JPH04359207A - レーザダイオード結合装置及びその組立方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズを介してレーザ
ダイオードと光ファイバとの光結合を行なうレーザダイ
オード結合装置及びその組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを伝送路として使用する光通
信方式では、レーザダイオードから発振した光を出来る
だけ効率よく光ファイバ内に取り込む光結合装置が必要
である。このため、光ファイバ先端にレンズ効果を持た
せた先球ファイバで光結合する方法、あるいは、複数の
レンズを介して光ファイバに結合する方法などが使用さ
れている。先球ファイバを用いた方法では、レーザダイ
オードと先球ファイバとの相対許容位置ずれ量がわずか
±２μｍ程度であるのに対し、レンズを使った方法では
相対許容位置ずれ量を大きくとることができ、組み立て
を行なう上で容易である。

【０００３】この種の従来の技術は、特開昭６３−１１
８７０６号公報に開示されているように、レーザダイオ
ードは、ケースの側壁に電子冷却素子及びサブステムを
介して接合固定されている。サブステムは、上方にレー
ザダイオードが出射できるように、Ｔ字型形状となって
いる。従って、側壁に低融点はんだなどを用いて接合固
定された電子冷却素子の上にレーザダイオードを実装す
ることにより、レーザ光は側壁と直角の方向に出射され
る。レーザ光は、前方と後方から同一出力で出射し、後
方の光はモニタ用フォトダイオードで受光して前方出力
の制御が行える構造となっている。光伝送に使用する前
方の光は、球レンズで集光される。球レンズはレーザダ
イオードの出射部との位置合わせを行った後、Ｐｂ−Ｓ
ｎはんだ、あるいは、低融点ガラスで接合固定されてい
る。結合装置の組み立ては以下の様に行う。予めサブス
テム上にはレーザダイオード、球レンズ、モニタ用フォ
トダイオード及び電子冷却素子を組み立てておく。レー
ザダイオードの光は、球レンズを透過し円柱形ロッドレ
ンズで集光されファイバに入る。そこで、ロッドレンズ
はケースの側壁に設けた穴にＰｂ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｓｎな
どのはんだで固定し、次に、ロッドレンズの光軸と球レ
ンズの光軸が一致するように前記レーザダイオード付サ
ブステムを位置合わせ後電子冷却素子の底面とケースの
側壁とを接合固定する。ロッドレンズからの光は最終的
にシングルモードファイバに結合される。ファイバはロ
ッドレンズからの光をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向で調整出きるよ
うにフェルール付ファイバとフェルールガイドで構成さ
れている。光軸は、まず、ロッドレンズからの光が最大
となるようにフェルール付ファイバを光軸合わせした後
、フェルールガイドの全周を固定する。つぎに、フェル
ールガイドとフェルール付ファイバとをＺ軸方向で調整
後、Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだで固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、レン
ズ、レンズホルダ、フェル−ル付ファイバ、フェル−ル
ガイド、熱電冷却素子、サブステムなど多数の光部品が
それぞれ溶接あるいははんだを用いて接合固定されてい
る。この中で、熱電冷却素子の接合は、素子自身の耐熱
性が約１５０℃しかなく、これ以下の温度、すなわち、
Ｉｎ−Ｓｎ（融点１１７℃），Ｉｎ−Ａｇ（融点１４１
℃）で接合しても接合温度を十分に上げられず、ぬれ性
が悪いことがあった。また、熱電冷却素子の固定面全体
を均一に接合させるためには、ケ−ス内が狭く固定面全
体に均一な荷重をかけることが難しく、片付きを起こす
問題があった。さらには、ケ−ス全体を加熱しながら接
合のため熱電冷却素子付サブステムを接触させると、接
合温度が低下し、均一に濡れないことがあった。

【０００５】また熱電冷却素子とサブステムとの濡れ性
あるいは接合強度が不十分であると、レーザダイオード
結合装置を長期間使用すると、サブステムと熱電冷却素
子界面で剥離が起こり、レーザダイオードの位置ずれに
よる光結合効率の低下や熱電冷却素子動作時にレーザダ
イオード温度制御が出来なくなる問題があった。

【０００６】本発明の目的は、たとえ使用部品の耐熱性
が低く、接合材料の融点より十分に温度を上げられない
場合でも、接合部の濡れ性及び接合強度が充分に得られ
るレーザダイオード結合装置及びその組立方法を提供す
ることにより安定した光結合を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はパッケージケースの一方の側壁に熱電冷却
素子及びサブステムを介して接合固定されたレーザダイ
オード素子と、前記レーザダイオード素子の前方出射端
の近傍に固定された第一のレンズと、パッケージケース
の他方の対向した側壁に固定された第二のレンズと、を
備えたレーザダイオード結合装置において、前記サブス
テムと同一又は同種の材質からなる金属材が予め前記熱
電冷却素子表面に接合され、この金属材の面を介して熱
電冷却素子接合表面とサブステム接合表面とが接合固定
されたものである。

【０００８】また本発明は、パッケージケースの一方の
側壁に熱電冷却素子及びサブステムを介して接合固定さ
れたレーザダイオード素子と、前記レーザダイオード素
子の前方出射端の近傍でサブステム上に接合固定された
第一のレンズと、パッケージケースの他方の対向した側
壁にレンズホルダを介して接合固定された第二のレンズ
と、レンズホルダの一端でフェル−ルホルダを介して固
定されたフェル−ル付ファイバとを備えたレーザダイオ
ード結合装置において、前記サブステムと同一又は同種
の材質からなる金属材が予め前記熱電冷却素子表面に接
合され、この金属材の面を介して熱電冷却素子接合表面
とサブステム接合表面とが接合固定されたものである。

【０００９】前記レーザダイオード結合装置において、
前記熱電冷却素子接合表面及び前記サブステム接合表面
の少なくとも一方に溝が設けられ、この溝の面を介して
両者が接合固定されたものがよい。また、前記サブステ
ムと同一又は同種の材質からなる金属材の表面に予め溝
が設けられ、この溝の面を介して前記熱電冷却素子接合
表面と前記サブステム接合表面とが接合固定されたもの
がよい。また、前記熱電冷却素子表面に接合する金属材
料としては、無酸素銅，Ｎｉ，Ｃｕ−（８０〜８５）Ｗ
，Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃ、Ｆｅ−４２Ｎｉであり、Ａ
ｇロ−、低融点ガラス、Ａｕ−Ｓｉ，Ａｕ−Ｇｅ，Ａｕ
−Ｓｎなどの接合材で前記熱電冷却素子表面に該金属材
が接合固定され、続いてＩｎ−Ｓｎ，Ｉｎ−Ａｇ，Ｉｎ
−Ｐｂ−Ａｇ，Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだ材により前記サ
ブステムと固定されたものがよい。また、前記熱電冷却
素子表面に接合する金属材に電流負荷用電極が設けられ
たものがよい。また、前記フェル−ルガイドと同一又は
同種の材質からなる金属材が予め前記フェル−ル表面に
接合され、この面を介してフェル−ルとフェル−ルガイ
ドとが接合固定されたものがよい。

【００１０】また本発明は、パッケージケースの一方の
側壁に熱電冷却素子及びサブステムを介して接合固定さ
れたレーザダイオード素子と、前記レーザダイオード素
子の前方出射端の近傍に固定された第一のレンズと、パ
ッケージケースの他方の対向した側壁に固定された第二
のレンズと、を備えたレーザダイオード結合装置の組立
方法において、予め熱電冷却素子表面にサブシステムと
同一又は同種の材質からなる金属材を接合固定しておき
、つぎにサブステムと金属材付熱電冷却素子とをはんだ
材を用いて接合固定することを特徴とするものである。

【００１１】前記組立方法において、熱電冷却素子と前
記サブステムとをはんだで接合する時、前記金属材に設
けられた電流負荷用電極に通電しながら行うものがよい
。また、熱電冷却素子表面に接合する金属材は、無酸素
銅，Ｎｉ，Ｃｕ−（８０〜８５）Ｗ，Ｆｅ−２９Ｎｉ−
１７Ｃｏ，Ｆｅ−４２Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｒであり、Ａｇロ
−、低融点ガラスなどの接合材を用いて熱電冷却素子表
面に該金属材を接合し、その後熱電冷却素子と前記サブ
ステムとをＩｎ−Ｓｎ，Ｉｎ−Ａｇ，Ｉｎ−Ｐｂ−Ａｇ
，Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだで接合する時、前記金属材に
設けられた電流負荷用電極に通電しながら行うものがよ
い。

【００１２】

【作用】一般に熱電冷却素子は、二枚のＡｌ２Ｏ３セラ
ミックス間に複数のＢｉＴｅ化合物などを挾んだ構造で
ある。セラミックスと前記化合物との間ははんだを使っ
て固定されている。そこで、熱電冷却素子組立前にＡｌ
２Ｏ３セラミックス表面に、サブステムと同一又は同種
の材質よりなる金属材をＡｇロ−あるいは低融点ガラス
などの接合材を使って強固に固定しておき、つぎに、Ｂ
ｉＴｅ化合物をはんだ固定する。Ａｇローとしては例え
ば７２Ａｇ−Ｃｕや８５Ａｇ−Ｃｕが挙げられる。また
低融点ガラスとしては例えばＰｂＯやＢ２Ｏ３からなる
融点４３８℃のガラス、Ｎａ２Ｏ−ＢａＯ−ＳｉＯ２か
らなる融点７１０℃の粉末ガラスが挙げられる。サブス
テムと熱電冷却素子とはＩｎ−Ｐｂ−Ａｇなどのはんだ
で固定する。熱電冷却素子表面に固定されている金属材
は、サブステム材と同様のものであり、はんだに対する
濡れ性がよい。

【００１３】また、熱電冷却素子とサブステムとの濡れ
性をさらに向上させる他の手段として、熱電冷却素子表
面の金属材に通電し、該金属材からの発熱を利用しては
んだの溶融を助け、熱電冷却素子とサブステムとを接合
するものである。こうして接合したレーザダイオード結
合装置では、接合部の濡れ性及び接合強度は良好となり
、長期の使用に対してもレーザダイオードとファイバと
の位置ずれはなく、安定した光結合がえられる。また、
安定したレーザダイオードの温度制御が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。レーザダイオード１は、ケース２の側壁に熱電冷却
素子３、サブステム４、ベース５を介して接合固定され
ている。サブステム４は、上方にレーザダイオード１が
出射できるようにＴ字型形状となっている。レーザダイ
オード１は、温度変化に対して光出力波長が変動する。 そこで、温度を一定に保つことが必要であり、サブステ
ム４は熱電冷却素子３を介してすみやかに熱を放出でき
るように熱電冷却素子３下面のベース５は熱伝導率の良
好なＣｕ−Ｗ材が適している。ベース５をケース２内に
取り付ける方法としては、放熱性を高めるようにケース
２の側壁と下面とをＡｇロ−材で固定する。

【００１５】レーザダイオード１からの発振光はダイオ
ードの前後から同時に出射される。伝送で使用する前方
光の出力制御を行うために、後方からの光をモニタする
フォトダイオード６がサブステム４に設けられている。 レーザダイオード１からの出射光は、ダイオードに直角
方向に約４０゜、水平方向に約３０゜の広がりを持って
いる。この光を効率良くファイバ内に入射させるために
球レンズ７及びロッドレンズ１０を使用する。球レンズ
７は、あらかじめＦｅ−２９Ｎｉ−１７ＣｏあるいはＡ
ｌ２Ｏ３セラミックスからなるサブキャリア８上に低融
点ガラス、Ｐｂ−Ｓｎなどで固定されている。これをサ
ブステム４上に置きレーザダイオードとの位置合わせを
行なった後、Ｐｂ−ＳｎあるいはＡｕ−Ｓｎ材で固定す
る。ロッドレンズ１０は、あらかじめケース２の側壁に
レンズガイド１１を固定後この中に挿入して固定する。 レンズガイド１１とケース２との固定部１２は、ケース
内の気密保持あるいはレンズの固定を行う上で基になる
部分で、Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだより強固なＡｇロ−、
低融点ガラス、ＹＡＧ溶接、抵抗溶接を用いてレンズガ
イド１１を固定する。レンズガイド１１の材質としては
、ＳＰＣＣ，ＳＳ４１などの鉄材が適している。

【００１６】ケース２内へレーザダイオード１を組み込
む方法としては、２種類がある。レンズガイド１１をＡ
ｇロ−、低融点ガラス付けする場合、ケース２内にレン
ズガイド１１を固定後ロッドレンズ１０をレンズガイド
１１の所定位置に置き、Ａｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｇｅなどの
接合材を使って固定する。顕微鏡でロッドレンズ１０を
透した内部観察を行い、球レンズ７付きサブステム４が
光軸上に来るように位置合わせし、サブステム４底面を
固定する。サブステム４には、あらかじめ熱電冷却素子
３が固定されており、熱電冷却素子３底面とベース５を
固定する。ケース２内にレーザダイオード１を組み込む
別の方法としては、レンズガイド１１をＹＡＧ溶接、抵
抗溶接で固定するものである。この場合には、球レンズ
付きサブステム４をまずケース２内に組み込む。すなは
ち、ケース２の側壁でロッドレンズ１０が位置する部分
には、ダミ−のロッドレンズを挿入しておく。つぎに、
顕微鏡下で球レンズ付きサブステム４が光軸中心となる
ように位置合わせし、サブステム４、熱電冷却素子３底
面とベース５とを接合固定する。サブステム４の組込後
レーザダイオード１が発振できるようにＡｕワイヤ配線
を行う。ダミ−のロッドレンズを取り除き、予めレンズ
ガイド１１とロッドレンズ１０とを固定したものをケー
ス２側壁に配置する。レーザダイオード１を発振させな
がら、球レンズ７からの光がロッドレンズ１０の光軸と
一致するようにレンズガイド１１を調整し、接合部１２
の部分でＹＡＧ溶接あるいは抵抗溶接する。ＹＡＧ溶接
する場合、レンズガイド１１の端部は、図２に示すよう
に、Ｕ字あるいはＶ字型溝を全周にわたって付けること
が好ましい。溶接時は、レンズガイド周りで対角２ヵ所
あるいは４ヵ所から同時に行う。抵抗溶接する場合、レ
ンズガイド１１の端部は、あらかじめ図３に示すように
、突起１８を全周にわたり設けておく。ケース２とレン
ズガイド１１との間を加圧力しながら通電すると、突起
部は溶融してケース２と接合するが、この時溶融突起が
流入するわずかな溝をレンズガイド１１側に設けておく
と、ケース２とレンズガイド１１とはすき間なく接合さ
せることができ、傾きのないレンズ固定が得られる。

【００１７】ケース２内へレーザダイオード１を組み込
む場合、レンズホルダに設けられたロッドレンズ１０と
の光軸合わせを行いながら、レーザダイオード１が固定
されたサブステム４をケース２に固定する必要がある。 ケース２内のスペ−スが限られること、ケース２、たと
えば、ＢＦ（ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ）型の場合は、外形２
０．８×１２．７×７．６しかなく、非常に狭い空間で
の接合作業になること、熱電冷却素子３は耐熱性が１５
０℃程度しかなく、これより低い融点のはんだ材使用と
なること、熱電冷却素子３表面はアルミナを使っており
、この表面にたとえばＣｕ，Ｎｉ，Ａｕなどのメタライ
ズ処理を行って接合するが濡れ性が不十分であることな
ど問題があった。

【００１８】接合を向上させる第一の方法としては、図
４に示すように、サブステム４の接合面に段差（溝）２
１を設けて、熱電冷却素子３表面で金属材層１９とはん
だ接合層１７で固定する方法がある。はんだ接合部が温
度サイクル試験で破壊する方向は、接合面の外周部から
であり、この部分のはんだ厚を上げることによりはんだ
接合層にかかる力を低減し、接合部寿命を改善できる。 接合を向上させる第二の方法としては、図５に示すよう
に、サブステム４と同一の材料からなる金属材１９をあ
らかじめ熱電冷却素子３表面に接合しておき、この金属
材１９の面とサブステム４とを接合させる方法である。 従来の接合品を温度サイクル試験（−４５℃〜８０℃）
すると熱電冷却素子３のセラミックス表面からはんだが
剥離しており、サブステム４側の剥離はない。そこで、
熱電冷却素子３表面に前記金属板１９を取り付けること
により接合の向上をはかる。

【００１９】さらには、図５に示すようにサブステム４
及び熱電冷却素子３表面に溝２１，２２を設けるとさら
に接合寿命向上を図ることができる。溝２１，２２の幅
は、接合面積の２０〜３０％が適している。

【００２０】金属板１９の厚さとしては、セラミックス
板の１／５〜１／２で、材質は無酸素銅，Ｎｉ，Ｃｕ−
（８０〜８５）Ｗ，Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ、Ｆｅ−
４２Ｎｉが良い。セラミックスへの接合には、あらかじ
め７２Ａｇ−Ｃｕや８５Ａｇ−ＣｕなどのＡｇロ−、Ｐ
ｂＯ，Ｂ２Ｏ３からなる融点４３８℃のガラスあるいは
ＰｂＯ，Ｂ２Ｏ３からなる融点４００℃のガラスなどの
低融点ガラス、粉末ガラス例えばＮａ２Ｏ−ＢａＯ−Ｓ
ｉＯ２からなる融点７１０℃のガラス、Ａｕ−Ｓｉ，Ａ
ｕ−Ｇｅ，Ａｕ−Ｓｎ等の接合材で固定しておき、その
後に熱電冷却素子３自身の組み立てを行う。具体的に各
部材の材質の組合せ例を次に示す。■　　Ａｌ２Ｏ３の
アルミナ板に７２Ａｇ−Ｃｕ使ってＦｅ−２９Ｎｉ−１
７Ｃｏ板をロウ付けする。■　　アルミナ板に融点４０
０℃の低融点ガラスを使ってＦｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ
板を接合する。■　　アルミナ板に融点７１０℃の粉末
ガラスを使ってＦｅ−４２Ｎｉ板を接合する。

【００２１】また、熱電冷却素子３には上、下面にセラ
ミックスが使用されており、それぞれをサブステム４、
ベース５に固定するが上記金属板１９の形成は上下両面
に行うことは言うまでもない。まず、サブステム４下面
と熱電冷却素子３上面とをＩｎ−Ｓｎ，Ｉｎ−Ａｇ，Ｉ
ｎ−Ｐｂ−Ａｇ，Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだを用いて固定
する。次に、ロッドレンズ１０と球レンズ７からの光軸
とを調整しながら熱電冷却素子付きサブステム４をベー
ス５に接合固定する。接合材としてはＩｎ−Ｓｎ，Ｉｎ
−Ａｇ，Ｉｎ−Ｐｂ−Ａｇ，Ｐｂ−Ｓｎなどが適してい
る。この部分の接合では、組立て後にレーザダイオード
、フォトダイオードが実装された状態で、ケース２内を
フラックス洗浄することができない。そこで、接合時の
雰囲気をＮ２あるいはイナ−トガス中で行うことが好ま
しい。上記方法では、サブステム４と熱電冷却素子３表
面に接合する金属材１９は同一のものであることを示し
たが、これとは別に同種の材料でも同様の効果がある。 たとえば、サブステム４にＦｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ、
金属材１９としてＣｕ−８０Ｗでもよい。

【００２２】接合を向上させる第三の方法としては、図
６に示すように、熱電冷却素子３表面に接合する金属板
１９に電流を通電できるように電極２０を設けておく。 また、金属板１９は通電したとき均一な発熱が起こるよ
うに分割してあることが好ましい。図６では、Ｕ字型電
極となっているが、これに限るものではなく、さらに多
数の分割があると均一な発熱が期待できる。金属板１９
の材質としては、上記の他にＮｉ−Ｃｒがある。サブス
テム４と熱電冷却素子３あるいは熱電冷却素子３とベー
ス５との接合には、この電極板２０に電流を流し、接合
するはんだ材の溶融を容易にして接合固定する。図７は
、一例としてサブステム４と熱電冷却素子３とを接合し
た例を示す。

【００２３】ロッドレンズ１０からの光は、最終的にシ
ングルモ−ドファイバ１３に結合される。ファイバ１３
の外形は１２５μｍであるが、光が導波される部分はコ
ア部１０μｍである。従って、ロッドレンズ１０からの
光をできるだけ集光させて、コアに入射させることが必
要である。すなわち、Ｘ，Ｙ，Ｚの三方向に対して軸調
整できる構造を得るために、まず、ファイバ１３はセラ
ミックス、ジルコニアなどのフェル−ル１４内に接着固
定後、端面を研磨し、入射するコア部分を得る。端面研
磨は、直角から４゜以上の傾斜２３をつける。これは、
レンズを通してファイバ端面に集光する場合、端面反射
する光があるとレンズを通してレーザダイオード１に再
入射されることになる。わずかな光でもレーザダイオー
ド１ヘ再入射するとこれにともなって光が増幅され、レ
ーザダイオード１の発振が不安定になる。そこで、ファ
イバ端面に傾斜２３を付けることにより反射光がレーザ
ダイオード１に戻らない構造にしている。フェル−ル１
４をガイドするフェル−ルガイド１５を設けることによ
り、フェル−ル１４とガイド１５間でＺ軸調整するとと
もにフェル−ルガイド１５とレンズガイド１１間でＸ，
Ｙ軸調整する。

【００２４】光結合実験によると、ロッドレンズ１０と
ファイバ１３との許容相対位置ずれ量は最大結合から１
ｄＢ低下する場合、Ｘ，Ｙ方向に対しては±３μｍであ
り、Ｚ方向に対しては±１５０μｍである。そこで、ま
ず、Ｘ，Ｙ，Ｚ三軸を光軸調整後、レンズガイド１１と
フェル−ルガイド１５との間を全周固定する。固定部１
６は、フェル−ルガイド１５側に溝を取付け、この部分
にリング状Ａｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ｇｅ接合材を置き、高周
波加熱によりフェル−ルガイド１５を加熱して溶融．凝
固させる。つぎに、フェル−ル１４とフェル−ルガイド
１５との間をＰｂ−Ｓｎはんだで固定する。なお、フェ
ル−ル１４とフェル−ルガイ１５ドとの接合は、熱電冷
却素子３とサブステム４との接合と同様な方法を用いる
とさらに安定した接合が得られる。

【００２５】上記実施例によれば、サブステム４と熱電
冷却素子３とベース５との接合は、接合界面にかかる力
を低減するように溝を設けたこと、接合を同種の金属材
間接合としたこと、さらには組立接合時ぬれ性を高める
ためにセラミックス表面の金属板が発熱できる構造とし
たことにより、接合性が良好でかつ接合強度の高い固定
ができ、長期間の使用に対しても安定した固定を得るこ
とができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、レーザダイオードを固
定するサブステムを熱電冷却素子に、ぬれ性良く、しか
も接合界面にかかる力を少なくして固定することができ
、長期間の信頼性試験に対しても安定した接合を得るこ
とができる。また、はんだ付け作業を短時間で行える効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のパッケ−ジの縦断面図であ
る。

【図２】図１のレンズガイド部の断面図である。

【図３】図２の他の実施例の断面図である。

【図４】本発明に係るサブステムと熱電冷却素子の接合
部の実施例の断面図である。

【図５】本発明に係るサブステムと熱電冷却素子の接合
部の他実施例の断面図である。

【図６】本発明に係る熱電冷却素子表面の金属板に通電
したときの組み立てを示す斜視図である。

【図７】本発明に係る熱電冷却素子表面の金属板に通電
したときの組み立てを示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　レーザダイオード ２　　　　ケース ３　　　　熱電冷却素子 ４　　　　サブステム ５　　　　ベース ６　　　　フォトダイオード ７　　　　球レンズ １０　　ロッドレンズ １１　　レンズガイド １３　　シングルモ−ドファイバ １４　　フェル−ル １５　　フェル−ルガイド

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　パッケージケースの一方の側壁に熱電
   冷却素子及びサブステムを介して接合固定されたレーザ
   ダイオード素子と、前記レーザダイオード素子の前方出
   射端の近傍に固定された第一のレンズと、パッケージケ
   ースの他方の対向した側壁に固定された第二のレンズと
   、を備えたレーザダイオード結合装置において、前記サ
   ブステムと同一又は同種の材質からなる金属材が予め前
   記熱電冷却素子表面に接合され、この金属材の面を介し
   て熱電冷却素子接合表面とサブステム接合表面とが接合
   固定されたことを特徴とするレーザダイオード結合装置
   。
2. 【請求項２】　　パッケージケースの一方の側壁に熱電
   冷却素子及びサブステムを介して接合固定されたレーザ
   ダイオード素子と、前記レーザダイオード素子の前方出
   射端の近傍でサブステム上に接合固定された第一のレン
   ズと、パッケージケースの他方の対向した側壁にレンズ
   ホルダを介して接合固定された第二のレンズと、レンズ
   ホルダの一端でフェル−ルホルダを介して固定されたフ
   ェル−ル付ファイバとを備えたレーザダイオード結合装
   置において、前記サブステムと同一又は同種の材質から
   なる金属材が予め前記熱電冷却素子表面に接合され、こ
   の金属材の面を介して熱電冷却素子接合表面とサブステ
   ム接合表面とが接合固定されたことを特徴とするレーザ
   ダイオード結合装置。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２において、前記熱電冷
   却素子接合表面及び前記サブステム接合表面の少なくと
   も一方に溝が設けられ、この溝の面を介して両者が接合
   固定されたことを特徴とするレーザダイオード結合装置
   。
4. 【請求項４】　　請求項１又は２において、前記サブス
   テムと同一又は同種の材質からなる金属材の表面に予め
   溝が設けられ、この溝の面を介して前記熱電冷却素子接
   合表面と前記サブステム接合表面とが接合固定されたこ
   とを特徴とするレーザダイオード結合装置。
5. 【請求項５】　　請求項１〜４のいずれかにおいて、前
   記熱電冷却素子表面に接合する金属材料としては、無酸
   素銅，Ｎｉ，Ｃｕ−（８０〜８５）Ｗ，Ｆｅ−２９Ｎｉ
   −１７Ｃｏ，Ｆｅ−４２Ｎｉであり、Ａｇロ−、低融点
   ガラス、Ａｕ−Ｓｉ，Ａｕ−Ｇｅ，Ａｕ−Ｓｎなどの接
   合材で前記熱電冷却素子表面に該金属材が接合固定され
   、続いてＩｎ−Ｓｎ，Ｉｎ−Ａｇ，Ｉｎ−Ｐｂ−Ａｇ，
   Ｐｂ−Ｓｎなどのはんだ材により前記サブステムと固定
   されたことを特徴とするレーザダイオード結合装置。
6. 【請求項６】　　請求項１〜５のいずれかにおいて、前
   記熱電冷却素子表面に接合する金属材に電流負荷用電極
   が設けられたことを特徴とするレーザダイオード結合装
   置。
7. 【請求項７】　　請求項２〜６のいずれかにおいて、前
   記フェル−ルガイドと同一又は同種の材質からなる金属
   材が予め前記フェル−ル表面に接合され、この面を介し
   てフェル−ルとフェル−ルガイドとが接合固定されたこ
   とを特徴とするレーザダイオード結合装置。
8. 【請求項８】　　パッケージケースの一方の側壁に熱電
   冷却素子及びサブステムを介して接合固定されたレーザ
   ダイオード素子と、前記レーザダイオード素子の前方出
   射端の近傍に固定された第一のレンズと、パッケージケ
   ースの他方の対向した側壁に固定された第二のレンズと
   、を備えたレーザダイオード結合装置の組立方法におい
   て、予め熱電冷却素子表面にサブシステムと同一又は同
   種の材質からなる金属材を接合固定しておき、つぎにサ
   ブステムと金属材付熱電冷却素子とをはんだ材を用いて
   接合固定することを特徴とするレーザダイオード結合装
   置の組立方法。
9. 【請求項９】　　請求項８において、熱電冷却素子と前
   記サブステムとをはんだで接合する時、前記金属材に設
   けられた電流負荷用電極に通電しながら行うことを特徴
   とするレーザダイオード結合装置の組立方法。
10. 【請求項１０】　　請求項９において、熱電冷却素子表
    面に接合する金属材は、無酸素銅，Ｎｉ，Ｃｕ−（８０
    〜８５）Ｗ，Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ，Ｆｅ−４２Ｎ
    ｉ，Ｎｉ−Ｃｒであり、Ａｇロ−、低融点ガラスなどの
    接合材を用いて熱電冷却素子表面に該金属材を接合し、
    その後熱電冷却素子と前記サブステムとをＩｎ−Ｓｎ，
    Ｉｎ−Ａｇ，Ｉｎ−Ｐｂ−Ａｇ，Ｐｂ−Ｓｎなどのはん
    だで接合する時、前記金属材に設けられた電流負荷用電
    極に通電しながら行うことを特徴とするレーザダイオー
    ド結合装置の組立方法。