は上部開口を閉塞する蓋が
設けられた外囲器、2はペルチェ素子等でなる電子冷却
器で、これの第1の温度制御部である片端面2a を外囲
器1の底部に固着し、第2の温度制御部である他端面2
b に半導体レ−ザ3をヒ−トシンク4を介して載置して
いる。5は電子冷却器2の他端面2b に設けられたモニ
タ受光素子、6は外囲器1の側壁開口の送光部7に装着
された光アイソレ−タ、8は半導体レ−ザ3と光アイソ
レ−タ6の間に配置され、外囲器1内を密閉するように
送光部7に固着されたサファイヤの窓ガラス、9は送光
部7に片端が取着された光ファイバ、10及び11は第1及
び第2レンズである。なお、モニタ受光素子5,光アイ
ソレ−タ6,窓ガラス8,光ファイバ9,第1レンズ1
0,第2レンズ11は、半導体レ−ザ3の光軸上の所定の
位置にそれぞれ配設されている。
【0005】また、光アイソレ−タ6は、一般にファラ
デ−回転子を主要部に用いると共に、他に方解石等でな
る光学素子を組合わせて構成されており、熱的に弱い部
分の張合せや固定にはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて
形成されている。
【0006】上記のように構成されたものにおいて、半
導体レ−ザ3から出射したレ−ザ光は、モニタ受光素子
5によってモニタされながら第1レンズ10,窓ガラス8
を透過し、さらに光アイソレ−タ6,第2レンズ11を透
過して光ファイバ9の片端に入射し、光ファイバ9内を
他端方向に伝搬していく。
【0007】そして、レ−ザ光の進路途中に挿入された
光アイソレ−タ6は、光ファイバ9を途中接続するコネ
クタなどの接続部から反射してくる戻り光が、半導体レ
−ザ3に注入され、相対強度雑音の増加やスペクトル線
幅の変化をまねく等、半導体レ−ザ3の動作に影響を与
えることがないようにするために挿入されている。しか
し光アイソレ−タ6を構成するファラデ−回転子には温
度特性があるため、周囲温度の変化に対してアイソレ−
ション特性が変化する。すなわち、図5に示すように周
囲温度が−20℃〜60℃に変化した場合、約25℃に極値を
もち、この温度との差が大きくなるにしたがってアイソ
レ−ション特性は劣化する。
【0008】このように構成された装置では、周囲温度
が変化するとそれに応じて光アイソレ−タ6の温度も変
化し、光アイソレ−タ6の温度が25℃でなくなると相対
強度雑音は増加する。例えば周囲温度が50℃の場合にお
いては、図6に縦軸に相対強度雑音をとり、横軸に周波
数をとって示すように、相対強度雑音特性は戻り光に起
因する共振性のノイズが重畳されたものとなる。このた
め良好な通信の維持や長距離の通信の実施ができなくな
る。また半導体レ−ザ3の特性劣化や特性変化は、安定
した特性が要求される光コヒ−レント伝送や光AMアナ
ログ伝送にとって特に大きな障害となる。
【0009】また、半導体レ−ザ3やモニタ受光素子5
は、電子冷却器2の他端面2b に載置等されているもの
の逆側の部分は、電子冷却器2の片端面2a を固着した
外囲器1の蓋に対向することになる。それ故、周囲温度
が設定温度、例えば25℃を越える場合には電子冷却器2
の他端面2b は冷却面となり、半導体レ−ザ3やモニタ
受光素子5は冷却される。一方、外囲器1の蓋は放熱部
として周囲温度より高温となって、蓋に対向した半導体
レ−ザ3やモニタ受光素子5の部位を輻射加熱する。同
様に周囲温度が25℃より低い場合には逆に作用する。
【0010】このため半導体レ−ザ3やモニタ受光素子
5は、各々がその部位によって異なる温度状態に晒され
ることになり、長期に渡って安定した特性を維持するこ
とが困難となる。また外囲器1からの熱的な影響を少な
くしようとすると、外囲器1は必然的により大きなもの
となってしまう。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のような周囲温度
や外囲器からの熱的影響により特性が劣化等してしまう
という状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的
とするところは周囲温度の変化やそれに伴い変化する外
囲器からの熱的影響を受け難く、特性の劣化や変化がな
く、長期に亙っても安定して動作させることができる半
導体レ−ザ装置を提供することにある。
【0012】[発明の構成]
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レ−ザ装
置は、外囲器と、この外囲器に第1の温度制御部を固着
して内装された電子冷却器と、この電子冷却器の第2の
温度制御部に配置された半導体レ−ザと、この半導体レ
−ザの光軸上に配設された光アイソレ−タ及びモニタ受
光素子を備えてなるものにおいて、半導体レ−ザ及びモ
ニタ受光素子を内囲器内に気密に配設すると共に、内囲
器の出射側外面に光アイソレ−タを取着し、さらに内囲
器を電子冷却器の第2の温度制御部に固着したことを特
徴とするものである。
【0014】
【作用】上記のように構成された半導体レ−ザ装置は、
電子冷却器の温度制御部に半導体レ−ザ及びモニタ受光
素子を内部に気密に配設した内囲器を固着し、さらに内
囲器の出射側外面に光アイソレ−タを取着しているの
で、周囲温度の変化に対して設定された一定の温度に光
アイソレ−タと半導体レ−ザ及びモニタ受光素子を保持
することができ、各特性の劣化や変化がなく、また内囲
器に収納された半導体レ−ザとモニタ受光素子について
は光アイソレ−タなどに使用した接着剤のガス等の悪影
響がなく安定した特性を長期間維持することができ、さ
らに光アイソレ−タを内囲器に取着する際に両者の光軸
が一致し偏光方向が適正となるよう容易に調整すること
ができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図3を参
照して説明する。図において15は上部開口を蓋16で閉塞
するようにして金属材料で形成された外囲器であり、こ
の内部には常圧の窒素ガスが封入されている。外囲器15
内には底部の略中央にペルチェ素子からなる電子冷却器
17が、第1の温度制御部である片端面17a を固着して配
置されている。また電子冷却器17の第2の温度制御部で
ある他端面17b には光アイソレ−タ18と内囲器19が載置
され、それぞれろう付けによって固定されている。なお
電子冷却器17の設定温度は光アイソレ−タ18の最良の特
性が得られる、例えば25℃に設定されている。
【0016】内囲器19は、共に金属材料で成るヒ−トシ
ンク20が側壁に形成されたブロック状の基台21と、開口
端に鍔部22が形成された円筒状のキャップ23とで構成さ
れている。そしてキャップ23は基台21に、ヒ−トシンク
20を内包するようにして、その鍔部22を基台21の壁部に
ろう付けすることによって取着されている。なお内囲器
19の内部には常圧の窒素ガスが封入されている。
【0017】また、内囲器19内のヒ−トシンク20の端部
には半導体レ−ザ24が半田付により固着されており、こ
の半導体レ−ザ24の一方の光軸上には、キャップ23の底
部中央の開孔25に低融点ガラス等によって気密に装着さ
れた第1レンズ26が、光軸を一致させるようにして配設
されている。さらに半導体レ−ザ24の他方の光軸上に
も、基台21の壁部にモニタ受光素子27が、受光面を光軸
に対し傾斜させるようにして半田付により固着されてい
る。またさらに半導体レ−ザ24の一方の光軸上には光ア
イソレ−タ18が、光軸を一致させるようにし、その金属
材料で成る支持枠28をキャップ23の底部外面にレ−ザ溶
接することによって取着されている。
【0018】また、外囲器15には光アイソレ−タ18の出
射面に対向して側壁に開孔29が形成されており、この開
孔29には筒状の送光部30が装着されている。そして外囲
器15内側の送光部30の片端部にはサファイヤの窓ガラス
31が気密に固着されており、他端部には第2レンズ32と
光ファイバ33の片端とが、半導体レ−ザ24の光軸にそれ
ぞれ光軸を一致させるようにして取着されている。
【0019】以上のように構成した本発明においては、
製作するに当って、先ず半導体レ−ザ24と第1レンズ26
及びモニタ受光素子27の光軸が一致するように内囲器19
を組立て、さらに組立てた内囲器19と光アイソレ−タ18
とを、それぞれの光軸が一致し、かつ偏光方向も適正と
なるように調節しながら外囲器15に組込む前に組合わせ
ることができる。そして、内囲器19と光アイソレ−タ18
とは電子冷却器17の他端面17b に載置されて固定され
る。その後、内囲器19と光アイソレ−タ18とを組合わせ
たものの光軸に、第2レンズ32と光ファイバ33の光軸を
一致させて装置は製作される。このため内囲器19と光ア
イソレ−タ18とを組合わせた段階で性能の確認が可能と
なり、装置製作の歩留を向上させることができ、内囲器
19内の半導体レ−ザ24とモニタ受光素子27とは外部の雰
囲気から遮断することができる。
【0020】また、本発明の装置は変動する周囲温度あ
るいは高温や低温の周囲温度の中で動作させても、温度
によって大幅な特性の変動を示す光アイソレ−タ18や半
導体レ−ザ24及びモニタ受光素子27が、電子冷却器17に
よって一定の温度、25℃に保持されるため、周囲温度に
よる特性の劣化が生じない。これは、例えば周囲温度が
50℃の場合における相対強度雑音特性が、図3に縦軸に
相対強度雑音をとり、横軸に周波数をとって示すよう
に、戻り光に起因する共振性のノイズが重畳されたもの
となっていないことからも示される。そして内囲器19内
に収納された半導体レ−ザ24とモニタ受光素子27とは、
電子冷却器17の片端面17a が固着した外囲器15からの熱
の影響も受けることがなく、安定した特性を維持するこ
とができ、このため外囲器15の小形化も可能となる。
【0021】さらに、光アイソレ−タ18と半導体レ−ザ
24やモニタ受光素子27とを同一の空間に存在させると、
使用周囲温度の影響や時間経過にともなって光アイソレ
−タ18に使用した接着剤中から有害なガスが排出されて
くるために、半導体レ−ザ24やモニタ受光素子27の性能
劣化、例えば劈開面やARコ−ティングを劣化させるこ
とによる出力低下をまねき長期信頼性を損なうこととな
る。しかし半導体レ−ザ24とモニタ受光素子27とは内囲
器19内に気密に収納され、光アイソレ−タ18と分離され
ているために長期信頼性を損なうことがない。
【0022】上述のように本実施例によれば、同一の電
子冷却器17によって光アイソレ−タ18と半導体レ−ザ2
4,モニタ受光素子27を恒温に保つようにしながら、光
アイソレ−タ18の周囲温度による特性劣化を防止し、長
期に亙って安定した特性を維持することができる。
【0023】尚、本発明は上記の実施例にのみ限定され
るものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
て実施し得るものである。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、電子冷却器の温度制御部に半導体レ−ザ及びモニタ
受光素子を内部に気密に配設した内囲器を固着し、さら
に内囲器の出射側外面に光アイソレ−タを取着するよう
に構成したことにより、周囲温度の変化やそれに伴い変
化する外囲器からの熱的影響を受け難くなり、また特性
の劣化や変化がなく、長期に亙っても安定して動作させ
ることができ、さらに光アイソレ−タを内囲器に取着す
る際、光軸が一致し偏光方向が適正となるよう容易に調
整することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】図1の要部断面図である。
【図3】図1に示した実施例の相対強度雑音特性図であ
る。
【図4】従来例を示す断面図である。
【図5】光アイソレ−タのアイソレ−ション特性図であ
る。
【図6】図4に示した従来例の相対強度雑音特性図であ
る。
【符号の説明】
15 外囲器 17 電子冷却器 17a 片端面(第1の温度制御部) 17b 他端面(第2の温度制御部) 18 光アイソレ−タ 19 内囲器 24 光半導体レ−ザ 27 モニタ受光素子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外囲器と、この外囲器に第1の温度制御
    部を固着して内装された電子冷却器と、この電子冷却器
    の第2の温度制御部に配置された半導体レ−ザと、この
    半導体レ−ザの光軸上に配設された光アイソレ−タ及び
    モニタ受光素子を備えてなるものにおいて、前記半導体
    レ−ザ及びモニタ受光素子を内囲器内に気密に配設する
    と共に、前記内囲器の出射側外面に前記光アイソレ−タ
    を取着し、さらに前記内囲器を前記電子冷却器の第2の
    温度制御部に固着したことを特徴とする半導体レ−ザ装
    置。
JP03017025A 1991-01-17 1991-01-17 半導体レ−ザ装置 Expired - Fee Related JP3142298B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03017025A JP3142298B2 (ja) 1991-01-17 1991-01-17 半導体レ−ザ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03017025A JP3142298B2 (ja) 1991-01-17 1991-01-17 半導体レ−ザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04243182A JPH04243182A (ja) 1992-08-31
JP3142298B2 true JP3142298B2 (ja) 2001-03-07

Family

ID=11932455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03017025A Expired - Fee Related JP3142298B2 (ja) 1991-01-17 1991-01-17 半導体レ−ザ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3142298B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002158392A (ja) * 2000-11-22 2002-05-31 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュールの製造方法と半導体レーザモジュール
CN110987035B (zh) * 2019-12-27 2021-11-09 天津太昊光电科技有限公司 一种光电传感器多功能防护装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04243182A (ja) 1992-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6422766B1 (en) Housing configuration for a laser module
US5181214A (en) Temperature stable solid-state laser package
US5267252A (en) Solid-state laser device comprising a temperature-controlled thermal conductive support
JP2628774B2 (ja) 光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュール
JP6753478B2 (ja) 光モジュール
US4495782A (en) Transmissive Dewar cooling chamber for optically pumped semiconductor ring lasers
US5651022A (en) Multi-element monolithic solid state laser
US6865199B2 (en) Inexpensive analog laser module
JP3142298B2 (ja) 半導体レ−ザ装置
US11862930B2 (en) Optical module having restriction body fixed to stem and having a linear thermal expansion coefficient smaller than that of the stem
JPH0713047A (ja) 光素子モジュール
JP2003014992A (ja) 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム
JPS62109385A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPH07287130A (ja) 光ファイバモジュール
JP3323313B2 (ja) 半導体レーザモジュール
JPH07131106A (ja) 半導体レーザモジュール
KR20020018578A (ko) 광 모듈
JPH08213688A (ja) 光モジュールの製造方法および光モジュール
JP6926519B2 (ja) 発光素子モジュール、原子発振器、電子機器および移動体
JPH10126000A (ja) 光半導体装置モジュール
JP2022126893A (ja) 光モジュール及びその製造方法
JP2003315633A (ja) 半導体レーザモジュール
US20030063637A1 (en) Method and apparatus for monitoring and maintaining the temperature of an analog laser module
JPH04355705A (ja) 半導体レーザモジュール
JP3212182U (ja) 外部共振器型半導体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071222

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees