JPH03206406A - 光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法Info
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- JPH03206406A JPH03206406A JP2217597A JP21759790A JPH03206406A JP H03206406 A JPH03206406 A JP H03206406A JP 2217597 A JP2217597 A JP 2217597A JP 21759790 A JP21759790 A JP 21759790A JP H03206406 A JPH03206406 A JP H03206406A
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- G—PHYSICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4268—Cooling
- G02B6/4269—Cooling with heat sinks or radiation fins
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
本発明は光ファイペ付半導体レーデ装置の製造方法に関
するものである。
するものである。
光通信用光７アイパ付半導体レーザ装置（以下，レーザ
モジ具一ルと称する）におけるレーデと光ファイバの結
合方式の一つに，端面にレンズ加工を施したファイバを
用いる先球ファイバ方式がある。この方式では構造が周
単なため装置が小型になることが期待でき．ｔたモニタ
ー用フォトダイオード，冷却用ペルテエ素子や温度セン
サー等を同一容器内に搭載して複合型の光デバイスを構
或することが容易になる．さらに光７アイパを半導体レ
ーデのごく近傍で固定することができるので，部品の温
度変化や経時変化による結合効率の変動を軽減して高い
信頼度をもつレーザモジ島一ルを実現できる可能性があ
る。
モジ具一ルと称する）におけるレーデと光ファイバの結
合方式の一つに，端面にレンズ加工を施したファイバを
用いる先球ファイバ方式がある。この方式では構造が周
単なため装置が小型になることが期待でき．ｔたモニタ
ー用フォトダイオード，冷却用ペルテエ素子や温度セン
サー等を同一容器内に搭載して複合型の光デバイスを構
或することが容易になる．さらに光７アイパを半導体レ
ーデのごく近傍で固定することができるので，部品の温
度変化や経時変化による結合効率の変動を軽減して高い
信頼度をもつレーザモジ島一ルを実現できる可能性があ
る。
しかしこの方式にかいて光ファイバを固定する際には半
導体レーザの近傍で作業を行なわねばなら々いなど，困
麹な点が多い．たとえば光ファイバをエポΦシ系の樹脂
で固定すれば作業は容易であるが，Ｗ脂の経時変化が著
しいため長期にわたって結合効率を安定に維持すること
は期待できず，筐た半導体レーデに悪影響を及ぼすガス
や水蒸気が発生しやすいため，高い信頼度をもつレーザ
モゾ算−ルを構或することは困難である。また金属融着
材料によって光ファイバを固定しようとする場合には，
作業時の温度が高くなって部品や治具の熱膨張に由来す
る位置ずれを起こしやすい上，７ラックスの使用は半導
体レーデにとって好筐しくない。
導体レーザの近傍で作業を行なわねばなら々いなど，困
麹な点が多い．たとえば光ファイバをエポΦシ系の樹脂
で固定すれば作業は容易であるが，Ｗ脂の経時変化が著
しいため長期にわたって結合効率を安定に維持すること
は期待できず，筐た半導体レーデに悪影響を及ぼすガス
や水蒸気が発生しやすいため，高い信頼度をもつレーザ
モゾ算−ルを構或することは困難である。また金属融着
材料によって光ファイバを固定しようとする場合には，
作業時の温度が高くなって部品や治具の熱膨張に由来す
る位置ずれを起こしやすい上，７ラックスの使用は半導
体レーデにとって好筐しくない。
本発明の目的はかかる困難を解決し，作業性がよ〈信頼
度の高い製造方法を提供することにある．本発明によれ
ば光ファイバ支持部ニ光ファイノ◆を金属融着材料で固
定した光ファイ・童付半導体レーザ装置の製造方法にか
いて、上記金属融着材料に超音波を印加する工程を存す
ることを特徴とする光ファイバ付半導体レーザ装置の製
造方法が得られる． とくに本発明によればシリコンヒートシンクまたはダイ
ヤモンドヒートシンク上にマウントされた半導体レーデ
かよびその光出力を取り出すための周囲をメタライズさ
れた光ファイバを一体の金属ステム上に金属融着材料に
より固定する形式の光ファイバ付半導体レーデ装置の製
造方法において、予め金属ステム上にマウントされた半
導体レーデから放射されて光ファイバに結合する光のパ
ワーを測定しながらそれが最大になるように光ファイバ
の位置を調整したのち，可動式のヒーターチップを用い
て溶融した金属融着材料を光ファイバの側面と金属ステ
ムの光ファイバ支持部の双方に付着させ，ヒーターチッ
プに取Ｄ付けられた超音波発生源からヒーターチッグを
経由して溶融した金属融着材料に超音波を送りこんで光
ファイバと支持部を完全に融着接続せしめ，その状態で
光ファイバの位置を再度最適な位置に調整し，然る後ヒ
ーターチップを融着部分から引き離して金属融着材料を
凝固させる一連の作業により，光ファイバを最適位置の
１１固定することを特徴とする光ファイバ付半導体レー
ザ装置製造方法が得られる。
度の高い製造方法を提供することにある．本発明によれ
ば光ファイバ支持部ニ光ファイノ◆を金属融着材料で固
定した光ファイ・童付半導体レーザ装置の製造方法にか
いて、上記金属融着材料に超音波を印加する工程を存す
ることを特徴とする光ファイバ付半導体レーザ装置の製
造方法が得られる． とくに本発明によればシリコンヒートシンクまたはダイ
ヤモンドヒートシンク上にマウントされた半導体レーデ
かよびその光出力を取り出すための周囲をメタライズさ
れた光ファイバを一体の金属ステム上に金属融着材料に
より固定する形式の光ファイバ付半導体レーデ装置の製
造方法において、予め金属ステム上にマウントされた半
導体レーデから放射されて光ファイバに結合する光のパ
ワーを測定しながらそれが最大になるように光ファイバ
の位置を調整したのち，可動式のヒーターチップを用い
て溶融した金属融着材料を光ファイバの側面と金属ステ
ムの光ファイバ支持部の双方に付着させ，ヒーターチッ
プに取Ｄ付けられた超音波発生源からヒーターチッグを
経由して溶融した金属融着材料に超音波を送りこんで光
ファイバと支持部を完全に融着接続せしめ，その状態で
光ファイバの位置を再度最適な位置に調整し，然る後ヒ
ーターチップを融着部分から引き離して金属融着材料を
凝固させる一連の作業により，光ファイバを最適位置の
１１固定することを特徴とする光ファイバ付半導体レー
ザ装置製造方法が得られる。
また上記製造方法を適用する光ファイバ付半導体レーザ
装置において、金属ステムの光ファイバ支持部をコの字
型の肉薄の構造にし、さらにその上に予め両面メタライ
ズを施したヒートシンクと同等の厚みをもつセラ電ツク
板を融着してシ〈ことにより、光ファイバを固定する際
に支持部からの熱の避散を防いで融着を容易にするとと
もに，作業中の半導体レーザの温度上昇を低く訃さえ，
かつヒートシンクと金属の熱膨張率の差に由来する作業
時と使用時シよび使用中の温度変化による結合効率の変
動を補償する事ができる。
装置において、金属ステムの光ファイバ支持部をコの字
型の肉薄の構造にし、さらにその上に予め両面メタライ
ズを施したヒートシンクと同等の厚みをもつセラ電ツク
板を融着してシ〈ことにより、光ファイバを固定する際
に支持部からの熱の避散を防いで融着を容易にするとと
もに，作業中の半導体レーザの温度上昇を低く訃さえ，
かつヒートシンクと金属の熱膨張率の差に由来する作業
時と使用時シよび使用中の温度変化による結合効率の変
動を補償する事ができる。
Ｊ：．Ｉ下本発明の実施例について詳細に脱明する．第
１図は本発明による製造方法を適用する直前の状態であ
る。半導体レーザｌはヒートシンク２を介して金属ステ
ム３の上にマウントされ，金属ステム３はさらにケース
４の底部にマウントされている。半導体レーザ１の上面
にはリード線５が接続されている。半導体レーザの前方
には周囲をメタライズされた光ファイバ６が導ひかれて
かう，その先端７は研摩によってレンズ加工されている
．光ファイバはケースに準備された軸受１０を通って外
部に出ているが、その部分は金属フェルール８の中に収
められて＞６，両者は９０部分で金属融着材料により封
止接続されている。光ファイバは保持具１１によう保持
されて４Ｌそれを移動させることにより光ファイバの先
端を最適位置に調整することができる。
１図は本発明による製造方法を適用する直前の状態であ
る。半導体レーザｌはヒートシンク２を介して金属ステ
ム３の上にマウントされ，金属ステム３はさらにケース
４の底部にマウントされている。半導体レーザ１の上面
にはリード線５が接続されている。半導体レーザの前方
には周囲をメタライズされた光ファイバ６が導ひかれて
かう，その先端７は研摩によってレンズ加工されている
．光ファイバはケースに準備された軸受１０を通って外
部に出ているが、その部分は金属フェルール８の中に収
められて＞６，両者は９０部分で金属融着材料により封
止接続されている。光ファイバは保持具１１によう保持
されて４Ｌそれを移動させることにより光ファイバの先
端を最適位置に調整することができる。
第２図（＆）〜（ｄ）は本発明による製造プロセスを順
に図示したものである．第２図（ａ）は金属融着材料１
４をヒーターテッｆ１３に溶かしつけたところである。
に図示したものである．第２図（ａ）は金属融着材料１
４をヒーターテッｆ１３に溶かしつけたところである。
そのあと同図（ｂ）のようにヒーターチップ１３を光フ
ァイバ６に接近させて金属融着材料１４を付着させる。
ァイバ６に接近させて金属融着材料１４を付着させる。
この状態では溶融した金属融着材料の表面は酸化膜で＞
＞われているため，光ファイバ６かよび支持８｛Ｉ１２
に完全には融着しない。このときヒーターチッ′ｆ１３
を経由して金属融着材料に超音波を送りこめばその表面
が活性化するため、同図（６）のように完全に融着する
。この状態で光ファイバの位置を再度調整し、同図（ｄ
）のようにヒーターチッ７”ｌ３を静かに引き上げれば
光ファイバ６の位置を最適に保った１ｔ金属融着材料１
４を凝固させることができる。以上の一連の作業の結果
、信頼度の高いレーデモジュールを製造することができ
る。
＞われているため，光ファイバ６かよび支持８｛Ｉ１２
に完全には融着しない。このときヒーターチッ′ｆ１３
を経由して金属融着材料に超音波を送りこめばその表面
が活性化するため、同図（６）のように完全に融着する
。この状態で光ファイバの位置を再度調整し、同図（ｄ
）のようにヒーターチッ７”ｌ３を静かに引き上げれば
光ファイバ６の位置を最適に保った１ｔ金属融着材料１
４を凝固させることができる。以上の一連の作業の結果
、信頼度の高いレーデモジュールを製造することができ
る。
しかしながら前出の第２図（ａ）にかいて金属融着材料
ｌ４と金属ステム３の界面でのぬれ性は加えられた熱が
金属ステム３を経由して逃げるために同図の状態で光フ
ァイバの出射端での光出力を測定しながら光ファイバの
位置を調整しようとしても、半導体レーザの出力が小さ
いために困難である．さらにとのま１の構造では半導体
レーザが熱膨張率の小さなヒートシンクによって支えら
れているのに対し、光ファイバは金属だけによって支え
られているので、作業温度と平常温度の差シよび使用中
の温度変化によって半導体レーザと光ファイバの先端の
相対的な位置関係は変動する．第３図の構造を採用すれ
ば前述のような離点な解決することができる．すなわち
光ファイバ６を金属融着材料１４により融着固定する割
に予め両面メタライズを施したヒートシンク２と同等の
厚みをもつセラミック板ｌ５の上に本発明第１項の製造
方法により光ファイバ６を固定すれば、第２図（１１に
相当する工程にｋいて，支持部１２が第３図に示すごと
くケース４との間に間隙を生ずるように肉薄であること
とセラミック板の断熱効果により融着面から熱が逃げる
ことを防いで融着をより確実なものにでき、第２図（Ｃ
）の状態で光ファイバの位置を調整する場合にも半導体
レーザの温度上昇を低減して大きな光出力をとれ，ｔた
ヒートシンクと金属の熱膨張率の差を補償して作業温度
とファイバ固定後の平常温度の差シよび製品の環境温度
の変化による結合効率の変動を低減することができるの
で、温度特性の優れたレーザモゾ為一ルを得ることがで
きる．本発明は位置ずれ許容度の厳しいシングルモード
光ファイバの付いたレーザモソエールを製造するのに有
効である。
ｌ４と金属ステム３の界面でのぬれ性は加えられた熱が
金属ステム３を経由して逃げるために同図の状態で光フ
ァイバの出射端での光出力を測定しながら光ファイバの
位置を調整しようとしても、半導体レーザの出力が小さ
いために困難である．さらにとのま１の構造では半導体
レーザが熱膨張率の小さなヒートシンクによって支えら
れているのに対し、光ファイバは金属だけによって支え
られているので、作業温度と平常温度の差シよび使用中
の温度変化によって半導体レーザと光ファイバの先端の
相対的な位置関係は変動する．第３図の構造を採用すれ
ば前述のような離点な解決することができる．すなわち
光ファイバ６を金属融着材料１４により融着固定する割
に予め両面メタライズを施したヒートシンク２と同等の
厚みをもつセラミック板ｌ５の上に本発明第１項の製造
方法により光ファイバ６を固定すれば、第２図（１１に
相当する工程にｋいて，支持部１２が第３図に示すごと
くケース４との間に間隙を生ずるように肉薄であること
とセラミック板の断熱効果により融着面から熱が逃げる
ことを防いで融着をより確実なものにでき、第２図（Ｃ
）の状態で光ファイバの位置を調整する場合にも半導体
レーザの温度上昇を低減して大きな光出力をとれ，ｔた
ヒートシンクと金属の熱膨張率の差を補償して作業温度
とファイバ固定後の平常温度の差シよび製品の環境温度
の変化による結合効率の変動を低減することができるの
で、温度特性の優れたレーザモゾ為一ルを得ることがで
きる．本発明は位置ずれ許容度の厳しいシングルモード
光ファイバの付いたレーザモソエールを製造するのに有
効である。
第１図は本発明の製造方法を適用する直前の状態を示す
断面図。第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法を実
施する手順を示す断面図、１た第３図は本発明の製造方
法の適用をより容易にしかつ優れた温度特性を与えるレ
ーデモジ島−ルの構造を示す断面図。 １・・・半導体レーザ，２・・・ヒートシンク、３・・
・金属ステム，４・・・ケース、５・・・リード線、６
・・・光ファイバ ７・・・先球レンズ加工部分，８・
・・７エルール．９・・・光ファイバ封止部分、１０・
・・７エルールガイド、１ｌ・・・光ファイバ保持具、
ｌ２・・・光ファイバ支持部．１３・・・ヒーターチッ
グ，１４・・・金属融着材料．１５・・・セラミック板
． 手続補正書 （方式） 平成 ３年 ２月２１日 １． 事件の表示 平成 ２年特許願第２１７５９７号 ２ 発明の名称 光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法
３． 補正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都港区芝五丁目７番１号 （４２３） 日本電気株式会社 代表者 関 本 忠 弘 ４．
断面図。第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法を実
施する手順を示す断面図、１た第３図は本発明の製造方
法の適用をより容易にしかつ優れた温度特性を与えるレ
ーデモジ島−ルの構造を示す断面図。 １・・・半導体レーザ，２・・・ヒートシンク、３・・
・金属ステム，４・・・ケース、５・・・リード線、６
・・・光ファイバ ７・・・先球レンズ加工部分，８・
・・７エルール．９・・・光ファイバ封止部分、１０・
・・７エルールガイド、１ｌ・・・光ファイバ保持具、
ｌ２・・・光ファイバ支持部．１３・・・ヒーターチッ
グ，１４・・・金属融着材料．１５・・・セラミック板
． 手続補正書 （方式） 平成 ３年 ２月２１日 １． 事件の表示 平成 ２年特許願第２１７５９７号 ２ 発明の名称 光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法
３． 補正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都港区芝五丁目７番１号 （４２３） 日本電気株式会社 代表者 関 本 忠 弘 ４．
Claims (1)
- 光ファイバ支持部に光ファイバを金属融着材料で固定し
た光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法において、
前記金属融着材料に超音波を印加する工程を有すること
を特徴とする光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217597A JPH03206406A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217597A JPH03206406A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13556083A Division JPS6026909A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光ファイバ付半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206406A true JPH03206406A (ja) | 1991-09-09 |
Family
ID=16706791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217597A Pending JPH03206406A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 光ファイバ付半導体レーザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03206406A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013018426A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 株式会社フジクラ | レーザモジュールの製造方法、及び、それに用いる光ファイバ用ハンド |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2217597A patent/JPH03206406A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013018426A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 株式会社フジクラ | レーザモジュールの製造方法、及び、それに用いる光ファイバ用ハンド |
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