JPH04167583A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信用光源、計測器の安定化光源などに使用
される半導体レーザモジュールに関する。

〔従来の技術〕

第２図に従来用いられている半導体レーザモジュールの
構造断面図を示す。

近年、半導体レージモジュールは高速変調、冷却可能で
あることの要求が強いため、パッケージには高周波特性
に優れ、冷却構造、パネル実装が容易なフラットリード
型セラミックパッケージを使用する必要がある。このた
めパッケージ１のフレームにはセラミックと熱膨張係数
がほぼ等しいコバールを使用している。コバールそのも
のは長期的に見ると錆等が発生するので耐候性を考慮し
て総て金メツキを施す必要がある。又、モジュールの光
学系の長期安定度を確保するために、ファイバ端末１８
の固定はＹＡＧレーザビーム溶接を行っている。ここで
長期信頼度を確保するために溶接は同種金属である必要
があり、従ってファイバ端末１８をパッケージ１に溶接
するためのサポート１６の材料もコバールの金メツキ品
を使用している。

パッケージ１内には半導体レーザ２及びモニタ用ＰＩＮ
フォトダイオード４を搭載したキャリア９と、半導体レ
ーザ光をコリメートするための収束性ロッドレンズ３が
実装しである。コリメートされた半導体レーザ２の出力
光は無反射コーティングされた封止用窓ガラス７を通し
てバイブ１５からパッケージ１の外部に取出され、ファ
イバ端末１８の光ファイバに結合される。ここでファイ
バ端末１８はサポート１６と固着されており、サポート
１６とバイブ１５は溶接部１０にてＹＡＧレーザビーム
溶接で固定されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体レージモジュールは、金メツキさ
れた部材同士をＹＡＧレーザビーム溶接するため、金の
メツキ状態を非常に厳しく管理する必要があった。とこ
ろが金メツキの品質管理は現在非常に難しく、このため
ＹＡＧレーザビーム溶接の溶接状態が安定せず、製品歩
留りの悪化等の問題となっていた。ＹＡＧレーザビーム
溶接の観点から考えると、溶接用の部材には不純物が混
入すると溶接部の強度劣化、クラックが発生し易くなる
ため、溶接部材には不純物の混入を最大限避ける必要が
ある。しかしながら、金メツキにおいて不純物の除去は
非常に難しく、更にＹＡＧレーザビーム溶接の条件に影
響するメッキ厚などの制御も難しいのが現状である。パ
ッケージ作製上、フレームはセラミックと熱膨張係数が
ほぼ等しいコバールを使用する必要があるので金メツキ
は避けられず、従って従来の例では安定な溶接状態を維
持し、長期的信頼性のある半導体レージモジュールを得
るのが困難であった。

また、ＹＡＧレーザビーム溶接工法を用いた場合、−度
溶接してしまうと再生が不可能になり、付加価値の付い
た部材を廃棄することになるため、製造工程上大きな問
題があった。

本発明の目的は上記問題点を解決し、ＹＡＧレーザビー
ム溶接状態不良に伴う製造歩留りの悪化を防止し、かつ
光フアイバ固定後の製造トラブルがあったとしても再生
が可能な構造にすることにより、信頼性に優れ、かつ安
価な半導体レーザモジュールを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は少なくとも半導体レーザと該半導体レーザの光
出力をコリメートするためのレンズを内部に含むパッケ
ージと光出力を取出す光ファイバとを含む半導体レーザ
モジュールにおいて、前記パッケージに一体化されたフ
ァイバ端末固着用のバイブと、前記光ファイバのファイ
バ端末部をＹＡＧレーザビーム溶接により固着したサポ
ートとが、貫通穴を側面に設けたファイバ端末固定ナツ
トを用いて機械的に締結固定されている。

また前記バイブと前記サポートとの接合部が前記貫通穴
を介してＹＡＧレーザビーム溶接されていてもよい。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構造を示す断面図である。

本実施例おいては、パイプ部以外の構成、即ち半導体レ
ーザ２及びモニタ用フォトダイオード４を搭載したキャ
リア９と、半導体レーザ光をコリメートするためのコリ
メート用レンズ３及びバイブ５の先端に取付けられた封
止用窓ガラス７を実装するセラミックパッケージ１の構
成は、第２図に示した従来例と同様である。

ここでバイブ５は外側にねじが切ってあり、内側にねじ
が切っているファイバ端末固定ナツト１１とねじ止め出
来るような構造となっている。

ファイバ端末固定ナツト１１はサポート６とバイブ５が
ＹＡＧレーザビーム溶接が出来るように、外周に貫通穴
２０が３箇所等配列にあけられている。この貫通穴２０
はファイバ端末固定ナツト１１を締付けた時に丁度サポ
ート６とバイμ５の接合面の端面が現われるような位置
に設けてある。ファイバ端末固定ナツト１１をねじ込む
ことによりサポート６とパイプ５を固定する構造となっ
ている。ここでサポート６にＹＡＧレーザビーム溶接で
固定されたファイバ端末８はファイバ端末固定ナツト１
１で機械的に固定され、更にＹＡＧレーザビーム溶接で
固定されることになり、固定強度の安定性は著しく向上
する。又、ＹＡＧレーザビーム溶接はモジュールの温度
特性試験等を終了した後に行うことにより、温度特性試
験迄の工程で不良が発生したとしても、光学系は再生す
ることが可能である。

次に、本モジュールの製作工程について説明する。

まずモニタ用ＰＩＮフォトダイオード４及び半導体レー
ザ２が搭載されたキャリア９に、コリメート用レンズ３
を固定する。ここでレンズとしては収束性ロッドレンズ
を使用しており、このとき半導体レーザ２からの出力光
は所望の距離に集光されるように焦点を調整する。次に
半導体レーザビームの高さ、角度を調整した後、キャリ
ア９をパッケージ１の底面に固定する。次にファイバ端
末８とサポート６を固定する前に光軸調整を行い、サポ
ート６と取り付は用のパイプ５が密着する状態で最適結
合が取れるように光軸方向の位置を定める。その後サポ
ート６とファイバ端末８をＹＡＧレーザビーム溶接で固
定する。再度光軸調整を行った後、ファイバ端末固定ナ
ツト１１をねし止めすることによりファイバ端末８の固
定を終了する。その後、基本静特性及び温度サイクル試
験等を行い、良品として残ったものに対して最終的にサ
ポート６とパイプ５の接触部を貫通穴２０を通してＹＡ
Ｇレーザによって隅肉溶接し、モジュール化を完了する
。

ここでキャリア９の下に電子冷却素子を挿入することに
より、冷却型の半導体レーザモジュールを容易に得るこ
とも出来る。またファイバ端末固定ナツト１１は機械的
に固定であるため振動、熱履歴などにより緩む懸念があ
るが、これは最終的にパイプ５とファイバ端末固定ナツ
ト１１をＹＡＧレーザで貫通溶接することにより回避出
来る。

又、半導体レーザ２の種類としてはなんら制限がなく、
短波長、長波長、ファブリペロ型、分布帰還型のどれで
も問題はない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ファイバ端末の固定に機
械的固定と、ＹＡＧレーザビーム溶接による固定と言う
２種類の固定法を施しているため、ＹＡＧレーザビーム
溶接部の状態にあまり左右されず光学系の安定度は格段
に優れ、従って、長期的に信頼性の高い半導体レーザモ
ジュールを得ることが出来る。更に、光軸調整後の工程
ミスなどにより不良となった場合でもファイバ端末固定
ナツトはねじ込み式なので、容易に取外しが可能であり
、高価な半導体レーザが含まれるパッケージは再生が可
能である。このため、安価な半導体レーザモジュールを
得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を示す断面図、第２図
は従来の半導体レーザモジュールの構造を示す断面図で
ある。 １・・・セラミックパッケージ、２・・・半導体レーザ
、３・・・コリメート用レンズ、５・・・パイプ、６・
・・サポート、８・・・ファイバ端末、１１・・・ファ
イバ端末固定ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも半導体レーザと該半導体レーザの光出力
   をコリメートするためのレンズを内部に含むパッケージ
   と光出力を取出す光ファイバとを含む半導体レーザモジ
   ュールにおいて、前記パッケージに一体化されたファイ
   バ端末固着用のパイプと、前記光ファイバのファイバ端
   末部をＹＡＧレーザビーム溶接により固着したサポート
   とが、貫通穴を側面に設けたファイバ端末固定ナットを
   用いて機械的に締結固定されていることを特徴とする半
   導体レーザモジュール。 ２、前記パイプと前記サポートとの接合部が前記貫通穴
   を介してＹＡＧレーザビーム溶接されていることを特徴
   とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。