JPH02150811A - 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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- JPH02150811A JPH02150811A JP30522988A JP30522988A JPH02150811A JP H02150811 A JPH02150811 A JP H02150811A JP 30522988 A JP30522988 A JP 30522988A JP 30522988 A JP30522988 A JP 30522988A JP H02150811 A JPH02150811 A JP H02150811A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔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、特にレーザと
ファイバの結合が安定で優れたトラッキング特性が要求
される光フアイバ通信用の半導体レーザモジュールに関
する。
ファイバの結合が安定で優れたトラッキング特性が要求
される光フアイバ通信用の半導体レーザモジュールに関
する。
従来、光フアイバ通信用の半導体レーザモジュールとし
てはさまざまなものが考案されているが、特にシングル
モードファイバ（以下ＳＭＦと称する）のついた半導体
レーザモジュール（以後ＳＭＦ−ＬＤモジュールと称す
る）の場合には半導体レーザとファイバとの結合効率と
、ファイバを固定する際の再現性と、長期間使用したと
きの結合効率の経時安定性が特に重要な課題となる。
てはさまざまなものが考案されているが、特にシングル
モードファイバ（以下ＳＭＦと称する）のついた半導体
レーザモジュール（以後ＳＭＦ−ＬＤモジュールと称す
る）の場合には半導体レーザとファイバとの結合効率と
、ファイバを固定する際の再現性と、長期間使用したと
きの結合効率の経時安定性が特に重要な課題となる。
第３図（ａ＞、（ｂ）に従来例の正面図および断面図を
示す。
示す。
同図において、箱型のケース８の側壁を金属バイブロが
貫通しており、ケースの前端と後端とで固定されている
。金属バイブロの内部には側面に金反膜を施こしたロッ
ドレンズ５（結合用レンズ）が半田によって融着固定さ
れ、気密封止されている。金属バイブロの一部はケース
の内部において断面の一部を残すように切除されてなる
素子搭載部１８にＬＤペレット１がヒートシンク（図示
しない）およびチップキャリア２を介して、ロッドレン
ズ５の端面に対向するようにして半田でマウントされて
いる。ＬＤベレットの後方にはモニタ用フォトダイオー
ド４がマウントされている。ケース８の底板８ａからは
リード１３が出ており、チップキャリア２およびフォト
ダイオードのチャツプキャリア（４）とリード１３とは
ボンディングワイヤ１２により接続される。またフェル
ール９により保護された斜めカット石英ファイバ３は、
先端位置を最適な位置に調整したのち、スライドリング
１１を介し金属バイブロの外側端に固定される。固定に
際してはフェルール９とスライドリング１１．スライド
リング１１と金属バイブロの継ぎ目の部分をそれぞれ同
時に２〜３ケ所づつＹＡＧレーザによりスポット溶接を
行うことにより固定される６以上の作業の結果、ＬＤベ
レット１から放射される光はピグテール１０を通じて外
部に出力されるようになる。
貫通しており、ケースの前端と後端とで固定されている
。金属バイブロの内部には側面に金反膜を施こしたロッ
ドレンズ５（結合用レンズ）が半田によって融着固定さ
れ、気密封止されている。金属バイブロの一部はケース
の内部において断面の一部を残すように切除されてなる
素子搭載部１８にＬＤペレット１がヒートシンク（図示
しない）およびチップキャリア２を介して、ロッドレン
ズ５の端面に対向するようにして半田でマウントされて
いる。ＬＤベレットの後方にはモニタ用フォトダイオー
ド４がマウントされている。ケース８の底板８ａからは
リード１３が出ており、チップキャリア２およびフォト
ダイオードのチャツプキャリア（４）とリード１３とは
ボンディングワイヤ１２により接続される。またフェル
ール９により保護された斜めカット石英ファイバ３は、
先端位置を最適な位置に調整したのち、スライドリング
１１を介し金属バイブロの外側端に固定される。固定に
際してはフェルール９とスライドリング１１．スライド
リング１１と金属バイブロの継ぎ目の部分をそれぞれ同
時に２〜３ケ所づつＹＡＧレーザによりスポット溶接を
行うことにより固定される６以上の作業の結果、ＬＤベ
レット１から放射される光はピグテール１０を通じて外
部に出力されるようになる。
このモジュールは多くの利点を有しており、例えばスラ
イドリングを介してファイバフェルールをケースの外に
大川した金属パイプの端面に固定する構造であるためレ
ンズとファイバとの結像ズレによるＰｒ変動要因は小さ
くなっている構造である。しかしながら温度変化に対す
るファイバ出力（Ｐｒ ）の変動が生じ易ずいという問
題がある。即ち、一般にケース材料は、底板部のリード
端子部の気密を保つためには膨張係数が大きいガラス封
止材が作れないため膨張係数の小さいＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金製のリード端子を用いガラス封止材としてはコバー
ガラスが用いられる。したがって底板および側壁の材料
としても歪を生じない為には同一の材料あるいは同じよ
うなｍＷＪ張係数を有する材料が使用される。通常ケー
ス材料は線膨張係数が４８Ｘ１０−’のＦｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ合金が使用されている。一方金属パイブは内部にロッ
ドレンズを固定し気密を保持しようということからロッ
ドレンズの線膨張係数と同じような材料を使用する必要
がある（線膨張係数が大きく違うとソルダー固定時にロ
ッドレンズにクラックが生じるという問題が生じる）。
イドリングを介してファイバフェルールをケースの外に
大川した金属パイプの端面に固定する構造であるためレ
ンズとファイバとの結像ズレによるＰｒ変動要因は小さ
くなっている構造である。しかしながら温度変化に対す
るファイバ出力（Ｐｒ ）の変動が生じ易ずいという問
題がある。即ち、一般にケース材料は、底板部のリード
端子部の気密を保つためには膨張係数が大きいガラス封
止材が作れないため膨張係数の小さいＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金製のリード端子を用いガラス封止材としてはコバー
ガラスが用いられる。したがって底板および側壁の材料
としても歪を生じない為には同一の材料あるいは同じよ
うなｍＷＪ張係数を有する材料が使用される。通常ケー
ス材料は線膨張係数が４８Ｘ１０−’のＦｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ合金が使用されている。一方金属パイブは内部にロッ
ドレンズを固定し気密を保持しようということからロッ
ドレンズの線膨張係数と同じような材料を使用する必要
がある（線膨張係数が大きく違うとソルダー固定時にロ
ッドレンズにクラックが生じるという問題が生じる）。
例えばロッドレンズにセルフォックレンズを使用すると
すれば線膨張係数はＢ８．２Ｘ １０−’であるから金
属パイプ材料は線膨張係数が１００ Ｘ １０−２の５
０ Ｆｅ−Ｎｉあるいは１１７Ｘ１０−’の５Ｓ−４１
等が用いられる。したがって、このような膨張係数が異
なる材料がケースの両側壁で固定されている構造である
為、金属パイプ部は底板よりも大きく延びようとするが
側壁で押えられるので、金属パイプの光軸方向に歪が生
じこの歪応力が構造的に弱い金属パイプの切除部に集中
し変形をもたらす、この変形は結像光学系のトレランス
が一番きびしいレーザとレンズ間の角度変位として生じ
ファイバの出力低下を生じるという問題がある。
すれば線膨張係数はＢ８．２Ｘ １０−’であるから金
属パイプ材料は線膨張係数が１００ Ｘ １０−２の５
０ Ｆｅ−Ｎｉあるいは１１７Ｘ１０−’の５Ｓ−４１
等が用いられる。したがって、このような膨張係数が異
なる材料がケースの両側壁で固定されている構造である
為、金属パイプ部は底板よりも大きく延びようとするが
側壁で押えられるので、金属パイプの光軸方向に歪が生
じこの歪応力が構造的に弱い金属パイプの切除部に集中
し変形をもたらす、この変形は結像光学系のトレランス
が一番きびしいレーザとレンズ間の角度変位として生じ
ファイバの出力低下を生じるという問題がある。
以上説明したように、従来の半導体レーザモジュールは
、半導体レーザベレット、結合用レンズ及び光ファイバ
を収り付けた金属パイプをケースに固定しているので、
ケースと金属パイプの熱膨張の差があって温度変化によ
るファイバ出力が大きく変動しやすいという問題点があ
る。
、半導体レーザベレット、結合用レンズ及び光ファイバ
を収り付けた金属パイプをケースに固定しているので、
ケースと金属パイプの熱膨張の差があって温度変化によ
るファイバ出力が大きく変動しやすいという問題点があ
る。
本発明の目的は、材料の線膨張係数の違いでの歪応力が
レンズ結像光学系に影響せず、ひいては温度変化による
ファイバ出力変動が低減され、かつ結合効率の経時劣化
を招くことなく単純な構造で容易に実現できる半導体レ
ーザモジュールを提供することにある。
レンズ結像光学系に影響せず、ひいては温度変化による
ファイバ出力変動が低減され、かつ結合効率の経時劣化
を招くことなく単純な構造で容易に実現できる半導体レ
ーザモジュールを提供することにある。
本発明は、箱型のケースと、前記ケースの側壁を貫通し
て設けられた金属パイプと、前記金属パイプの外側端に
固定された光出力取り出し用の光ファイバと、前記金属
パイプの内部に前記光ファイバと対向して固定された結
合用レンズと、前記金属パイプのケース内の部分の一部
を切除してなる素子搭載部にマウントされた半導体レー
ザベレットとを有する半導体レーザモジュールにおいて
、前記金属パイプの前記素子搭載部の前記ケース寄りの
ところに切り溝が設けられているというものである。
て設けられた金属パイプと、前記金属パイプの外側端に
固定された光出力取り出し用の光ファイバと、前記金属
パイプの内部に前記光ファイバと対向して固定された結
合用レンズと、前記金属パイプのケース内の部分の一部
を切除してなる素子搭載部にマウントされた半導体レー
ザベレットとを有する半導体レーザモジュールにおいて
、前記金属パイプの前記素子搭載部の前記ケース寄りの
ところに切り溝が設けられているというものである。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施
例を示す上面図及び断面図である。但し、第１図（ａ）
では便宜上キャップをはずした状態を示しである。
例を示す上面図及び断面図である。但し、第１図（ａ）
では便宜上キャップをはずした状態を示しである。
１は半導体レーザベレット、２はチップキャリア、３（
まファイバー、４はフォトダイオードベレツｊ・、５は
ロッドレンズ、６は金属パイプ、８はケース、９はフェ
ルール、１０はピグテール、１１はスライドリング、１
２はボンディングワイヤー、１３はリード端子、１４は
キャップ、１５はフランジであり、主たる構成は従来例
と同じであるが金属バイブロに切り溝１６が施こされて
いる点が異なっている。またファイバ先端の位置を最適
位置に調整した後、まずフェルール９とスライドリング
１１、次にスライドリング１１と金属バイブロの継き目
の部分をそれぞれ同時に２〜３個所づつＹＡＧレーザに
よりスポット溶接して固定される点も従凍例と同じであ
る。
まファイバー、４はフォトダイオードベレツｊ・、５は
ロッドレンズ、６は金属パイプ、８はケース、９はフェ
ルール、１０はピグテール、１１はスライドリング、１
２はボンディングワイヤー、１３はリード端子、１４は
キャップ、１５はフランジであり、主たる構成は従来例
と同じであるが金属バイブロに切り溝１６が施こされて
いる点が異なっている。またファイバ先端の位置を最適
位置に調整した後、まずフェルール９とスライドリング
１１、次にスライドリング１１と金属バイブロの継き目
の部分をそれぞれ同時に２〜３個所づつＹＡＧレーザに
よりスポット溶接して固定される点も従凍例と同じであ
る。
本構成においてはケース材料および金属バイズ材↑゛１
の線膨張係数の違いにより生じる歪応力は金属パイプの
レンズ側の切除部の角に集中することなく、切り溝部１
６に集中し、レーザ搭載部に曲率を有する曲りは生じな
い。したがって半導体レーザモジュールとして重要な項
目である温度変化によるファイバ出力変動ならびにトラ
ッキング変動（モニタ出力を一部に保つように制御した
ときのファイバ出力の変動）が少ない半導体モジュール
が出来る。
の線膨張係数の違いにより生じる歪応力は金属パイプの
レンズ側の切除部の角に集中することなく、切り溝部１
６に集中し、レーザ搭載部に曲率を有する曲りは生じな
い。したがって半導体レーザモジュールとして重要な項
目である温度変化によるファイバ出力変動ならびにトラ
ッキング変動（モニタ出力を一部に保つように制御した
ときのファイバ出力の変動）が少ない半導体モジュール
が出来る。
第２図は本発明の第２の実施例の上面図及び断面図であ
る。
る。
本実施例では金属パイプを異種の金属からなる第１の金
属バイブロ′と第２の金属パイプ７とを接合部１７てロ
ー付けして構成している。第２の金属パイプ７の材料は
従来例で述べた理由によりロッドレンズの線膨張係数と
同じもの例えば５０Ｆｅ−Ｎｉあるいは５Ｓ−４１を用
いる必要があるが、第１の金属バイブロ′はケース材料
と同じ材［ｌのものあるいは、さらに線膨張係数の小さ
い材料を用いることができる０例えば−最的なケース材
料である前述のＦｅ−Ｎ１−Ｃ０合金を用いれば光軸方
向の金属パイプの膨張係数は小さくでき、ケースと金属
パイプとの線膨張係数の違いによる歪は小さくなる。し
たがって半導体レーザとレンズ間での光軸の角度変位ズ
レの影響がさらに少なくなる。このことによりファイバ
出力の変動が少ない安定なモジュールを構成することが
できるという利点がある。
属バイブロ′と第２の金属パイプ７とを接合部１７てロ
ー付けして構成している。第２の金属パイプ７の材料は
従来例で述べた理由によりロッドレンズの線膨張係数と
同じもの例えば５０Ｆｅ−Ｎｉあるいは５Ｓ−４１を用
いる必要があるが、第１の金属バイブロ′はケース材料
と同じ材［ｌのものあるいは、さらに線膨張係数の小さ
い材料を用いることができる０例えば−最的なケース材
料である前述のＦｅ−Ｎ１−Ｃ０合金を用いれば光軸方
向の金属パイプの膨張係数は小さくでき、ケースと金属
パイプとの線膨張係数の違いによる歪は小さくなる。し
たがって半導体レーザとレンズ間での光軸の角度変位ズ
レの影響がさらに少なくなる。このことによりファイバ
出力の変動が少ない安定なモジュールを構成することが
できるという利点がある。
以上説明したように本発明は光学系を一体にする金属パ
イプの一部に歪応力を集中させる切り溝を設けることに
より、温度変化によるファイバ出力変動が小さくでき、
トラッキングのばらつきが小さくなり、さらに経時変化
によるファイバ出力劣化を招くこともないという効果が
単純な構造で実現できる。
イプの一部に歪応力を集中させる切り溝を設けることに
より、温度変化によるファイバ出力変動が小さくでき、
トラッキングのばらつきが小さくなり、さらに経時変化
によるファイバ出力劣化を招くこともないという効果が
単純な構造で実現できる。
第１図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明による第１の
実施例の半導体レーザモジュールの上面図及び断面図、
第２図（ａ＞及び（ｂ）はそれぞれ第２の実施例の上面
図及び断面図、第３図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来
の半導体レーザモジュールの上面図および断面図である
。 １・・・半導体レーザベレット、２・・・チップキャリ
ア、３・・・ファイバ、４・・・フォトダイオード、５
・・・ロッドレンズ、６・・・金属パイプ、６′・・・
第１の金属パイプ、７・・・第２の金属パイプ、８・・
・ケース、９・・・フェルール、１０・・・ピグテール
、１１・・・スライドリング、１２・・・ボンディング
ワイヤー、１３・・・リード端子、１４・・・キャップ
、１５・・・フランジ、１６・・切り溝、１７・・・金
属パイプのロー付は接合部、１８・・・素子搭載部。
実施例の半導体レーザモジュールの上面図及び断面図、
第２図（ａ＞及び（ｂ）はそれぞれ第２の実施例の上面
図及び断面図、第３図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来
の半導体レーザモジュールの上面図および断面図である
。 １・・・半導体レーザベレット、２・・・チップキャリ
ア、３・・・ファイバ、４・・・フォトダイオード、５
・・・ロッドレンズ、６・・・金属パイプ、６′・・・
第１の金属パイプ、７・・・第２の金属パイプ、８・・
・ケース、９・・・フェルール、１０・・・ピグテール
、１１・・・スライドリング、１２・・・ボンディング
ワイヤー、１３・・・リード端子、１４・・・キャップ
、１５・・・フランジ、１６・・切り溝、１７・・・金
属パイプのロー付は接合部、１８・・・素子搭載部。
Claims (1)
- 箱型のケースと、前記ケースの側壁を貫通して設けられ
た金属パイプと、前記金属パイプの外側端に固定された
光出力取り出し用の光ファイバと、前記金属パイプの内
部に前記光ファイバと対向して固定された結合用レンズ
と、前記金属パイプのケース内の部分の一部を切除して
なる素子搭載部にマウントされた半導体レーザペレット
とを有する半導体レーザモジュールにおいて、前記金属
パイプの前記素子搭載部の前記ケース寄りのところに切
り溝が設けられている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 |
|---|---|---|---|
| JP63305229A JP2586123B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305229A JP2586123B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 半導体レーザモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150811A true JPH02150811A (ja) | 1990-06-11 |
| JP2586123B2 JP2586123B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=17942588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63305229A Expired - Lifetime JP2586123B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586123B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171709A (ja) * | 1988-12-24 | 1990-07-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体素子用支持部品及び光半導体装置 |
| JPH04243179A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | コネクタ着脱形半導体レーザモジュール |
| JPH05136517A (ja) * | 1991-02-20 | 1993-06-01 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59149308A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-27 | Hitachi Ltd | 光通信装置 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63305229A patent/JP2586123B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59149308A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-27 | Hitachi Ltd | 光通信装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171709A (ja) * | 1988-12-24 | 1990-07-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体素子用支持部品及び光半導体装置 |
| JPH04243179A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | コネクタ着脱形半導体レーザモジュール |
| JPH05136517A (ja) * | 1991-02-20 | 1993-06-01 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2586123B2 (ja) | 1997-02-26 |
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