JPH043484A - 光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュール - Google Patents
光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュールInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ータ内蔵形半導体レーザモジュールに関する。
、第1の技術として、例えば特開昭63−182617
号公報に記載のようにファラデー回転子からの反射を防
止するため、ファラデー回転子の光入射面を凸面として
いた。また、第2の技術として、特開昭63−2524
97号公報に記載のように光アイソレータ通過光を集光
し光ファイバへ結合する第2レンズは、光アイソレータ
通過光に対して位置調整後固定し、第2レンズに対し光
ファイバを位置調整後固定する構造となっていた。
よるLPE膜を使用し、ファラデー回転子を厚さ方向に
小型化した場合1反射を防止するために必要な凸面形状
の加工が不可能となる点につき配慮がされておらず、光
アイソレータ自身の反射を低減できないという問題があ
った。
第2レンズの調整固定、第2レンズに対する光ファイバ
ーの調整固定が必要であり、組立工数の低減、調整固定
箇所の低減の点につき配慮されておらず、加工費の増加
、調整固定部の位置ずれによる結合効率の変動要因の増
加の問題等があった。
り、偏光子、ファラデー回転子、偏光子の光入出射面が
平行に設定された光アイソレータにおいても、各光入出
射面からの反射光が半導体レーザへ戻ることを防止し、
さらに光アイソレータに対する第2レンズの調整固定を
不要とする改良された光アイソレータ内蔵形半導体レー
ザモジュールを提供することにある。
ファラデー回転子と検光子とから成る光アイソレータを
内蔵する光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュール
において、前記偏光子の光入射側にくさび形断面形状を
有する光学ガラス板を設けることにより、半導体レーザ
の光軸に対し光アイソレータの機械的中心軸が平行、す
なわち偏光子、ファラデー回転子、検光子の光入出射面
が光アイソレータに入射する平行光と垂直に設置された
場合においても、前記くさび形断面形状を有する光学ガ
ラス板により光アイソレータに入射する平行光が屈折す
ることで偏光子、ファラデー回転子、検光子の光入出射
面に対し通過する平行光は垂直に通過しないため反射光
の半導体レーザへの戻りが低減される構成としたもので
ある。
業を削減するため、光アイソレータの検光子の光出射側
に結合用第2レンズを光アイソレータの光軸上にあらか
じめ設置したものである。
する光学ガラス板は、偏光子の光入射面と対向する面が
偏光子の光入射面と平行に設置され、一方の面はくさび
形断面形状で決まる傾斜角度θ1で傾斜して設置される
。光アイソレータの機械的中心軸を平行、すなわち偏光
子、ファラデー回転子、検光子の光入出射面に対し垂直
に入射する第1レンズにより平行光とされた半導体レー
ザ出射光は、くさび形断面形状光学ガラス板により屈折
し、偏光子、ファラデー回転子、検光子の光入出射面に
対し垂直ではなく、くさび形断面形状の傾斜角度θ、と
ガラス板の屈折率により決まる角度で通過する。それに
よって、偏光子、ファラデー回転子、検光子の光入出射
面で生ずる反射光は半導体レーザへ戻ることが大幅に低
減される。
斜角度θ、は、基本的にわずかでも傾斜していればそれ
なりの効果が認められるが、実用的には1°〜lO°が
、さらに好ましくは4°〜5°が望ましい。
・め設置することで、光アイソレータを通過した平行光
に対し、第2レンズを位置調整固定する必要がなくなり
1組立工数の低減、位置調整を伴う固定部の削減が可能
となり、光結合系の安定化が可能となる。
する。
ジュールの光学系を示す図である。
より平行ビーム3に変換される。平行ビーム3は、この
平行ビームに対しその垂直面が角度θ1だけ傾斜したく
さび形断面形状を有する屈折率nのガラス板4を通過後
、偏光子5と、ファラデー回転子6と、検光子7と、永
久磁石8とより成る光アイソレータ9(−点鎖線で囲ん
だ領域)を通過し、集光用第2レンズ10により集光さ
れ、光ファイバ11に光結合される。ここで第1レンズ
2により変換された平行ビーム3は、ガラス板4に角度
θ□の傾斜角で入射する。このため平行ビーム3は屈折
によりガラス板4より角度θ2で出射し、偏光子5、フ
ァラデー回転子6、検光子7に角度θ2で入射する。こ
のため偏光子5、ファラデー回転子6、検光子7の各光
入出射面で生ずる反射光の半導体レーザ1への戻りが防
止できる。
タ内蔵形半導体レーザモジュールの全体構成を示す縦断
面図である。
モニタ用フォトダイオード12、温度検出用サーミスタ
13と共にステム14に搭載され、ステム14は、温度
制御用熱電子冷却素子15に搭載されている。偏光ガラ
スから成る偏光子5、検光子7と、液相成長により生成
されたLPE厚膜から成るファラデー回転子6と、その
周囲に配設されたリング状のSm −Co系永久磁石8
とが保持部材22.22′に保持されて成る光アイソレ
ータ9には、傾斜角度θ、=4°のくさび形断面形状光
学ガラス板4を偏光子5の光入射側に固定している。
1の保持部品16に上記光アイソレータ9を固定し、光
アイソレータ9を平行ビーム3が通過する位置にステム
14を搭載した熱電子冷却素子15を固定している。集
束形ロッドレンズから成る第2レンズIOは、第2の保
持部品18に気密封止固定されており、気密パッケージ
17に銀ロウ付された第1の保持部品16に対し保持部
品18を摺動させ。
ズ10を位置調整し、第1の保持部品16に第2の保持
部品18を例えばレーザビームで溶接固定する。光ファ
イバ11は、フェルール19に気密封止固定されており
、第3の保持部品20を第2の保持部品18に対し摺動
させて位置合わせし、フェルール19を第2の保持部品
18に対し光軸方向に位置合わせし、最適結合状態で各
々をハンダ付は固定して組立られる。なお、上記光アイ
ソレータ9及び気密パッケージ17内の空間には、乾燥
した例えば窒素ガスのごとき不活性ガスが気密に充填さ
れている。
び形断面形状光学ガラス板4とリング状永久磁石8と接
する面にメタライズが施されており、偏光ガラスから成
る偏光子5は保持部材22にPbO1B203から成る
低融点ガラスにより気密封止固定される。ファラデー回
転子6は、Sm−Co系のリング状永久磁石8に同じ<
pbo、B20.から成る低融点ガラスにより固定さ
れている。コバール又はセラミンクから成る保持部材2
3は、リング状永久磁石8と第2レンズである外周面が
メタライズされた集束形ロンドレンズ10と接する面に
メタライズが施されており、偏光ガラスから成る検光子
7が、PbO1B20□から成る低融点ガラスにより固
定されている。上記の保持部材22と永久磁石8と保持
部材23を光アイソレータの機能を有するよう調整した
後、保持部材22と接する面にメタライズを施したくさ
び形断面形状光学ガラス板4と集束形ロンドレンズ10
を所定の位置に装着し、上記低融点ガラスの融点より低
い溶融温度を存するハンダ材。
形断面形状光学ガラス板4と保持部材22、保持部材2
2と永久磁石8と保持部材23、保持部材23と集束形
ロンドレンズ10とをハンダ付は固定する。
ルインライン形気密パッケージ17に、銀ロウ付された
第1の保持部品24に装着し、光アイソレータの組立に
用いたハンダ材の融点より低い溶融温度を有するハンダ
材、本実施例の場合はpbSn共品ハンダを用いてハン
ダ付固定する。半導体レーザ1、球レンズから成る第1
レンズ2.モニタ用フォトダイオード12.温度検出用
サーミスタ13の搭載されたステム14を搭載した熱電
子冷却素子15を、第1レンズ2により平行ビームに変
換された半導体レーザ光が光アイソレータ9を通過し、
第2レンズ10によりほぼ光軸上に集光される位置に気
密パッケージ17の内壁面上にハンダ付は固定する。光
ファイバ11の気密封止固定されたフェルール19を保
持部品20に対し光軸方向に、第3の保持部品20を第
1の保持部品24に対し摺動させて光軸に対し垂直方向
に位置合わせし、最適結合状態でフェルール19と第3
の保持部品20をハンダ付は固定し、保持部品20を保
持部品24に対して例えばレーザビームにより溶接固定
して組立られている。
9と一体に組立済であるため、光アイソレータ通過光に
対する第2レンズ10の位置調整を伴う固定が不要とな
る。
、を半導体レーザ1の活性層25の水平方向Xに対し設
定した場合の拡大図である。
は、同図に示すように活性層25の水平方向Xに短軸、
垂直方向Yに長軸を持つ楕円パターンとなる。これは水
平方向Xの方が垂直方向Yより出射角が小さいことを示
している。くさび形断面形状光学ガラス板4の傾斜角θ
、をX方向に対し傾斜させ、Y方向に平行となる向きに
設けることで反射防止の効果が大となる。
学ガラス板の無い場合の半導体レーザの相対雑音強度−
90〜−110dB/Hzに対し、−140〜−150
dB/Hzと良好な近端反射雑音低減の効果が得られた
。
組立る例においては、第2レンズの光アイソレータに対
する位置調整が不要となり、組立工数の低減と位置合わ
せを伴う固定部を1ケ所削除できるため9位置調整固定
部の経時的位置ずれによる結合損失変動の低減が可能と
なる。
ズに集束形ロッドレンズを用いた例を示したが、本発明
においてはこれらの実施例に限らず、同様の光学的機能
を有するレンズも使用可能であり、また1部品を接続固
定する低融点ガラスについてもPbO18□0.から成
るガラスは一例でありこれに限定されるものではない。
ス板の屈折により、ガラス板の光入出射面、偏光子、フ
ァラデー回転子、検光子の光入出射面で生ずる反射光の
半導体レーザへの戻り光を。
的中心軸を傾けることなく防止することが可能であり、
組立性を損なうことなく光アイソレータからの近端反射
を防止した光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュー
ルを実現することができる。
物が使用されず、光アイソレータ自身を気密封止構造と
出来るため、耐環境性が増し、信頼性が大きく向上可能
である。また、組立に有機物が使用されていないため、
有機物の半導体レーザへの悪影響がなく、半導体レーザ
と同一の気密パッケージに光アイソレータを内蔵するこ
とが可能となり小型化の達成が容易となる。
ジュールの光学系を示す構成図、第2図は1本発明の一
実施例を示す光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュ
ールの縦断面図、そして第3図及び第4図は、本発明の
異なる他の実施例を示す光アイソレータ内蔵形半導体レ
ーザモジュールの縦断面図及び光学系を示す斜射図であ
る。 〈符号の説明〉 1・・・半導体レーザ、 2・・第1レンズ、3・・・
平行光(平行ビーム)、 4・・・くさび形断面形状光学ガラス板、5・偏光子、
6・・・ファラデー回転子、7 ・検光子、
8 ・永久磁石。 9・・光アイソレータ、10・・・第2レンズ。 11 光ファイバ、 12・・・モニタ用フォトダ
イオード、 13・・温度検出用サーミ
スタ。 14 ステム、15・・・熱電子冷却素子、16.1
8.20・・・保持部品、 17・・デュアルインライン形気密パッケージ、19・
・・フェルール、 21・・・キャップ、22.22
′・・保持部材、23・・・保持部材、24・・・保持
部品、 25・・半導体レーザ活性層、26・・半
導体レーザ遠視野像、 27・・平行ビームパターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、偏光子と、ファラデー回転子と、検光子とから成る
光アイソレータと半導体レーザとを少なくとも気密パッ
ケージ内に収納して成る光アイソレータ内蔵形半導体レ
ーザモジュールにおいて、前記光アイソレータを構成す
る偏光子の光入射側に断面形状がくさび形状を有する光
学ガラス板を配設すると共に、前記半導体レーザと前記
半導体レーザ出射光を平行光とする第1レンズと前記光
アイソレータを通過した平行光を集光し光ファイバへ光
結合する第2レンズと光ファイバとを収納する前記気密
パッケージ内の前記第1レンズと第2レンズとの間に、
前記光アイソレータを配設して成る光アイソレータ内蔵
形半導体レーザモジュール。 2、上記光アイソレータが、上記検光子の光出射側に第
2レンズを具備し、上記第1レンズと上記光ファイバと
の間に前記光アイソレータを配設して成る請求項1記載
の光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュール。 3、上記光アイソレータの偏光子を保持する保持部材の
光入射側に配設されたくさび形断面形状を有する光学ガ
ラス板が、前記偏光子を保持する保持部材に気密封止固
定されて成る請求項1記載の光アイソレータ内蔵形半導
体レーザモジュール。 4、上記光アイソレータの検光子を保持する保持部材の
光出射側に配設された第2レンズが、前記検光子の保持
部材に気密封止固定されて成る請求項2記載の光アイソ
レータ内蔵形半導体レーザモジュール。 5、上記光アイソレータを構成する偏光子と検光子とフ
ァラデー回転子が、各々を保持する保持部材に低融点ガ
ラスにより固定されて成る請求項1記載の光アイソレー
タ内蔵形半導体モジュール。 6、上記くさび形断面形状を有する光学ガラス板が半導
体レーザの活性層の水平方向に対し傾斜し、前記活性層
の垂直方向に対し平行となる向きに配設されて成る請求
項1もしくは2記載の光アイソレータ内蔵形半導体レー
ザモジュール。
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