JPH0537025A - 半導体光源モジユール - Google Patents

半導体光源モジユール

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JPH0537025A
JPH0537025A JP3194051A JP19405191A JPH0537025A JP H0537025 A JPH0537025 A JP H0537025A JP 3194051 A JP3194051 A JP 3194051A JP 19405191 A JP19405191 A JP 19405191A JP H0537025 A JPH0537025 A JP H0537025A
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JP
Japan
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pipe
semiconductor light
optical fiber
light source
rear end
Prior art date
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Pending
Application number
JP3194051A
Other languages
English (en)
Inventor
Aritaka Ono
有孝 大野
Suminori Uematsuse
純則 上松瀬
Hiroyuki Honma
博之 本間
Kiyousuke Maezawa
亨介 前澤
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.)
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0537025A publication Critical patent/JPH0537025A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ溶接を用いて半導体光源に光ファイバ
を調芯固定する際に生ずる調芯ずれを軽減させる。 【構成】 この発明の半導体光源モジュールは半導体光
源12と光ファイバ5とパイプ4とフランジ部3とより
成る。半導体光源12は光源パッケージ1とハウジング
2とより成る。パイプ4はその後端を光ファイバ5の一
端に端面位置を合わせて、その外周面に同軸心に取付け
られる。フランジ部3はパイプ4の後端の外周面に同軸
心に嵌合され、軸心に対して等角間隔かまたは対称な複
数の点P1 ,P2 ,…又はP1 ′,P2 ′…で同時にパ
イプ4の外周面にレーザ溶接される。また、フランジ部
3の外周面の後端縁が、同様に軸心に対して等角間隔か
または対称な複数の点P3 ′,P3 ′…で同時にハウジ
ング2の前端面にレーザ溶接される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は光通信,光ファイバセ
ンサに用いる半導体光源モジュールに関し、特に光ファ
イバと光源との調芯固定構造に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
レーザ等の半導体光源出射光を光ファイバに導入するた
めの位置決め(以下調芯という)にはミクロン単位の調
芯精度が必要であり、特にシングルモード光ファイバの
場合、1ミクロン以下の調芯精度が必要となる。光ファ
イバと光源とを調芯後、固定して保持するための接合方
法として、従来は接着が用いられていた。しかし接着に
よる接合は固定の安定性に問題があると同時に、接着硬
化に時間がかかるため生産性が悪かった。
【0003】一方、これらの問題を解決する接合方法と
してレーザ溶接を用いた調芯固定が注目されている。溶
接による接合は接着と異なり一般的に高温接合であるた
め、接合部のクリープが生じにくく、安定な接合が期待
できると同時に、レーザ溶接は非接触加工であるため半
田ゴテ等の接触による調芯ずれがなく、調芯固定用とし
て有利な点を有する。又、レーザ溶接は極めて短時間
(数ミリ秒程度)で接合が完了するため、生産性にもす
ぐれる。しかしながら、その反面,硬化時に発生する応
力により調芯のずれが生じやすい点が問題であった。
【0004】この発明の目的は、このようなレーザ溶接
による調芯ずれを軽減させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は光源パッケー
ジと、ハウジングと、フランジ部と、パイプと、光ファ
イバとより成る半導体光源モジュールである。前記パイ
プは、金属より成り、その後端を前記光ファイバの一端
に端面位置をほぼ合わせて、その光ファイバの外周面に
同軸心に取付けられる。
【0006】前記光源パッケージは、半導体発光素子を
その光軸が金属円板状のステムにほぼ同軸心となるよう
に、そのステムの内面に取付けたものである。前記ハウ
ジングは、金属円筒体より成り、その中心孔に前記光源
パッケージの半導体発光素子を収容し、後端に前記ステ
ムを同軸心に支持する。前記フランジ部は、後端にリン
グ状のフランジを有する金属円筒体より成り、前記パイ
プの後端の外周面に同軸心に嵌合され、軸心に対して等
角間隔かまたは対称な複数の点で前記パイプの外周面に
同時にレーザ溶接される。また前記フランジ部は、前記
フランジ側の後端面が前記ハウジングの前端面に密着し
てほぼ同軸心に配され、そのフランジの外周面の後端縁
が、軸心に対して等角間隔かまたは対称な複数の点で同
時に前記ハウジングの前端面にレーザ溶接される。 前
記フランジ部は、軸線方向の複数の位置で前記パイプの
外周面に溶接されるのが望ましい。
【0007】また、前記光ファイバの一端は、軸線方向
において前記フランジ部の後端面とほぼ同じ位置に配さ
れるのが望ましい。
【0008】
【実施例】この発明の実施例を図1に参照して説明す
る。この発明の半導体光源モジュールは、光源パッケー
ジ1と、ハウジング2と、フランジ部3と、パイプ4
と、光ファイバ5とより構成される。パイプ4は、金属
製で、その後端を光ファイバ5の一端に端面位置をほぼ
合わせて、光ファイバの外周面に同軸心に半田6,7に
より固定される(しかし、接着剤を用いることもでき
る)。光ファイバ5の一端は外皮が削除されてクラッド
5aが露出されている。またパイプ4の後端の内径は一
段小さくされ、その小径孔にクラッド5aが嵌合され
る。
【0009】光源パッケージ1は、半導体発光素子1d
をその光軸が金属円板状のステム1aにほぼ同軸心とな
るように、ステム1aの内面に取付けられる。半導体発
光素子1dは、ステム1aの内面に固定される支持台1
bとその上の一端に取付けられる発光素子チッブ1cと
より成り、発光素子チッブ1cの光軸がステム1aとほ
ぼ同軸心となるように取付けられる。ステム1aの後端
面より半導体発光素子1dに電源供給するための端子ピ
ン1fが突出される。
【0010】図1Aの場合には、半導体発光素子1dを
覆うように、金属製の円筒状のキャップ1eがステム1
aの内面に同軸心に取付けられ、内部に不活性ガスが封
入される。キャップ1eの光軸と直交する部分にはガス
ラ製の窓が形成されている。ハウジング2は、金属円筒
体より成り、後端部2aの中心孔に半導体発光素子1d
を収容し、後端の内周面にステム1aを同軸心に嵌合さ
せ、例えばレーザ溶接により互いに固定される。
【0011】図1Aの場合は、ハウジング2の半導体発
光素子1dを収容した後端部2aより前方の前端部2b
は可なり長くされ、その内径は後端部2aのそれより小
さくされ、前端部2bの後端部2a寄の半部の中心孔に
先球ロッドレンズ8が取付けられる。先球ロッドレンズ
8は、発光素子チップ1cから出射された光を光ファイ
バ5の端面に収束させるレンズである。図1Bの場合に
は先球ロッドレンズを用いないで、光ファイバ5のクラ
ッド5aの端面に先球加工を施している。光源パッケー
ジ1とハウジング2とにより半導体光源12が構成され
る。
【0012】フランジ部3は、後端にリング状のフラン
ジを有する金属円板体より成り、パイプ4の後端の外周
面に同軸心に嵌合され、軸心に対して等角間隔かまたは
対称な複数の点P1 ,P1 ′…で、同時にパイプ4の外
周面にレーザ溶接される。更に軸線方向の位置を変え
て、同様に軸心に対して等角間隔かまたは対称な複数の
点P1 ′,P2 ′…で同時にレーザ溶接される。これら
二度にわたる溶接は、フランジ側の後端面がハウジング
の前端面に密着するようにフランジを押圧し、光ファイ
バ5の他端より出射する光量が最大となるように、フラ
ンジ部3に対するパイプ4の軸線方向の位置を微調整し
た後に行われる。これによって光ファイバ5は半導体光
源12に対する軸線方向(Z軸方向)の位置が固定され
る。
【0013】パイプ4を固定したフランジ部3をハウジ
ング2の前面に押圧させた状態で、光ファイバ5の他端
より出射する光量が最大となるように、Z軸方向と直角
なX軸方向及びY軸方向にフランジ3の位置を微調整し
た後、フランジ部3のフランジの外周面の後端縁は軸心
に対して等角間隔かまたは対称な複数の点P3 ,P3
…で、同時に、ハウジング2の前端面にレーザ溶接され
る。これによって光ファイバ5の半導体光源12に対す
るX軸及びY軸方向の位置が固定される。
【0014】図1Aの場合には、パイプ4の後端(従っ
て光ファイバ5の後端も)とフランジ部3の後端とは互
いの端面位置をほぼ同じくしている。一方、図1Bの場
合には、パイプ4の後端はフランジ部3の後端より後方
に突出され、その突出長は、ハウジング2の前端部2b
の軸線方向の長さにほぼ等しくされている。フランジ部
3をハウジング4に溶接する際、図2に示すようにフラ
ンジ部3の外周面の前端縁のP0 点を支点として、角度
θだけ傾むいたとすると、光ファイバ5の光軸L2 の一
端のPf 点は、半導体光源12の光軸L1 (ハウジング
4の軸線にほぼ等しい)を基準として、L1 と直角なX
軸及びY軸方向に僅かなずれを生じる。そのずれの大き
さは、光ファイバ5の端面がフランジ部3の後端面の位
置に一致している図2Aの場合の方が、光ファイバ5の
端面がフランジ部3の後端面より突出している図2Bの
場合より小さくなる。従ってそれだけ溶接における調芯
ずれを小さくできる。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、パイプ4と、フラン
ジ部3との接合及びフランジ部3とハウジング2との接
合は、軸心に対して等角間隔かまたは対称な複数の点で
同時にレーザ溶接により行なわれるので、接合時に発生
する応力が軸心に対して互いにバランスがたもたれ、互
いに接合される両者の相対的な位置ずれが発生しにくく
なり、その結果半導体光源12と光ファイバ5との相対
位置ずれ(調芯ずれ)を防ぐことができる。
【0016】パイプ4とフランジ部3との接合を軸線方
向の複数の位置で行う場合には、接合部の剛性が高くな
り、パイプ4にせん断方向の応力が加わった時の半導体
光源12と光ファイバ5の調芯ずれを防ぐことができ、
その結果、実使用環境下での振動、衝撃等に対する耐性
が高められる。また、光ファイバ5の一端の軸線方向の
位置をファイバ部5の後端面の位置にほぼ等しくした場
合には、フランジ部3がハウジング4の後端面に対して
僅かに傾むいて溶接された場合に、光ファイバ5の半導
体光源12に対する調芯のX軸及びY軸方向のずれを最
小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す縦断面図である。
【図2】図1のフランジ部3がハウジング4の後端面に
対して傾むいて溶接された場合の光ファイバ5の半導体
光源に対する調芯ずれを説明するための要部の縦断面
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前澤 亨介 東京都渋谷区道玄坂1丁目21番6号 日本 航空電子工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源パッケージと、ハウジングと、フラ
    ンジ部と、パイプと、光ファイバとより成る半導体光源
    モジュールであって、 前記パイプは、金属より成り、その後端を前記光ファイ
    バの一端に端面位置をほぼ合わせて、その光ファイバの
    外周面に同軸心に取付けられるものであり、 前記光源パッケージは、半導体発光素子をその光軸が金
    属円板状のステムにほぼ同軸心となるように、そのステ
    ムの内面に取付けたものであり、 前記ハウジングは、金属円筒体より成り、その中心孔に
    前記光源パッケージの半導体発光素子を収容し、後端に
    前記ステムを同軸心に支持するものであり、 前記フランジ部は、後端にリング状のフランジを有する
    金属円筒体より成り、前記パイプの後端の外周面に同軸
    心に嵌合され、軸心に対して等角間隔かまたは対称な複
    数の点で同時に前記パイプの外周面にレーザ溶接され、 前記フランジ部は、前記フランジ側の後端面が前記ハウ
    ジングの前端面に密着してほぼ同軸心に配され、そのフ
    ランジの外周面の後端縁が、軸心に対して等角間隔かま
    たは対称な複数の点で同時に、前記ハウジングの前端面
    にレーザ溶接されるものであることを特徴とする、 半導体光源モジュール。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記フランジ部は、
    軸線方向の複数の位置で前記パイプの外周面に溶接され
    ることを特徴とする半導体光源モジュール。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、前記光ファ
    イバの一端は、軸線方向において前記フランジ部の後端
    面とほぼ同じ位置に配されることを特徴とする半導体光
    源モジュール。
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Effective date: 19960514