JPH0545927B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 概 要 光アイソレータ内蔵型半導体レーザモジユール
における光アイソレータの回転方向位置調整方法
に関し、 順方向の損失特性及びアイソレーシヨン特性の
ばらつきが生じにくい調整方法の提供を目的と
し、 半導体レーザからの光を第１レンズにより概略
コリメートするように構成された半導体レーザア
センブリと、該半導体レーザアセンブリからの光
を特に順方向に良好に透過する光アイソレータが
収容されたパツケージと、上記光アイソレータの
順方向透過光を第２レンズにより集光して光フア
イバに導入するように構成されたフアイバアセン
ブリとを一体化してなる光アイソレータ内蔵型半
導体レーザモジユールにおいて、上記アイソレー
タを上記パツケージに対して所定角度の範囲内で
回動可能にし、上記所定角度の範囲により回動が
制限される一方の側まで上記光アイソレータを回
動させておき、この光アイソレータを回動させた
方向と同方向に、順方向損失が増大し始めるまで
上記パツケージを上記半導体レーザアセンブリに
対して回動させて上記パツケージと上記半導体レ
ーザアセンブリとを固定した後、上記光アイソレ
ータを上記所定角度の範囲により回動が制限され
る他方の側まで回動させるようにして構成する。

産業上の利用分野 本発明は光アイソレータ内蔵型半導体レーザモ
ジユールにおける光アイソレータの回転方向位置
調整方法に関する。

光フアイバを光伝送路として使用する例えば光
伝送システムにおいては、半導体レーダ（LD）
及び発行ダイオード（LED）等の光源から放射
された光を光フアイバ内に導入するために、光源
と光フアイバ端末部とを所定の位置関係で固定し
これらの間に集光用のレンズ系を設けてなる光半
導体モジユールが使用される。この種の光半導体
モジユールにおいて、光源がLDである場合には、
光フアイバ端面等からの反射帰還光がある場合に
LDの動作が不安定になるから、光を順方向にの
み透過する光アイソレータを内蔵した光アイソレ
ータ内蔵型LDモジユールが使用される。ところ
で、光アイソレータの構成によつては順方向の損
失特性及びアイソレーシヨン特性が光軸に対する
光アイソレータの回転方向の位置に依存して変化
する場合があり、このため、光アイソレータの回
転方向の位置を最適な位置に調整する方法の確立
が要望されている。

従来の技術 第７図は一般的な光アイソレータの構成及び動
作を説明するための図である。この光アイソレー
タは、入射光を45°施光して出射するフアラデー
回転子３１と、偏光分離膜３２ａを有する偏光分
離プリズム３２とをこの順で順方向光軸上に配置
し、これらの周囲に、フアラデー回転子３１に所
定の磁界を印加するための円筒形状の永久磁石３
３を配置して構成されている。

いま、偏光分離膜３２ａについての入射面がy_z
平面となるような直交三次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）
を考え、図示しないLDからの光がｚ方向に伝搬
しているものとする。そして、LDからの光は実
質的に直線偏光であり、その偏光面はyz平面に
対して45°の角度をなしているとする。このとき、
フアラデー回転子３１により旋光されたLDから
の光の偏光面はyz平面と平行になり、つまり、
偏光分離膜３２ａについてのＰ偏光となり、小さ
な損失でこの光アイソレータを透過し光伝送路に
導入される。一方、逆方向に伝搬してきた反射帰
還光のうち偏光分離膜３２ａについてのＰ偏光成
分は、順方向の場合と同様低損失で偏光分離プリ
ズム３２を透過するが、フアラデー回転子３１に
よりLDからの順方向出射光の偏光面と直交する
偏光面を有するように旋光されるので、反射帰還
光のLDに対する影響が除去される。尚、反射帰
還光のうち偏光分離膜３２ａについてのＳ偏光成
分は、偏光分離膜３２ａでの反射除去されるの
で、LDには帰還しない。

第８図は偏光分離膜の一般的な特性を示すグラ
フであり、Ｐ偏光及びＳ偏光に対する損失とLD
の発振波長との関係を示している。第７図に示さ
れる光アイソレータの機能において偏光分離膜に
要求される特性は、順方向のＰ偏光は低損失で透
過し、逆方向反射帰還光のＳ偏光成分は高損失で
反射除去することであるから、LDの発振波長λ
に対してＰ偏光の損失が小さくＳ偏光の損失が大
きくなるように、Ｐ偏光及びＳ偏光についての特
性曲線が設定されているべきである。

このような設定を行うには、Ｐ偏光及びＳ偏光
についての特性曲線が偏光分離膜への入射角度に
応じて波長方向に概略平行移動（シフト）するこ
とを利用して、偏光分離膜への入射角を調整する
ことにより特性曲線の設定を行うようにしてい
る。具体的には、通常、偏光分離プリズムの表面
等における反射を防止するためにモジユール光軸
に対して光アイソレータを斜めに設置しており、
光アイソレータを回転させたときに偏光分離膜へ
の入射角が変化するという点を考慮して、光アイ
ソレータの回転方向の位置調整を行うことによつ
て、Ｐ偏光及びＳ偏光についての最適な特性曲線
を得るようにしている。

尚、偏光分離膜への入射角の変化による特性曲
線のシフトに伴う損失の変化の大きさと、偏光分
離膜に対するＰ偏光又はＳ偏光の偏光面の回転に
伴う損失の変化の大きさとを、光アイソレータの
単位回転角当りで比較すると、前者の方が後者よ
りも十分大きいので、光アイソレータの回転方向
の位置調整をすることで、最適な特性曲線を得る
ことができるのである。

発明が解決しようとする課題 光アイソレータの回転方向の位置を調整して偏
光分離膜についてのＰ偏光及びＳ偏光の特性曲線
をLDの発振波長に対して最適になるように調整
する場合、実際測定することができるのは順方向
に出射した光の強度だけであるので、測定は必ず
しも容易でない。即ち、順方向に出射した光の強
度を測定しながら、第８図において、LDの発振
波長λを基準としてＰ偏光の損失が低いレベルか
ら急激に増大し始める部分Ａが適当な位置となる
ように特性曲線の設定を行うので、正確な調整が
困難であり、順方向の損失特性及びアイソレーシ
ヨン特性のばらつきが生じやすい。具体的には、
例えば、Ｐ偏光の損失が低いレベルから急激に増
大し始める部分Ａを与える波長がLDの発振波長
λと近接するように調整がなされた場合には、モ
ジユール構成部材の機械的な変形またはLDの発
振波長の変動により順方向の損失が著しく変化す
る場合がある。

本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされ
たもので、順方向の損失特性及びアイソレーシヨ
ン特性のばらつきが生じにくい調整方法の提供を
目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図であり、LD１からの
光を第１レンズ２により概略コリメートするよう
に構成されたアセンブリ３と、LDアセンブリ３
からの光を特に順方向に良好に透過する光アイソ
レータ４が収容されたパツケージ５と、光アイソ
レータ４の順方向透過光を第２レンズ６により集
光して光フアイバ７に導入するように構成された
フアイバセンブリ８とを一体化してなる光アイソ
レータ内蔵型LDモジユールが図示されている。

光アイソレータ４の光軸（図示せず）はLDア
センブリ３の光軸（図示せず）に対して傾斜して
いる。

本発明の調整方法は、同図に示されるモジユー
ルにおいて、光アイソレータ４をパツケージ５に
対して所定角度の範囲内で回動可能にし、上記所
定角度の範囲により回動が制限される一方の側ま
で光アイソレータ４を回動させておき、この光ア
イソレータ４を回動させた方向と同方向に、順方
向損失が増大し始めるまでパツケージ５をＬアセ
ンブリ３に対して回動させてパルケージ５とLD
アセンブリ３とを固定した後、光アイソレータ４
を上記所定角度の範囲により回動が制限される他
方の側まで回動させるようにしたものである。

作 用 本発明の調整方法によれば、例えば第８図に示
されるグラフにおいて、Ｐ偏光についての特性曲
線における順方向損失が増大し始める部分Ａと
LDの発振波長λとの相対関係を常に一定にする
ことができるので、順方向の損失特性及びアイソ
レーシヨン特性のばらつきが生じにくくなる。

尚、パツケージに対する光アイソレータの回動
可能な角度範囲は、例えば第８図においてＳ偏光
についての損失が実用上問題となるレベルまで低
下することがない範囲とすることができる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は本発明の実施に使用することのできる
光アイソレータ内蔵型LDモジユールの一部破断
側面図である。１１はLDアセンブリであり、送
信光源となるLD１２と、このLD１２から放射さ
れた光を概略コリメートする球レンズ等の第１レ
ンズ１３とを具備して構成されている。１４はフ
アイバアセンブリであり、集束性ロツドレンズ等
の第２レンズ１５と、この第２レンズ１５により
集束された光が導入される光フアイバ１６とを具
備して構成されている。１７はLDアセンブリ１
１の出射光軸及びフアイバアセンブリ１４の入射
光軸に対して斜めに形成された概略斜円筒状のパ
ツケージであり、このパツケージ１７の内部には
光アイソレータ１８が装入されている。そして、
LDアセンブリ１１とパツケージ１７とフアイバ
アセンブリ１４とを一体化することによつて、こ
のモジユールは構成されている。

第３図は第２図に於ける−線に沿つてパツ
ケージ１７を破断したときのパツケージ１７及び
光アイソレータ１８の斜視図であり、第２図にお
ける破断部分については破断されていないものと
して図示されている。概略円柱形状の光アイソレ
ータ１８の外周には、互いに対向する位置に長手
方向に凸部が設けられており、パツケージ１７の
内周には、光アイソレータ１８を所定角度の範囲
で回動させることができるように、光アイソレー
タの凸部１９より幅広の凹部２０が形成されてい
る。２１は光アイソレータ１８がパツケージ１７
の外部に露出するようにパツケージ１７に形成さ
れた開口部であり、この開口部２１を形成してお
くことによつて、パツケージ１７の外部から光ア
イソレータ１８を回動させることができる。

光アイソレータ１８は、その断面構成を第４図
に示すように、順方向入射側及び出射側にそれぞ
れ開口２２ａ，２２ｂが形成されたハウジング２
２と、ハウジング２２内に保持された永久磁石２
３と、永久磁石２３により所定磁界が印加される
フアラデー回転子２４と、フアラデー回転子２４
の出射光軸上に配置された偏光分離プリズム２５
とから構成されている。２５ａは偏光分離プリズ
ム２５の偏光分離膜である。

次に、光アイソレータの回転方向の位置調整方
法を第５図及び第６図により説明する。まず、第
５図ａに示すように、光アイソレータの凸部１９
がパツケージの凹部２０の一方の壁面に当接する
ように光アイソレータ１８をパツケージ１７内で
回動させておく。次に、第５図ａにおいて光アイ
ソレータ１８を回動させた方法と同方向に、パツ
ケージ１７をLDアセンブリ１１に対して回動さ
せていき、第６図に示されるＰ偏光の特性曲線の
うち実線で示されるように、LDの発振波長がＰ
偏光の特性曲線において丁度順方向の損失が増大
し始めるようなところにし、この状態でパツケー
ジ１７とLDアセンブリ１１とを相互固定する。
こうしておけば、第５図ｂに示すように、光アイ
ソレータの凸部１９がパツケージの凹部２０にお
ける他方の壁面に当接するように光アイソレータ
１８を再び回動させることによつて、Ｐ偏光及び
Ｓ偏光についての特性曲線を第６図において破線
で示されるようにシフトすることができるので、
LDの発振波長λと角特性曲線との関係を、多少
の発振波長の変動等によつては順方向の損失が増
大することがなく且つアイソレーシヨンが低下す
ることのないような関係とすることができる。
尚、光アイソレータ１８の回動可能な範囲が広す
ぎると、Ｓ偏光についての特性曲線がシフトしす
ぎてアイソレーシヨンが低下するので、光アイソ
レータ１８の回動可能範囲はアイソレーシヨンの
低下が生じないように設定することが望ましい。

上記実施例では、光アイソレータの外周部に凸
部を設け、パツケージの内周に凹部を設けている
が、これとは逆に光アイソレータの外周部に凹部
を設け、パツケージの内周部に凸部を設けてもよ
い。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、順方向
の損失特性及びアイソレーシヨン特性のばらつき
が生じにくい調整を行うことができ、安定した品
質のLDモジユールの提供が可能になるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明の実
施に使用することのできるLDモジユールの一部
破断側面図、第３図は第２図における−線に
沿つてパツケージを破断したときのパツケージ及
び光アイソレータの斜視図、第４図は第２図及び
第３図に示される光アイソレータの断面図、第５
図は本発明実施例における光アイソレータの回転
調整を説明するための図、第６図は本発明実施例
における光アイソレータの回転調整を説明するた
めの損失と波長との関係を示すグラフ、第７図は
一般的な光アイソレータの構成及び動作を説明す
るための図、第８図は光アイソレータの従来の回
転調整方法を説明するたの、損失と波長との関係
を示すグラフである。 １，１２……LD（半導体レーザ）、２，１３…
…第１レンズ、３，１１……LDアセンブリ、４，
１８……光アイソレータ、５，１７……パツケー
ジ、６，１５……第２レンズ、７，１６……光フ
アイバ、８，１４……フアイバアセンブリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザ１からの光を第１レンズ２によ
   り概略コリメートするように構成された半導体レ
   ーザアセンブリ３と、 該半導体レーザアセンブリ３の光軸に対して傾
   斜した光軸を有し該半導体レーザアセンブリ３か
   らの光を特に順方向に良好に透過する光アイソレ
   ータ４が収容されたパツケージ５と、 上記光アイソレータ４の順方向透過光を第２レ
   ンズ６により集光して光フアイバ７に導入するよ
   うに構成されたフアイバアセンブリ８とを一体化
   してなる光アイソレータ内蔵型半導体レーザモジ
   ユールにおいて、 上記光アイソレータ４を上記パツケージ５に対
   して所定角度の範囲内で回動可能にし、 上記所定角度の範囲により回動が制限される一
   方の側まで上記光アイソレータ４を回動させてお
   き、 この光アイソレータ４を回動させた方向と同方
   向に、順方向損失が増大し始めるまで上記パツケ
   ージ５を上記半導体レーザアセンブリ３に対して
   回動させて上記パツケージ５と上記半導体レーザ
   アセンブリ３とを固定した後、 上記光アイソレータ４を上記所定角度の範囲に
   より回動が制限される他方の側まで回動させるよ
   うにしたことを特徴とする光アイソレータ内蔵型
   半導体レーザモジユールにおける光アイソレータ
   の回動方向位置調整方法。