JPH04355705A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
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- JPH04355705A JPH04355705A JP13103291A JP13103291A JPH04355705A JP H04355705 A JPH04355705 A JP H04355705A JP 13103291 A JP13103291 A JP 13103291A JP 13103291 A JP13103291 A JP 13103291A JP H04355705 A JPH04355705 A JP H04355705A
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信装置などに使
用する光増幅器用の励起高出力半導体レーザ素子と光フ
ァイバとの結合器である高出力の半導体レーザモジュー
ルに関するものである。
用する光増幅器用の励起高出力半導体レーザ素子と光フ
ァイバとの結合器である高出力の半導体レーザモジュー
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光信号を直接増幅する光増幅器が
開発され特にエルビウム光ファイバを用いた光増幅器が
注目されている。この光増幅器はエルビウム元素のドー
プされた光ファイバに光波長１．４８μｍのレーザ光を
注入すると波長１．５５μｍ帯の減衰された信号光が増
幅されると言う原理である。図２はその光増幅器の構造
の一例を示す。１はエルビウムドープファイバ、２はカ
プラ、３はアイソレータ、４は入力側伝送路光ファイバ
、５は波長１．５５μｍの信号用光源、６は波長１．４
８μｍの励起用光源、８は出力側伝送路光ファイバであ
る。
開発され特にエルビウム光ファイバを用いた光増幅器が
注目されている。この光増幅器はエルビウム元素のドー
プされた光ファイバに光波長１．４８μｍのレーザ光を
注入すると波長１．５５μｍ帯の減衰された信号光が増
幅されると言う原理である。図２はその光増幅器の構造
の一例を示す。１はエルビウムドープファイバ、２はカ
プラ、３はアイソレータ、４は入力側伝送路光ファイバ
、５は波長１．５５μｍの信号用光源、６は波長１．４
８μｍの励起用光源、８は出力側伝送路光ファイバであ
る。
【０００３】信号用光源５から入力側伝送路光ファイバ
４から入射された信号光と、一方励起用光源６から入射
された励起光はカプラ２で合波され、エルビウムドープ
ファイバ１に入射され信号光が増幅される。その信号光
は出力側伝送路光ファイバ７に出力される。アイソレー
タ３は信号光への戻り光による雑音増大防止のためであ
る。このような光増幅器で、励起用の１．４８μｍレー
ザ光源は非常に重要なデバイスの一つで高出力が要求さ
れる。
４から入射された信号光と、一方励起用光源６から入射
された励起光はカプラ２で合波され、エルビウムドープ
ファイバ１に入射され信号光が増幅される。その信号光
は出力側伝送路光ファイバ７に出力される。アイソレー
タ３は信号光への戻り光による雑音増大防止のためであ
る。このような光増幅器で、励起用の１．４８μｍレー
ザ光源は非常に重要なデバイスの一つで高出力が要求さ
れる。
【０００４】半導体レーザと光ファイバとの結合器であ
るモジュールの従来例を図３に示し、その構成及び動作
原理を説明する。１１は半導体レーザ素子、１２はヒー
トシンクで半導体レーザ素子１１を搭載しその放熱を行
なうと共に半導体レーザ素子１１とほぼ同じ膨張係数を
有する材料（例えばダイヤモンド、ＳｉＣ、シリコンな
ど）を使用し熱応力による故障を防止している。１３は
ヘッダで半導体レーザ素子１１とヒートシンク１２を搭
載し半導体レーザ素子１１の電極を取り出す端子を有し
ている。１４はモニタ用の受光素子で半導体レーザ素子
１１の温度変化等による光出力の変化を監視し、常に一
定の光出力になるよう駆動回路にフィードバックをかけ
ている。１５はレンズ（ここでは、球レンズで示してい
るが屈折分布形等のレンズを用いる場合も有る）、１６
はコバールやステンレスで加工されたレンズホルダでレ
ンズ１５を圧入や半田または低融点ガラス固定している
。１７はベースで半導体レーザ素子１１を搭載したヘッ
ダ１３とモニタ用の受光素子１４とレンズ１５を搭載し
たレンズホルダ１６を搭載するためのものである。この
時半導体レーザ素子１１とモニタ用の受光素子１４は半
田付けで固定され、一方レンズ１５は半導体レーザ素子
１１から出射され広がった光が平行光になるように光軸
調整しＹＡＧレーザにてレンズホルダ１６をベース１７
に固定している。これは、光学調整後の半導体レーザ素
子１１とレンズ１５の軸ずれ感度が１μｍ以下と厳しい
ため固定安定度の高いＹＡＧレーザ溶接を用いている。 １８は電子冷却素子（以下ペルチェ素子と称する）、１
９、２０は絶縁板で一般的にはアルミナセラミックにペ
ルチェ素子１８の電極と固定を兼ねた金属導体パターン
を薄膜や厚膜で形成し複数個のペルチェ素子１８を挟み
込んで直列に配線固定している。２１はパッケージ本体
で側壁に電気端子をハーメチックで設けたバタフライ型
やＤＩＰ型のパッケージなど構成をしている。 ２２は気密用のカバーである。パッケージ本体２１に光
取り出し窓２３を設けている。光取り出し窓２３は気密
封止ガラス２４で気密されている。気密封止ガラスはサ
ファイアなどでロウ材等パッケージ本体２１に固定され
ている。
るモジュールの従来例を図３に示し、その構成及び動作
原理を説明する。１１は半導体レーザ素子、１２はヒー
トシンクで半導体レーザ素子１１を搭載しその放熱を行
なうと共に半導体レーザ素子１１とほぼ同じ膨張係数を
有する材料（例えばダイヤモンド、ＳｉＣ、シリコンな
ど）を使用し熱応力による故障を防止している。１３は
ヘッダで半導体レーザ素子１１とヒートシンク１２を搭
載し半導体レーザ素子１１の電極を取り出す端子を有し
ている。１４はモニタ用の受光素子で半導体レーザ素子
１１の温度変化等による光出力の変化を監視し、常に一
定の光出力になるよう駆動回路にフィードバックをかけ
ている。１５はレンズ（ここでは、球レンズで示してい
るが屈折分布形等のレンズを用いる場合も有る）、１６
はコバールやステンレスで加工されたレンズホルダでレ
ンズ１５を圧入や半田または低融点ガラス固定している
。１７はベースで半導体レーザ素子１１を搭載したヘッ
ダ１３とモニタ用の受光素子１４とレンズ１５を搭載し
たレンズホルダ１６を搭載するためのものである。この
時半導体レーザ素子１１とモニタ用の受光素子１４は半
田付けで固定され、一方レンズ１５は半導体レーザ素子
１１から出射され広がった光が平行光になるように光軸
調整しＹＡＧレーザにてレンズホルダ１６をベース１７
に固定している。これは、光学調整後の半導体レーザ素
子１１とレンズ１５の軸ずれ感度が１μｍ以下と厳しい
ため固定安定度の高いＹＡＧレーザ溶接を用いている。 １８は電子冷却素子（以下ペルチェ素子と称する）、１
９、２０は絶縁板で一般的にはアルミナセラミックにペ
ルチェ素子１８の電極と固定を兼ねた金属導体パターン
を薄膜や厚膜で形成し複数個のペルチェ素子１８を挟み
込んで直列に配線固定している。２１はパッケージ本体
で側壁に電気端子をハーメチックで設けたバタフライ型
やＤＩＰ型のパッケージなど構成をしている。 ２２は気密用のカバーである。パッケージ本体２１に光
取り出し窓２３を設けている。光取り出し窓２３は気密
封止ガラス２４で気密されている。気密封止ガラスはサ
ファイアなどでロウ材等パッケージ本体２１に固定され
ている。
【０００５】絶縁板１９、２０で構成された電子冷却素
子１８の絶縁板１９の上側に半導体レーザ素子１１等を
搭載したベース１７を半田固定し、一方の絶縁板２０の
下側を同じく半田でパッケージ本体２１の内底に固定す
る。この時、半導体レーザ素子１１から出射しレンズ１
５で平行光に変換された光がパッケージ本体２１に設け
た光取り出し窓２３を通過するよう位置調整されている
。２５はレンズ（ここでは、球レンズで示しているが屈
折分布形等のレンズを用いる場合も有る）、２６はスリ
ーブでレンズ２５を固定している。２７は光ファイバ、
２８は光ファイバ２７を固定したフェルールである。こ
こで半導体レーザ素子１１から出射した広がった光をレ
ンズ１５で変換した平行光をレンズ２５で光ファイバ２
７に効率よく入射するため光軸調整し、スリーブ２５の
Ａ，Ｂ部でＹＡＧレーザ溶接固定している。このように
して半導体レーザ素子１１からの広がった発光光はレン
ズ１５と２５によって光ファイバ２７に効率良く結合さ
れる半導体レーザモジュールが構成および製造される。
子１８の絶縁板１９の上側に半導体レーザ素子１１等を
搭載したベース１７を半田固定し、一方の絶縁板２０の
下側を同じく半田でパッケージ本体２１の内底に固定す
る。この時、半導体レーザ素子１１から出射しレンズ１
５で平行光に変換された光がパッケージ本体２１に設け
た光取り出し窓２３を通過するよう位置調整されている
。２５はレンズ（ここでは、球レンズで示しているが屈
折分布形等のレンズを用いる場合も有る）、２６はスリ
ーブでレンズ２５を固定している。２７は光ファイバ、
２８は光ファイバ２７を固定したフェルールである。こ
こで半導体レーザ素子１１から出射した広がった光をレ
ンズ１５で変換した平行光をレンズ２５で光ファイバ２
７に効率よく入射するため光軸調整し、スリーブ２５の
Ａ，Ｂ部でＹＡＧレーザ溶接固定している。このように
して半導体レーザ素子１１からの広がった発光光はレン
ズ１５と２５によって光ファイバ２７に効率良く結合さ
れる半導体レーザモジュールが構成および製造される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光増幅
器の中で反射点が生じると、例えば図２中Ｃ点で反射が
生じると、励起用光源６は一方の反射端になるためＣ点
と励起用光源６の間で共振器が形成され、増幅された信
号光の反射光が光Ｑスイッチ形で励起用の光源である半
導体レーザモジュールの半導体レーザ素子の端面に戻り
、高出力で且つモジュールのレンズで数μｍに絞られて
いるので、そのエネルギーで半導体レーザ素子端面を溶
かし破壊するという問題があった。そのために、戻り光
対策としてアイソレータ励起用光源の前に入れる方法が
考えられるが、その場合、アイソレータの機能として偏
波特性に無依存のものを用いる必要がある。しかし、そ
のアイソレータは高価でかつ挿入損失が大きくなるとい
う欠点がある。特に損失が大きくなると増幅器の増幅度
を低下させるため結果的には装置のコストをアップさせ
るという問題につながる。アイソレータをモジュールの
中に入れる方法も考えられるが、挿入損失の増大の他に
、アイソレータの大きさのため小型化が出来ないという
問題もある。
器の中で反射点が生じると、例えば図２中Ｃ点で反射が
生じると、励起用光源６は一方の反射端になるためＣ点
と励起用光源６の間で共振器が形成され、増幅された信
号光の反射光が光Ｑスイッチ形で励起用の光源である半
導体レーザモジュールの半導体レーザ素子の端面に戻り
、高出力で且つモジュールのレンズで数μｍに絞られて
いるので、そのエネルギーで半導体レーザ素子端面を溶
かし破壊するという問題があった。そのために、戻り光
対策としてアイソレータ励起用光源の前に入れる方法が
考えられるが、その場合、アイソレータの機能として偏
波特性に無依存のものを用いる必要がある。しかし、そ
のアイソレータは高価でかつ挿入損失が大きくなるとい
う欠点がある。特に損失が大きくなると増幅器の増幅度
を低下させるため結果的には装置のコストをアップさせ
るという問題につながる。アイソレータをモジュールの
中に入れる方法も考えられるが、挿入損失の増大の他に
、アイソレータの大きさのため小型化が出来ないという
問題もある。
【０００７】本発明は以上述べた、高出力な反射光で半
導体レーザ素子端面を破壊すると言う問題を解決した安
価で且つ小型な半導体レーザモジュールを提供すること
を目的とする。
導体レーザ素子端面を破壊すると言う問題を解決した安
価で且つ小型な半導体レーザモジュールを提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、密閉するパッケージの側壁に設けた光取り出
し窓を通してパッケージ内の半導体レーザ素子とパッケ
ージ外の光ファイバを結合し、信号光を増幅する光増幅
器に励起光を出力する半導体レーザモジュールにおいて
、前記信号光を遮断する干渉膜フィルタを表面に形成し
たガラス板により、前記干渉膜フィルタが前記半導体レ
ーザ素子と光ファイバを結合する光路上に在るようにし
て前記光取り出し窓を密封したものである。
するため、密閉するパッケージの側壁に設けた光取り出
し窓を通してパッケージ内の半導体レーザ素子とパッケ
ージ外の光ファイバを結合し、信号光を増幅する光増幅
器に励起光を出力する半導体レーザモジュールにおいて
、前記信号光を遮断する干渉膜フィルタを表面に形成し
たガラス板により、前記干渉膜フィルタが前記半導体レ
ーザ素子と光ファイバを結合する光路上に在るようにし
て前記光取り出し窓を密封したものである。
【０００９】
【作用】ガラス板表面に形成した干渉膜フィルタは、光
ファイバから入って来る反射光を遮断し、該反射光によ
る半導体レーザ素子の破壊を防止する。また、前記ガラ
ス板はパッケージ側壁に設けた光取り出し窓を密封し、
従来用いていた気密封止ガラスを兼ねている。
ファイバから入って来る反射光を遮断し、該反射光によ
る半導体レーザ素子の破壊を防止する。また、前記ガラ
ス板はパッケージ側壁に設けた光取り出し窓を密封し、
従来用いていた気密封止ガラスを兼ねている。
【００１０】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す要部断面図で
ある。なお、従来例を示す図３と同一のものには同一符
号を付してある。１１から２８は従来例と同じであるの
で説明は省略する。また、モジュールの構造、原理も同
じ所はすべて省略する。３０は誘電体膜で形成された干
渉膜フィルタである。３１は干渉膜フィルタ３０を蒸着
した気密封止ガラスである。気密封止ガラス３１は多成
分系ガラスで図４に示すような特性の干渉膜フィルタ蒸
着後低融点ガラスや半田等でこの気密封止ガラス３１で
も反射しないように斜めにパッケージ本体２１の側壁の
光路上に固定している。なお、この干渉膜フィルタ３０
は図４に示すように、励起光である１．４８μｍを通し
信号光である１．５５μｍを遮断するローパスフィルタ
である。波長の範囲は１．５μｍ以下を通過し、１．５
１μｍ以上を遮断すれば問題ない。
ある。なお、従来例を示す図３と同一のものには同一符
号を付してある。１１から２８は従来例と同じであるの
で説明は省略する。また、モジュールの構造、原理も同
じ所はすべて省略する。３０は誘電体膜で形成された干
渉膜フィルタである。３１は干渉膜フィルタ３０を蒸着
した気密封止ガラスである。気密封止ガラス３１は多成
分系ガラスで図４に示すような特性の干渉膜フィルタ蒸
着後低融点ガラスや半田等でこの気密封止ガラス３１で
も反射しないように斜めにパッケージ本体２１の側壁の
光路上に固定している。なお、この干渉膜フィルタ３０
は図４に示すように、励起光である１．４８μｍを通し
信号光である１．５５μｍを遮断するローパスフィルタ
である。波長の範囲は１．５μｍ以下を通過し、１．５
１μｍ以上を遮断すれば問題ない。
【００１１】
【発明の効果】このようにして、信号光を遮断する干渉
膜フィルタが光路上に配置しているので戻り光が半導体
レーザ素子端面を溶かし破壊することはなく、かつ気密
封止ガラスを兼ねているので安価で小型な戻り光対策し
た励起用の半導体レーザモジュールを提供できる。また
、干渉膜フィルタは非常に低損失にできるため高出力な
半導体レーザモジュールが実現できる。
膜フィルタが光路上に配置しているので戻り光が半導体
レーザ素子端面を溶かし破壊することはなく、かつ気密
封止ガラスを兼ねているので安価で小型な戻り光対策し
た励起用の半導体レーザモジュールを提供できる。また
、干渉膜フィルタは非常に低損失にできるため高出力な
半導体レーザモジュールが実現できる。
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】光増幅器における反射の説明図である。
【図３】従来の半導体レーザモジュールの構成図である
。
。
【図４】ローパスフィルタの特性図である。
１１ 半導体レーザ素子
１５ レンズ
２５ レンズ
２７ 光ファイバ
３０ 干渉膜フィルタ
３１ 気密封止ガラス
Claims (1)
- 【請求項１】 密閉するパッケージの側壁に設けた光
取り出し窓を通してパッケージ内の半導体レーザ素子と
パッケージ外の光ファイバを結合し、信号光を増幅する
光増幅器に励起光を出力する半導体レーザモジュールに
おいて、前記信号光を遮断する干渉膜フィルタを表面に
形成したガラス板により、前記干渉膜フィルタが前記半
導体レーザ素子と光ファイバを結合する光路上に在るよ
うにして前記光取り出し窓を密封してなることを特徴と
する半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13103291A JPH04355705A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13103291A JPH04355705A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355705A true JPH04355705A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15048428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13103291A Pending JPH04355705A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355705A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0743724A2 (de) * | 1995-05-16 | 1996-11-20 | ADLAS GMBH & CO. KG | Longitudinal gepumpter Laser |
| WO2006131334A2 (de) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg | Laseranordnung |
| JP2016164671A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-09-08 | 古河電気工業株式会社 | 半導体レーザモジュール |
| US10061092B2 (en) | 2013-09-12 | 2018-08-28 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP13103291A patent/JPH04355705A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0743724A2 (de) * | 1995-05-16 | 1996-11-20 | ADLAS GMBH & CO. KG | Longitudinal gepumpter Laser |
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