JPH01133009A - Optical element module - Google Patents
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Classifications
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4248—Feed-through connections for the hermetical passage of fibres through a package wall
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発光素子と光ファイバとを、レンズを用いて
安定に光結合させる光素子モジュール。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an optical element module that stably optically couples a light emitting element and an optical fiber using a lens.
受光素子モジュールに関するものである。The present invention relates to a light receiving element module.
光ファイバを用いる通信方式においては、発光□ 素子
の光を効率良く光ファイバへ結合させる光素子モジュー
ルが必要となる。従来、この種の装置においては、発光
素子から出射された光を、光ファイバに取り込む(光結
合)方法として、レンズを用いた光学系が広く用いられ
ている。これは、レンズを用いることにより光を集光で
き、この集光した光を、光ファイバに比較的容易に取り
込むことができるからである。この種の装置として。A communication system using optical fibers requires an optical element module that efficiently couples light from a light emitting element to an optical fiber. Conventionally, in this type of device, an optical system using a lens has been widely used as a method of taking in light emitted from a light emitting element into an optical fiber (optical coupling). This is because by using a lens, light can be focused, and this focused light can be taken into an optical fiber relatively easily. As this kind of device.
第6図に示す結合装置では、発光素子7は、ステム1上
面に突出したヒートシンク5にサブマウントを介して着
座され、このステム1は、ベース11に固着されている
。またこのステム1には、球レンズ9が着座された球レ
ンズ保持部材12が発光素子7を覆うように固着され、
フェルール14を装着したフェルール支持部材13が、
球レンズ保持部材12を覆うようにベース11上に保持
されている。この状態で、光出力の最大となるところに
位置合せを行い、ベース11とフェルール支持部材13
をYAGレーザで溶接固定するものである。この従来技
術は、特開昭59−166906に開示されている。In the coupling device shown in FIG. 6, a light emitting element 7 is seated via a submount on a heat sink 5 protruding from the upper surface of a stem 1, and this stem 1 is fixed to a base 11. Further, a ball lens holding member 12 on which a ball lens 9 is seated is fixed to the stem 1 so as to cover the light emitting element 7.
The ferrule support member 13 equipped with the ferrule 14 is
It is held on the base 11 so as to cover the ball lens holding member 12. In this state, the base 11 and the ferrule support member 13 are aligned to the point where the light output is maximum.
are welded and fixed using a YAG laser. This prior art is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-166906.
上記従来技術は、ベースとフェルール支持部材とが最大
光出力を受光する点に位置合せした後、YAGレーザで
溶接固定するものであるが、金メツキを被覆したベース
をレーザ照射すると、レーザ光が金メツキで反射され、
溶接することが困難であった。また反射を防止し溶接す
ることができても、メツキ材料の金が母材に拡散し、溶
接部に割れが生じるという問題点があった。また上記溶
接方法では、ベースとフェルール支持部材の接触部の金
属を溶かし、(鉄材料:融点1500°C)溶接するた
め、熱変形が生じ、位置ズレが起きやすかった。In the above conventional technology, after the base and the ferrule support member are aligned at the point where the maximum light output is received, they are welded and fixed using a YAG laser. However, when the base coated with gold plating is irradiated with the laser, the laser beam is emitted. Reflected by gold plating,
It was difficult to weld. Further, even if it is possible to weld while preventing reflection, there is a problem in that the gold of the plating material diffuses into the base metal, causing cracks in the welded part. Further, in the above welding method, since the metal at the contact portion between the base and the ferrule support member is melted and welded (iron material: melting point 1500°C), thermal deformation occurs and misalignment is likely to occur.
上述のように金メツキを被覆したベースと、フェルール
支持部を、反射や、割れを起さずに溶接することが困難
であり、また溶接できても、溶接前後で光軸ズレが起こ
り、光出力が低下する問題があった。As mentioned above, it is difficult to weld the gold-plated base and the ferrule support without causing reflections or cracks, and even if welding is possible, the optical axis will shift before and after welding, and the optical There was a problem with the output decreasing.
本発明の目的は、金メツキしたステムとハウジングを1
割れを発生させず、また位置ズレを起こさずに溶接し、
長期にわたって安定した光出力を得ることができる光素
子モジュールを提供することにある。The object of the present invention is to combine a gold-plated stem and housing into one
Welds without cracking or misalignment,
An object of the present invention is to provide an optical element module that can obtain stable optical output over a long period of time.
上記目的は、金メツキを被覆したステムとハウジングの
接触部に溝部を形成し、この溝部に、金になじみ易い低
融点のロウ材を導入して、YAGレーザで照射する。こ
のYAGレーザ照射により溝部に導入したロウ材を溶か
して、ステムとハウジングを接合することにより達成さ
れる。The above purpose is to form a groove in the contact area between the gold-plated stem and the housing, introduce a low melting point brazing material that is compatible with gold into the groove, and irradiate it with a YAG laser. This is achieved by melting the brazing material introduced into the groove by this YAG laser irradiation and joining the stem and housing.
ステムとハウジングの接触部には、溝状のロウ材保持部
を設けており、このロウ材保持部にAuを含む低融点ロ
ウ材を供給する。A groove-shaped brazing material holding portion is provided at the contact portion between the stem and the housing, and a low melting point brazing material containing Au is supplied to this brazing material holding portion.
この状態の下で、ステムとハウジングの間のロウ材を、
YAGレーザで照射する。溶けたロウ材は、ロウ材保持
部内狭部まで行きわたり、ステムとハウジングを接合す
る。この接合では、低融点ロウ材を溶かして固定させて
いるため、固定後ロウ材が変形し、ハウジングに残留熱
ひずみを与えない、このため光軸ズレを防ぎ接合できる
。またステムとハウジングを強く押え付けた状態でレー
ザ照射しているため、光軸方向の位置変化を防ぐことが
できる。また、ロウ材は、Auを含むもので金となじみ
が良いため、メツキ材料である金を、良く吸収し、ステ
ムやハウジング内への金の拡散を防止でき、この拡散に
よる割れを発生させない。Under this condition, the brazing material between the stem and the housing is
Irradiate with YAG laser. The melted brazing material spreads to the inner narrow part of the brazing material holding part and joins the stem and the housing. In this joining, since the low melting point brazing material is melted and fixed, the soldering material is deformed after fixing, and no residual thermal strain is imparted to the housing. Therefore, optical axis shift can be prevented and joining can be achieved. Furthermore, since the laser is irradiated with the stem and housing strongly pressed, positional changes in the optical axis direction can be prevented. Furthermore, since the brazing material contains Au and is compatible with gold, it can absorb gold as a plating material well and prevent the gold from diffusing into the stem and housing, thereby preventing cracks from occurring due to this diffusion.
このようにロウ材保持部を設け、ロウ材を用いて接合す
ることにより、接合部の割れや、ステムとハウジングの
位置ズレを起こさずに固定でき、長期にわたって安定し
た光出力を得ることができる。By providing a brazing material holding part and joining using brazing material in this way, it is possible to fix the joint without cracking or misaligning the stem and housing, and it is possible to obtain stable light output over a long period of time. .
以下、本発明の実施例を、第1図から第5図により説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
〈実施例1〉
実施例1として、円板状ステムに接触するハウジング円
周部に0.2XO,2の段部を、全周に設け、ロウ材保
持部とした場合を示す。(第5図。<Example 1> As Example 1, a case is shown in which a 0.2XO. (Figure 5.
第1図)ステム1は、熱膨張率の低い鉄材料等からなり
、表面には、N1メツキを下地にして金メツキが約2μ
mの厚さで、全体に被覆されている。Figure 1) The stem 1 is made of iron material with a low coefficient of thermal expansion, and the surface is coated with gold plating of about 2 μm with N1 plating as the base.
The entire surface is coated with a thickness of m.
このステム1上面には、ヒートシンク5が突出しており
、このヒートシンク5にサブマウントを介して発光素子
7が着座され、ステム1に設けられたリード6で、この
発光索子7は給電駆動される。A heat sink 5 protrudes from the upper surface of the stem 1, and a light emitting element 7 is seated on the heat sink 5 via a submount, and the light emitting element 7 is powered and driven by a lead 6 provided on the stem 1. .
また、キャップ8には、発光索子7に対向させてレンズ
9が固定される。尚、この固定は、発光素子7が外気雰
囲気に触れないようキャップ8内を気密封止されている
。また、ハウジング3は、熱膨張率の低いステンレス鋼
等からなり1表面には。Further, a lens 9 is fixed to the cap 8 so as to face the light emitting cord 7 . Note that this fixation is done by hermetically sealing the inside of the cap 8 so that the light emitting element 7 does not come into contact with the outside atmosphere. Further, the housing 3 is made of stainless steel or the like having a low coefficient of thermal expansion, and one surface thereof is made of stainless steel or the like.
Niメツキを約3μmの厚さで被覆した。このハウジン
グ3には、光コネクタ(シングルモードファイバ含む)
が固定されており、キャップ8が固定されたステム1を
、このハウジング3内へ挿入し、ステム1とハウジング
3を対向させる。次いて、レンズ9で集光された光を、
光コネクタで受光し、この光出力が最大のところに再位
置合せを行い、光出力が低下しないようにステム1とハ
ウジング3を接触させる。接触させた後、4kg以上の
力で押え付ける。第1図に示すようにステム1とハウジ
ング3の接触部全周に設けられた段部(溝)からなるロ
ウ材保持部4へは、ロウ材2として、形状がφ0.2m
の低融点(360℃)の金を含有しているワイヤを、全
周にまき付ける。Ni plating was applied to a thickness of approximately 3 μm. This housing 3 includes an optical connector (including single mode fiber)
is fixed, and the stem 1 to which the cap 8 is fixed is inserted into the housing 3, and the stem 1 and the housing 3 are made to face each other. Next, the light focused by the lens 9 is
Light is received by the optical connector, realignment is performed at the point where the optical output is maximum, and the stem 1 and the housing 3 are brought into contact so that the optical output does not decrease. After making contact, press down with a force of 4 kg or more. As shown in FIG. 1, a brazing material 2 having a diameter of 0.2 mm is supplied to a brazing material holding portion 4 consisting of a step (groove) provided around the entire circumference of the contact area between the stem 1 and the housing 3.
A wire containing gold with a low melting point (360° C.) is wrapped around the entire circumference.
この日つ材2がまき付けられた接触部を、YAGレーザ
で照射する。このYAGレーザ照射は、ステム1とハウ
ジング3の間のロウ材2を中心に、ステム1とハウジン
グ3にも照射される大きさで、φ0.3 ntnとし
、円周の対角方向に同時に2ケ所照射し、接触部は6点
の接合点で固定させる。この実施例でのYAGレーザ照
射条件としては、パルス当りの出力、2.0 ジュー
ル、パルス幅6mS、繰返し数300pps+ 電圧3
00 V、 5hot数IQshotである。The contact area covered with the sunwood 2 is irradiated with a YAG laser. This YAG laser irradiation is centered on the brazing material 2 between the stem 1 and the housing 3, and has a size of φ0.3 ntn that also irradiates the stem 1 and the housing 3. The contact area is fixed at six joint points. The YAG laser irradiation conditions in this example are: output per pulse: 2.0 joules, pulse width: 6 mS, repetition rate: 300 pps + voltage: 3
00V, 5hot number IQshot.
〈実施例2〉
第2図に示す実施例では、ステム1に接触するハウジン
グ3部に、45°0.2mmの縁とリテーパ部を接触部
全周に設け、ロウ材保持部4としたものである。このロ
ウ材保持部4に、金を含んだ、形状がφ0.2 のワイ
ヤーの低融点ロウ材2を供給し、YAGレーザを照射し
て、溶かしたロウ材2で接合したものである。<Example 2> In the example shown in FIG. 2, a 45° 0.2 mm edge and a re-tapered part are provided around the entire circumference of the contact part on the housing 3 part that contacts the stem 1, and the brazing material holding part 4 is provided. It is. A low melting point brazing material 2 containing gold and having a wire shape of φ0.2 is supplied to the brazing material holding portion 4, and the soldering material 2 is bonded with the melted brazing material 2 by irradiation with a YAG laser.
〈実施例3〉
第3図に示す実施例では、接触点のステム1部ハウジン
グ3部それぞれに、0.2XO,2の段部を接触部全周
に設け、ロウ材保持部4とし、このコラ材保持部4に、
幅0 、3 try 、厚さ0.2mmの板状のロウ材
2を接触部周囲にまき付け、YAGレーザでロウ材2の
中心を照射して接合したものである。<Embodiment 3> In the embodiment shown in FIG. 3, a 0.2XO. In the collage material holding part 4,
A plate-shaped brazing material 2 with a width of 0.3 mm and a thickness of 0.2 mm is wrapped around the contact portion, and the center of the brazing material 2 is irradiated with a YAG laser to join.
〈実施例4〉
第4図に示す実施例では、接触点のステム1部ハウジン
グ3部それぞれ対向して、45’ 0.2円mの縁とリ
テーパ部を接触部全周に設け、ロウ材保持部4とし、こ
のロウ材保持部4に、φ0.2 のワイヤ状の低融点ロ
ウ材2を、接触部周囲にまき付けYAGレーザを照射し
て接合したものである。<Embodiment 4> In the embodiment shown in Fig. 4, an edge of 45' 0.2 yen and a re-tapered part are provided around the entire circumference of the contact part, facing each other of the stem 1 and the housing 3 at the contact point. A wire-shaped low melting point brazing material 2 having a diameter of 0.2 mm is wrapped around the contact portion and irradiated with a YAG laser to join the brazing material holding portion 4 to the holding portion 4.
本発明によれば、溶かされた低融点ロウ材が、ロウ材保
持部内に充満し、ステムとハウジングを接合させている
。この接合により、メツキ材の金はロウ材に吸収される
ため、金の拡散による接合部の割れを解消する。また、
母材(鉄、融点1500℃)を溶かして接合した場合に
比べ、ハウジングに生じる残留熱ひずみは少ない。また
、ステムとハウジングは面接触で強力な力で押え付けて
いるた′め、光軸方向の位置変化がない。これにより、
接合前後の光軸ズレを防ぎ固定できる。また1円周接触
部の対称位置からレーザ照射し接合するため、変形の非
対称性がなく固定できる。以上より。According to the present invention, the melted low melting point brazing material fills the brazing material holding portion and joins the stem and the housing. Through this bonding, the gold in the plating material is absorbed by the brazing material, eliminating cracks in the bonded portion due to gold diffusion. Also,
Compared to joining by melting the base material (iron, melting point 1500°C), the residual thermal strain generated in the housing is smaller. Furthermore, since the stem and housing are in surface contact and pressed together with strong force, there is no change in position in the optical axis direction. This results in
Prevents optical axis shift before and after joining and can be fixed. In addition, since the laser beam is irradiated from the symmetrical position of the one-circumferential contact portion for bonding, there is no asymmetry in deformation and the bonding can be fixed. From the above.
本発明の光素子モジュールでは、接合部の割れが無く、
また残留熱ひずみが少ないため、長期にわたって安定し
た光出力を得ることができるものである。In the optical element module of the present invention, there is no cracking at the joint,
Furthermore, since residual thermal distortion is small, stable light output can be obtained over a long period of time.
第1図〜第4図は、本発明の各実施例を示す接合部の断
面図、第5図は、本発明の光素子モジュールの全体図、
第6図は、従来装置を示す断面図である。
1・・・ステム、2・・・ロウ材、3・・・ハウジング
、4・・ロウ材保持部、5・・・ヒートシンク、6・・
・リード、7・・・発光素子、8・・・キャップ、9・
・レンズ、10・・・光コネクタ挿入孔、11・・・ベ
ース、12・・・レンズ保持部材、13・・・フェルー
ル支持部材、14・・フェルール、15・・・YAGレ
ーザ照射。1 to 4 are cross-sectional views of joints showing each embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an overall view of the optical element module of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a conventional device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Stem, 2... Brazing material, 3... Housing, 4... Brazing material holding part, 5... Heat sink, 6...
・Lead, 7...Light emitting element, 8...Cap, 9・
- Lens, 10... Optical connector insertion hole, 11... Base, 12... Lens holding member, 13... Ferrule support member, 14... Ferrule, 15... YAG laser irradiation.
Claims (1)
クにサブマウントを介して着座されている発光素子と、
この発光素子には、キャップに取り付けられたレンズを
対向させ、前記キャップを、前記ステムに固定し、前記
レンズで集光された光をハウジングに装着された光コネ
クタで受光し、前記ステムの接触部を溶接固定する光素
子モジュールにおいて、前記ハウジングと前記ステムの
接触部に金を含むロウ材を導入して接合し、溶かされた
ロウ材が、前記ステムと前記ハウジングの間に入り込む
ロウ材保持部を設けたことを特徴とする光素子モジュー
ル。 2、ロウ材保持部は、周囲3箇所、あるいはそれ以上全
周に設けた特許請求の範囲第1項記載の光素子モジュー
ル。 3、接触部のロウ材保持部は、溝あるいは孔とした特許
請求の範囲第1項記載の光素子モジュール。 4、ステムとハウジングの接触部は、互いに面で接触し
ている特許請求の範囲第1項記載の光素子モジュール。[Claims] 1. A disc-shaped stem, a light emitting element seated on a heat sink protruding from the stem via a submount,
A lens attached to a cap is opposed to the light emitting element, and the cap is fixed to the stem, and the light collected by the lens is received by an optical connector attached to the housing, and the stem is brought into contact with the light emitting element. In an optical element module in which parts are fixed by welding, a brazing material containing gold is introduced into a contacting part of the housing and the stem to join them, and the melted brazing material enters between the stem and the housing to hold the brazing material. An optical element module characterized in that an optical element module is provided with a section. 2. The optical element module according to claim 1, wherein the brazing material holding portion is provided at three or more locations around the entire circumference. 3. The optical element module according to claim 1, wherein the brazing material holding portion of the contact portion is a groove or a hole. 4. The optical element module according to claim 1, wherein the contact portions of the stem and the housing are in surface contact with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28936287A JPH01133009A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Optical element module |
Applications Claiming Priority (1)
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JP28936287A JPH01133009A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Optical element module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01133009A true JPH01133009A (en) | 1989-05-25 |
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ID=17742221
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP28936287A Pending JPH01133009A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Optical element module |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH01133009A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0375708A (en) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical unit and optical coupling part thereof |
US6053641A (en) * | 1996-12-30 | 2000-04-25 | Hyundai Electronics Industries Co. | Fiber pigtail for optical communication module |
JP2013115149A (en) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Kyocera Corp | Element housing package and optical semiconductor device |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP28936287A patent/JPH01133009A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0375708A (en) * | 1989-08-18 | 1991-03-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical unit and optical coupling part thereof |
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