JP3160159B2 - 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
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- JP3160159B2 JP3160159B2 JP23317694A JP23317694A JP3160159B2 JP 3160159 B2 JP3160159 B2 JP 3160159B2 JP 23317694 A JP23317694 A JP 23317694A JP 23317694 A JP23317694 A JP 23317694A JP 3160159 B2 JP3160159 B2 JP 3160159B2
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- Japan
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- lens
- semiconductor laser
- fixed
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Description
【発明の詳細な説明】
【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、詳しくは、それに用いられるレンズの固定構
造に関する。
ルに関し、詳しくは、それに用いられるレンズの固定構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザモジュールには、Laser Di
ode （ＬＤチップ）の放射光を収束ビームに変換するた
めのレンズが備えられる。この種の半導体レーザモジュ
ールの一例として、例えば、技術文献“A Lens Adjusta
ble Laser Diode Package,”Tetuo Kumazawa et al., P
roc. of ECTC'90,pp.214-217,1990 に開示されたものを
図１１、図１２に基づき説明する。
ode （ＬＤチップ）の放射光を収束ビームに変換するた
めのレンズが備えられる。この種の半導体レーザモジュ
ールの一例として、例えば、技術文献“A Lens Adjusta
ble Laser Diode Package,”Tetuo Kumazawa et al., P
roc. of ECTC'90,pp.214-217,1990 に開示されたものを
図１１、図１２に基づき説明する。
【０００３】図１１は従来の半導体レーザモジュールの
平面図である。この半導体レーザモジュール１の構造で
は、ＬＤチップ３が、モニタ用ホトダイオード５ととも
に、ホルダ７に固定された第１レンズ９の付いた電子冷
却素子１１上にハイブリッド実装されている。ＬＤチッ
プ３の放射光は、第１レンズ９により穏やかな収束ビー
ムに変換され、パッケージ側壁に固定された光アイソレ
ータ１３を経由して、ケース１５の外部に導かれる。そ
して、第２レンズ１７により集光され、ファイバ１９に
レーザ光を入射させる。
平面図である。この半導体レーザモジュール１の構造で
は、ＬＤチップ３が、モニタ用ホトダイオード５ととも
に、ホルダ７に固定された第１レンズ９の付いた電子冷
却素子１１上にハイブリッド実装されている。ＬＤチッ
プ３の放射光は、第１レンズ９により穏やかな収束ビー
ムに変換され、パッケージ側壁に固定された光アイソレ
ータ１３を経由して、ケース１５の外部に導かれる。そ
して、第２レンズ１７により集光され、ファイバ１９に
レーザ光を入射させる。
【０００４】図１２は従来の半導体レーザモジュールに
おける第１レンズの固定手順を表す説明図である。ホル
ダ７への第１レンズ９の固定には、薄肉のパイプ２１が
用いられる。第１レンズ９を固定するには、先ず、この
パイプ２１の両端に電気放電を用いてそれぞれ４箇所の
切り目２３を形成する（図１２ｂ）。次に、第１レンズ
９の出射側の切り目２３部をプレスにより外側に折り曲
げる（図１２ｃ）。もう一端は、第１レンズ９を挿入し
たときに、このパイプ２１がバネとなるように僅かに曲
げておく。そして、このパイプ２１を穴２５の開いたホ
ルダ７に挿入し、所定の位置でＹＡＧ溶接を用いて固定
する（図１２ｄ）。最後に、このパイプ２１に第１レン
ズ９を挿入し、所定の位置で半田固定して固定作業を終
了する。
おける第１レンズの固定手順を表す説明図である。ホル
ダ７への第１レンズ９の固定には、薄肉のパイプ２１が
用いられる。第１レンズ９を固定するには、先ず、この
パイプ２１の両端に電気放電を用いてそれぞれ４箇所の
切り目２３を形成する（図１２ｂ）。次に、第１レンズ
９の出射側の切り目２３部をプレスにより外側に折り曲
げる（図１２ｃ）。もう一端は、第１レンズ９を挿入し
たときに、このパイプ２１がバネとなるように僅かに曲
げておく。そして、このパイプ２１を穴２５の開いたホ
ルダ７に挿入し、所定の位置でＹＡＧ溶接を用いて固定
する（図１２ｄ）。最後に、このパイプ２１に第１レン
ズ９を挿入し、所定の位置で半田固定して固定作業を終
了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体レーザモジュールでは、第１レンズ９の
位置調整及び固定に関して、次のような問題点があっ
た。即ち、パイプ２１をホルダ７に対して垂直に固定し
てしまうため、第１レンズ９の角度調整ができなくなる
問題があった。また、パイプ２１の固定後に第１レンズ
９を固定するので、第１レンズ９の位置がこれによって
一義的に決定されてしまい、パイプ２１の固定ズレに対
する補正が不可能となり、結合効率の劣化（パイプ固定
ズレにより生じる不十分な結合状態）を招く問題があっ
た。また、第１レンズ９を半田固定しているため、信頼
性に欠ける問題があった。更に、第１レンズ９をパイプ
２１に挿入した状態で、ＬＤチップ３と第１レンズ９と
の間の距離を位置調整しなければならないため、調整作
業が困難であった。本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、第１レンズの位置調整及び角度調整が容易にで
きるとともに、結合効率の組立てによる劣化が低減で
き、しかも、位置決め部分の半田による固定がなくなる
半導体レーザモジュールを提供し、調整の容易化、歩留
り及び信頼性の向上を図ることを目的とする。
た従来の半導体レーザモジュールでは、第１レンズ９の
位置調整及び固定に関して、次のような問題点があっ
た。即ち、パイプ２１をホルダ７に対して垂直に固定し
てしまうため、第１レンズ９の角度調整ができなくなる
問題があった。また、パイプ２１の固定後に第１レンズ
９を固定するので、第１レンズ９の位置がこれによって
一義的に決定されてしまい、パイプ２１の固定ズレに対
する補正が不可能となり、結合効率の劣化（パイプ固定
ズレにより生じる不十分な結合状態）を招く問題があっ
た。また、第１レンズ９を半田固定しているため、信頼
性に欠ける問題があった。更に、第１レンズ９をパイプ
２１に挿入した状態で、ＬＤチップ３と第１レンズ９と
の間の距離を位置調整しなければならないため、調整作
業が困難であった。本発明は上記状況に鑑みてなされた
もので、第１レンズの位置調整及び角度調整が容易にで
きるとともに、結合効率の組立てによる劣化が低減で
き、しかも、位置決め部分の半田による固定がなくなる
半導体レーザモジュールを提供し、調整の容易化、歩留
り及び信頼性の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る半導体レーザモジュールは、半導体レー
ザからの出力光軸上に位置決めされた集光用レンズがベ
ースに固定される半導体レーザモジュールにおいて、少
なくとも外周面の一部が凸曲部となるレンズホルダに集
光用レンズが固定され、一対のテーパ状傾斜面を有する
コの字金具が備えられ、ベースとの間に間隙を有した状
態でレンズホルダが配置され、凸曲部と傾斜面との接触
点及びコの字金具とベースとを固定してレンズホルダが
固定されたことを特徴とするものである。
の本発明に係る半導体レーザモジュールは、半導体レー
ザからの出力光軸上に位置決めされた集光用レンズがベ
ースに固定される半導体レーザモジュールにおいて、少
なくとも外周面の一部が凸曲部となるレンズホルダに集
光用レンズが固定され、一対のテーパ状傾斜面を有する
コの字金具が備えられ、ベースとの間に間隙を有した状
態でレンズホルダが配置され、凸曲部と傾斜面との接触
点及びコの字金具とベースとを固定してレンズホルダが
固定されたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】集光レンズが位置決め調節される際、集光レン
ズを固定したレンズホルダが他の部材とは接触せず、任
意の方向への位置調整が可能となる。これによって正確
に位置決めされたレンズホルダの凸曲部に対し、テーパ
状の傾斜面が当接されることで、コの字金具が最適の固
定位置に配置され、レンズホルダの任意の位置決め完了
位置に対して、安定した接触状態が確保され、この接触
部が固定されることにより、高い結合効率が得られる。
ズを固定したレンズホルダが他の部材とは接触せず、任
意の方向への位置調整が可能となる。これによって正確
に位置決めされたレンズホルダの凸曲部に対し、テーパ
状の傾斜面が当接されることで、コの字金具が最適の固
定位置に配置され、レンズホルダの任意の位置決め完了
位置に対して、安定した接触状態が確保され、この接触
部が固定されることにより、高い結合効率が得られる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係る半導体レーザモジュール
の好適な実施例を図面を参照して説明する。図１は本発
明による半導体レーザモジュールの断面図、図２は第１
レンズ近傍の詳細を表した平面図、図３は図２のＡ−Ａ
断面図である。この半導体レーザモジュール３１は、半
導体レーザ３３と集光用レンズである第１レンズ３５等
をパッケージ３７内に備えている。半導体レーザ３３を
サブキャリア３９、ベース４１を介してスペーサ４３に
固定し、このスペーサ４３をパッケージ３７、この実施
例では、パッケージ３７の底部４５に固定している。こ
の場合、サブキャリア３９とベース４１とは、半田など
を用いて固定するのが信頼性の観点から適当である。
の好適な実施例を図面を参照して説明する。図１は本発
明による半導体レーザモジュールの断面図、図２は第１
レンズ近傍の詳細を表した平面図、図３は図２のＡ−Ａ
断面図である。この半導体レーザモジュール３１は、半
導体レーザ３３と集光用レンズである第１レンズ３５等
をパッケージ３７内に備えている。半導体レーザ３３を
サブキャリア３９、ベース４１を介してスペーサ４３に
固定し、このスペーサ４３をパッケージ３７、この実施
例では、パッケージ３７の底部４５に固定している。こ
の場合、サブキャリア３９とベース４１とは、半田など
を用いて固定するのが信頼性の観点から適当である。
【０００９】ベース４１にはレンズ系として第１レンズ
３５を設けてある。この第１レンズ３５は、ろう付けま
たは圧入などによりレンズホルダ４７に固定し、レンズ
ホルダ４７を位置及び角度調整して半導体レーザ３３の
出力光が平行ビームになるように位置合わせを行い、後
に詳述するコの字金具４９を用いてベース４１に固定し
ている。このときの固定方法としては、ＹＡＧ溶接など
を用いる。
３５を設けてある。この第１レンズ３５は、ろう付けま
たは圧入などによりレンズホルダ４７に固定し、レンズ
ホルダ４７を位置及び角度調整して半導体レーザ３３の
出力光が平行ビームになるように位置合わせを行い、後
に詳述するコの字金具４９を用いてベース４１に固定し
ている。このときの固定方法としては、ＹＡＧ溶接など
を用いる。
【００１０】第１レンズ３５から出射された光ビーム
は、パッケージ３７の側面にある窓ガラス５１を通して
外部に導かれる。この光ビームは、スリーブ５３に挿入
された第２レンズ５５により集光され、フェルール５７
に固定された光ファイバ５９に入射される。このフェル
ール５７は、スリーブ５３に挿入されている。位置調整
は、このスリーブ５３を光軸Ｏに垂直な方向（Ｘ軸及び
Ｙ軸）に移動し、スリーブ５３内でフェルール５７を滑
動させ第２レンズ５５と光ファイバ５９間距離を調整す
る。このときの固定方法としては、ＹＡＧ溶接などを用
いて行う。
は、パッケージ３７の側面にある窓ガラス５１を通して
外部に導かれる。この光ビームは、スリーブ５３に挿入
された第２レンズ５５により集光され、フェルール５７
に固定された光ファイバ５９に入射される。このフェル
ール５７は、スリーブ５３に挿入されている。位置調整
は、このスリーブ５３を光軸Ｏに垂直な方向（Ｘ軸及び
Ｙ軸）に移動し、スリーブ５３内でフェルール５７を滑
動させ第２レンズ５５と光ファイバ５９間距離を調整す
る。このときの固定方法としては、ＹＡＧ溶接などを用
いて行う。
【００１１】レンズホルダ４７は、図２に示すように、
上面視で出射側が円弧状の凸面部４７ａに加工されてお
り、ベース４１との間に間隙ｓ１（図３参照）を有して
配設される。コの字金具４９は、図２に示すように、テ
ーパ状の一対の傾斜面４９ａを有している。傾斜面４９
ａの角度は、レンズホルダ４７の凸面部４７ａにこの傾
斜面４９ａが接するように設定する。また、このコの字
金具４９の厚みｔ１は、ベース４１とレンズホルダ４７
の下面間との間隙ｓ１以上とする。
上面視で出射側が円弧状の凸面部４７ａに加工されてお
り、ベース４１との間に間隙ｓ１（図３参照）を有して
配設される。コの字金具４９は、図２に示すように、テ
ーパ状の一対の傾斜面４９ａを有している。傾斜面４９
ａの角度は、レンズホルダ４７の凸面部４７ａにこの傾
斜面４９ａが接するように設定する。また、このコの字
金具４９の厚みｔ１は、ベース４１とレンズホルダ４７
の下面間との間隙ｓ１以上とする。
【００１２】次に、半導体レーザモジュール３１におけ
る第１レンズ３５の調整及び固定について説明する。レ
ンズホルダ４７を適当な治具に取り付け、この状態で微
動ステージ及び回転ステージに載せて位置及び角度調整
を行う。このとき、スリーブ５３に固定した第２レンズ
５５及び光ファイバ５９も別の治具に載せ、パッケージ
３７の側壁にスリーブ５３を接するようにして位置調整
を行う。調整は、半導体レーザ３３を発光させて光ファ
イバ５９の光出力を光パワーメータを用いて測定しなが
ら、光出力パワーが最大になるように角度及び位置調整
を行う。
る第１レンズ３５の調整及び固定について説明する。レ
ンズホルダ４７を適当な治具に取り付け、この状態で微
動ステージ及び回転ステージに載せて位置及び角度調整
を行う。このとき、スリーブ５３に固定した第２レンズ
５５及び光ファイバ５９も別の治具に載せ、パッケージ
３７の側壁にスリーブ５３を接するようにして位置調整
を行う。調整は、半導体レーザ３３を発光させて光ファ
イバ５９の光出力を光パワーメータを用いて測定しなが
ら、光出力パワーが最大になるように角度及び位置調整
を行う。
【００１３】先ず、光路上から第１レンズ３５を外し、
そしてコの字金具４９を取り除いた状態で、スリーブ５
３を移動して最大パワーの得られる位置を見つける。次
に、第１レンズ３５を光路上に移動し、角度及び位置調
整を行い最大パワー位置を捜す。以上の調整を繰り返し
行い、最終的な最大光パワー位置とする。
そしてコの字金具４９を取り除いた状態で、スリーブ５
３を移動して最大パワーの得られる位置を見つける。次
に、第１レンズ３５を光路上に移動し、角度及び位置調
整を行い最大パワー位置を捜す。以上の調整を繰り返し
行い、最終的な最大光パワー位置とする。
【００１４】この状態で、コの字金具４９をその傾斜面
４９ａが、レンズホルダ４７の凸面部４７ａに接するよ
うに配置する（図２参照）。そして、コの字金具４９と
ベース４１及びコの字金具４９とレンズホルダ４７の接
触点をＹＡＧ溶接などを用いて固定する。次に、スリー
ブ５３を再度調整し最大パワーが得られるようにし、Ｙ
ＡＧ溶接などを用いてスリーブ５３及びフェルール５７
をパッケージ３７に固定する。なお、図１、図２では、
それぞれを固定するＹＡＧ溶接箇所ｐ１を代表的な箇所
で示すが、実際には周囲を数カ所溶接するのが望まし
い。
４９ａが、レンズホルダ４７の凸面部４７ａに接するよ
うに配置する（図２参照）。そして、コの字金具４９と
ベース４１及びコの字金具４９とレンズホルダ４７の接
触点をＹＡＧ溶接などを用いて固定する。次に、スリー
ブ５３を再度調整し最大パワーが得られるようにし、Ｙ
ＡＧ溶接などを用いてスリーブ５３及びフェルール５７
をパッケージ３７に固定する。なお、図１、図２では、
それぞれを固定するＹＡＧ溶接箇所ｐ１を代表的な箇所
で示すが、実際には周囲を数カ所溶接するのが望まし
い。
【００１５】この実施例による半導体レーザモジュール
３１によれば、第１レンズ３５の調節の際に、レンズホ
ルダ４７がベース４１に接触していないので、Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸方向の３次元の位置調整及び角度調整が容易にでき
る。また、第１レンズ３５の固定の際に、レンズホルダ
４７の凸面部４７ａがコの字金具４９の傾斜面４９ａに
安定した状態で接触しているので、ＹＡＧ溶接時にこの
接触点を溶接することにより、位置ズレの少ない溶接が
可能となり、結合効率の組立てによる劣化を低減でき、
歩留りを向上させることができる。更に、位置調整に関
わる固定箇所を、すべてＹＡＧ溶接により行うことがで
きるので、信頼性を向上させることができる。
３１によれば、第１レンズ３５の調節の際に、レンズホ
ルダ４７がベース４１に接触していないので、Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸方向の３次元の位置調整及び角度調整が容易にでき
る。また、第１レンズ３５の固定の際に、レンズホルダ
４７の凸面部４７ａがコの字金具４９の傾斜面４９ａに
安定した状態で接触しているので、ＹＡＧ溶接時にこの
接触点を溶接することにより、位置ズレの少ない溶接が
可能となり、結合効率の組立てによる劣化を低減でき、
歩留りを向上させることができる。更に、位置調整に関
わる固定箇所を、すべてＹＡＧ溶接により行うことがで
きるので、信頼性を向上させることができる。
【００１６】なお、上述した実施例では、半導体レーザ
モジュールを例に説明したが、本発明は、他の光デバイ
ス、例えば半導体変調器、誘電体変調器、ホトダイオー
ドなどを用いた光モジュールのレンズ固定構造や、１レ
ンズ系光モジュールのレンズ固定構造にも適用可能なも
のである。また、レンズ系としては球レンズ、非球面レ
ンズ、及びＧＲＩＮレンズなどの種々のレンズ系につい
ても適用可能である。
モジュールを例に説明したが、本発明は、他の光デバイ
ス、例えば半導体変調器、誘電体変調器、ホトダイオー
ドなどを用いた光モジュールのレンズ固定構造や、１レ
ンズ系光モジュールのレンズ固定構造にも適用可能なも
のである。また、レンズ系としては球レンズ、非球面レ
ンズ、及びＧＲＩＮレンズなどの種々のレンズ系につい
ても適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る半導体レーザモジュールによれば、凸曲部を有するレ
ンズホルダに集光用レンズが固定され、テーパ状傾斜面
を有するコの字金具が備えられ、凸曲部と前記傾斜面と
の接触点及びコの字金具とベースとを固定してレンズホ
ルダが固定されるので、集光レンズの調節の際に、レン
ズホルダがベースに接触せず、３次元の位置調整及び角
度調整を容易に行うことができる。また、集光レンズの
固定の際に、レンズホルダがコの字金具に安定した状態
で接触するので、位置ズレの少ない溶接が可能となり、
歩留りを向上させることができる。更に、位置調整に関
わる固定箇所を、すべてＹＡＧ溶接により行うことがで
きるので、信頼性を向上させることができる。
る半導体レーザモジュールによれば、凸曲部を有するレ
ンズホルダに集光用レンズが固定され、テーパ状傾斜面
を有するコの字金具が備えられ、凸曲部と前記傾斜面と
の接触点及びコの字金具とベースとを固定してレンズホ
ルダが固定されるので、集光レンズの調節の際に、レン
ズホルダがベースに接触せず、３次元の位置調整及び角
度調整を容易に行うことができる。また、集光レンズの
固定の際に、レンズホルダがコの字金具に安定した状態
で接触するので、位置ズレの少ない溶接が可能となり、
歩留りを向上させることができる。更に、位置調整に関
わる固定箇所を、すべてＹＡＧ溶接により行うことがで
きるので、信頼性を向上させることができる。
【図１】本発明による半導体レーザモジュールの断面図
である。
である。
【図２】第１レンズ近傍の詳細を表した平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】従来の半導体レーザモジュールの平面図であ
る。
る。
【図５】従来の半導体レーザモジュールにおける第１レ
ンズの固定手順を表す説明図である。
ンズの固定手順を表す説明図である。
３１ 半導体レーザモジュール ３３ 半導体レーザ ３５ 第１レンズ（集光用レンズ） ４１ ベース ４７ レンズホルダ ４７ａ 凸曲部 ４９ コの字金具 ４９ａ テーパ状傾斜面 Ｏ 光軸 ｓ１ 間隙
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−48010（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−77608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−316822（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−65303（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−83712（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 G02B 6/32 G02B 6/42
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザからの出力光を集光する集
光レンズをパッケージ内のベースに固定し、該出力光を
光ファイバに集光する集光レンズを前記パッケージ外に
設けた半導体レーザモジュールにおいて、 前記ベースに固定された集光レンズはレンズホルダと該
レンズホルダをベースとの間に間隙を有した状態で保持
するコの字金具を介して固定され、 前記レンズホルダは外周面の一部に形成された凸曲部を
前記コの字金具に形成された一対のテーパ状傾斜面に接
触させた状態に保持されるとともに、 前記凸曲部と傾斜面との接触点並びに前記コの字金具と
ベースとを固定した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 |
|---|---|---|---|
| JP23317694A JP3160159B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23317694A JP3160159B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894889A JPH0894889A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3160159B2 true JP3160159B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=16950926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23317694A Expired - Fee Related JP3160159B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3160159B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4514367B2 (ja) * | 2001-06-15 | 2010-07-28 | 古河電気工業株式会社 | 半導体レーザモジュール及びその製造方法 |
| JP4770796B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2011-09-14 | ブラザー工業株式会社 | 光源装置、露光装置および画像形成装置 |
| JP5923164B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-05-24 | アルプス電気株式会社 | レーザモジュール及びその製造方法 |
| JP6375695B2 (ja) * | 2014-05-28 | 2018-08-22 | 船井電機株式会社 | 光源ユニット、プロジェクタ及び光源ユニットの製造方法 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23317694A patent/JP3160159B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0894889A (ja) | 1996-04-12 |
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