JPH0336403B2 - - Google Patents
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- JPH0336403B2 JPH0336403B2 JP58135560A JP13556083A JPH0336403B2 JP H0336403 B2 JPH0336403 B2 JP H0336403B2 JP 58135560 A JP58135560 A JP 58135560A JP 13556083 A JP13556083 A JP 13556083A JP H0336403 B2 JPH0336403 B2 JP H0336403B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- 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
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- 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
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバ付半導体レーザ装置に関す
るものである。
るものである。
光通信用光フアイバ付半導体レーザ装置（以
下、レーザモジユールと称する）におけるレーザ
と光フアイバの結合方式の一つに、端面にレンズ
加工を施したフアイバを用いる先球フアイバ方式
がある。この方式では構造が簡単なため装置に小
型になることが期待でき、またモニター用フオト
ダイオード、冷却用ペルチ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
構成することが容易になる。さらに光フアイバを
半導体レーザ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ユ
ールを実現できる可能性がある。
下、レーザモジユールと称する）におけるレーザ
と光フアイバの結合方式の一つに、端面にレンズ
加工を施したフアイバを用いる先球フアイバ方式
がある。この方式では構造が簡単なため装置に小
型になることが期待でき、またモニター用フオト
ダイオード、冷却用ペルチ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
構成することが容易になる。さらに光フアイバを
半導体レーザ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ユ
ールを実現できる可能性がある。
しかしこの方式において光フアイバを固定する
際には半導体レーザの近傍で作業を行なわねばな
らないなど、困難な点が多い。たとえば光フアイ
バをエポキシ系の樹脂で固定すれば作業は容易で
あるが、樹脂の経時変化が著しいため長期にわた
つて結合効率を安定に維持することは期待でき
ず、また半導体レーザ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
ザモジユールを構成することは困難である。また
金属融着材料によつて光フア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つて部品や
治具の熱膨張に由来する位置ずれを起こしやすい
上、フラツクスの使用は半導体レーザにとつて好
ましくない。
際には半導体レーザの近傍で作業を行なわねばな
らないなど、困難な点が多い。たとえば光フアイ
バをエポキシ系の樹脂で固定すれば作業は容易で
あるが、樹脂の経時変化が著しいため長期にわた
つて結合効率を安定に維持することは期待でき
ず、また半導体レーザ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
ザモジユールを構成することは困難である。また
金属融着材料によつて光フア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つて部品や
治具の熱膨張に由来する位置ずれを起こしやすい
上、フラツクスの使用は半導体レーザにとつて好
ましくない。
本発明の目的はかかる困難を解決し、作業性が
よく信頼度の高い製造方法を適用するのに適した
レーザモジユールの構造を提供することにある。
よく信頼度の高い製造方法を適用するのに適した
レーザモジユールの構造を提供することにある。
本発明によれば光フアイバ支持部と光フアイバ
との間に放熱特性の低い部材を介して光フアイバ
を前記部材に金属融着材料で固定したことを特徴
とする光フアイバ付半導体レーザ装置が得られ
る。
との間に放熱特性の低い部材を介して光フアイバ
を前記部材に金属融着材料で固定したことを特徴
とする光フアイバ付半導体レーザ装置が得られ
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
た半導体レーザお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アイバを一体の金
属ステム上に金属融着材料により固定する形式の
光フアイバ付半導体レーザ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
ーザから放射されて光フア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
アイバの位置を調製したのち、可動式のヒーター
チツプを用いて溶融した金属融着材料を光フアイ
バの側面と金属ステムの光フアイバ支持部の双方
に付着させ、ヒーターチツプに取り付けられた超
音波発生源からヒーターチツプを経由して溶融し
た金属融着材料に超音波を送りこんで光フアイバ
と支持部を完全に融着接続せしめ、その状態で光
フアイバの位置を再度最適な位置に調整し、然る
後ヒーターチツ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、光フア
イバを最適位置のまま固定することを特徴とする
光フアイバ付半導体レーザ装置製造方法を適用す
る光フアイバ付半導体レーザ装置において、金属
ステムの光フア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ミツク
板を融着しておくことにより、光フアイバを固定
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
上昇を低くおさえ、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および使用
中の温度変化による結合効率の変動を補償する事
を特徴とす光フアイバ付半導体レーザ装置が得ら
れる。
たはダイヤモンドヒートシンク上にマウントされ
た半導体レーザお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アイバを一体の金
属ステム上に金属融着材料により固定する形式の
光フアイバ付半導体レーザ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
ーザから放射されて光フア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
アイバの位置を調製したのち、可動式のヒーター
チツプを用いて溶融した金属融着材料を光フアイ
バの側面と金属ステムの光フアイバ支持部の双方
に付着させ、ヒーターチツプに取り付けられた超
音波発生源からヒーターチツプを経由して溶融し
た金属融着材料に超音波を送りこんで光フアイバ
と支持部を完全に融着接続せしめ、その状態で光
フアイバの位置を再度最適な位置に調整し、然る
後ヒーターチツ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、光フア
イバを最適位置のまま固定することを特徴とする
光フアイバ付半導体レーザ装置製造方法を適用す
る光フアイバ付半導体レーザ装置において、金属
ステムの光フア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ミツク
板を融着しておくことにより、光フアイバを固定
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
上昇を低くおさえ、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および使用
中の温度変化による結合効率の変動を補償する事
を特徴とす光フアイバ付半導体レーザ装置が得ら
れる。
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
第１図は本発明に適した製造方法の適用直前の状
態である。半導体レーザ１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はさらに基台、すなわちケース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アイバ６が導び
かれており、その先端７は研摩によつてレンズ加
工されている。光フアイバはケースに準備された
軸受１０を通つて外部に出ているが、その部分は
金属フエルール８の中に収められており、両者は
９の部分で金属融着材料により封止接続されてい
る。光フアイバは保持具１１により保持されてお
り、それを移動させることにより光フアイバの先
端を最適位置に調整することができる。
第１図は本発明に適した製造方法の適用直前の状
態である。半導体レーザ１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はさらに基台、すなわちケース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アイバ６が導び
かれており、その先端７は研摩によつてレンズ加
工されている。光フアイバはケースに準備された
軸受１０を通つて外部に出ているが、その部分は
金属フエルール８の中に収められており、両者は
９の部分で金属融着材料により封止接続されてい
る。光フアイバは保持具１１により保持されてお
り、それを移動させることにより光フアイバの先
端を最適位置に調整することができる。
第２図ａ〜ｄは本発明に適した製造プロセスを
順に図示したものである。第２図ａは金属融着材
料１４をヒーターチツプ１３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
ツプ１３を光フアイバ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おおわれているため、
光フアイバ６および支持部１２に完全には融着し
ない。このときヒーターチツプ１３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ｃのように完全に融着する。こ
の状態で光フアイバの位置を再度調整し、同図ｄ
のようにヒーターチツプ１３を静かに引き上げれ
ば光フアイバ６の位置を最適に保つたまま金属融
着材料１４を凝固させることができる。以上の一
連の作業の結果、信頼度の高いレーザモジユール
を製造することができる。
順に図示したものである。第２図ａは金属融着材
料１４をヒーターチツプ１３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
ツプ１３を光フアイバ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おおわれているため、
光フアイバ６および支持部１２に完全には融着し
ない。このときヒーターチツプ１３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ｃのように完全に融着する。こ
の状態で光フアイバの位置を再度調整し、同図ｄ
のようにヒーターチツプ１３を静かに引き上げれ
ば光フアイバ６の位置を最適に保つたまま金属融
着材料１４を凝固させることができる。以上の一
連の作業の結果、信頼度の高いレーザモジユール
を製造することができる。
しかしながら前出の第２図ｃにおいて金属融着
材料１４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
同図の状態で光フアイバの出射端での光出力を測
定しながら光フア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。さらにこのまま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つて支えられて
いるのに対し、光フアイバは金属だけによつて支
えられているので、作業温度と平常温度の差およ
び使用中の温度変化によつて半導体レーザと光フ
アイバの先端の相対的な位置関係は変動する。
材料１４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
同図の状態で光フアイバの出射端での光出力を測
定しながら光フア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。さらにこのまま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つて支えられて
いるのに対し、光フアイバは金属だけによつて支
えられているので、作業温度と平常温度の差およ
び使用中の温度変化によつて半導体レーザと光フ
ア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難点を
解決することができる。すなわち光フアイバ６を
金属融着材料１４により融着固定する前に予め両
面メタライズを施したヒートシンク２と同等の厚
みをもつセラミツク板１５の上に本発明第１項の
製造方法により光フアイバ６を固定すれば、第２
図ｃに相当する工程において、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ツク板の断熱効果に
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の状態で光フアイ
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、またヒート
シンクと金属の熱膨張率の差を補償して作業温度
とフアイバ固定後の平常温度の差および製品の環
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ジユ
ー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アイバの付いたレ
ーザモジユールを製造するのに有効である。
解決することができる。すなわち光フアイバ６を
金属融着材料１４により融着固定する前に予め両
面メタライズを施したヒートシンク２と同等の厚
みをもつセラミツク板１５の上に本発明第１項の
製造方法により光フアイバ６を固定すれば、第２
図ｃに相当する工程において、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ツク板の断熱効果に
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の状態で光フアイ
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、またヒート
シンクと金属の熱膨張率の差を補償して作業温度
とフアイバ固定後の平常温度の差および製品の環
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ジユ
ー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アイバの付いたレ
ーザモジユールを製造するのに有効である。
第１図は本発明に適した製造方法の適用直前の
状態を示す断面図。第２図ａ〜ｄは本発明に適し
た製造方法を実施する手順を示す断面図、また第
３図は本発明に適した製造方法をより適用容易に
しかつ優れた温度特性を与えるレーザモジユール
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（基台）、５……
リード線、６……光フアイバ、７……先球レンズ
加工部分、８……フエルール、９……光フアイバ
封止部分、１０……フエルールガイド、１１……
光フアイバ保持具、１２……光フアイバ支持部、
１３……ヒーターチツプ、１４……金属融着材
料、１５……セラミツク板。
状態を示す断面図。第２図ａ〜ｄは本発明に適し
た製造方法を実施する手順を示す断面図、また第
３図は本発明に適した製造方法をより適用容易に
しかつ優れた温度特性を与えるレーザモジユール
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（基台）、５……
リード線、６……光フアイバ、７……先球レンズ
加工部分、８……フエルール、９……光フアイバ
封止部分、１０……フエルールガイド、１１……
光フアイバ保持具、１２……光フアイバ支持部、
１３……ヒーターチツプ、１４……金属融着材
料、１５……セラミツク板。
Claims (1)
- １ 半導体レーザ１および光フアイバ６を同一基
台４上に固定してなる光フアイバ付半導体レーザ
装置において、前記基台４上に設けられた光フア
イバ支持部１２が前記基台との間に間隙を生ずる
ように肉薄部を有し、前記光フアイバが前記肉薄
部の上方にてメタライズを施したセラミツク板１
５を介して金属融着材料１４で固定されたことを
特徴とする光フアイバ付半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13556083A JPS6026909A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光ファイバ付半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13556083A JPS6026909A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光ファイバ付半導体レーザ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217597A Division 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6026909A JPS6026909A (ja) | 1985-02-09 |
| JPH0336403B2 true JPH0336403B2 (ja) | 1991-05-31 |
Family
ID=15154661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13556083A Granted JPS6026909A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光ファイバ付半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6026909A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0693524B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-11-16 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
| JPS62115405A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Fujitsu Ltd | 光学的結合装置 |
| US5023881A (en) * | 1990-06-19 | 1991-06-11 | At&T Bell Laboratories | Photonics module and alignment method |
| JP2013030651A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Fujikura Ltd | 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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138191A (en) * | 1981-02-19 | 1982-08-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | United structure of semiconductor laser and optical fiber |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP13556083A patent/JPS6026909A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138191A (en) * | 1981-02-19 | 1982-08-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | United structure of semiconductor laser and optical fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6026909A (ja) | 1985-02-09 |
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