JP3977098B2 - フェルール把持装置及び半導体レーザモジュールの製造装置並びにその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子等の光部品と光結合されるフェルール付き光ファイバの光軸調整を行う際に、前記フェルールを把持するフェルール把持装置及び半導体レーザモジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発光素子、受光素子、レンズ、プリズム等の光部品とフェルール付き光ファイバとを光結合する際には、フェルール付き光ファイバを移動させて光軸合わせを行う。例えば、発光素子としての半導体レーザ素子から出射されるレーザ光をレンズで集光してフェルール付き光ファイバに入射する半導体レーザモジュールにおいては、半導体レーザモジュールとフェルール付き光ファイバとをＹＡＧレーザ溶接する場合、光軸に垂直な平面（厳密には、半導体レーザモジュールの端面に平行な平面：ＸＹ平面）と、光軸方向（ＸＹ平面に垂直な方向；Ｚ軸方向）の合計３軸の光軸を合わせることが必要である。
【０００３】
また、より高い光結合効率を得るために、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光をレンズで集光せずに、ファイバ先端がレンズ加工されたフェルール付き光ファイバと直接光結合する方式の半導体レーザモジュールが知られている。
【０００４】
図１５は、ファイバ先端がレンズ加工されたフェルール付き光ファイバを用いた半導体レーザモジュールを模式的に示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。図１５に示すように、半導体レーザモジュールＭは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１の前側（図１５では右側）端面から出射されたレーザ光が入射されるフェルール２付き光ファイバ３と、半導体レーザ素子１の後側（図１５では左側）端面から出射されたレーザ光が入射されるフォトダイオード４と、半導体レーザ素子１を取り付けるＬＤキャリア５と、フォトダイオード４を取り付けるＰＤキャリア６と、ＬＤキャリア５、ＰＤキャリア６及びフェルール２付き光ファイバ３を載置するベース７とを有する。
【０００５】
光ファイバ３の半導体レーザ素子１側の端面には例えば楔形等に加工されたレンズ部３ａが設けられている。
【０００６】
フェルール２の側面は、半導体レーザ素子１側から順に一対又は一体の第１の固定部品８及び一対又は一体の第２の固定部品９により挟持された状態でＹＡＧレーザ溶接で固定される。第１の固定部品８及び第２の固定部品９はベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定される。
【０００７】
半導体レーザ素子１の前側端面から出射されたレーザ光は、フェルール２付き光ファイバ３のレンズ部３ａを介して入射され、外部に送出される。
【０００８】
半導体レーザ素子１の後側端面から出射されたモニタ用のレーザ光は、フォトダイオード４により受光され、この受光量等に応じて半導体レーザ素子１の光出力などが調整される。
【０００９】
従来の半導体レーザモジュールＭの製造方法では、フェルール２付き光ファイバ３を光軸調整する工程において、フェルール２を把持するフェルール把持装置１０が用いられる。
【００１０】
フェルール把持装置１０は、フェルール２の側面を挟持する一対の挟持部材１１と、一対の挟持部材１１を開閉する開閉部材１２とを有する。開閉部材１２は、例えばエアシリンダ装置を用いて、ロッドを伸縮することにより一対の挟持部材１１を開閉する。
【００１１】
従来のフェルール把持装置１０を用いた光軸調整方法は次の順序で行なわれる。
【００１２】
（１）第１の固定部品８をフェルール２に沿わせるように配置し、フェルール２と第１の固定部品８との隙間を確保しつつ、フェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを行った後、第１の固定部品８をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する。
【００１３】
（２）再度フェルール２をＸＹＺ軸方向に移動させ、半導体レーザ素子１と光ファイバ３の光軸合わせを行った後、フェルール２の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する。
【００１４】
（３）第２の固定部品９をフェルール２に沿わせるように配置し、フェルール２のＸＹ軸方向の光軸合わせを行った後、第２の固定部品９をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフェルール把持装置１０を用いた光軸調整方法において、前記（３）及び（４）の工程におけるフェルール２のＸＹ軸方向の光軸合わせは、第１の固定部品８とフェルール２の側面とが固定されてなるＹＡＧ溶接部分を支点としたフェルール２のてこ移動で行う。このときフェルール２を上下左右に動かしたときに、図１６に示すように、挟持部材１１の挟持溝１１ｂの端部と、斜めになったフェルール２の側部とが干渉するため、フェルール２の上下左右への移動が制限される。無理にフェルール２を動かそうとすると、第１の固定部品８とフェルール２を固定するＹＡＧレーザの溶接スポットｂ１、ｂ２に余分な負荷がかかり、ＹＡＧレーザの溶接スポットにひび割れが発生する等により、半導体レーザモジュールの信頼性が低くなってしまう。
【００１６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、固定部品やフェルールに余分な負荷がかかることを防止でき、かつフェルールを適切な位置あるいは適度の挟持力で挟持した状態で光軸調整を行うことができるフェルール把持装置及び半導体レーザモジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明は又、固定部品やフェルールに余分な負荷がかかることを防止でき、かつ光軸合わせに要する時間を短縮化することができるフェルール把持装置及び半導体レーザモジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のフェルール把持装置は、光部品と光結合されるフェルール付き光ファイバの光軸調整を行う際に、前記フェルールを把持するフェルール把持装置において、前記フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持する一対の挟持部材を有することを特徴とするものである。
【００１９】
フェルール長手方向に長い接触長さで挟持する一対の挟持部材をさらに有してもよい。
【００２０】
前記フェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持する一対の挟持部材と、フェルール長手方向に長い接触長さで挟持する一対の挟持部材とが一体に形成されていてもよい。
【００２１】
前記フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持する箇所が少なくとも２箇所以上あってもよい。
【００２２】
前記短い接触長さは、０．００１ｍｍ以上１ｍｍ未満であるのが好ましい。
【００２３】
本発明の第２のフェルール把持装置は、光部品と光結合されるフェルール付き光ファイバの光軸調整を行うために前記フェルールを挟持する一対の挟持部材を備えたフェルール把持装置において、前記一対の挟持部材は、前記フェルールの軸線に沿って挟持溝がそれぞれ形成されていてもよい。
【００２４】
前記挟持溝は、前記フェルールの軸線に対して対称となる形状に形成されていてもよい。
【００２５】
前記少なくとも一方の挟持部材には、一対の挟持部材の間隔を測定する測定手段を有してもよい。
【００２６】
本発明の第１の半導体レーザモジュールの製造方法は、半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を入射するフェルール付き光ファイバとを備えた半導体レーザモジュールの製造方法において、前記フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さ又は点接触で挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う工程を有することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第２の半導体レーザモジュールの製造方法は、半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を入射するフェルール付き光ファイバとを備えた半導体レーザモジュールの製造方法において、前記フェルールの側面をフェルール長手方向に長い接触長さ又は短い接触長さあるいは点接触で２箇所以上で挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う第１の工程と、前記フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う第２の工程とを有することを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第３の半導体レーザモジュールの製造方法は、フェルール把持装置の一対の挟持部材に形成された挟持溝で前記フェルールの側面を挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う工程を有することを特徴とするものである。
【００２９】
前記一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けた状態で前記フェルールの側面を揺動可能状態に挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う工程を有してもよい。
【００３０】
フェルール把持装置の一対の挟持部材の挟持溝で前記フェルールの側面を揺動不可状態に挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う工程を有してもよい。
【００３１】
前記フェルール把持装置は、前記記載のものを用いてもよい。
【００３２】
本発明の第４の半導体レーザモジュールの製造方法は、ベースに半導体レーザ素子を固定する工程と、パッケージ内に冷却装置を固定する工程と、前記冷却装置上に前記ベースを固定する工程と、前記パッケージの側部に形成された貫通孔を介してフェルール付き光ファイバをパッケージ内に導入する工程と、前記請求項９乃至１４のいずれか１つの項に記載された方法により、前記フェルール付き光ファイバを光軸調整して、前記ベースに固定する工程と、前記パッケージの貫通孔において、前記フェルール付き光ファイバと貫通孔、つまりパッケージとを固定する工程と、前記パッケージに蓋を付けて前記パッケージ内を気密封止する工程とを有してもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態例）
図１は本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。なお、従来と同一の部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図１に示すように、半導体レーザモジュールＭは、半導体レーザ素子１と、フェルール２付き光ファイバ３と、フォトダイオード４と、ＬＤキャリア５と、ＰＤキャリア６と、ベース７とを有する。ベース７は半導体レーザ素子１からの発熱を冷却するための冷却装置１３上に載置される。
【００３５】
本発明の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの製造方法では、フェルール２付き光ファイバ３を光軸調整する工程において、フェルール２を把持するフェルール把持装置１５が用いられる。
【００３６】
フェルール把持装置１５は、一対の挟持部材１６と、一対の挟持部材１６をエアシリンダ駆動によって開閉する開閉部材１２とを有する。フェルール把持装置１５は、上部に敷設されたレール１８ａに沿ってＺ軸方向に移動することができる。
【００３７】
図２は本発明の第１の実施形態例のフェルール把持装置１５に用いられる一対の挟持部材１６を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はフェルール２を挟持する前の状態を示す正面図、（Ｃ）はフェルール２を挟持した状態を示す正面図である。
【００３８】
図２に示すように、本発明の第１の実施形態例のフェルール把持装置１５に用いられる一対の挟持部材１６は、ＦｅやＡｌあるいはステンレスやその他の合金等の材質で作られた本体１６ａからなり、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に長い接触長さ（例えば約２ｍｍ）で挟持する第１の挟持部１７と、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に短い接触長さ（例えば約０．５ｍｍ）又は点接触で挟持する第２の挟持部１８とが一体に形成されている。ここで、短い接触長さは、０．００１ｍｍ以上１ｍｍ未満であるのか好ましい。０．００１ｍｍ以上としたのは、０．００１ｍｍ未満であると製作が困難だからである。
【００３９】
第１の挟持部１７と第２の挟持部１８は、本体１６ａの内側面にモジュール長手方向Ｚに沿って形成された断面Ｖ字形状の溝であるが、第１の挟持部１７が長手方向Ｚにある程度幅を持った平面溝であるのに対し、第２の挟持部１８は長手方向Ｚにほとんど幅を持たないナイフエッジ状の溝である。
【００４０】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置１５を用いてフェルール２付き光ファイバ３を光軸調整する方法を説明するための説明図、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、フェルール２の側面と本体１６ａの内側面が接触している状態を示す平面断面図である。
【００４１】
まず、半導体レーザ素子１を取り付けたＬＤキャリア５及びフォトダイオード４を取り付けたＰＤキャリア６をベース７上に半田付けして固定する。
【００４２】
次いで、フェルール把持装置１５の一対の挟持部材１６における第１の挟持部１７によってフェルール２の側面を挟持する（図４（Ａ）参照）。第１の固定部品８をフェルール２に合わせるように配置し、必要に応じてフェルール２と第２の固定部品８を隙間を確保した後、フェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを行った後、第１の固定部品８をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（図３（Ａ）の溶接スポットａ１〜ａ８参照）。
【００４３】
次いで、上と同じ状態でフェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを再度行った後、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（図３（Ｂ）の溶接スポットｂ１、ｂ２）参照）。
【００４４】
次いで、開閉部材１２によってフェルール２が動かない程度に一対の挟持部材１６を開き、フェルール把持装置１５をＺ軸方向に沿って後側（図３では右側）に移動させた後、再度一対の挟持部材１６を閉じて、第２の挟持部１８のみによってフェルール２の側面を挟持する（図４（Ｂ）参照）。
【００４５】
その状態で第２の固定部品９をフェルール２に沿わせるように配置させながら、第１の固定部品８とフェルール２の溶接スポットｂ１，ｂ２を支点として、フェルール２をてこ移動させることにより、フェルール２のＸＹ軸方向の光軸合わせを行った後、第２の固定部品９をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（図３（Ｃ）の溶接スポットａ９〜ａ１６参照）。
【００４６】
最後に、第２の挟持部１８によってフェルール２の側面を挟持した状態で、フェルール２をＹ軸方向又はＸＹ軸方向に移動させ、第１の固定部品８とフェルール２の溶接スポットｂ１，ｂ２を支点として、フェルール２をてこ移動させることにより、半導体レーザ素子１と光ファイバ３との光軸合わせを再度行った後、フェルール２の側面と第２の固定部品９とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（図３（Ｄ）の溶接スポットｂ３，ｂ４参照）。
【００４７】
本発明の第１の実施形態例によれば、フェルール２を第１の固定部品８に固定した後、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に短い接触長さ又は点接触で挟持して光軸調整を行うので、てこ移動の範囲が十分に確保できるとともに、第１の固定部品８とフェルール２のＹＡＧ溶接部分に余分な負荷がかかることはなく、溶接スポットｂ１やｂ２、あるいはａ１〜ａ８のいずれかにひび割れ等の損傷、あるいは変形等が発生するのを防止できる。その結果、製品の信頼性が向上する。
なお、図２（Ｄ）に示すように、第２の挟持部１８は、上側からみてＵ字形状に形成されてもよい。挟持部材１６の本体の幅Ｘaよりも先端部の幅Ｘbの幅を狭くしてもよい。第２の挟持部１８でフェルール２を挟持したとき、挟持部材１６間の隙間ＸcがＸc≧０の範囲でならＸbの幅を狭くしてもよい。
【００４８】
（第２の実施形態例）
図５は本発明の第２の実施形態例に係る一対の挟持部材を示し、（Ａ）及び（Ｂ）はフェルールの側面を挟持している状態を示す平面断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は挟持部材の変形例を示す平面断面図である。
【００４９】
図５に示すように、本発明の第２の実施形態例に係る一対の挟持部材１９はＦｅやＡｌあるいはステンレスやその他合金等の材質で作られた本体１９ａからなり、フェルール２の軸線に対して対称となる挟持溝２０が長手方向Ｚに沿って形成されている。この挟持溝２０は、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に凸状に湾曲して形成されており、先端及び基端に、それぞれ短い接触長さでフェルール２の側面を挟持する第１及び第２のエッジ部２０ａ、２０ｂが設けられている。
【００５０】
第２の実施形態例に係る一対の挟持部材１９によれば、挟持溝２０の第１及び第２のエッジ部２０ａ、２０ｂの２箇所によってフェルール２の側面を挟持した状態で（図５（Ａ）参照）、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する。その後、開閉部材１２によってフェルール２が動かない程度に一対の挟持部材１９を開き、フェルール把持装置１５をＺ軸方向に沿って後側に移動させた後、再度一対の挟持部材１９を閉じて、第１のエッジ部２０ａによってフェルール２の側面を挟持することになる（図５（Ｂ）参照）。
【００５１】
なお、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持する箇所は３箇所以上あってもよい。例えば、図５（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、挟持溝２０はＸ方向に２つの凸状に湾曲して形成されており、先端、基端及び中間部に、それぞれ短い接触長さでフェルール２の側面を挟持する第１〜第３のエッジ部２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられている。
この挟持部材１９の変形例によれば、挟持溝２０の第１〜第３のエッジ部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの３箇所によってフェルール２の側面を挟持した状態で（図５（Ｃ）参照）、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する。その後、開閉部材１２によってフェルール２が動かない程度に一対の挟持部材１９を開き、フェルール把持装置１５をＺ軸方向に沿って後側に移動させた後、再度一対の挟持部材１９を閉じて、第１のエッジ部２０ａによってフェルール２の側面を挟持することになる（図５（Ｄ）参照）。
【００５２】
（第３の実施形態例）
図６は本発明の第３の実施形態例に係るフェルール把持装置２１を示し、（Ａ）は第１の挟持部材２２を示す斜視図、（Ｂ）は第２の挟持部材２３を示す正面図、（Ｃ）は第２の挟持部材２３によってフェルール２を挟持している状態を示す正面図、（Ｄ）は第２の挟持部材２３によってフェルール２を挟持している状態を示す平面図である。
【００５３】
図６に示すように、第３の実施形態例に係るフェルール把持装置２１は、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に長い接触長さ（例えば１．５ｍｍ）で挟持する一対の第１の挟持部材２２と、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に短い接触長さ（０．８ｍｍ）又は点接触で挟持する一対の第２の挟持部材２３とを有する。
【００５４】
第１の挟持部材２２は、ＦｅやＡｌあるいはステンレスやその他合金等の材質で作られた本体２２ａからなり、その本体２２ａの側面にＶ字形状の挟持溝２２ｂが形成されている。一対の第１の挟持部材２２の挟持溝２２ｂの間にフェルール２の側面が挟持される。
【００５５】
第２の挟持部材２３は、棒状の部材からなり、所定位置にＶ字形状に屈曲した屈曲部２３ａが形成されている。一対の第２の挟持部材２３の屈曲部２３ａの間にフェルール２の側面が挟持される
第１の挟持部材２２及び第２の挟持部材２３は、開閉部材１２によってそれぞれ独立して開閉することができる。
【００５６】
次に、本発明の第３の実施形態例に係るフェルール把持装置２１を用いてフェルール２付き光ファイバ３を光軸調整する方法を説明する。
【００５７】
まず、半導体レーザ素子１を取り付けたＬＤキャリア５及びフォトダイオード４を取り付けたＰＤキャリア６をベース７上に半田付けして固定する。
【００５８】
次いで、フェルール把持装置２１の一対の第１の挟持部材２２における挟持溝２２ｂによってフェルール２の側面を挟持する。その際、第２の挟持部材２３の屈曲部２３ａによってフェルール２の側面を挟持していてもよい。第１の固定部品８をフェルール２に沿わせるように配置し、必要に応じてフェルール２と第１の固定部品８との隙間を確保したのち、フェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを行った後、第１の固定部品８をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（溶接スポットａ１〜ａ８）。
【００５９】
次いで、上と同じ状態でフェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを再度行った後、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（溶接スポットｂ１，ｂ２）。
【００６０】
次いで、開閉部材１２によって第１の挟持部材２２を開き、第２の挟持部材２３の屈曲部２３ａによってフェルール２の側面を挟持する。
【００６１】
その状態で第２の固定部品９をフェルール２に沿わせるように配置させてから、第１の固定部品８とフェルール２のＹＡＧレーザの溶接スポットｂ１，ｂ２を支点としてフェルール２をてこ移動させることにより、フェルール２のＸＹ軸方向の光軸合わせを行った後、第２の固定部品９をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（溶接スポットｂ９〜ｂ１６）。
【００６２】
最後に、フェルール２をＹ軸方向又はＸＹ軸方向に移動させ、第１の固定部品８とフェルール２のＹＡＧレーザの溶接スポットｂ１，ｂ２を支点として、フェルール２をてこ移動させることにより、半導体レーザ素子１と光ファイバ３との光軸合わせを再度行った後、フェルール２の側面と第２の固定部品９とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（溶接スポットｂ３，ｂ４）。
【００６３】
本発明の第３の実施形態例によれば、２つの第１の挟持部材２２と第２の挟持部材２３とを用いて光軸調整を行うので、より確実に光軸合わせを行うことができる。
また、フェルール２と第１の固定部品８とを固定した後、フェルール把持装置２１を後方に移動させる必要がない。
【００６４】
（第４の実施形態例）
図７は、本発明の第４の実施形態例のフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材２４を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はフェルール２を挟持した状態を示す正面図である。
【００６５】
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本発明の第４の実施形態例のフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材２４はＦｅやＡｌ、あるいはステンレスやその他合金等の材質で作られた本体２４ａからなり、その本体２４ａの内側面に長手方向に沿ってＶ字形状の挟持溝２４ｂが形成されている。
【００６６】
図８（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第４実施形態例に係る半導体レーザモジュールの製造方法を説明するための説明図である。第４の実施形態例では、図７に示す挟持部材２４を備えたフェルール把持装置２５を用いて、フェルール付き光ファイバを光軸調整する点を特徴としている。
【００６７】
まず、半導体レーザ素子１を取り付けたＬＤキャリア５及びフォトダイオード４を取り付けたＰＤキャリア６をベース７上に半田付けして固定する。
【００６８】
次いで、フェルール把持装置２５の一対の第１の挟持部材２４における挟持溝２４ｂによってフェルール２の側面を挟持する。第１の固定部品８をフェルール２に沿わせるように配置し、必要に応じてフェルール２と第１の固定部品８との隙間を確保したのち、フェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを行った後、第１の固定部品８をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（図８（Ａ）の溶接スポットａ１〜ａ８参照）。
【００６９】
次いで、上と同じ状態でフェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを再度行った後、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（図８（Ｂ）の溶接スポットｂ１，ｂ２参照）。
【００７０】
次いで、開閉部材１２によってフェルール２が動かない程度に一対の挟持部材２４を開き、フェルール把持装置２５をＺ軸方向に沿って後側（図８では右側）に移動させた後、再度一対の挟持部材２４を閉じて、挟持溝２４ｂの前側縁部によってフェルール２の側面を挟持する。
【００７１】
その状態で第２の固定部品９をフェルール２に沿わせるように配置させながら、フェルール２のＸＹ軸方向の光軸合わせを行った後、第２の固定部品９をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（図８（Ｃ）の溶接スポットａ９〜ａ１６参照）。
【００７２】
最後に、フェルール２をＹ軸方向又はＸＹ軸方向に移動させ、第１の固定部品８とフェルール２のＹＡＧレーザの溶接スポットｂ１，ｂ２を支点として、フェルール２をてこ移動させることにより、半導体レーザ素子１と光ファイバ３との光軸合わせを再度行った後、フェルール２の側面と第２の固定部品９とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（図８（Ｄ）の溶接スポットｂ３，ｂ４参照）。
第４の実施形態例によれば、加工の容易な挟持溝２４ｂが形成されている挟持部材２４を用いているので、挟持部材の加工費を低減できる。
【００７３】
（第５の実施形態例）
図９は、本発明の第５の実施形態例に係るフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材を示す斜視図である。
【００７４】
第５の実施形態例に係る一対の挟持部材２５はＦｅやＡｌあるいはステンレスやその他合金等の材質で作られた本体２５ａからなり、フェルール２の側面をフェルール２長手方向に長い接触長さ（例えば約４ｍｍ）で挟持する第１の挟持部２６と、フェルール２の側面をフェルール２の長手方向に短い接触長さ（例えば約０．５ｍｍ）又は点接触で挟持する第２の挟持部２７とが一体に形成されている。第１の挟持部２６と第２の挟持部２７は、本体２５ａの内側面にモジュール長手方向Ｚに沿って形成された断面Ｖ字形状の溝であり、第１の挟持部２６が長手方向Ｚにある程度幅を持った平面溝であるのに対し、第２の挟持部２７は前側に切り欠き２８を形成して長手方向Ｚにほとんど幅を持たないナイフエッジ状の溝である。
第１の挟持部２６と第２の挟持部２７は、上下に別々に形成されているという点で、第１の実施形態例に係る挟持部材１６と異なる。従って、第１の挟持部２６によってフェルール２の側面を挟持した状態で、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定した後、開閉部材１２によってフェルール２が動かない程度に一対の挟持部材２５を開き、フェルール把持装置１５をＹ軸方向に沿って上側に移動させた後、再度一対の挟持部材２４を閉じて、第２の挟持部２７によってフェルール２の側面を挟持することになる。
【００７５】
（第６の実施形態例）
図１０は本発明の第６の実施形態例のフェルール把持装置２９に用いられる一対の挟持部材３０を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）は一対の挟持部材３０を閉じてフェルール２の側面を揺動不可状態に挟持している状態を示す正面図、（Ｄ）は一対の挟持部材３０の間の間隔を所定長さに開けてフェルール２の側面を揺動可能状態に挟持している状態を示す正面図である。
【００７６】
図１０に示すように、本発明の第１の実施形態例のフェルール把持装置１５に用いられる一対の挟持部材３０はＦｅやＡｌあるいはステンレスやその他合金等の材質で作られた本体３０ａからなり、フェルール２の軸線に対して対称となるＶ字形状の挟持溝３１が長手方向Ｚに沿って形成されている。２つの挟持溝３１，３１は、フェルール２の軸線に対して対称の形状に形成されている。
【００７７】
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置２９を用いてフェルール２付き光ファイバ３を光軸調整する方法を説明するための説明図である。
【００７８】
まず、半導体レーザ素子１を取り付けたＬＤキャリア５及びフォトダイオード４を取り付けたＰＤキャリア６をベース７上に半田付けして固定する。
【００７９】
次いで、フェルール把持装置２９の一対の挟持部材３０を閉じて挟持溝３１によってフェルール２の側面を揺動不可状態に挟持する（図１０（Ｃ）参照）。第１の固定部品８をフェルール２に合わせるように配置し、必要に応じてフェルール２と第２の固定部品８との隙間を確保した後、フェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを行った後、第１の固定部品８をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（図１１（Ａ）の溶接スポットａ１〜ａ８参照）。
【００８０】
次いで、上と同じ状態でフェルール２のＸＹＺ軸方向の光軸合わせを再度行った後、フェルール２前方（半導体レーザ素子１に近い側）の側面と第１の固定部品８とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（図１１（Ｂ）の溶接スポットｂ１、ｂ２）参照）。
【００８１】
次いで、開閉部材１２によってフェルール２が揺動可能状態になるよう一対の挟持部材３０を所定長さ（例えば０．２ｍｍ）だけ開けてフェルール２の側面を挟持する（図１０（Ｄ）参照）。
【００８２】
その状態で第２の固定部品９をフェルール２に沿わせるように配置させながら、第１の固定部品８とフェルール２の溶接スポットｂ１，ｂ２を支点として、フェルール２をてこ移動させることにより、フェルール２のＸＹ軸方向の光軸合わせを行った後、第２の固定部品９をベース７上にＹＡＧレーザ溶接で固定する（図１１（Ｃ）の溶接スポットａ９〜ａ１６参照）。
【００８３】
最後に、フェルール２をＹ軸方向又はＸＹ軸方向に移動させ、第１の固定部品８とフェルール２の溶接スポットｂ１，ｂ２を支点として、フェルール２をてこ移動させることにより、半導体レーザ素子１と光ファイバ３との光軸合わせを再度行った後、フェルール２の側面と第２の固定部品９とをＹＡＧレーザ溶接で固定する（図１１（Ｄ）の溶接スポットｂ３，ｂ４参照）。
【００８４】
本発明の第６の実施形態例によれば、フェルール２を第１の固定部品８に固定した後、一対の挟持部材３０の間の間隔を所定長さに開けた状態でフェルール２の側面を挟持してフェルール２付き光ファイバ３の光軸調整を行うので、てこ移動の範囲が十分に確保できるとともに、第１の固定部品８とフェルール２のＹＡＧ溶接部分に余分な負荷がかかることはなく、溶接スポットｂ１やｂ２、あるいはａ１〜ａ８のいずれかにひび割れ等の損傷、あるいは変形等が発生するのを防止できる。その結果、製品の信頼性が向上する。
また、フェルール把持装置２９に用いられる一対の挟持部材３０にそれぞれ形成される２つの挟持溝１７，１７が、フェルール２の軸線に対して対称の形状であるので、挟持溝１７内でのフェルール２の動きが安定し、光軸合わせの時間を短縮化できる。
【００８５】
（第７の実施形態例）
図１２は本発明の第７の実施形態例に係るフェルール把持装置を示す正面図であり、（Ａ）は、一対の挟持部材を閉じてフェルールの側面を揺動不可状態に挟持している状態を示す正面図、（Ｂ）は一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けてフェルールの側面を揺動可能状態に挟持している状態を示す正面図である。
【００８６】
図１２に示すように、第７の実施形態例では、一方の（図１２の例では左側の）挟持部材３０に、一対の挟持部材３０の間隔を測定するデジタルマイクロメータ等の測定装置３２が設けられている。測定装置３２は、挟持部材３０に形成された貫通孔３０ｂに移動可能に挿入されている。また、測定装置３２による測定値は、測定装置３２に接続されたモニタ装置３３で表示される。
【００８７】
第７の実施形態例によれば、一方の挟持部材３０に一対の挟持部材３０の間隔を測定する測定装置３２が設けられているので、フェルール２の径にばらつきがあっても、測定装置３２を用いた監視により常に一定の長さに挟持部材３０を開くことができる。なお、測定装置３２は、両方の挟持部材３０，３０に設けられていてもよい。
【００８８】
図１３（Ａ）〜（Ｄ）は挟持部材３０の変形例を示す正面図である。挟持部材３０に形成される挟持溝３１は、フェルール２の軸線に対して対称となる形状が好ましく、例えば楕円形状の挟持溝３１ａ（図１３（Ａ）参照）や凹形状の挟持溝３１ｂ（図１３（Ｂ）参照）であってもよい。また、一対の挟持部材３０は、全体形状が略同一である必要はなく、例えば図１３（Ｃ）に示すように、一方の（図１３（Ｃ）の例では左側の）挟持部材３０を幅広に形成してもよい。
なお、図１３（Ｄ）に示すように、挟持部材３０に形成される挟持溝３１，３１ａは、フェルール２の軸線に対してそれぞれ非対称となる形状であってもよい。
【００８９】
（第８の実施形態例）
図１４は、本発明の第８の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの製造方法を説明するための説明図である。
【００９０】
まず、半導体レーザ素子１を取り付けたＬＤキャリア５と、フォトダイオード４を取り付けたＰＤキャリア６とをベース７上に半田付けして固定する。
【００９１】
次いで、パッケージ１４内に冷却装置１３を半田付けして固定する。
【００９２】
次いで、冷却装置１３上にベース７を半田付けして固定する。
【００９３】
次いで、パッケージ１４の側部１４ａに形成された貫通孔１４ｂを介してフェルール２付き光ファイバ３をパッケージ１４内に導入する。
【００９４】
次いで、前記各実施形態例に説明された方法により、フェルール２付き光ファイバ３を光軸調整して、ベース７にレーザ溶接で固定する。
【００９５】
次いで、パッケージ１４の貫通孔１４ｂにおいて、フェルール２付き光ファイバ３とパッケージ１４の側部１４ａとを接続部材３４を介して半田付けして固定する。
【００９６】
次いで、パッケージ１４の上部に蓋３５をかぶせて、その周縁部を半田付けやレーザ溶接する。パッケージ１４内は、接続部材３４及び蓋３５によって気密封止される。
【００９７】
また、半導体レーザ素子以外の発光素子、受光素子、フェルール付き光ファイバ等の光部品とフェルール付き光ファイバとを光結合する場合にも、本発明を適用することは可能である。
【００９８】
本発明の実施形態例によれば、フェルールを第１の固定部品に固定した後、フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さ又は点接触で挟持して光軸調整を行うので、てこ移動の範囲が十分に確保できるとともに、第１の固定部品とフェルールのＹＡＧ溶接部分に余分な負荷がかかることはなく、溶接スポットｂ１やｂ２、あるいはａ１〜ａ８のいずれかにひび割れ等の損傷、あるいは変形等が発生するのを防止できる。その結果、製品の信頼性が向上する。
【００９９】
また、フェルールを第１の固定部品に固定した後、一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けた状態でフェルールの側面を挟持してフェルール付き光ファイバの光軸調整を行う場合には、てこ移動の範囲が十分に確保できるとともに、第１の固定部品とフェルールのＹＡＧ溶接部分に余分な負荷がかかることはなく、溶接スポットｂ１やｂ２、あるいはａ１〜ａ８のいずれかにひび割れ等の損傷、あるいは変形等が発生するのを防止できる。その結果、製品の信頼性が向上する。
【０１００】
また、フェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材にそれぞれ形成される２つの挟持溝が、フェルールの軸線に対して対称の形状である場合には、挟持溝内でのフェルールの動きが安定し、光軸合わせの時間を短縮化できる。
【０１０１】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【０１０２】
例えば、図１に示す第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭにおいて、例えば冷却装置１３を介さず、ベース７を直接載置したり、あるいはＬＤキャリア５を介さず半導体レーザ素子１がベース７に直接載置するように構成してもよい。また、フェルール２は例えば固定部品８のみで固定してもよい。さらに、フェルール２の固定ではＹＡＧレーザ溶接ではなく、樹脂や接着剤等で固定してもよい。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、フェルールを第１の固定部品に固定した後、フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さ又は点接触で挟持して光軸調整を行うので、てこ移動の範囲が十分に確保できるとともに、第１の固定部品とフェルールのＹＡＧ溶接部分に余分な負荷がかかることはなく、損傷や変形等を防止できる。その結果、製品の信頼性が向上する。
【０１０４】
また、フェルールを第１の固定部品に固定した後、一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けた状態でフェルールの側面を挟持してフェルール付き光ファイバの光軸調整を行う場合には、てこ移動の範囲が十分に確保できるとともに、第１の固定部品とフェルールのＹＡＧ溶接部分に余分な負荷がかかることはなく、損傷や変形等を防止できる。その結果、製品の信頼性が向上する。
【０１０５】
また、フェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材にそれぞれ形成される２つの挟持溝が、フェルールの軸線に対して対称の形状である場合には、挟持溝内でのフェルールの動きが安定し、光軸合わせの時間を短縮化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はフェルールを挟持する前の状態を示す正面図、（Ｃ）はフェルールを挟持した状態を示す正面図、（Ｄ）は一対の挟持部材の変形例を示す平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置を用いてフェルール付き光ファイバを光軸調整する方法を説明するための説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、フェルールの側面と本体の内側面が接触している状態を示す平面断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態例に係る一対の挟持部材を示し、（Ａ）及び（Ｂ）はフェルールの側面を挟持している状態を示す平面断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は挟持部材の変形例を示す平面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態例に係るフェルール把持装置を示し、（Ａ）は第１の挟持部材を示す斜視図、（Ｂ）は第２の挟持部材を示す正面図、（Ｃ）は第２の挟持部材によってフェルールを挟持している状態を示す正面図、（Ｄ）は第２の挟持部材によってフェルールを挟持している状態を示す平面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態例のフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はフェルールを挟持した状態を示す正面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第４実施形態例に係る半導体レーザモジュールの製造方法を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第５の実施形態例に係るフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態例のフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）は一対の挟持部材を閉じてフェルールの側面を揺動不可状態に挟持している状態を示す正面図、（Ｄ）は一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けてフェルールの側面を揺動可能状態に挟持している状態を示す正面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１実施形態例に係るフェルール把持装置２９を用いてフェルール２付き光ファイバ３を光軸調整する方法を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態例に係るフェルール把持装置を示す正面図であり、（Ａ）は、一対の挟持部材を閉じてフェルールの側面を揺動不可状態に挟持している状態を示す正面図、（Ｂ）は一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けてフェルールの側面を揺動可能状態に挟持している状態を示す正面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）は挟持部材の変形例を示す正面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの製造方法を説明するための説明図である。
【図１５】従来のフェルール把持装置に用いられる一対の挟持部材を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はフェルールを挟持した状態を示す正面図である。
【図１６】従来技術の課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ｍ：半導体レーザモジュール
１：半導体レーザ素子
２：フェルール
３：光ファイバ
４：フォトダイオード
５：ＬＤキャリア
６：ＰＤキャリア
７：ベース
８：第１の固定部品
９：第２の固定部品
１０：フェルール把持装置
１１：挟持部材
１２：開閉部材
１３：冷却装置
１４：パッケージ
１５：フェルール把持装置
１６：挟持部材
１７：第１の挟持部
１８：第２の挟持部
１９：挟持部材
２０：挟持溝
２１：フェルール把持装置
２２：第１の挟持部材
２３：第２の挟持部材
２４：挟持部材
２５：フェルール把持装置
２６：第１の挟持部
２７：第２の挟持部
２８：切り欠き
２９：フェルール把持装置
３０：挟持部材
３１：挟持溝
３２：測定装置
３３：モニタ装置
３４：接続部材
３５：蓋

Claims (11)

1. 光部品と光結合されるフェルール付き光ファイバの光軸調整を行う際に、前記フェルールを把持するフェルール把持装置において、
   前記フェルールの側面をフェルール長手方向に長い接触長さで挟持する第１の挟持部と、フェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持する第２の挟持部とを備えた一対の挟持部材と、当該一対の挟持部材を開閉する開閉部材とを有し、
   光軸方向に沿って移動可能に構成され、
   前記一対の挟持部材は、前記フェルールの側面を挟持し、その状態で光軸調整を行って、第１のスポットで前記フェルールを固定するために用いられ、
   前記開閉部材は、前記第１のスポットで前記フェルールを固定した後に、前記フェルールが動かない程度に前記一対の挟持部材を開き、光軸方向に沿って移動された後、再度一対の挟持部材を閉じて、前記一対の挟持部材の第２の挟持部のみによって前記フェルールの側面を挟持させるために用いられ、
   前記一対の挟持部材は、前記第２の挟持部のみによって前記フェルールの側面を挟持し、その状態で、前記第１のスポットを支点として前記フェルールを移動させて光軸調整を行って、第２のスポットで前記フェルールを固定するために用いられる、
   ことを特徴とするフェルール把持装置。
2. 前記一対の挟持部材の各第１の挟持部及び各第２の挟持部は、前記フェルールの軸線に対して対称となる形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフェルール把持装置。
3. 光部品と光結合されるフェルール付き光ファイバの光軸調整を行う際に、前記フェルールを把持するフェルール把持装置において、
   前記フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持する複数のエッジ部を備えた一対の挟持部材と、当該一対の挟持部材を開閉する開閉部材とを有し、
   光軸方向に沿って移動可能に構成され、
   前記一対の挟持部材は、前記フェルールの側面を挟持し、その状態で光軸調整を行って、第１のスポットで前記フェルールを固定するために用いられ、
   前記開閉部材は、前記第１のスポットで前記フェルールを固定した後に、前記フェルールが動かない程度に前記一対の挟持部材を開き、光軸方向に沿って移動された後、再度一対の挟持部材を閉じて、前記一対の挟持部材の各一つのエッジ部のみによって前記フェルールの側面を挟持させるために用いられ、
   前記一対の挟持部材は、各一つのエッジ部のみによって前記フェルールの側面を挟持し、その状態で、前記第１のスポットを支点として前記フェルールを移動させて光軸調整を行って、第２のスポットで前記フェルールを固定するために用いられる、
   ことを特徴とするフェルール把持装置。
4. 前記一対の挟持部材の各エッジ部は、前記フェルールの軸線に対して対称となる形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のフェルール把持装置。
5. 前記短い接触長さは、０．００１ｍｍ以上１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載のフェルール把持装置。
6. 前記少なくとも一方の挟持部材には、一対の挟持部材の間隔を測定する測定手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの項に記載のフェルール把持装置。
7. ベースと、当該ベースに固定される半導体レーザ素子と、前記ベースに固定され、前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を入射するフェルール付き光ファイバとを備えた半導体レーザモジュールの製造装置において、
   前記請求項１乃至６のいずれか１つの項に記載のフェルール把持装置を有し、
   前記フェルール把持装置を用いて、前記フェルール付き光ファイバを前記半導体レーザ素子との光軸調整を行って、前記ベースに固定する、
   ことを特徴とする半導体レーザモジュールの製造装置。
8. 半導体レーザ素子と、その半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を入射するフェルール付き光ファイバとを備えた半導体レーザモジュールの製造方法において、
   前記フェルールの側面をフェルール長手方向に長い接触長さ又は短い接触長さあるいは点接触で２箇所以上で挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う第１の工程と、
   前記フェルールの側面をフェルール長手方向に短い接触長さあるいは点接触で挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行う第２の工程と、
   を有することを特徴とする半導体レーザモジュールの製造方法。
9. 前記第２の工程では、一対の挟持部材の間の間隔を所定長さに開けた状態で前記フェルールの側面を揺動可能状態に挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行うことを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
10. 前記第１の工程では、一対の挟持部材で前記フェルールの側面を揺動不可状態に挟持して、前記フェルール付き光ファイバの光軸調整を行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
11. ベースに半導体レーザ素子を固定する工程と、
    パッケージ内に冷却装置を固定する工程と、
    前記冷却装置上に前記ベースを固定する工程と、
    前記パッケージの側部に形成された貫通孔を介してフェルール付き光ファイバをパッケージ内に導入する工程と、
    前記請求項８乃至１０のいずれか１つの項に記載された方法により、前記フェルール付き光ファイバを光軸調整して、前記ベースに固定する工程と、
    前記パッケージの貫通孔において、前記フェルール付き光ファイバとパッケージの側部とを固定する工程と、
    前記パッケージ内を気密封止する工程と、
    を有することを特徴とする半導体レーザモジュールの製造方法。

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