JPH02161406A - Semiconductor laser and optical fiber coupler - Google Patents

Semiconductor laser and optical fiber coupler

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JPH02161406A
JPH02161406A JP31495588A JP31495588A JPH02161406A JP H02161406 A JPH02161406 A JP H02161406A JP 31495588 A JP31495588 A JP 31495588A JP 31495588 A JP31495588 A JP 31495588A JP H02161406 A JPH02161406 A JP H02161406A
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JP
Japan
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semiconductor laser
optical fiber
fiber
fixed
tip
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Application number
JP31495588A
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Japanese (ja)
Inventor
Soichi Kobayashi
壮一 小林
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To substantially prevent positional deviation and to prevent the increase in the coupling loss of a semiconductor laser and an optical fiber by joining a semiconductor laser mount fixed with a semiconductor laser chip and a fiber supporting body fixed with the front end of the optical fiber and positioning the front end of the optical fiber to the semiconductor laser chip. CONSTITUTION:The semiconductor laser mount 1 fixed with the semiconductor laser chip 5 and the optical fiber supporting body 12 fixed with the front end of the optical fiber 10 are joined. The front end of the optical fiber 10 and the semiconductor laser chip 5 are positioned by the joining. The positional deviation is substantially prevented in this way and the increase in the coupling loss of the semiconductor laser and the optical fiber is prevented. Since the semiconductor laser module is miniaturized, the packaging time for assembling is shortened and the cost is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分■I〉 本発明は半導体レーザと光ファイバを光学的に結合する
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application (I)> The present invention relates to a device for optically coupling a semiconductor laser and an optical fiber.

〈従来の技術〉 光通信、光記録等の分野の進展に伴い、半導体レーザを
光源とした光部品、装置が提供されるようになってきて
いる。これらの光部品、装置は、半導体レーザからの光
パワーを光の損失がないように半導体レーザと光ファイ
バを接続する必要がある。このため、半導体レーザと光
ファイバとはレンズを介して接続されていた。しかし、
レンズを介して接続した場合、半導体レーザ・光ファイ
バ結合装置が大型となる欠点を持っていた。この問題を
解決するため、先端が球レンズ加工された光ファイバを
レンズの代わりに用いることが提案されている(実開昭
61−143111号、特開昭63−193113号) 先端が球レンズ加工されlコ光ファイバを用いた従来の
半導体レーザ・光ファイバ結合装置を第3図に基づいて
説明する。第3図にはこの結合装置の斜視図を示しであ
る。
<Background Art> With the progress in the fields of optical communication, optical recording, etc., optical components and devices using semiconductor lasers as light sources have come to be provided. In these optical components and devices, it is necessary to connect the semiconductor laser and the optical fiber so that there is no loss of optical power from the semiconductor laser. For this reason, the semiconductor laser and the optical fiber have been connected through a lens. but,
When connecting through a lens, the semiconductor laser/optical fiber coupling device has the disadvantage of becoming large. In order to solve this problem, it has been proposed to use an optical fiber whose tip is processed with a ball lens instead of a lens (Utility Model Application No. 143111/1983, Japanese Patent Application Laid-open No. 193113/1983). A conventional semiconductor laser/optical fiber coupling device using an optical fiber will be explained with reference to FIG. FIG. 3 shows a perspective view of this coupling device.

サブマウント基板1の互いに対向する位置には半導体レ
ーザマウント2とファイバ支持体としてのファイバ支持
台3が設けられ、半導体レーザマウント2には放熱用の
ヒートシンク4を介して半導体レーザチップ5が固定さ
れている。ファイバ支持台3の半導体レーザチップ5に
対向する位置にはファイバ支持台3を貫通する貫通孔6
が形成されており、貫通孔6の中心軸は半導体レーザの
光出射部に一致するように設定されている。貫通孔6の
中心軸に対し略垂直な方向のファイバ支持台3には導入
孔7が形成され、導入孔7はファイバ支持台3の上面か
ら貫通孔6に貫通している。ファイバ支持台3の上面の
導入孔7の端部には面取りが施されて面取り部8が形成
されている。貫通孔6.導入孔7及び面取り部8には低
融点金属である例えば半田9が充填され、貫通孔6の半
田9の略中心を貫通して光ファイバ10が固定されてい
る。光ファイバ10の半導体レーザの光出射部に対する
位置は、半導体レーザと最大結合効率が得られる。よう
に調整されている。
A semiconductor laser mount 2 and a fiber support stand 3 as a fiber support are provided at positions facing each other on the submount substrate 1, and a semiconductor laser chip 5 is fixed to the semiconductor laser mount 2 via a heat sink 4 for heat dissipation. ing. A through hole 6 passing through the fiber support 3 is provided at a position facing the semiconductor laser chip 5 on the fiber support 3.
is formed, and the central axis of the through hole 6 is set to coincide with the light emitting part of the semiconductor laser. An introduction hole 7 is formed in the fiber support stand 3 in a direction substantially perpendicular to the central axis of the through hole 6, and the introduction hole 7 penetrates into the through hole 6 from the upper surface of the fiber support stand 3. The end of the introduction hole 7 on the upper surface of the fiber support base 3 is chamfered to form a chamfered portion 8 . Through hole 6. The introduction hole 7 and the chamfered portion 8 are filled with a low melting point metal such as solder 9, and an optical fiber 10 is fixed to the through hole 6 by passing through the solder 9 approximately at the center thereof. The position of the optical fiber 10 relative to the light emitting part of the semiconductor laser provides the maximum coupling efficiency with the semiconductor laser. It has been adjusted as follows.

上述した半導体レーザ・光ファイバ結合装置の組立手順
を説明する。
The assembly procedure of the above-mentioned semiconductor laser/optical fiber coupling device will be explained.

所定量に秤量された球状の半田ボールを、球面が面取り
部8の斜面に接する状態で導入孔7の上部の面取り部8
に載せる。光ファイバ10を貫通孔6の略中心位置に挿
入貫通させて保持し、その後、半導体レーザチップ5を
発光させて出射光に対する光ファイバ10の位置合わせ
を行ない、入力が最大となる位置に光ファイバ10を調
整保持する。光ファイバ10が最大効率位置に保持され
た状態で半田ボールにY A G (Y2A120.、
)レーザの光を照射し、溶融した半田を導入孔7から貫
通孔6に流入させレーザ光照射後凝固する。
A spherical solder ball weighed in a predetermined amount is inserted into the chamfered part 8 at the upper part of the introduction hole 7 with the spherical surface touching the slope of the chamfered part 8.
I'll put it on. The optical fiber 10 is inserted into the through hole 6 at a substantially central position and held there, and then the semiconductor laser chip 5 is caused to emit light to align the optical fiber 10 with respect to the emitted light. Adjust and hold 10. With the optical fiber 10 held at the maximum efficiency position, Y A G (Y2A120.,
) The molten solder is irradiated with laser light, flows into the through hole 6 from the introduction hole 7, and solidified after irradiation with the laser light.

上述した半導体レーザ・光ファイバ結合装置は、半田ボ
ールが一定に秤量されているため光ファイバ10の周囲
に半田が均等に分布し、位置ずれの少ない高精度な固定
を行なうことができろ。また、半田9を充填する前に光
ファイバ10の位置合わせを行なうので、加熱による半
導体レーザチップ5の温度変化は無く、その発光量は一
定であり最大効率位置に正確に位置きわせすることが可
能である。
In the above-described semiconductor laser/optical fiber coupling device, since the solder balls are uniformly weighed, the solder is evenly distributed around the optical fiber 10, and it is possible to perform highly accurate fixing with little positional deviation. Furthermore, since the optical fiber 10 is aligned before being filled with the solder 9, there is no temperature change in the semiconductor laser chip 5 due to heating, the amount of light emitted is constant, and it is possible to accurately position the optical fiber 10 at the maximum efficiency position. It is possible.

また、半田ボールの溶融に際し機械的な接触による加熱
を必要としないので、ファイバ支持台3や光ファイバ1
0に機械的外力は作用せず位置ずれが生じることがない
In addition, since heating by mechanical contact is not required when melting the solder balls, the fiber support 3 and the optical fiber 1
No external mechanical force is applied to 0, and no positional deviation occurs.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の半導体レーザ・光フアイバ結合装
置では次のような問題があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the conventional semiconductor laser/optical fiber coupling device has the following problems.

即ち、■先端が球レンズ加工された光ファイバ10は光
軸に垂直なX、Y面方向の調心トレランスが厳しいため
に少しの位置ずれでも結合損失が増加してしまう。従っ
て、第3図に示すように、途中部で光ファイバ10を固
定した場合、固定点を支点として半導体レーザの光出射
部においてX、Y方向に大きな位置ずれを生じてしまう
。■光ファイバ10の固定に半田9を用いているが、半
田9はクリープ現象のために一定応力が加わっている場
合には塑性変形を生じやすいために長時間使用するうち
に光ファイバに位置ずれを生じ、半導体レーザとの調心
がずれ、結合損失の増大を招くために半導体レーザ・光
ファイバ結合装置として信頼性に欠けている。■半田9
を光ファイバ10の固定に用いた場合は半田9が固まる
ときに収縮するため、主にX、Y方向に位置ずれを生じ
結合損失が増大する。
That is, (2) the optical fiber 10 whose tip is processed into a ball lens has severe alignment tolerance in the X and Y plane directions perpendicular to the optical axis, so even a slight positional deviation will increase the coupling loss. Therefore, as shown in FIG. 3, when the optical fiber 10 is fixed in the middle, a large positional shift occurs in the X and Y directions at the light emitting part of the semiconductor laser using the fixed point as a fulcrum. ■Solder 9 is used to fix the optical fiber 10, but the solder 9 tends to undergo plastic deformation when a certain stress is applied due to the creep phenomenon, so the position of the optical fiber may shift during long-term use. This causes misalignment with the semiconductor laser and increases coupling loss, making it unreliable as a semiconductor laser/optical fiber coupling device. ■Handa 9
When used to fix the optical fiber 10, the solder 9 contracts when it hardens, causing positional displacement mainly in the X and Y directions and increasing coupling loss.

■更に、半田9を用いた場合、半田9を溶融するため半
田とであるいはYAGレーザ等を用いるために、ファイ
バ支持台3が加熱されるだけでなく半導体レーザチップ
5まで高温にさらされ、ヒートシンク4と半導体レーザ
千ツブ5の間の半田が溶ける可能性があるために半導体
レーザの寿命を短くする危険性を持っている。
Furthermore, when the solder 9 is used, not only the fiber support 3 is heated but also the semiconductor laser chip 5 is exposed to high temperature, and the heat sink 4 and the semiconductor laser tube 5 may melt, which poses a risk of shortening the life of the semiconductor laser.

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、光ファイバ
の位置ずれが生じに<<、半導体レーザと光ファイバと
の結合損失増大を防止した半導体レーザ・光ファイバ結
合装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser/optical fiber coupling device that prevents an increase in coupling loss between a semiconductor laser and an optical fiber due to misalignment of the optical fiber. shall be.

く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の構成は、半導体レー
ザチップと先端が球レンズ加工された光ファイバとを光
学的に結合する半導体レーザ・光ファイバ結合装置であ
って、前記半導体レーザチップを半導体レーザマウント
に固定すると共に、前記光ファイバの先端部をファイバ
支持体に固定し、前記半導体レーザチップに対し前記光
ファイバの先端を位置決めして前記半導体レーザマウン
トと前記ファイバ支持体を接合したことを特徴とする。
Means for Solving the Problems> The configuration of the present invention to achieve the above object is a semiconductor laser/optical fiber coupling device that optically couples a semiconductor laser chip and an optical fiber whose tip is processed into a ball lens. The semiconductor laser chip is fixed to the semiconductor laser mount, the tip of the optical fiber is fixed to a fiber support, the tip of the optical fiber is positioned with respect to the semiconductor laser chip, and the tip of the optical fiber is fixed to the semiconductor laser mount. It is characterized in that the fiber supports are joined.

く作   用〉 半導体レーザチップが固定された半導体し一ザマウント
と、光ファイバの先端部が固定されたファイバ支持体と
を接合し、半導体レーザチップに対して光ファイバの先
端を位置決めする。光ファイバの先端部をファイバ支持
体に固定するため光ファイバの先端に位置ずれが生じに
くい。
Function> A semiconductor laser mount to which a semiconductor laser chip is fixed is joined to a fiber support body to which a tip of an optical fiber is fixed, and the tip of the optical fiber is positioned with respect to the semiconductor laser chip. Since the tip of the optical fiber is fixed to the fiber support, it is difficult for the tip of the optical fiber to be misaligned.

く実 施 例〉 第1図には本発明の一実施例に係る半導体レーザ・光フ
ァイバ結合装置の斜視、第2図にはその断面側面を示し
である。尚、第3図と同一部材には同一符号を付して!
i復する説明は省略する。
Embodiments FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser/optical fiber coupling device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional side view thereof. In addition, the same parts as in Fig. 3 are given the same symbols!
Repeated explanation will be omitted.

図示の半導体レーザ・光ファイバ結合装置は半導体レー
ザ部11とファイバ支持部12とからなっている。
The illustrated semiconductor laser/optical fiber coupling device consists of a semiconductor laser section 11 and a fiber support section 12.

半導体レーザ部11は半導体レーザマウント2上に放熱
用のヒートシンク4を半田付けし、更にその上に半導体
レーザチップ5を半田付けした一般的な半導体レーザの
マウント構造をしており、半導体レーザチップ5は発光
面が半導体レーザマウント2の端面に揃っている。半導
体レーザマウント2は放熱を考えて材質は金メツキされ
た無酸素鋼よりなっている。電極の一方はアースとして
の半導体レーザマウント2にリードされ、電極の他方は
セラミック絶縁体13を介して金メツキされた銅板14
に半導体レーザチップ5の上面よりリードされている。
The semiconductor laser section 11 has a general semiconductor laser mount structure in which a heat sink 4 for heat dissipation is soldered onto a semiconductor laser mount 2, and a semiconductor laser chip 5 is further soldered thereon. The light emitting surface is aligned with the end face of the semiconductor laser mount 2. The semiconductor laser mount 2 is made of gold-plated oxygen-free steel in consideration of heat radiation. One of the electrodes is led to the semiconductor laser mount 2 as a ground, and the other electrode is connected to a gold-plated copper plate 14 via a ceramic insulator 13.
are led from the top surface of the semiconductor laser chip 5.

ファイバ支持部12は、第2図に示すように、ファイバ
支持台3 、ピンホール15及びファイバガイド16か
ら構成されている。先端が球レンズ加工された光ファイ
バ10は、5乃至30μmの範囲に入る球半径を有する
シングルモードファイバである。光ファイバ10の先端
の球の角度は全角で30乃至100度になっており、こ
の角度は光ファイバ10の先端部を固定するためのピン
ホール15の角度と一致している。光ファイバ10はフ
ァイバガイド16に固定するために金属膜を表面に有し
ており、その膜はスパッタ法で作製することが望ましい
。また、光ファイバ10は半導体レーザとの間で外部キ
ャビティを構成しやすいために、半導体レーザの波長に
あった無反射膜が表面に付けられている。半導体レーザ
マウント2にファイバ支持台3を突き当てるだけで光軸
方向の関心が可能となるようにピンホール15とファイ
バ支持台3の端面との間には20乃至100μmの範囲
の間隙部17が設けられている。この間隙部17は面同
士を突き当てる際に中心部の合わせを逃げて端面同士を
密着させるために有効であ抄、光ファイバ10の先端の
球レンズ加工部がピンホール15より突き出ている状態
で光ファイバ10の先端部を固定する。即ち、ピンホー
ル15は光ファイバ10の5[(球レンズ加工部)の角
度と一致したテーパ孔を有している。フ・rイバガイド
16はファイバ支持台3に圧入され、ファイバガイド1
6の材質は金属もしくはセラミックで形成されている。
The fiber support section 12 is composed of a fiber support stand 3, a pinhole 15, and a fiber guide 16, as shown in FIG. The optical fiber 10 whose tip is processed into a spherical lens is a single mode fiber having a spherical radius in the range of 5 to 30 μm. The angle of the sphere at the tip of the optical fiber 10 is 30 to 100 degrees in full width, and this angle matches the angle of the pinhole 15 for fixing the tip of the optical fiber 10. The optical fiber 10 has a metal film on its surface in order to be fixed to the fiber guide 16, and it is preferable that the film be produced by sputtering. Further, since the optical fiber 10 can easily form an external cavity with the semiconductor laser, a non-reflection film matching the wavelength of the semiconductor laser is attached to the surface. A gap 17 in the range of 20 to 100 μm is provided between the pinhole 15 and the end face of the fiber support 3 so that the optical axis direction can be observed simply by abutting the fiber support 3 against the semiconductor laser mount 2. It is provided. This gap 17 is effective for avoiding alignment of the centers and bringing the end faces into close contact when the surfaces are brought into contact with each other, and the spherical lens processing portion at the tip of the optical fiber 10 protrudes from the pinhole 15. to fix the tip of the optical fiber 10. That is, the pinhole 15 has a tapered hole that matches the angle of the optical fiber 10 at 5 [(spherical lens processing portion). The fiber guide 16 is press-fitted into the fiber support stand 3, and the fiber guide 1
The material 6 is made of metal or ceramic.

次に上記構成の半導体レーザ・光ファイバ結合装置の組
立手順を説明する。
Next, a procedure for assembling the semiconductor laser/optical fiber coupling device having the above configuration will be explained.

半導体レーザ部11は半導体レーザマウント2上にセラ
ミック絶縁体13及び銅板16がすでに一体形成された
ものに、ヒートシュツク4及び半導体レーザチップ5を
半田付けした構成になっている。ファイバ支持部12は
ファイバ支持台3.ファイバガイド16及びピンホール
15から構成され、光ファイノ<10はファイバガイド
16に嵌合され端部18で半田あるいは接着剤で固定さ
れている。光ファイバ10は半導体レーザチップ5と最
大結合効率となる位置にピンホール15によって自動的
に調整されろ。従って、ピンホール15の光軸方向の位
置は最大効率を満足するように間隙部17の幅を予め設
定し、ピンホール15をファイバガイド16に取付ける
かファイバガイド16にピンホール15を形成しておく
。ピンホール15の形成は高精度ボール盤による孔開け
が良い。
The semiconductor laser section 11 has a structure in which a ceramic insulator 13 and a copper plate 16 are already integrally formed on a semiconductor laser mount 2, and a heat stock 4 and a semiconductor laser chip 5 are soldered to the semiconductor laser mount 2. The fiber support section 12 is connected to the fiber support base 3. It is composed of a fiber guide 16 and a pinhole 15, and the optical fiber <10 is fitted into the fiber guide 16 and fixed at the end 18 with solder or adhesive. The optical fiber 10 is automatically adjusted by the pinhole 15 to a position where the coupling efficiency with the semiconductor laser chip 5 is maximized. Therefore, the position of the pinhole 15 in the optical axis direction is determined by setting the width of the gap 17 in advance so as to satisfy the maximum efficiency, and attaching the pinhole 15 to the fiber guide 16 or forming the pinhole 15 in the fiber guide 16. put. The pinhole 15 is preferably formed by drilling with a high-precision drilling machine.

以上の様にして半導体レーザ部11とファイバ支持部1
2を準備し、これらを結合効率が最大となる様に調心し
て高精度に結合する。
As described above, the semiconductor laser section 11 and the fiber support section 1 are
2 are prepared, and these are aligned and coupled with high precision so that the coupling efficiency is maximized.

調心方法は0.1μmまで精度が出せる光学微動台で構
成した自動調心器を用いる。即ち、半導体レーザの順方
向に電流を流してレーザ発振させ、その光を最大効率で
光ファイバ10に導く。この際光ファイバ10の光軸方
向は間隙部17の幅と球面レンズ加工された光ファイバ
10の先端突き出し量で決まるため、自動調心はX、Y
方向の調心となる。半導体レーザ部11とファイバ支持
部12の調心が終了したらこれらを一体に結合する。こ
の方法としては接着剤を用いること、半田付けを用いる
ことが容易な方法であるが、本装置の様に先球加工され
たファイバと半導体レーザの結合構成ではトレランスが
充分数れない為にYAGレーザ溶接を用いる。YAGレ
ーザ溶接の利点は短時間に処理が可能なために被溶接物
を高温にさらすことなく溶接可能な点にある。但し照射
時の位置ずれを極力低減する為に両側から同時に照射す
る。照射の位置は、第1図、第2図に示すように、セラ
ミック絶縁体13が存在するためにセラミック絶縁体1
3がある方は一点ないし二点しか照射するスペースが取
れない。一方それとは反対方向では多くの照射点が期待
できる。説明のために第1図、第2図に示したように三
点照射で説明する。まず、照射の前に調心後、半導体レ
ーザマウント2にファイバ支持台3を押しつけろ。これ
はYAGレーザ照射時に位置ずれが生じないようにする
ためであり非常に重要である。YAGレーザ照射はまず
、レーザ照射位I[19と20に同時に行い確実に固定
できたことを確認し、次にレーザ照射位1[21に照射
することによってより一層の信頼性向上を狙う。実験は
50JのYAGレーザを用い、1200Vの電圧で50
+msのパルス幅のレーザ光を2分岐して照射した。実
験に用いた半導体レーザマウント2は無酸素銅であり、
ファイバ支持部3はステンレススティール(SUS 3
03)であり、それぞれ熱伝導率が異なる。YAGレー
ザ溶接の場合熱伝導率が低い材料程良く溶けろために、
半導体レーザマウント2により多くのパワーが照射され
るように予め調整しておくことが望ましい。また、充分
溶接が行われない場合も考えられる為に、半導体レーザ
マウント2の両端に鍔部を形成し、同様にファイバ支持
部12の半導体レーザマウント2と接触する部分に鍔部
を加工し、鍔部同士の突き当てを調心時に行い、小さい
パワーのレーザ光で溶接することを可能にする。このよ
うに小さいパワーでレーザ溶接を異種金属に施すと熱膨
張係数の違いからくる溶接部の亀裂を生じ難くなる。
The alignment method uses an automatic centering device consisting of an optical fine movement table that can achieve accuracy down to 0.1 μm. That is, a current is passed in the forward direction of the semiconductor laser to cause the laser to oscillate, and the light is guided to the optical fiber 10 with maximum efficiency. At this time, since the optical axis direction of the optical fiber 10 is determined by the width of the gap 17 and the amount of protrusion of the tip of the optical fiber 10 processed with a spherical lens, self-alignment is performed in X, Y
This will align the direction. After the semiconductor laser section 11 and the fiber support section 12 have been aligned, they are joined together. An easy way to do this is to use adhesive or solder. Uses laser welding. The advantage of YAG laser welding is that it can be processed in a short time and welding can be performed without exposing the workpiece to high temperatures. However, in order to minimize positional deviation during irradiation, irradiation is performed from both sides at the same time. As shown in FIGS. 1 and 2, the position of the irradiation is such that the ceramic insulator 1
Those with 3 can only have space to irradiate one or two points. On the other hand, in the opposite direction, many irradiation points can be expected. For the sake of explanation, three-point irradiation will be explained as shown in FIGS. 1 and 2. First, press the fiber support 3 against the semiconductor laser mount 2 after alignment before irradiation. This is very important because it prevents positional deviation from occurring during YAG laser irradiation. YAG laser irradiation is first performed at laser irradiation positions I [19 and 20 at the same time to confirm that it has been securely fixed, and then by irradiating laser irradiation position 1 [21], the aim is to further improve reliability. The experiment used a 50J YAG laser and a voltage of 1200V for 50
Laser light with a pulse width of +ms was divided into two and irradiated. The semiconductor laser mount 2 used in the experiment was made of oxygen-free copper,
The fiber support part 3 is made of stainless steel (SUS 3
03), and each has a different thermal conductivity. In the case of YAG laser welding, materials with low thermal conductivity melt better.
It is desirable to make adjustments in advance so that more power is irradiated to the semiconductor laser mount 2. In addition, since there may be cases where sufficient welding is not performed, flanges are formed at both ends of the semiconductor laser mount 2, and similarly the flanges are processed at the portion of the fiber support section 12 that contacts the semiconductor laser mount 2. The butt between the flanges is performed during alignment, making it possible to weld with a low power laser beam. When laser welding is performed on dissimilar metals with such a low power, cracks in the welded portion due to differences in thermal expansion coefficients are less likely to occur.

以上の工程によって半導体レーザ部11とファイバ支持
部12の結合がなされ一体化されろ。
Through the above steps, the semiconductor laser section 11 and the fiber support section 12 are coupled and integrated.

次に上記構成の半導体レーザ・光ファイバ結合装置の他
の組立手順を説明する。従来の半導体レーザモジュール
は光ファイバを支持するための治具が必要であり、その
スペースをパッケージ内に準備する必要があるため半導
体レーザモジュールが大型化してしまうため、小型の1
導体モジュールの組立を可能にしたものである。
Next, another assembly procedure of the semiconductor laser/optical fiber coupling device having the above configuration will be explained. Conventional semiconductor laser modules require a jig to support the optical fiber, and space needs to be prepared within the package, which increases the size of the semiconductor laser module.
This makes it possible to assemble conductor modules.

前述した組立手順と異なる点は、光ファイバ10をファ
イバガイド14の端部18に接着剤あるいは半田で最初
は固定しない点である。つまり、光ファイバ10はファ
イバガイド14に二回挿入される。
The difference from the previously described assembly procedure is that the optical fiber 10 is not initially fixed to the end 18 of the fiber guide 14 with adhesive or solder. That is, the optical fiber 10 is inserted into the fiber guide 14 twice.

第一段階では半導体レーザ・光ファイバ結合装置が入る
パッケージを準備ずろ。そして一体化された半導体レー
ザ・光ファイバ結合装置において光ファイバ10の無い
構造のものをそのパッケージ内に半田固定する。次の段
階では、予め光ファイバが通ることが可能な孔から最終
的に結合させるべき先端が球レンズ加工された光ファイ
バ10をパッケージの外から無調整で挿入調心する。こ
の際半導体レーザばレーザ発振している。ファイバはフ
ァイバガイド16によって導かれ、無調心でピンホール
15に先端が収まり止まる。この時点でファイバガイド
16の端部18の場所で改めて光ファイバ10を接着剤
あるいは半田で固定し、ファイバのパッケージから出ろ
部分を接着剤あるいは半田で機密到じし、最後にパッケ
ージのフタをし全体を機密到りする。つまり第一段階で
用いたファイバは半導体レーザに先球加工されたファイ
バを調心するためにダミーのファイバで行い、パッケー
ジに結合装置が収まり固定された時点で本物の光ファイ
バ10を押入固定する。
The first step is to prepare a package that will contain the semiconductor laser and optical fiber coupling device. Then, the integrated semiconductor laser/optical fiber coupling device having a structure without the optical fiber 10 is soldered and fixed within the package. In the next step, the optical fiber 10, the tip of which is to be finally coupled with a ball lens, is inserted from the outside of the package without adjustment and is aligned through a hole through which the optical fiber can pass. At this time, the semiconductor laser oscillates. The fiber is guided by a fiber guide 16, and its tip fits into the pinhole 15 without centering. At this point, re-fix the optical fiber 10 at the end 18 of the fiber guide 16 with adhesive or solder, seal the part of the fiber that comes out of the package with adhesive or solder, and finally close the package with a lid. The whole thing will be kept confidential. In other words, the fiber used in the first step is a dummy fiber used to align the fiber whose tip has been processed into the semiconductor laser, and when the coupling device is fitted and fixed in the package, the real optical fiber 10 is pushed in and fixed. .

従って、上述した半導体レーザ・光フアイバ結合装置は
、半導体レーザ部11とファイバ支持部12が接合され
て一体化され、先端が球レンズ加工された光ファイバ1
0の先端部をピンホール15で固定するために、外部か
ら熱や振動等が加えられても位置ずれが非常に小さく信
頼性が高い。このため、先端が球レンズ加工された光フ
ァイバ10の配置に伴う位置ずれや半田固定による位置
ずれが解消される。また、半導体レーザ・光ファイバ結
合装置を用いた半導体レーザモジュールは小型化され、
組立の実装時間の短縮化が図れコスト低減が図れる。
Therefore, in the above-described semiconductor laser/optical fiber coupling device, the semiconductor laser section 11 and the fiber support section 12 are joined and integrated, and the optical fiber 1 whose tip is processed into a ball lens.
Since the tip of the 0 is fixed with the pinhole 15, even if heat, vibration, etc. are applied from the outside, positional deviation is very small and reliability is high. Therefore, the positional deviation caused by the arrangement of the optical fiber 10 whose tip is processed into a ball lens and the positional deviation caused by soldering are eliminated. In addition, semiconductor laser modules using semiconductor laser/optical fiber coupling devices have been miniaturized,
Assembling time can be shortened and costs can be reduced.

〈発明の効果〉 本発明の半導体レーザ・光ファイバ結合装置は、半導体
レーザチップが固定された半導体レーザマウントと光フ
ァイバの先端部が固定されたファイバ支持体とを接合し
、接合によって光ファイバの先端と半導体レーザチップ
を位置決めするようにしたので、位置ずれが生じにり<
、半導体レーザと光ファイバとの結合損失増大が防止で
きる。また、半導体レーザモジュールが小型化されるの
で、組立の実装時間の短縮化とコスト低減が図れる。
<Effects of the Invention> The semiconductor laser/optical fiber coupling device of the present invention joins the semiconductor laser mount to which the semiconductor laser chip is fixed and the fiber support to which the tip of the optical fiber is fixed, and by joining the optical fiber. Since the tip and the semiconductor laser chip are positioned, there is no possibility of misalignment.
, an increase in coupling loss between the semiconductor laser and the optical fiber can be prevented. Furthermore, since the semiconductor laser module is miniaturized, assembly and mounting time can be shortened and costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る半導体レーザ・光ファ
イバ結合装置の斜視図、第2図はその断面側面図、第3
図は従来の半導体レーザ・光ファイバ結合装置の斜視図
である。 図面中、 2は半導体レーザマウント、 3はファイバ支持台、 5は半導体レーザチップ、 10は光ファイバ、 11は半導体レーザ部、 12はファイバ支持部、 15はピンホール、 16はファイバガイド、 17は間隙部である。
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser/optical fiber coupling device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional side view thereof, and FIG.
The figure is a perspective view of a conventional semiconductor laser/optical fiber coupling device. In the drawings, 2 is a semiconductor laser mount, 3 is a fiber support, 5 is a semiconductor laser chip, 10 is an optical fiber, 11 is a semiconductor laser section, 12 is a fiber support section, 15 is a pinhole, 16 is a fiber guide, 17 is a This is the gap.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体レーザチップと先端が球レンズ加工された
光ファイバとを光学的に結合する半導体レーザ・光ファ
イバ結合装置であって、前記半導体レーザチップを半導
体レーザマウントに固定すると共に、前記光ファイバの
先端部をファイバ支持体に固定し、前記半導体レーザチ
ップに対し前記光ファイバの先端を位置決めして前記半
導体レーザマウントと前記ファイバ支持体を接合したこ
とを特徴とする半導体レーザ・光ファイバ結合装置。
(1) A semiconductor laser/optical fiber coupling device for optically coupling a semiconductor laser chip and an optical fiber whose tip is processed into a ball lens, wherein the semiconductor laser chip is fixed to a semiconductor laser mount, and the optical fiber is fixed to a semiconductor laser mount. A semiconductor laser/optical fiber coupling device, characterized in that the tip of the optical fiber is fixed to a fiber support, the tip of the optical fiber is positioned with respect to the semiconductor laser chip, and the semiconductor laser mount and the fiber support are joined. .
(2)光ファイバの先端部をピンホールに位置決め支持
すると共に、該ピンホールとファイバ支持体を固定し、
半導体レーザマウントとファイバ支持体を間隙部を介し
て接合したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の半導体レーザ・光ファイバ結合装置。
(2) positioning and supporting the tip of the optical fiber in the pinhole, and fixing the pinhole and the fiber support;
2. The semiconductor laser/optical fiber coupling device according to claim 1, wherein the semiconductor laser mount and the fiber support are joined through a gap.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192944A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 古河電気工業株式会社 Semiconductor laser module
EP3045947A1 (en) * 2013-09-12 2016-07-20 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
US10061092B2 (en) 2013-09-12 2018-08-28 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192944A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 古河電気工業株式会社 Semiconductor laser module
US9692205B2 (en) 2013-05-30 2017-06-27 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
EP3045947A1 (en) * 2013-09-12 2016-07-20 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
EP3045947A4 (en) * 2013-09-12 2017-05-10 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
US9746627B2 (en) 2013-09-12 2017-08-29 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
US10061092B2 (en) 2013-09-12 2018-08-28 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module

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