JPH04213413A - Laser diode module - Google Patents

Laser diode module

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JPH04213413A
JPH04213413A JP40093890A JP40093890A JPH04213413A JP H04213413 A JPH04213413 A JP H04213413A JP 40093890 A JP40093890 A JP 40093890A JP 40093890 A JP40093890 A JP 40093890A JP H04213413 A JPH04213413 A JP H04213413A
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JP
Japan
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optical fiber
laser diode
beam spot
tolerance
spot radius
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Application number
JP40093890A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Yoshino
薫 吉野
Kuniharu Kato
邦治 加藤
Norio Nishi
功雄 西
Hiroaki Hanabusa
花房 広明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To widen tolerance and to facilitate the assembly of a laser diode module by providing the expanded part of a core diameter near the incident end face for laser diode light of an optical fiber for output light. CONSTITUTION:This module is so constituted that the laser beam from an LD element 1 is coupled to the expanded part 52a of the core diameter of the optical fiber 5a by receiving a condensing effect and is stopped down in spot size during the propagation of the expanded part 52a of the core so as to be guided to the non-expanded part 51a. The tolerance is widened from 1.2mum to about 3mum under the specified coupling loss if, for example, the beam spot radius of the optical fiber 5a for output is 3.1mum and the expanded part 52a expanded in the beam spot radius to 8mum is provided at one end thereof. Then, the permissible quantity to the axial misalignment arising when a ferrule holder 7 is fixed to a lens holder 4 is widened and the yield of production of the laser diode module is improved.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光センサ等の
光源に用いられるレ−ザダイオ−ドモジュ−ルに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser diode module used as a light source for optical communications, optical sensors, etc.

【0002】0002

【従来の技術】図2は、従来のレ−ザダイオ−ド(以下
、LDと略記する)モジュ−ルの構造図で、図中、1は
LD素子、2はLDステム、3は集光用レンズ、4はレ
ンズホルダ、5は光ファイバ、51は光ファイバ5のコ
ア、6はフェル−ル、7はフェル−ルホルダ、8はハン
ダまたは溶接固定部分である。
[Prior Art] Fig. 2 is a structural diagram of a conventional laser diode (hereinafter abbreviated as LD) module. In the figure, 1 is an LD element, 2 is an LD stem, and 3 is for condensing light. 4 is a lens holder, 5 is an optical fiber, 51 is a core of the optical fiber 5, 6 is a ferrule, 7 is a ferrule holder, and 8 is a solder or welded portion.

【0003】このようなLDモジュ−ルを組み立てるに
は、まず、集光用レンズ3を接着剤やハンダ等でレンズ
ホルダ4に固定する。次に、このレンズホルダ4を予め
LD素子1を搭載したLDステム2にレンズ3とLD素
子1の光軸が合うように位置合せしてハンダまたは溶接
固定する。次いで、光ファイバ5を固定したフェル−ル
6とそのフェル−ル6を保持するフェル−ルホルダ7を
LD素子1に対してそれぞれ光軸方向及び光軸に対し垂
直方向に位置合せしてハンダまたは溶接固定する。
To assemble such an LD module, first, the condensing lens 3 is fixed to the lens holder 4 with adhesive, solder, or the like. Next, this lens holder 4 is aligned and fixed by soldering or welding to the LD stem 2 on which the LD element 1 is previously mounted so that the optical axes of the lens 3 and the LD element 1 are aligned. Next, the ferrule 6 to which the optical fiber 5 is fixed and the ferrule holder 7 that holds the ferrule 6 are aligned with respect to the LD element 1 in the optical axis direction and in the direction perpendicular to the optical axis, respectively, and soldered or Fix by welding.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】上記組み立て工程で一
番問題になるのは、フェル−ルホルダ7をレンズホルダ
4に対して固定する時に生ずる軸ずれのために、LD素
子1から発せられた光の光ファイバ5への入射パワ−が
低下してしまうことである。
[Problems to be Solved by the Invention] The biggest problem in the above assembly process is that the light emitted from the LD element 1 is The problem is that the power incident on the optical fiber 5 decreases.

【0005】この光ファイバの許容軸ずれ量(以下、ト
レランスという)は、単一モ−ド光ファイバ(SMF)
の場合、ガウシアンビ−ム近似により簡単に評価できる
[0005] The allowable amount of axis misalignment (hereinafter referred to as tolerance) of this optical fiber is
In this case, it can be easily evaluated using Gaussian beam approximation.

【0006】例えば、通常最も厳しい光軸に対し垂直の
方向にxの軸ずれがある時、ビ−ムスポット半径がωの
ガウシアンビ−ムの結合効率ηは η∝exp(−x2 /ω2 ) と表される(猿渡、縄田、“Semiconducto
r Laser tosingle−mode fib
er coupler”, Applied Opti
cs, vol. 18, No. 11, pp.1
847−1856   参照)。これより、1dB損失
増加時のトレランスx1dB ≒0.48ωの関係が導
かれる。即ち、トレランスはビ−ムスポット半径ωに比
例する。
For example, when there is an axis deviation of x in the direction perpendicular to the optical axis, which is usually the most severe, the coupling efficiency η of a Gaussian beam with a beam spot radius ω is η∝exp(-x2 /ω2). (Saruwatari, Nawata, “Semiconductor
r Laser tosingle-mode fib
er coupler”, Applied Opti
cs, vol. 18, No. 11, pp. 1
847-1856). From this, a relationship of tolerance x 1 dB ≈0.48ω when the loss increases by 1 dB is derived. That is, the tolerance is proportional to the beam spot radius ω.

【0007】一般的な通信用の単一モ−ド光ファイバは
、波長λが1.3μmにおいてビ−ムスポット半径ωは
5μmであるから、1dBトレランスは約2.4μmと
なる。これは、通常の部品加工精度が数10μm程度で
あることを考えるとかなり厳しいことが分かる。そのた
め、現在のモジュ−ル組立においては、精度の高いYA
Gレ−ザ溶接で固定を行ってモジュ−ル化を実現してい
る。YAGレ−ザの固定精度は、およそ1〜2μmであ
り一応水準を達成できているが、歩留まり向上のために
はさらにトレランスを拡大することが望まれる。
[0007] In a general single mode optical fiber for communication, the wavelength λ is 1.3 μm and the beam spot radius ω is 5 μm, so the 1 dB tolerance is about 2.4 μm. It can be seen that this is quite severe considering that the normal part processing accuracy is about several tens of micrometers. Therefore, in current module assembly, highly accurate YA
It is fixed using G laser welding to realize modularization. The fixing accuracy of the YAG laser is about 1 to 2 .mu.m, which has been achieved to some extent, but it is desired to further increase the tolerance in order to improve the yield.

【0008】また、光センサやファイバ形光増幅器励起
用の光源としては、一般の通信用より短波長のLD素子
やコアとクラッドの屈折率差Δが大きい光ファイバを使
うことが必要となる。このような短波長用や屈折率差Δ
の大きい光ファイバでは、ビ−ムスポットサイズが通信
用に比べ小さいので、上述の式に従いトレランスはさら
に厳しくなる。そのため、結合効率の高いモジュ−ルを
作ることは非常に困難であった。
[0008] Furthermore, as a light source for excitation of optical sensors and fiber-type optical amplifiers, it is necessary to use an LD element with a shorter wavelength than that for general communications and an optical fiber with a large refractive index difference Δ between the core and the cladding. For such short wavelengths or refractive index difference Δ
For optical fibers with a large diameter, the beam spot size is smaller than that for communications, so the tolerance becomes even stricter according to the above equation. Therefore, it has been extremely difficult to create a module with high coupling efficiency.

【0009】一方、以上の問題を解決する方法として、
光ファイバ側にレンズを設けてトレランスを広げるLD
モジュ−ルも知られている。図3は、そのモ−ジュ−ル
構造を示している。
On the other hand, as a method to solve the above problem,
LD with a lens on the optical fiber side to increase tolerance
Modules are also known. FIG. 3 shows its module structure.

【0010】このLDモジュ−ルでは、図2の構成に加
えフェル−ルホルダ7内に集束性ロッドレンズ9を装着
して、このロッドレンズ9と光ファイバ5とを一体化し
、LD素子1に対する光軸合せをして固定する。これに
よって、光ファイバ側のビ−ムスポットサイズがレンズ
の倍率分増大するのでトレランスを緩和することが可能
となる。
In this LD module, in addition to the configuration shown in FIG. 2, a convergent rod lens 9 is installed in the ferrule holder 7, and this rod lens 9 and the optical fiber 5 are integrated, so that light to the LD element 1 is Align and secure. This increases the beam spot size on the optical fiber side by the magnification of the lens, making it possible to relax the tolerance.

【0011】しかしながら、この図3の構造では、部品
点数や組立工程が増えるので小型化・経済化が困難であ
った。
However, the structure shown in FIG. 3 increases the number of parts and assembly steps, making it difficult to achieve miniaturization and economy.

【0012】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、トレランスを拡大し組立を容易
にするとともに構造が簡単で量産に適したレ−ザダイオ
−ドモジュ−ルを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a laser diode module that increases tolerance, facilitates assembly, has a simple structure, and is suitable for mass production. There is a particular thing.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、請求項1では、レ−ザダイオ−ド素子からの出射光を
光ファイバに集光して出力するレ−ザダイオ−ドモジュ
−ルにおいて、前記出力用光ファイバのレ−ザダイオ−
ド光入射端面近傍にコア径の拡大部を設けた。また、請
求項2では、前記出力用光ファイバを、コアとクラッド
の屈折率差が0.3%より大きい単一モ−ド光ファイバ
により構成した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, claim 1 provides a laser diode module for condensing light emitted from a laser diode element onto an optical fiber and outputting the same, The laser diode of the output optical fiber
A portion with an enlarged core diameter is provided near the light incident end face. Further, in a second aspect of the present invention, the output optical fiber is constituted by a single mode optical fiber in which the difference in refractive index between the core and the cladding is greater than 0.3%.

【0014】また、請求項3では、光ファイバの端面に
おけるビ−ムスポット半径がレ−ザダイオ−ド発光波長
において3〜20μmとなるようにコア径を拡大した。
In the third aspect of the present invention, the core diameter is enlarged so that the beam spot radius at the end face of the optical fiber is 3 to 20 μm at the laser diode emission wavelength.

【0015】[0015]

【作用】請求項1によれば、LD素子から発せられたレ
−ザ光は、集光作用を受けて光ファイバのコア径拡大部
分における光入射端面に結合される。光ファイバに入射
した光は、そのコアの拡大部を伝搬中にそのスポットサ
イズが徐々に絞られて、非拡大部のコアに導波され出力
される。
According to the first aspect of the present invention, the laser light emitted from the LD element is subjected to a condensing action and is coupled to the light incident end face of the enlarged core diameter portion of the optical fiber. The spot size of the light incident on the optical fiber is gradually narrowed down while propagating through the expanded portion of the optical fiber, and is guided to the core of the non-expanded portion and output.

【0016】また、請求項2によれば、一般に用いられ
ている屈折率差0.3%のものに比べて、スポットサイ
ズが小さくなる。
Furthermore, according to claim 2, the spot size is smaller than that of the commonly used refractive index difference of 0.3%.

【0017】また、請求項3によれば、トラレンスが緩
和され、かつ、実用的なモジュ−ルが実現される。
Further, according to claim 3, tolerance is reduced and a practical module is realized.

【0018】[0018]

【実施例】図1は、本発明に係るLDモジュ−ルの一実
施例を示す構造図で、従来例を示す図2と同一構成部分
は同一符号をもって表す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a structural diagram showing an embodiment of an LD module according to the present invention, and the same components as those in FIG. 2 showing a conventional example are designated by the same reference numerals.

【0019】すなわち、1は発振波長0.98μmのL
D素子、2はLD素子1を搭載したLDステム、3aは
非球面ガラスレンズ、4はレンズホルダ、5aはビ−ム
スポット半径ωが3.1μmでその一端部の所定長に亘
ってビ−ムスポット半径ωを5μmに拡大した拡大部5
2aを有する単一モ−ド光ファイバ、51aは光ファイ
バ5aのコア、6はフェル−ル、7はフェル−ルホルダ
、8は溶接固定部分である。
That is, 1 is L with an oscillation wavelength of 0.98 μm.
D element; 2 is an LD stem on which the LD element 1 is mounted; 3a is an aspherical glass lens; 4 is a lens holder; Enlarged part 5 where the spot radius ω is expanded to 5 μm
2a is a single mode optical fiber, 51a is the core of the optical fiber 5a, 6 is a ferrule, 7 is a ferrule holder, and 8 is a welding fixing part.

【0020】また、光ファイバ5aは、屈折率差Δが0
.8%、カットオフ波長λcが0.89μmであり、フ
ェル−ル6に対して拡大部52aの端部が成端され、か
つ、その端面(光入射端面)53aがLD素子1と対向
するように固定されている。なお、光ファイバ5aの拡
大部52aは、ガスバ−ナ−でファイバを直接加熱し熱
拡散させることで容易に製造でき、一度条件(温度、加
熱時間等)を押さえておけばスポットサイズを再現性よ
く制御することが可能である。
Further, the optical fiber 5a has a refractive index difference Δ of 0.
.. 8%, the cutoff wavelength λc is 0.89 μm, and the end of the enlarged portion 52a is terminated with respect to the ferrule 6, and the end face (light incident end face) 53a thereof faces the LD element 1. Fixed. The enlarged portion 52a of the optical fiber 5a can be easily manufactured by directly heating the fiber with a gas burner and diffusing the heat, and once the conditions (temperature, heating time, etc.) are set, the spot size can be reproducibly It is possible to have good control.

【0021】また、上記のビ−ムスポット半径ωとは、
ビ−ム強度が中心の1/e2 になる位置の半径をいう
。 また、ここでコア径とビ−ムスポット径の違いについて
説明しておくと、コア径とは光ファイバ内部の屈折率が
高くなっている部分の大きさであって光ファイバの屈折
率分布により一義的に定まる。一方、ビ−ムスポット径
は光ファイバ内を伝搬する光線の広がりを示すもので、
これは同じ光ファイバでも波長によって変化し、一般に
短波長になるにつれ小さくなる。その値は、コア径と屈
折率分布によって変わるが、大ざっぱにいってコア径が
大きくなるにつれてスポットサイズも大きくなる方向に
ある。
[0021] Furthermore, the beam spot radius ω mentioned above is
The radius of the position where the beam intensity is 1/e2 of the center. Also, to explain the difference between the core diameter and beam spot diameter, the core diameter is the size of the part of the optical fiber where the refractive index is high, and it depends on the refractive index distribution of the optical fiber. Uniquely determined. On the other hand, the beam spot diameter indicates the spread of light rays propagating within the optical fiber.
This varies depending on the wavelength even in the same optical fiber, and generally becomes smaller as the wavelength becomes shorter. The value varies depending on the core diameter and refractive index distribution, but roughly speaking, as the core diameter increases, the spot size also increases.

【0022】このような構造のLDモジュ−ルの組み立
ては、まず、集光用の非球面ガラスレンズ3aを接着剤
でレンズホルダ4に固定する。次に、このレンズホルダ
4を予めLD素子1を搭載したLDステム2にレンズ3
aとLD素子1の光軸が合うように位置合せしてYAG
レ−ザにより溶接固定する。次いで、光ファイバ5aを
固定したフェル−ル6をフェル−ルホルダ7に対してY
AGレ−ザにより溶接すると共に、フェル−ルホルダ7
をLD素子1に対してそれぞれ光軸方向及び光軸に対し
垂直方向に位置合せしてレンズホルダ4にYAGレ−ザ
を用いて溶接固定する。
To assemble the LD module having such a structure, first, the aspherical glass lens 3a for condensing light is fixed to the lens holder 4 with adhesive. Next, the lens holder 4 is attached to the LD stem 2 on which the LD element 1 is mounted in advance.
Align so that the optical axes of a and LD element 1 match, and
Weld and fix by laser. Next, the ferrule 6 to which the optical fiber 5a is fixed is placed in a Y position relative to the ferrule holder 7.
While welding with AG laser, the ferrule holder 7
are aligned with the LD element 1 in the optical axis direction and in the direction perpendicular to the optical axis, respectively, and welded and fixed to the lens holder 4 using a YAG laser.

【0023】実際に、図1のモジュ−ルを、屈折率差Δ
(0.8%)の大きい光ファイバにも拘らず1.3μm
と同程度の歩留まりで作成できることができた。
Actually, the module of FIG. 1 is constructed with a refractive index difference Δ
(0.8%) despite being a large optical fiber.
It was possible to produce the product with a yield similar to that of the above.

【0024】次に上記構成による動作を説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

【0025】LD素子1から発せられたレ−ザ光は、非
球面ガラスレンズ3aにより集光作用を受けて光ファイ
バ5aの光入射端面53aに高い結合率をもって結合さ
れる。光ファイバ5aに入射した光は、コア51aの拡
大部52aを伝搬中にそのスポットサイズが徐々に絞ら
れて、非拡大部のコア51aに導波され出力される。
The laser beam emitted from the LD element 1 is condensed by the aspherical glass lens 3a and coupled to the light incident end face 53a of the optical fiber 5a with a high coupling rate. The spot size of the light incident on the optical fiber 5a is gradually narrowed while propagating through the expanded portion 52a of the core 51a, and is guided to the non-expanded portion of the core 51a and output.

【0026】次に、光ファイバのビ−ムスポットサイズ
を拡大することによって結合損失と1dB損失時の光軸
に対して垂直方向のトレランスがどのように変化するか
を、図4および図5を用いて考察する。
Next, FIGS. 4 and 5 show how the coupling loss and the tolerance in the direction perpendicular to the optical axis at 1 dB loss change by enlarging the beam spot size of the optical fiber. Let's consider using it.

【0027】図4は、図1の例におけるビ−ムスポット
半径に対する結合損失と光軸に対して垂直方向のトレラ
ンスの変化を測定した結果を示す図である。この測定で
使用した光ファイバは、前述したように屈折率差Δが0
.8%、カットオフ波長λcが0.89μmのものであ
る。また、拡大しないコア51aの部分の光ファイバの
ビ−ムスポット半径ωは3.1μm、拡大部52aのビ
−ムスポット半径ωは5μmである。さらに、測定した
LD素子1の波長は0.98μmで、結合系にはビ−ム
スポット半径ω=5μmの通信用ファイバに合わせて設
計した非球面ガラスレンズ3aを用いた。
FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring the coupling loss and the change in tolerance in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the beam spot radius in the example of FIG. As mentioned above, the optical fiber used in this measurement had a refractive index difference Δ of 0.
.. 8%, and the cutoff wavelength λc is 0.89 μm. The beam spot radius ω of the optical fiber in the portion of the core 51a that is not expanded is 3.1 μm, and the beam spot radius ω of the enlarged portion 52a is 5 μm. Further, the measured wavelength of the LD element 1 was 0.98 .mu.m, and the coupling system used an aspherical glass lens 3a designed for a communication fiber with a beam spot radius .omega.=5 .mu.m.

【0028】図4から分かるように、ビ−ムスポット半
径ωを拡大しても結合損失は増加せず、トレランスはほ
ぼビ−ムスポット半径ωに正比例して拡大されている。 例えば、ビ−ムスポット半径ωを拡大しないときのトレ
ランスは1.2μmであるが、ビ−ムスポット半径ωを
8μmに拡大するとトレランスは約3μmに広がる。
As can be seen from FIG. 4, even if the beam spot radius ω is expanded, the coupling loss does not increase, and the tolerance is expanded approximately in direct proportion to the beam spot radius ω. For example, the tolerance when the beam spot radius ω is not expanded is 1.2 μm, but when the beam spot radius ω is expanded to 8 μm, the tolerance increases to about 3 μm.

【0029】なお、結合損失の値が通信用のLDの値(
通常2〜3dB程度)に比べて悪いのは、このLD素子
の発光ビ−ムのガウシアンビ−ムからのずれが大きいた
めである。
Note that the value of the coupling loss is the value of the communication LD (
The reason why this is worse than that (normally about 2 to 3 dB) is that the deviation of the emitted beam of this LD element from the Gaussian beam is large.

【0030】また、図5は、図1の結合系で、光ファイ
バ5aとして屈折率差Δが2.3%、カットオフ波長λ
cが0.73μmのものを使用し、さらに、測定LD素
子を波長0.81μmのものにした時の、ビ−ムスポッ
ト半径に対する結合損失と光軸に対して垂直方向のトレ
ランスの変化を測定した結果を示す図である。
FIG. 5 shows the coupling system of FIG. 1, where the optical fiber 5a has a refractive index difference Δ of 2.3% and a cutoff wavelength λ.
When using an LD element with c of 0.73 μm and a measuring LD element with a wavelength of 0.81 μm, we measured the coupling loss with respect to the beam spot radius and the change in tolerance in the direction perpendicular to the optical axis. It is a figure showing the result.

【0031】この光ファイバの拡大前のビ−ムスポット
半径ωは約1.6μmと非常に小さいために、本測定で
使用したレンズでは集光しきれず結合損失が大きくなっ
ている。このため、ビ−ムスポット半径ωを拡大するこ
とでトレランスとともに結合損失も大きく改善される。
Since the beam spot radius ω of this optical fiber before expansion is approximately 1.6 μm, which is very small, the lens used in this measurement cannot condense the light, resulting in a large coupling loss. Therefore, by enlarging the beam spot radius ω, both tolerance and coupling loss can be greatly improved.

【0032】図5から分かるように、ビ−ムスポット半
径ωを12μmまで拡大しても結合損失は増加せず、光
軸に対し垂直方向のトレランスは拡大される。ただし、
ビ−ムスポット半径ωを大きくすると、その分結合系の
像倍率を大きくするためにレンズ−ファイバ間距離を離
す必要がある。そのため、モジュ−ルサイズが大きくな
ってしまうが、逆にこの間隙に光アイソレ−タ等を挿入
して高機能化を図ることもできるので、ビ−ムスポット
半径ωの拡大により設計の自由度を広げることができる
As can be seen from FIG. 5, even if the beam spot radius ω is expanded to 12 μm, the coupling loss does not increase, and the tolerance in the direction perpendicular to the optical axis is expanded. however,
When the beam spot radius ω is increased, it is necessary to increase the distance between the lens and the fiber in order to correspondingly increase the image magnification of the coupling system. This increases the module size, but on the other hand, it is possible to insert an optical isolator etc. into this gap to increase functionality, increasing the degree of freedom in design by increasing the beam spot radius ω. Can be expanded.

【0033】ただし、ビ−ムスポット半径ωを拡大する
と角度ずれに対するトレランスが厳しくなるので極端な
ビ−ムスポット半径ωの拡大は望ましくない。
However, if the beam spot radius ω is enlarged, the tolerance for angular deviation becomes strict, so it is not desirable to excessively enlarge the beam spot radius ω.

【0034】角度ずれの影響は軸ずれの時と同じくガウ
シアンビ−ム近似で計算でき、角度ずれθに対して結合
効率ηは η∝exp(−π2 θ2 ω2 /λ2 )と表すこ
とができる。この式より、ビ−ムスポット半径ωが5μ
mでは、1dB損失増の角度ずれθ1dB ≒2.2°
(λ=1.3μm)であるものが、ビ−ムスポット半径
ωが20μmでは、θ1dB ≒0.55になる。実用
上は、20μmが限界と考えられる。また、3μm以下
ではトレランスが厳しくなり、好ましくない。
The influence of the angular shift can be calculated by Gaussian beam approximation as in the case of the axis shift, and the coupling efficiency η for the angular shift θ can be expressed as η∝exp(-π2 θ2 ω2 /λ2). From this formula, the beam spot radius ω is 5 μ
m, angular shift θ1dB ≒2.2° with 1dB loss increase
(λ=1.3 μm), but when the beam spot radius ω is 20 μm, θ1 dB≈0.55. In practical terms, 20 μm is considered to be the limit. Further, if the thickness is less than 3 μm, the tolerance becomes strict, which is not preferable.

【0035】実際に、図1と同じ構造で、光ファイバも
ビ−ムスポット半径ωを5μmに拡大したものを用いて
、結合損失3dBで結合するモジュ−ルを作製できた。
In fact, using an optical fiber having the same structure as shown in FIG. 1 but with the beam spot radius ω expanded to 5 μm, we were able to fabricate a module capable of coupling with a coupling loss of 3 dB.

【0036】以上説明したように、本実施例によれば、
ビ−ムスポット半径ωを拡大した光ファイバ5aを用い
、LD素子1による光をその拡大部52aに入射するよ
うにしたので、組立時のトレランスを緩和でき、製造歩
留まりの大幅な向上が期待できる。特に、短波長LD素
子や屈折率差Δの大きい光ファイバを用いたLDモジュ
−ルでも、高い結合効率を持ったものが容易に製造でき
る。
As explained above, according to this embodiment,
Since the optical fiber 5a with an enlarged beam spot radius ω is used and the light from the LD element 1 is made to enter the enlarged portion 52a, tolerance during assembly can be relaxed and a significant improvement in manufacturing yield can be expected. . In particular, even LD modules using short wavelength LD elements or optical fibers with a large refractive index difference Δ can be easily manufactured with high coupling efficiency.

【0037】また、ビ−ムスポット半径ωを通信用ファ
イバ値の近傍に選べば、従来の通信用LDモジュ−ルと
同じ部材や製造装置・製造工程を使うことができるので
、設備の共用化が図れるという利点もある。さらに、ビ
−ムスポット半径ωの値を制御することによって光学系
やモジュ−ル寸法等の設計自由度が広げられるので、小
型化や高機能化が図れる。
Furthermore, if the beam spot radius ω is selected close to the communication fiber value, it is possible to use the same parts, manufacturing equipment, and manufacturing process as for conventional communication LD modules, allowing for common use of equipment. There is also the advantage of being able to Furthermore, by controlling the value of the beam spot radius ω, the degree of freedom in designing the optical system, module dimensions, etc. can be expanded, so that miniaturization and higher functionality can be achieved.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1または請
求項2または請求項3によれば、組立時のトレランスを
緩和でき、製造歩留まりの大幅な向上を図ることができ
る。
As described above, according to claim 1, claim 2, or claim 3, tolerance during assembly can be relaxed and manufacturing yield can be significantly improved.

【0039】特に、短波長LD素子や屈折率差の大きい
光ファイバを用いたLDモジュ−ルでも高い結合効率を
持ったものを容易に製造できる。
In particular, even an LD module using a short wavelength LD element or an optical fiber with a large refractive index difference can be easily manufactured with high coupling efficiency.

【0040】また、コア径、具体的にはビ−ムスポット
半径ωを通信用ファイバ値の近傍に選べば、従来の通信
用LDモジュ−ルと同じ部材や製造装置・製造工程が使
えるので、設備の共用化が図れるという利点もある。さ
らに、ビ−ムスポット半径ωの値を制御することによっ
て、光学系やモジュ−ル寸法等の設計自由度を広げるこ
とができ、ひいては小型化や高機能化が図れる。
Furthermore, if the core diameter, specifically the beam spot radius ω, is selected close to the communication fiber value, the same parts, manufacturing equipment, and manufacturing process as for conventional communication LD modules can be used. Another advantage is that equipment can be shared. Furthermore, by controlling the value of the beam spot radius ω, the degree of freedom in designing the optical system, module dimensions, etc. can be expanded, and miniaturization and high functionality can be achieved.

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

【図1】本発明に係るLDモジュ−ルの一実施例を示す
構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram showing one embodiment of an LD module according to the present invention.

【図2】従来のLDモジュ−ルの構造図である。FIG. 2 is a structural diagram of a conventional LD module.

【図3】光ファイバ側にビ−ムスポットサイズ拡大用の
レンズを備えた従来のLDモジュ−ルの構造図である。
FIG. 3 is a structural diagram of a conventional LD module equipped with a lens for enlarging the beam spot size on the optical fiber side.

【図4】図1におけるビ−ムスポット半径に対する結合
損失と光軸垂直方向トレランスの変化を測定した結果を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring changes in coupling loss and optical axis vertical tolerance with respect to the beam spot radius in FIG. 1;

【図5】光ファイバの屈折率差Δ、カットオフ波長λc
、測定LD素子の波長を図4の場合と異なる値に設定し
た時の、ビ−ムスポット半径に対する結合損失と光軸垂
直方向トレランスの変化を測定した結果を示す図である
[Figure 5] Optical fiber refractive index difference Δ, cutoff wavelength λc
FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring changes in coupling loss and optical axis vertical tolerance with respect to beam spot radius when the wavelength of the measured LD element is set to a value different from that in FIG. 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…LD素子 2…LDステム 3a…集光用非球面ガラスレンズ 4…レンズホルダ 5a…単一モ−ド光ファイバ 51a…コア 52a…拡大部 53a…光入射端面 6…フェル−ル 7…フェル−ルホルダ 8…ハンダまたは溶接固定部分 1...LD element 2...LD stem 3a...Aspherical glass lens for condensing light 4...Lens holder 5a...Single mode optical fiber 51a...core 52a...Enlarged section 53a...Light incidence end face 6... Ferrule 7... Ferrule holder 8...Solder or welded fixed part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  レ−ザダイオ−ド素子からの出射光を
光ファイバに集光して出力するレ−ザダイオ−ドモジュ
−ルにおいて、前記出力用光ファイバのレ−ザダイオ−
ド光入射端面近傍にコア径の拡大部を設けたことを特徴
とするレ−ザダイオ−ドモジュ−ル。
1. A laser diode module for condensing light emitted from a laser diode element onto an optical fiber and outputting the same, wherein the laser diode of the output optical fiber is
1. A laser diode module characterized in that a portion with an enlarged core diameter is provided in the vicinity of a light incident end face.
【請求項2】  前記出力用光ファイバを、コアとクラ
ッドの屈折率差が0.3%より大きい単一モ−ド光ファ
イバにより構成した請求項1記載のレ−ザダイオ−ドモ
ジュ−ル。
2. The laser diode module according to claim 1, wherein the output optical fiber is a single mode optical fiber having a refractive index difference between the core and the cladding of more than 0.3%.
【請求項3】  光ファイバの端面におけるビ−ムスポ
ット半径がレ−ザダイオ−ド発光波長において3〜20
μmとなるようにコア径を拡大した請求項1または請求
項2記載のレ−ザダイオ−ドモジュ−ル。
3. The beam spot radius at the end face of the optical fiber is 3 to 20 at the laser diode emission wavelength.
3. The laser diode module according to claim 1, wherein the core diameter is expanded to .mu.m.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345373A (en) * 1992-05-18 1994-09-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Lens holding block enabling accurate lens positioning
JP2006119633A (en) * 2004-09-27 2006-05-11 Kyocera Corp Optical receptacle and optical module using the same

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