JP5416639B2

JP5416639B2 - Semiconductor laser device

Info

Publication number: JP5416639B2
Application number: JP2010085315A
Authority: JP
Inventors: 英洋小片; 輝市祝田
Original assignee: ファイベスト株式会社
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: JP2011216777A

Description

本発明は、半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device.

光ファイバー通信網の大容量化に伴い、光源に用いられる半導体レーザ装置の高性能化、小型化が求められている。これに対応するためには、小型ケースの中に多数の光部品を収納する技術が求められ、必然的に部品相互の間隔が狭くなる。光部品の中には、相互に作用を及ぼすものがあり、部品間の間隔が狭くなるとその影響を考慮する必要がある。 With the increase in capacity of optical fiber communication networks, there is a demand for higher performance and smaller size of semiconductor laser devices used for light sources. In order to cope with this, a technique for storing a large number of optical components in a small case is required, and the interval between components is inevitably reduced. Some optical components interact with each other, and the effect must be taken into account when the interval between the components is narrowed.

例えば、半導体レーザへの戻り光を遮断するために用いられる光アイソレータは、磁石を内蔵しており、部品間の間隔が狭くなると、他の部品に磁場の影響を及ぼす場合がある。特許文献１には、光アイソレータの漏洩磁場を積極的に利用してレーザの発振周波数を安定化させる装置が記載されている。 For example, an optical isolator used to block the return light to the semiconductor laser has a built-in magnet, and when the interval between the parts becomes narrow, the other parts may have an influence of a magnetic field. Patent Document 1 describes an apparatus that stabilizes the oscillation frequency of a laser by actively utilizing the leakage magnetic field of an optical isolator.

一方、光部品相互の間隔が狭くなると、光アイソレータの磁場が半導体レーザ装置に悪影響を及ぼす場合もある。例えば、磁性体を含む光部品に磁場による吸引力が作用し、光軸の変動などの不具合を生じさせる懸念がある。そこで、光部品間の相互作用を緩和し安定に動作する半導体レーザ装置が求められている。 On the other hand, when the interval between the optical components becomes narrow, the magnetic field of the optical isolator may adversely affect the semiconductor laser device. For example, there is a concern that an attractive force due to a magnetic field acts on an optical component including a magnetic material, causing problems such as fluctuations in the optical axis. Therefore, there is a demand for a semiconductor laser device that operates stably by relaxing the interaction between optical components.

特開２００１−２８４７１０号公報JP 2001-284710 A

本発明は、光部品の磁界の影響を低減して安定に動作する半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device that operates stably by reducing the influence of a magnetic field of an optical component.

本発明の一態様によれば、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の出力ビームに沿った光軸上に配置され、磁石を含む第１の光部品と、前記半導体レーザ素子と前記第１の光部品との間の前記光軸上に配置され、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれか一方を含む第１の支持体を有する第２の光部品と、前記第１の光部品と前記第２の光部品との間において、前記第１の光部品に近接して配置され、前記磁石の磁気回路の一部に含まれる磁性体と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a semiconductor laser device, a first optical component that is disposed on an optical axis along an output beam of the semiconductor laser device and includes a magnet, the semiconductor laser device, and the first laser device A second optical component disposed on the optical axis between the optical component and having a first support including at least one of iron (Fe) and nickel (Ni); and the first optical component And a second optical component disposed between and adjacent to the first optical component, and a magnetic body included in a part of the magnetic circuit of the magnet. An apparatus is provided.

本発明によれば、光部品の磁界の影響を低減して安定に動作する半導体レーザ装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a semiconductor laser device that operates stably while reducing the influence of a magnetic field of an optical component.

一実施形態に係る半導体レーザ装置の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows component arrangement | positioning of the semiconductor laser apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る半導体レーザ装置のケース内の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the components arrangement | positioning in the case of the semiconductor laser apparatus concerning one Embodiment. 第１の実施例に係る半導体レーザ装置の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows components arrangement | positioning of the semiconductor laser apparatus which concerns on a 1st Example. 第２の実施例に係る半導体レーザ装置の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows component arrangement | positioning of the semiconductor laser apparatus which concerns on a 2nd Example. 第３の実施例に係る半導体レーザ装置の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows component arrangement | positioning of the semiconductor laser apparatus which concerns on a 3rd Example. 第４の実施例に係る半導体レーザ装置の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows component arrangement | positioning of the semiconductor laser apparatus which concerns on a 4th Example. 比較例に係る半導体レーザ装置の部品配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the components arrangement | positioning of the semiconductor laser apparatus which concerns on a comparative example.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について適宜説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted as appropriate, and different parts will be described as appropriate.

図１は、一実施形態に係る半導体レーザ装置１００の部品配置を例示する模式図である。図１（ａ）は、基板１０の主面上の部品配置を示す平面図であり、図１（ｂ）は、正面図である。以下、図３〜図７についても同様である。 FIG. 1 is a schematic view illustrating the component arrangement of a semiconductor laser device 100 according to an embodiment. FIG. 1A is a plan view showing a component arrangement on the main surface of the substrate 10, and FIG. 1B is a front view. The same applies to FIGS. 3 to 7 below.

半導体レーザ装置１００は、半導体レーザ素子２０と、第１の光部品である光アイソレータ３０と、第２の光部品であるコリメートレンズ４０と、を備えている。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体レーザ素子２０は、ヒートシンク２１を介して基板１０の主面上に配置され、同図中の光軸Ｌ_Ｘの方向にレーザビームを放射する。光アイソレータ３０は光軸Ｌ_Ｘ上に配置され、半導体レーザ素子２０の出力ビームを一方向に通過させ、戻り光を遮断する。半導体レーザ素子２０と光アイソレータ３０との間の光軸Ｌ_Ｘ上には、コリメートレンズ４０が配置されている。 The semiconductor laser device 100 includes a semiconductor laser element 20, an optical isolator 30 that is a first optical component, and a collimating lens 40 that is a second optical component.
As shown in FIGS. 1 (a) and (b), the semiconductor laser element 20 is arranged on the main surface of the substrate 10 through the heat sink 21, it emits a laser beam in the direction of the optical axis L _X in the drawing To do. Optical isolator 30 is disposed on the optical axis L _X, the output beam of the semiconductor laser element 20 is passed through in one direction, blocking the return light. A collimator lens 40 is disposed on the optical axis L _X between the semiconductor laser element 20 and the optical isolator 30.

光アイソレータ３０は、例えば、ファラデー回転子を含む光学結晶３２と、光学結晶３２の中に磁場を形成する磁石３３ａおよび３３ｂを有している。
コリメートレンズ４０は、半導体レーザ素子２０から放射されるレーザ光を平行光にするレンズ４３と、第１の支持体であるレンズホルダ４１と、を有している。レンズホルダは、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれか一方を含む。例えば、レンズ４３が硬質硝子である場合には、線膨張係数が硝子に近いコバールを用いることができる。 The optical isolator 30 includes, for example, an optical crystal 32 including a Faraday rotator, and magnets 33 a and 33 b that form a magnetic field in the optical crystal 32.
The collimating lens 40 includes a lens 43 that collimates laser light emitted from the semiconductor laser element 20 and a lens holder 41 that is a first support. The lens holder includes at least one of iron (Fe) and nickel (Ni). For example, when the lens 43 is hard glass, Kovar having a linear expansion coefficient close to that of glass can be used.

さらに、半導体レーザ装置１００は、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間において、光アイソレータ３０に近接して配置された磁性体５０を備えている。磁性体５０は、光アイソレータ３０に含まれる磁石３３ａおよび３３ｂが形成する磁気回路の一部に含まれる。すなわち、磁石３３ａおよび３３ｂのそれぞれの磁束の一部が磁性体５０を貫く閉磁路３５（磁気回路）を形成するように配置される。 Further, the semiconductor laser device 100 includes a magnetic body 50 disposed in the vicinity of the optical isolator 30 between the optical isolator 30 and the collimating lens 40. The magnetic body 50 is included in a part of the magnetic circuit formed by the magnets 33 a and 33 b included in the optical isolator 30. That is, it arrange | positions so that a part of magnetic flux of each of magnet 33a and 33b may form the closed magnetic circuit 35 (magnetic circuit) which penetrates the magnetic body 50. FIG.

例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、磁石３３ａおよび３３ｂの磁束が、磁性体５０と光学結晶３２とを貫いて閉磁路３５を形成する。磁性体５０を貫く磁束は、磁石３３ａおよび３３ｂの全磁束の一部であれば良い。これにより、磁石３３ａおよび３３ｂと、レンズホルダ４１と、の間に働く吸引力Ｍ_Ｆ１を、磁性体５０を配置しない場合よりも低減することができる。 For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the magnetic flux of the magnets 33 a and 33 b penetrates the magnetic body 50 and the optical crystal 32 to form a closed magnetic path 35. The magnetic flux penetrating the magnetic body 50 may be a part of the total magnetic flux of the magnets 33a and 33b. Accordingly, the magnet 33a and 33b, a lens holder 41, a suction force M _F1 acting between, can be reduced than when not disposed magnetic body 50.

次に、本実施形態に係る半導体レーザ装置１００の作用効果について説明する。
図２は、半導体レーザ装置１００のケース７０に含まれる光部品の平面配置を示す模式図である。ここでは、半導体レーザ装置１００として、半導体レーザ素子の発振波長を安定化させるためのフィードバック系、所謂波長ロッカを含むレーザ装置を例示するが、これに限定される訳ではなく、ケースの小型化により光部品間の間隔が狭くなるレーザ装置全般に対して、本実施形態の効果が生じることは明らかである。 Next, functions and effects of the semiconductor laser device 100 according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a planar arrangement of optical components included in the case 70 of the semiconductor laser device 100. Here, as the semiconductor laser device 100, a laser device including a feedback system for stabilizing the oscillation wavelength of the semiconductor laser element, that is, a so-called wavelength locker is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the size of the case is reduced. It is clear that the effect of this embodiment is produced for all laser apparatuses in which the interval between optical components is narrow.

ケース７０の内部に載置された基板１０の主面上には、ヒートシンク２１を介して半導体レーザ素子２０が配置されている。半導体レーザ素子２０の出力ビームに沿った光軸Ｌ_Ｘ上には、コリメートレンズ４０および光アイソレータ３０、さらにビームスプリッタ７２が配置されている。ビームスプリッタ７２は、半導体レーザ素子２０の出力ビームをメインビームとモニタービームとに分離する。メインビームは、図２中に示す光軸Ｌ_Ｍに沿って、ケースの窓７８から外部へ伝搬し、集光レンズ７６により光結合された光ファイバ８０の中を伝搬して行く。 On the main surface of the substrate 10 placed inside the case 70, the semiconductor laser element 20 is disposed via the heat sink 21. The semiconductor laser device on the optical axis L _X along the output beam 20, the collimator lens 40 and the optical isolator 30, which is further disposed a beam splitter 72. The beam splitter 72 splits the output beam of the semiconductor laser element 20 into a main beam and a monitor beam. The main beam along the optical axis L _M shown in FIG. 2, propagates through the window 78 of the case to the outside, propagates through the optical fiber 80 optically coupled by the condenser lens 76.

一方、モニタービームは、図２中に示す光軸Ｌ_Ｓに沿って伝搬し、さらに反射ミラー７３によって伝播方向が変えられ受光素子７５に入射する。反射ミラー７３と受光素子７５の間には、エタロン板７４が配置されている。受光素子７５は、エタロン板７４を通過したモニタービームを検出し、出力ビームの波長変動をモニタービームのパワー変化として出力する。例えば、受光素子７５の出力を半導体レーザ素子２０の駆動回路にフィードバックすることにより、半導体レーザ素子２０の発振波長を安定化させることができる。 On the other hand, the monitor beam propagates along the optical axis L _S shown in FIG. 2, further propagation direction by the reflecting mirror 73 is changed to enter the light receiving element 75. An etalon plate 74 is disposed between the reflection mirror 73 and the light receiving element 75. The light receiving element 75 detects the monitor beam that has passed through the etalon plate 74 and outputs the wavelength variation of the output beam as a change in power of the monitor beam. For example, the oscillation wavelength of the semiconductor laser element 20 can be stabilized by feeding back the output of the light receiving element 75 to the drive circuit of the semiconductor laser element 20.

上記のように複数の光部品を備える半導体レーザ装置１００を小型化すると、ケース７０のサイズが縮小され、必然的に光部品相互の間隔が狭くなる。
光アイソレータ３０は、半導体レーザ素子２０の出力ビームをビームスプリッタ７２の方向に通過させ、例えば、光ファイバ８０から半導体レーザ素子２０に戻る反射光を遮断する。これにより、半導体レーザ素子２０の動作を安定させることができる。
一方、光アイソレータ３０は、ファラデー回転子を機能させるための磁石を有しており、光部品相互の間隔が狭くなると周辺に配置された光部品に磁界の影響を及ぼすようになる。 When the semiconductor laser device 100 including a plurality of optical components is downsized as described above, the size of the case 70 is reduced, and the interval between the optical components is inevitably narrowed.
The optical isolator 30 passes the output beam of the semiconductor laser element 20 in the direction of the beam splitter 72, and blocks the reflected light returning from the optical fiber 80 to the semiconductor laser element 20, for example. Thereby, the operation of the semiconductor laser element 20 can be stabilized.
On the other hand, the optical isolator 30 has a magnet for causing the Faraday rotator to function. When the distance between the optical components is narrowed, the optical component placed on the periphery has an influence of the magnetic field.

図７（ａ）および（ｂ）に示す比較例に係る半導体レーザ装置１５０では、光アイソレータ３０は、コリメートレンズ４０を挟んで、半導体レーザ素子２０の近くに配置されている。前述した光ファイバ８０からの反射光に限らず、ケース７０の内部に配置された光部品からの反射光などの戻り光を遮断し、半導体レーザ素子２０を安定に動作させるためには、光アイソレータ３０を半導体レーザ素子２０に近づけて配置することが望ましい。 In the semiconductor laser device 150 according to the comparative example shown in FIGS. 7A and 7B, the optical isolator 30 is disposed near the semiconductor laser element 20 with the collimator lens 40 interposed therebetween. In order to stably operate the semiconductor laser device 20 by blocking the return light such as the reflected light from the optical component arranged inside the case 70 as well as the reflected light from the optical fiber 80 described above, an optical isolator is used. It is desirable to arrange 30 close to the semiconductor laser element 20.

一方、半導体レーザ素子２０と光アイソレータ３０との間に配置されるコリメートレンズ４０には、レーザ光の透過率が高い石英などの硬質硝子を材料とするレンズ４３が用いられる。したがって、レンズ４３を保持するレンズホルダ４１には、線膨張係数が硬質硝子に近いＦｅおよびＮｉの少なくともいずれか一方を含む材料を用いることが望ましい。したがって、レンズホルダ４１は磁性体であり、光アイソレータ３０に近い位置に配置すると、光アイソレータ３０に含まれる磁石３３ａおよび３３ｂの磁界により、常時、吸引力Ｍ_Ｆ２の作用を受けることになる。 On the other hand, for the collimating lens 40 disposed between the semiconductor laser element 20 and the optical isolator 30, a lens 43 made of a hard glass such as quartz having a high laser beam transmittance is used. Therefore, it is desirable to use a material containing at least one of Fe and Ni having a linear expansion coefficient close to that of hard glass for the lens holder 41 that holds the lens 43. Therefore, the lens holder 41 is a magnetic body, when arranged in a position close to the optical isolator 30, the magnetic field of the magnets 33a and 33b included in the optical isolator 30, at all times, it will be subjected to the action of the suction force M _F2.

このため、半導体レーザ素子２０の出力ビームに沿った光軸Ｌ_Ｘが変動し、半導体レーザ装置１５０の特性に影響を与えることが懸念される。具体的には、例えば、通信システム内で動作している半導体レーザ素子１５０が経時劣化を起こし、図７（ｂ）中の４０ｂに示すようにコリメートレンズ４０が傾き光軸Ｌ_Ｘが変化するおそれがある。これにより、光ファイバ８０との間の光結合がずれて光出力が変動する等の問題を生じさせることが懸念される。 For this reason, there is a concern that the optical axis L _X along the output beam of the semiconductor laser element 20 varies and affects the characteristics of the semiconductor laser device 150. Specifically, for example, a possibility that the semiconductor laser device 150 operating within communication system cause deterioration over time, the optical axis L _X slope collimate lens 40 as shown in 40b of FIG. 7 (b) is changed There is. As a result, there is a concern that the optical coupling with the optical fiber 80 shifts, causing problems such as fluctuation of the light output.

これに対し、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ装置１００では、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間に、光アイソレータ３０に近接して配置された磁性体５０を備える。磁性体５０には、空気中よりも高い密度の磁束が通り抜け、磁性体５０と光学結晶３２とを貫いた閉磁路３５が形成される。これにより、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間の磁界の強度が低減される。 On the other hand, as shown in FIGS. 1A and 1B, in the semiconductor laser device 100 according to the present embodiment, it is disposed between the optical isolator 30 and the collimating lens 40 in the vicinity of the optical isolator 30. The magnetic body 50 is provided. In the magnetic body 50, a magnetic flux having a higher density than in the air passes, and a closed magnetic path 35 penetrating the magnetic body 50 and the optical crystal 32 is formed. Thereby, the strength of the magnetic field between the optical isolator 30 and the collimating lens 40 is reduced.

したがって、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間に作用する吸引力Ｍ_Ｆ１は、半導体レーザ装置１５０において作用する吸引力Ｍ_Ｆ２よりも小さくなり、光軸Ｌ_Ｘの変動を抑制することができる。
また、基板１０の上に光アイソレータ３０およびコリメートレンズ４０を配置する際に吸引力Ｍ_Ｆ１が小さいと、相互の位置合わせが容易となり作業性を向上させることができる。 Accordingly, the suction force M _F1 acting between the optical isolator 30 and the collimator lens 40 is smaller than the suction force M _F2 acting in the semiconductor laser device 150, it is possible to suppress the variation of the optical axis L _X.
Further, when the optical isolator 30 and the collimating lens 40 are arranged on the substrate 10, if the suction force _MF1 is small, mutual alignment becomes easy and workability can be improved.

磁性体５０は、半導体レーザ素子２０およびコリメートレンズ４０が固定された基板１０（第３の基板）の主面から光軸Ｌ_Ｘまでの高さよりも低い位置に配置しても良い。これにより、光アイソレータ３０における戻り光の遮断特性を変化させないように、光学結晶３２の内部磁界の変化を抑制することができる。すなわち、光アイソレータ３０に含まれるファラデー回転子の飽和磁界よりも大きな磁界を確保した上で、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間に作用する吸引力Ｍ_Ｆ１を低減することができる。 The magnetic body 50 may be disposed at a position lower than the height from the main surface of the substrate 10 (third substrate) to which the semiconductor laser element 20 and the collimating lens 40 are fixed to the optical axis L _X. Thereby, the change of the internal magnetic field of the optical crystal 32 can be suppressed so as not to change the blocking characteristic of the return light in the optical isolator 30. That is, while ensuring a greater magnetic field than the saturation magnetic field of Faraday rotator included in the optical isolator 30, it is possible to reduce the suction force M _F1 acting between the optical isolator 30 and the collimator lens 40.

図３は、第１の実施例に係る半導体レーザ装置２００の部品配置を示す模式図である。図３（ａ）は、基板１０上の平面配置を示し、図３（ｂ）は、正面から見た配置を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the component arrangement of the semiconductor laser device 200 according to the first embodiment. 3A shows a planar arrangement on the substrate 10, and FIG. 3B shows an arrangement viewed from the front.

半導体レーザ装置２００は、第２の支持体であるレンズガイド５１を備えている点で、半導体レーザ装置１００と相違する。
レンズガイド５１は、光軸Ｌ_Ｘと交差する支持部５３と、支持部５３の両端から、光軸Ｌ_Ｘに沿って半導体レーザ素子２０の方向に延在する第１のアーム部であるアーム５５ａと、第２のアーム部であるアーム５５ｂとを有している。支持部５３は、磁性体を含む。 The semiconductor laser device 200 is different from the semiconductor laser device 100 in that it includes a lens guide 51 that is a second support.
Lens guide 51 includes a support portion 53 which intersects the optical axis L _X, from both ends of the support portions 53, the first arm 55a is a arm portion extending in the direction of the semiconductor laser device 20 along the optical axis L _X And an arm 55b which is a second arm portion. The support part 53 includes a magnetic body.

一方、光アイソレータ３０は、第３の支持体であるベース３１上に固定されている。具体的には、図３（ａ）に示すように、ベース３１上に光学結晶３２が固定され、さらに光学結晶３２を挟んで磁石３３ａおよび３３ｂが固定されている。 On the other hand, the optical isolator 30 is fixed on a base 31 that is a third support. Specifically, as shown in FIG. 3A, an optical crystal 32 is fixed on the base 31, and magnets 33a and 33b are fixed with the optical crystal 32 interposed therebetween.

図３（ａ）に示すように、コリメートレンズ４０は、アーム５５ａとアーム５５ｂとの間に挟持されて固定される。すなわち、レンズガイド５１が、基板１０の主面に固定され、コリメートレンズ４０は、レンズガイド５１に固定されることにより、間接的に基板１０の主面に固定される。これにより、コリメートレンズ４０に含まれるレンズ４３の位置調整を容易にする。 As shown in FIG. 3A, the collimator lens 40 is sandwiched and fixed between the arm 55a and the arm 55b. That is, the lens guide 51 is fixed to the main surface of the substrate 10, and the collimating lens 40 is fixed to the main surface of the substrate 10 indirectly by being fixed to the lens guide 51. Thereby, the position adjustment of the lens 43 included in the collimating lens 40 is facilitated.

コリメートレンズ４０は、レンズガイド５１との間の相対的な位置関係において、アーム５５ａとアーム５５ｂとの間に挟持された状態で、図３中に示す光軸Ｌ_Ｘに沿ったＹ方向にスライド可能である。また、図３（ｂ）中に示すＺ方向への移動、およびＹ方向への傾き角θ_２の修正が可能である。一方、レンズガイド５１は、基板１０の主面上において、図３（ａ）に示すＸ方向への移動、および、Ｚ軸を中心とした回転（θ_１方向）が可能である。
したがって、レンズガイド５１を使用することによって、光軸Ｌ_Ｘ上におけるレンズ４３のＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置、および、θ_１、θ_２の調整をすることができる。 Collimator lens 40, the relative positional relationship between the lens guide 51, while being held between the arm 55a and the arm 55b, slide in the Y direction along the optical axis L _X shown in FIG. 3 Is possible. It is also possible inclination angle theta ₂ of the modification of the movement in the Z direction shown in FIG. 3 (b), the and the Y direction. On the other hand, the lens guides 51 are on the main surface of the substrate 10, movement in the X direction shown in FIG. 3 (a), and, the rotation about the Z axis (theta ₁ direction) is possible.
Thus, by using the lens guide 51, X of the lens 43 on the optical axis _{L X,} Y, position in the Z direction, and can be a theta _1, theta ₂ of adjustment.

具体的には、アーム５５ａとアーム５５ｂとの間にコリメートレンズ４０を挟み込んだ状態で、コリメートレンズ４０およびレンズガイド５１の双方を移動させて、レンズ４３のＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置およびθ_１、θ_２を調整する。その後、レンズガイド５１を、例えば、レーザ溶着法を用いて基板１０の主面上に固定する。続いて、コリメートレンズ４０のレンズホルダ４１をアーム５５ａおよび５５ｂに固定する。 Specifically, in a state where the collimating lens 40 is sandwiched between the arm 55a and the arm 55b, both the collimating lens 40 and the lens guide 51 are moved, and the position of the lens 43 in the X, Y, and Z directions and θ ₁ and θ ₂ are adjusted. Thereafter, the lens guide 51 is fixed on the main surface of the substrate 10 by using, for example, a laser welding method. Subsequently, the lens holder 41 of the collimating lens 40 is fixed to the arms 55a and 55b.

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体レーザ装置２００では、光軸Ｌ_Ｘの方向において、レンズガイド５１の端と、光アイソレータ３０のベース３１の端と、が当接して配置されている。 As shown in FIG. 3 (a) and (b), the semiconductor laser device 200, in the direction of the optical axis L _X, and the end of the lens guide 51 and the end of the base 31 of the optical isolator 30, but contact arrangement Has been.

ベース３１に当接するレンズガイド５１の端部は、磁性体を含む支持部５３である。すなわち、磁性体を含む支持部５３は、光アイソレータ３０の磁石３３ａおよび３３ｂに近接して配置され、磁石３３ａおよび３３ｂの磁気回路の一部に含まれる。これにより、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間の磁界強度が低減される。
さらに、レンズガイド５１の端と、光アイソレータ３０のベース３１の端と、を当接させることにより双方の相対的な位置が安定し、光軸Ｌ_Ｘの変動を抑制することができる。 An end portion of the lens guide 51 that contacts the base 31 is a support portion 53 including a magnetic body. That is, the support portion 53 including a magnetic body is disposed in the vicinity of the magnets 33a and 33b of the optical isolator 30, and is included in a part of the magnetic circuit of the magnets 33a and 33b. Thereby, the magnetic field strength between the optical isolator 30 and the collimating lens 40 is reduced.
Furthermore, the end of the lens guide 51 and the end of the base 31 of the optical isolator 30, both the relative position by abutting is stabilized, it is possible to suppress the variation of the optical axis L _X.

図３に示す例では、支持部５３の端面とベース３１の端面とが面接触している状態が表されているが、これに限られず、例えば、レンズガイド５１およびベース３１のいずれか一方が傾いて固定され、いずれか一方の端辺と他方の端面とが接触しても良い。 In the example shown in FIG. 3, the end surface of the support portion 53 and the end surface of the base 31 are in surface contact with each other. However, the present invention is not limited to this. For example, one of the lens guide 51 and the base 31 is It may be inclined and fixed, and either one end side and the other end face may contact.

支持部５３には、ＦｅおよびＮｉの少なくともいずれか一方を含む磁性材を用いることができる。さらに、アーム５５ａおよび５５ｂも、ＦｅおよびＮｉの少なくともいずれか一方を含むことができる。すなわち、レンズガイド５１は、ＦｅおよびＮｉの少なくともいずれか一方を含む磁性材を用いて一体に成形することができる。 For the support portion 53, a magnetic material containing at least one of Fe and Ni can be used. Furthermore, the arms 55a and 55b can also include at least one of Fe and Ni. That is, the lens guide 51 can be integrally formed using a magnetic material containing at least one of Fe and Ni.

また、レンズガイド５１は、レンズホルダ４１と同じ材質、または、線膨張係数の近い材料を用いると良い。例えば、ＦｅおよびＮｉを含む合金であるコバールを用いて製作することができる。 The lens guide 51 may be made of the same material as the lens holder 41 or a material having a linear expansion coefficient close to that of the lens holder 41. For example, it can be manufactured using Kovar, which is an alloy containing Fe and Ni.

図４は、第２の実施例に係る半導体レーザ装置２１０の部品配置を示す模式図である。
本実施例に係る半導体レーザ装置２１０では、光軸Ｌ_Ｘの方向において、レンズガイド５１の端と、光アイソレータ３０ｂの端と、が当接している。
具体的には、光アイソレータ３０ｂの光学結晶３２および磁石３３ａ、３３ｂが、半導体レーザ素子２０の側にせり出してベース３１に固定されており、レンズガイド５１の端に接触している。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the component arrangement of the semiconductor laser apparatus 210 according to the second embodiment.
In the semiconductor laser device 210 according to the present embodiment, in the direction of the optical axis L _X, and the end of the lens guide 51 and the end of the optical isolator 30b, but in contact.
Specifically, the optical crystal 32 and the magnets 33 a and 33 b of the optical isolator 30 b protrude to the semiconductor laser element 20 side and are fixed to the base 31, and are in contact with the end of the lens guide 51.

このような配置であっても、レンズガイド５１の支持部５３に貫通する閉磁路３５が形成され、コリメートレンズ４０と光アイソレータ３０ｂとの間の磁界の強度を低減することができる。
図４に示す配置では、光アイソレータ３０ｂの光学結晶３２および磁石３３ａ、３３ｂがレンズガイド５１の支持部５３に接触する構成となっているが、例えば、磁石３３ａおよび３３ｂのみが接触するようにしても良い。 Even in such an arrangement, the closed magnetic path 35 penetrating the support portion 53 of the lens guide 51 is formed, and the strength of the magnetic field between the collimating lens 40 and the optical isolator 30b can be reduced.
In the arrangement shown in FIG. 4, the optical crystal 32 and the magnets 33a and 33b of the optical isolator 30b are in contact with the support portion 53 of the lens guide 51. For example, only the magnets 33a and 33b are in contact with each other. Also good.

図５は、第３の実施例に係る半導体レーザ装置２２０の部品配置を示す模式図である。
本実施例に係る半導体レーザ装置２２０では、コリメートレンズ４０が固定されたレンズガイド５１と、光アイソレータ３０が固定されたベース３１と、の間に、第４の支持体であるスペーサ６１および６２が設けられている。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the component arrangement of the semiconductor laser device 220 according to the third embodiment.
In the semiconductor laser device 220 according to the present embodiment, spacers 61 and 62 as fourth supports are provided between the lens guide 51 to which the collimating lens 40 is fixed and the base 31 to which the optical isolator 30 is fixed. Is provided.

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、レンズガイド５１の端とベース３１の端とは、光軸Ｌ_Ｘの方向において、スペーサ６１および６２に当接している。スペーサ６１および６２に接するレンズガイド５１の支持部５３は磁性体を含み、光アイソレータ３０の磁石３３ａ、３３ｂの閉磁路３５の一部を含む。すなわち、磁石３３ａおよび３３ｂの磁気回路の一部に含まれる。 As shown in FIG. 5 (a) and (b), and the end of the end and the base 31 of the lens guide 51, in the direction of the optical axis _{L X,} abuts the spacer 61 and 62. The support portion 53 of the lens guide 51 in contact with the spacers 61 and 62 includes a magnetic body, and includes a part of the closed magnetic path 35 of the magnets 33 a and 33 b of the optical isolator 30. That is, it is included in a part of the magnetic circuit of the magnets 33a and 33b.

このように、レンズガイド５１と光アイソレータ３０との間に、スペーサ６１、６２を介在させても、相互に作用する吸引力Ｍ_Ｆ１を小さくすることが可能であり、光軸Ｌ_Ｘの変動を抑制することができる。 Thus, even if the spacers 61 and 62 are interposed between the lens guide 51 and the optical isolator 30, it is possible to reduce the mutual attractive force _{MF1, and} to reduce the fluctuation of the optical axis L _X. Can be suppressed.

スペーサ６１および６２は、例えば、基板１０の主面に設けられた位置決めのマーカであっても良い。また、スペーサ６１とスペーサ６２とを一体に設けることもできる。さらに、スペーサ６１および６２の少なくとも一方を、レンズガイド５１の端部または光アイソレータ３０のベース３１の端部に接着しても良い。 The spacers 61 and 62 may be positioning markers provided on the main surface of the substrate 10, for example. Moreover, the spacer 61 and the spacer 62 can also be provided integrally. Further, at least one of the spacers 61 and 62 may be bonded to the end of the lens guide 51 or the end of the base 31 of the optical isolator 30.

図６は、第４の実施例に係る半導体レーザ装置２３０の部品配置を示す模式図である。
本実施例に係る半導体レーザ装置２３０は、半導体レーザ素子２０およびコリメートレンズ４０が固定された第１の基板である基板１４と、光アイソレータ３０が固定された第２の基板である基板１２と、を備えている。
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、光軸Ｌ_Ｘの方向において、基板１４の端と基板１２の端と、が当接している。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the component arrangement of the semiconductor laser device 230 according to the fourth embodiment.
The semiconductor laser device 230 according to the present embodiment includes a substrate 14 that is a first substrate to which the semiconductor laser element 20 and the collimator lens 40 are fixed, a substrate 12 that is a second substrate to which the optical isolator 30 is fixed, It has.
As shown in FIG. 6 (a) and (b), in the direction of the optical axis L _X, the end of the edge and the substrate 12 of the substrate 14, but in contact.

さらに、基板１４の主面上に固定されたレンズガイド５１の端と、基板１２の主面上に固定された光アイソレータ３０のベース３１の端と、が対向して配置されている。レンズガイド５１の支持部５３は、磁性体を含み光アイソレータ３０に近接して配置されている。これにより、光アイソレータ３０の磁石３３ａおよび３３ｂが形成する閉磁路３５の一部が、支持部５３を貫通する。 Furthermore, the end of the lens guide 51 fixed on the main surface of the substrate 14 and the end of the base 31 of the optical isolator 30 fixed on the main surface of the substrate 12 are arranged to face each other. The support portion 53 of the lens guide 51 includes a magnetic material and is disposed close to the optical isolator 30. Thereby, a part of the closed magnetic path 35 formed by the magnets 33 a and 33 b of the optical isolator 30 penetrates the support portion 53.

したがって、レンズガイド５１に固定されたコリメートレンズ４０と、光アイソレータ３０と、の間に作用する吸引力Ｍ_Ｆ１が弱められ、光軸Ｌ_Ｘの変動を抑制することができる。さらに、基板１４と基板１２とを当接させることにより、光アイソレータ３０とコリメートレンズ４０との間に吸引力Ｍ_Ｆ１が作用する状態において、相対的な位置関係を安定させることができる。 Thus, a collimator lens 40 which is fixed to the lens guide 51, an optical isolator 30, weakened the suction force M _F1 acting between, it is possible to suppress the variation of the optical axis L _X. Furthermore, by bringing the substrate 14 and the substrate 12 into contact with each other, the relative positional relationship can be stabilized in a state where the suction force _MF1 acts between the optical isolator 30 and the collimating lens 40.

以上、本発明に係る一実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。また、出願時の技術水準に基づいて、当業者がなし得る設計変更や、材料の変更等、本発明と技術的思想を同じとする実施態様も本発明の技術的範囲に含有される。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to one embodiment which concerns on this invention, this invention is not limited to these embodiment. In addition, embodiments that have the same technical idea as the present invention, such as design changes and material changes that can be made by those skilled in the art based on the technical level at the time of filing, are also included in the technical scope of the present invention.

１０、１２、１４・・・基板、２０・・・半導体レーザ素子、２１・・・ヒートシンク、３０、３０ｂ・・・光アイソレータ、３１・・・ベース、３２・・・光学結晶、３３ａ、３３ｂ・・・磁石、３５・・・閉磁路、４０・・・コリメートレンズ、４１・・・レンズホルダ、４３・・・レンズ、５０・・・磁性体、５１・・・レンズガイド、５３・・・支持部、５５ａ、５５ｂ・・・アーム、６１、６２・・・スペーサ、７０・・・ケース、７２・・・ビームスプリッタ、７３・・・反射ミラー、７４・・・エタロン板、７５・・・受光素子、７６・・・集光レンズ、７８・・・窓、８０・・・光ファイバ、１００、１５０、２００、２１０、２２０、２３０・・・半導体レーザ装置、Ｌ_Ｘ、Ｌ_Ｍ、Ｌ_Ｓ・・・光軸、Ｍ_Ｆ１、Ｍ_Ｆ２・・・吸引力 10, 12, 14 ... substrate, 20 ... semiconductor laser element, 21 ... heat sink, 30, 30b ... optical isolator, 31 ... base, 32 ... optical crystal, 33a, 33b ..Magnet 35 ... Closed magnetic path 40 ... Collimating lens 41 ... Lens holder 43 ... Lens 50 ... Magnetic body 51 ... Lens guide 53 ... Support 55a, 55b ... arm 61, 62 ... spacer, 70 ... case, 72 ... beam splitter, 73 ... reflecting mirror, 74 ... etalon plate, 75 ... light receiving Element: 76 ... Condensing lens, 78 ... Window, 80 ... Optical fiber, 100, 150, 200, 210, 220, 230 ... Semiconductor laser device, L _X , L _M , L _S · ..Optical axis, M _F1 , M _F2 ... suction force

Claims

A semiconductor laser element;
A first optical component disposed on an optical axis along the output beam of the semiconductor laser element and including a magnet;
Second light having a first support disposed on the optical axis between the semiconductor laser element and the first optical component and containing at least one of iron (Fe) and nickel (Ni) Parts,
A magnetic body disposed between the first optical component and the second optical component in the vicinity of the first optical component and included in a part of a magnetic circuit of the magnet;
A semiconductor laser device comprising:

2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the magnetic body contains at least one of Fe and Ni.

A second support including the magnetic body to which the second optical component is fixed;
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an end of the second support member and an end of the first optical component are in contact with each other in the optical axis direction.

A second support including the magnetic body to which the second optical component is fixed;
A third support to which the first optical component is fixed;
Further comprising
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an end of the second support and an end of the third support are in contact with each other in the optical axis direction.

A second support including the magnetic member to which the second optical component is fixed;
A third support to which the first optical component is fixed;
A fourth support provided between the second support and the third support;
Further comprising
3. The semiconductor according to claim 1, wherein an end of the second support and an end of the third support are in contact with the fourth support in the optical axis direction. Laser device.

The second support has a first arm portion and a second arm portion extending from both ends in a direction intersecting the optical axis along the optical axis in the direction of the semiconductor laser element,
6. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the second optical component is sandwiched between the first arm portion and the second arm portion.

A first substrate on which the semiconductor laser element and the second optical component are fixed;
A second substrate on which the first optical component is fixed;
Further comprising
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein an end of the first substrate and an end of the second substrate are in contact with each other in the optical axis direction.

A third substrate having a main surface to which the semiconductor laser element and the second optical component are fixed;
8. The magnetic material according to claim 1, wherein the magnetic body is disposed at a position lower than a height from the main surface to the optical axis on the main surface of the third substrate. The semiconductor laser device described in 1.