JPH0624248B2 - 光半導体素子モジュールの組立方法 - Google Patents
光半導体素子モジュールの組立方法Info
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- JPH0624248B2 JPH0624248B2 JP63258775A JP25877588A JPH0624248B2 JP H0624248 B2 JPH0624248 B2 JP H0624248B2 JP 63258775 A JP63258775 A JP 63258775A JP 25877588 A JP25877588 A JP 25877588A JP H0624248 B2 JPH0624248 B2 JP H0624248B2
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- optical
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は,半導体レーザ,発光ダイオード,フオトダ
イオード,アバランシエフオトダイオード等の光半導体
素子と光フアイバを光学的に結合させた光半導体素子モ
ジュールの組立方法に関するものである。
イオード,アバランシエフオトダイオード等の光半導体
素子と光フアイバを光学的に結合させた光半導体素子モ
ジュールの組立方法に関するものである。
第2図は例えば特公昭61-14678号公報に示された従来の
光半導体素子モジユールを示す断面図であり,図におい
て,(1)は光フアイバ,(2)は金属の光フアイバスリー
ブ,(3)はキヤツプ,(7)は光半導体素子,(8)は光半導
体素子(7)の発光または受光面がほぼその中心にくるよ
うに光半導体素子(7)を固定したステム,(11a),(11b)は
ステムリード,(13)はステムリード(11a)を気密封止す
るための低融点ガラス,(14)は光半導体素子(17)とステ
ムリード(11a)に接続された電極リード線,(51),(52)は
ハンダである。ステムリード(11b)はステム(8)と電気的
導通を有するように接続されている。ステムリード(11
a)は低融点ガラス(13)によりステム(8)とは絶縁されて
いる。
光半導体素子モジユールを示す断面図であり,図におい
て,(1)は光フアイバ,(2)は金属の光フアイバスリー
ブ,(3)はキヤツプ,(7)は光半導体素子,(8)は光半導
体素子(7)の発光または受光面がほぼその中心にくるよ
うに光半導体素子(7)を固定したステム,(11a),(11b)は
ステムリード,(13)はステムリード(11a)を気密封止す
るための低融点ガラス,(14)は光半導体素子(17)とステ
ムリード(11a)に接続された電極リード線,(51),(52)は
ハンダである。ステムリード(11b)はステム(8)と電気的
導通を有するように接続されている。ステムリード(11
a)は低融点ガラス(13)によりステム(8)とは絶縁されて
いる。
光ファイバ(1)の先端部端面は鏡面切断あるいは球状レ
ンズ加工されている。また,先端近傍の外周表面はメタ
ライズされており,光フアイバスリーブ(2)とハンダ(5
1)により固定されている。キヤツプ(3)の上部の円筒状
部分の内径は光フアイバスリーブ(2)の外径よりも200〜
300μm大きく,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)
の上部の円筒状部分とのすき間にハンダ(52)を充填しつ
つ,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)をハンダ付固
定する。
ンズ加工されている。また,先端近傍の外周表面はメタ
ライズされており,光フアイバスリーブ(2)とハンダ(5
1)により固定されている。キヤツプ(3)の上部の円筒状
部分の内径は光フアイバスリーブ(2)の外径よりも200〜
300μm大きく,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)
の上部の円筒状部分とのすき間にハンダ(52)を充填しつ
つ,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)をハンダ付固
定する。
次に組立手順を示す。
ステム(8)とキヤツプ(3)のつばの部分に加圧しながら大
電流を流して,つばの接触抵抗による加熱により溶接す
るプロジエクシヨン溶接により,ステム(8)とキヤツプ
(3)を固定する。次に,光フアイバ(1)をハンダ(51)で固
定した光フアイバスリーブ(2)をキヤツプ(3)の上部の円
筒状部分に挿入し,光フアイバ(1)と光半導体素子とが
光学的に結合するように,すなわち,光フアイバ(1)の
出射光が光半導体素子(7)の受光面に入射する,もしく
は,光半導体素子(7)の出射光が光フアイバ(1)に入射す
るように,光フアイバスリーブ(2)を上下,左右,前後
方向に移動させて調整する。その後,ハンダ(52)によ
り,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)を固定する。
電流を流して,つばの接触抵抗による加熱により溶接す
るプロジエクシヨン溶接により,ステム(8)とキヤツプ
(3)を固定する。次に,光フアイバ(1)をハンダ(51)で固
定した光フアイバスリーブ(2)をキヤツプ(3)の上部の円
筒状部分に挿入し,光フアイバ(1)と光半導体素子とが
光学的に結合するように,すなわち,光フアイバ(1)の
出射光が光半導体素子(7)の受光面に入射する,もしく
は,光半導体素子(7)の出射光が光フアイバ(1)に入射す
るように,光フアイバスリーブ(2)を上下,左右,前後
方向に移動させて調整する。その後,ハンダ(52)によ
り,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)を固定する。
従来の光半導体素子モジユールは以上のように構成され
ているので,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)のす
き間が200〜300μmと大きく,また,光フアイバ(1)と
光半導体素子(7)とを光学的に結合するように光フアイ
バスリーブ(2)を移動させて調整するために光フアイバ
スリーブ(2)がキヤツプ(3)の上部の円筒状部分の中央に
位置することがなく,光フアイバスリーブ(2)とキヤツ
プ(3)の間のすき間のハンダ層の厚さが均一とならな
い。このため,ハンダ(51)(52)が硬化する際に,ハンダ
の収縮により光フアイバスリーブ(2)が動いて光フアイ
バ(1)と光半導体素子(7)との光学的な結合が劣化する。
また,キヤツプ(3)や光フアイバスリーブ(2)の熱膨張係
数がハンダの熱膨張係数と整合していないことによるハ
ンダ層内の歪により,外部の温度変化等により光フアイ
バと光半導体素子との光学的な結合が劣化する等の課題
があつた。
ているので,光フアイバスリーブ(2)とキヤツプ(3)のす
き間が200〜300μmと大きく,また,光フアイバ(1)と
光半導体素子(7)とを光学的に結合するように光フアイ
バスリーブ(2)を移動させて調整するために光フアイバ
スリーブ(2)がキヤツプ(3)の上部の円筒状部分の中央に
位置することがなく,光フアイバスリーブ(2)とキヤツ
プ(3)の間のすき間のハンダ層の厚さが均一とならな
い。このため,ハンダ(51)(52)が硬化する際に,ハンダ
の収縮により光フアイバスリーブ(2)が動いて光フアイ
バ(1)と光半導体素子(7)との光学的な結合が劣化する。
また,キヤツプ(3)や光フアイバスリーブ(2)の熱膨張係
数がハンダの熱膨張係数と整合していないことによるハ
ンダ層内の歪により,外部の温度変化等により光フアイ
バと光半導体素子との光学的な結合が劣化する等の課題
があつた。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので,光フアイバスリーブの固定の際や外部の温度変
化等により,光フアイバと光半導体素子との光学的な結
合が劣化しない光半導体素子モジユールを得ることを目
的とする。
もので,光フアイバスリーブの固定の際や外部の温度変
化等により,光フアイバと光半導体素子との光学的な結
合が劣化しない光半導体素子モジユールを得ることを目
的とする。
この発明に係る光半導体素子モジュールの組立方法は,
光フアイバを固定した少なくとも外周は金属の光フアイ
バスリーブと光フアイバスリーブの外径よりも大きい内
径を有する金属のスリーブホルダをスリーブホルダの長
さ方向の途中部分の2ケ所以上において,スリーブホル
ダの表面から光フアイバスリーブまでをYAGレーザ等
の赤外線レーザにより溶接したものである。
光フアイバを固定した少なくとも外周は金属の光フアイ
バスリーブと光フアイバスリーブの外径よりも大きい内
径を有する金属のスリーブホルダをスリーブホルダの長
さ方向の途中部分の2ケ所以上において,スリーブホル
ダの表面から光フアイバスリーブまでをYAGレーザ等
の赤外線レーザにより溶接したものである。
この発明においては,光フアイバスリーブとスリーブホ
ルダをスリーブホルダの表面から光フアイバスリーブま
でをYAGレーザ等の赤外線レーザにより溶接するこ
と,及び,スリーブホルダの長さ方向の途中2ケ所を溶
接することにより,光フアイバスリーブとスリーブホル
ダとを強固に固定することができる。また,光フアイバ
スリーブとスリーブホルダの間にハンダ等の熱膨張係数
の異なる物質がないので,外部の温度変化に対して安定
である。
ルダをスリーブホルダの表面から光フアイバスリーブま
でをYAGレーザ等の赤外線レーザにより溶接するこ
と,及び,スリーブホルダの長さ方向の途中2ケ所を溶
接することにより,光フアイバスリーブとスリーブホル
ダとを強固に固定することができる。また,光フアイバ
スリーブとスリーブホルダの間にハンダ等の熱膨張係数
の異なる物質がないので,外部の温度変化に対して安定
である。
以下,この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の光半導体素子モジユールの断面図で
あり,図において,(12)は光フアイバスリーブ,(13)は
セラミツク製のチツプ,(14)はステンレス製のパイプで
ある。光フアイバスリーブ(12)はチツプ(13)のパイプ(1
4)により構成されており,中心孔に光フアイバ(1)が接
着剤により固定されている。光フアイバ(1)の先端の端
面は,鏡面となるように,光フアイバスリーブ(12)とと
もに研磨されている。(15)はステンレス製のスリーブホ
ルダ,(31)はロツドレンズ,(32)はレンズホルダ,(33)
はネジ,(41)はキヤツプ,(42)はキヤツプの窓ガラス,
(43)は窓ガラス(42)をキヤツプ(41)に気密封着するため
の低融着ガラス,(61)はYAGレーザによる溶接部であ
る。なお,図において,前出のものと同一符号のものは
同一または相当部分を示すものとする。
あり,図において,(12)は光フアイバスリーブ,(13)は
セラミツク製のチツプ,(14)はステンレス製のパイプで
ある。光フアイバスリーブ(12)はチツプ(13)のパイプ(1
4)により構成されており,中心孔に光フアイバ(1)が接
着剤により固定されている。光フアイバ(1)の先端の端
面は,鏡面となるように,光フアイバスリーブ(12)とと
もに研磨されている。(15)はステンレス製のスリーブホ
ルダ,(31)はロツドレンズ,(32)はレンズホルダ,(33)
はネジ,(41)はキヤツプ,(42)はキヤツプの窓ガラス,
(43)は窓ガラス(42)をキヤツプ(41)に気密封着するため
の低融着ガラス,(61)はYAGレーザによる溶接部であ
る。なお,図において,前出のものと同一符号のものは
同一または相当部分を示すものとする。
キヤツプ(41)とステム(8)はプロジエクシヨン溶接によ
り固定されており,光半導体素子(7)はステム(8)とキヤ
ツプ(41),及び,キヤツプの窓ガラス(42)により気密封
止されている。ロツドレンズ(31)はレンズホルダ(32)に
ネジ(33)を用いて固定されている。
り固定されており,光半導体素子(7)はステム(8)とキヤ
ツプ(41),及び,キヤツプの窓ガラス(42)により気密封
止されている。ロツドレンズ(31)はレンズホルダ(32)に
ネジ(33)を用いて固定されている。
スリーブホルダ(15)はレンズホルダ(32)とほぼ同径の下
部の円筒状部分とYAGレーザ等の赤外線レーザで光フ
アイバスリーブ(12)と溶接する上部の円筒状部分から成
つている。スリーブホルダ(15)の内径はスリーブホルダ
(15)の中で光フアイバスリーブ(12)が容易に上下できる
こと,及び,すき間が大きい場合,溶接時にスリーブホ
ルダ(15)が変形して歪が残りやすいことと溶接強度がば
らつくために,光フアイバスリーブ(12)の外径よりも2
〜20μm大きい。スリーブホルダ(15)の上部の円筒状部
分の肉厚は,上部の円筒状部分の機械強度と溶接の容易
性から0.3〜0.7mmとなつている。
部の円筒状部分とYAGレーザ等の赤外線レーザで光フ
アイバスリーブ(12)と溶接する上部の円筒状部分から成
つている。スリーブホルダ(15)の内径はスリーブホルダ
(15)の中で光フアイバスリーブ(12)が容易に上下できる
こと,及び,すき間が大きい場合,溶接時にスリーブホ
ルダ(15)が変形して歪が残りやすいことと溶接強度がば
らつくために,光フアイバスリーブ(12)の外径よりも2
〜20μm大きい。スリーブホルダ(15)の上部の円筒状部
分の肉厚は,上部の円筒状部分の機械強度と溶接の容易
性から0.3〜0.7mmとなつている。
YAGレーザによる溶接部(61)は,スリーブホルダ(15)
の長さ方向(図においては上下方向)の途中部分の2ケ
所に,左右2ケずつあり,この合計4点の溶接部により
光フアイバスリーブ(12)とスリーブホルダ(15)は固定さ
れている。YAGレーザによる溶接部(61)は,図に示す
ように,スリーブホルダ(15)の外周表面から光フアイバ
スリーブ(12)に達するように形成されている。
の長さ方向(図においては上下方向)の途中部分の2ケ
所に,左右2ケずつあり,この合計4点の溶接部により
光フアイバスリーブ(12)とスリーブホルダ(15)は固定さ
れている。YAGレーザによる溶接部(61)は,図に示す
ように,スリーブホルダ(15)の外周表面から光フアイバ
スリーブ(12)に達するように形成されている。
次に組立手順を示す。
光半導体素子(7)を固定したステム(8)に窓ガラス(42)が
付いたキヤツプ(41)をプロジエクシヨン溶接で固定す
る。ロツドレンズ(31)をネジ(33)で固定したレンズホル
ダ(32)とキヤツプ(41)との接合部をYAGレーザによる
溶接で固定する。次に,スリーブホルダ(15)に光フアイ
バスリーブ(12)を挿入し,スリーブホルダ(15)及び光フ
アイバスリーブ(12)を移動させて,光フアイバ(1)と光
半導体素子(7)がロツドレンズ(31)を介して光学的に結
合するように調整する。調整後,スリーブホルダ(15)と
光フアイバスリーブ(12)を左右同時に,スリーブホルダ
(15)の長さ方向の途中部分の2ケ所を順次,YAGレー
ザによる溶接で固定する。その後,再度,スリーブホル
ダ(15)を数μm移動させて微調した後,スリーブホルダ
(15)とレンズホルダ(32)との接合部をYAGレーザによ
る溶接で固定する。
付いたキヤツプ(41)をプロジエクシヨン溶接で固定す
る。ロツドレンズ(31)をネジ(33)で固定したレンズホル
ダ(32)とキヤツプ(41)との接合部をYAGレーザによる
溶接で固定する。次に,スリーブホルダ(15)に光フアイ
バスリーブ(12)を挿入し,スリーブホルダ(15)及び光フ
アイバスリーブ(12)を移動させて,光フアイバ(1)と光
半導体素子(7)がロツドレンズ(31)を介して光学的に結
合するように調整する。調整後,スリーブホルダ(15)と
光フアイバスリーブ(12)を左右同時に,スリーブホルダ
(15)の長さ方向の途中部分の2ケ所を順次,YAGレー
ザによる溶接で固定する。その後,再度,スリーブホル
ダ(15)を数μm移動させて微調した後,スリーブホルダ
(15)とレンズホルダ(32)との接合部をYAGレーザによ
る溶接で固定する。
スリーブホルダ(15)と光フアイバスリーブ(12)のすき間
は2〜20μmと小さいので,溶接時に光フアイバスリー
ブ(12)が動くことは極めて小さく,このため,光学的な
結合の劣化は小さい。また,スリーブホルダ(15)と光フ
アイバスリーブ(12)を固定した後,再度,微調すること
ができるので,固定前の最適な光学的な結合を再び得る
ことができる。スリーブホルダ(15)と光フアイバスリー
ブ(12)の溶接部は,スリーブホルダ(15)の長さ方向の途
中部分の2ケ所に設けられており,また,スリーブホル
ダ(15)と光フアイバスリーブ(12)が強固に溶接されてい
る。さらに,スリーブホルダ(15)と光フアイバスリーブ
(12)のすき間が小さいので,スリーブホルダ(15)及び溶
接部(61)に歪が残り難い。これらのため,外部の温度変
化等に対しても光フアイバスリーブ(12)を安定して固定
でき,光フアイバ(1)と光半導体素子(7)の光学的な結合
が劣化することがない。
は2〜20μmと小さいので,溶接時に光フアイバスリー
ブ(12)が動くことは極めて小さく,このため,光学的な
結合の劣化は小さい。また,スリーブホルダ(15)と光フ
アイバスリーブ(12)を固定した後,再度,微調すること
ができるので,固定前の最適な光学的な結合を再び得る
ことができる。スリーブホルダ(15)と光フアイバスリー
ブ(12)の溶接部は,スリーブホルダ(15)の長さ方向の途
中部分の2ケ所に設けられており,また,スリーブホル
ダ(15)と光フアイバスリーブ(12)が強固に溶接されてい
る。さらに,スリーブホルダ(15)と光フアイバスリーブ
(12)のすき間が小さいので,スリーブホルダ(15)及び溶
接部(61)に歪が残り難い。これらのため,外部の温度変
化等に対しても光フアイバスリーブ(12)を安定して固定
でき,光フアイバ(1)と光半導体素子(7)の光学的な結合
が劣化することがない。
なお,スリーブホルダ(15)と光フアイバスリーブ(12)の
YAGレーザによる溶接部(61)の上下方向の位置の許容
誤差は大きく,作業性は良い。
YAGレーザによる溶接部(61)の上下方向の位置の許容
誤差は大きく,作業性は良い。
なお,上記実施例では,スリーブホルダと光フアイバス
リーブの溶接部はスリーブホルダの長さ方向の途中部分
の2ケ所に各々2ケであつたが,途中部分の1ケ所につ
き各々3ケ以上でも良く,また,途中部分の3ケ所に設
けられても良い。
リーブの溶接部はスリーブホルダの長さ方向の途中部分
の2ケ所に各々2ケであつたが,途中部分の1ケ所につ
き各々3ケ以上でも良く,また,途中部分の3ケ所に設
けられても良い。
以上のように,この発明によれば,スリーブホルダと光
フアイバスリーブをスリーブホルダの表面から光フアイ
バスリーブまでを赤外線レーザによる溶接で固定したの
で,光フアイバスリーブの固定の際や外部の温度変化等
により,光フアイバと光半導体素子との光学的な結合が
劣化しないものが得られる効果がある。
フアイバスリーブをスリーブホルダの表面から光フアイ
バスリーブまでを赤外線レーザによる溶接で固定したの
で,光フアイバスリーブの固定の際や外部の温度変化等
により,光フアイバと光半導体素子との光学的な結合が
劣化しないものが得られる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による光半導体素子モジユ
ールを示す断面図,第2図は従来の光半導体素子モジユ
ールを示す断面図である。 (1)は光フアイバ,(7)は光半導体素子,(12)は光フアイ
バスリーブ,(15)はスリーブホルダ,(61)は溶接部であ
る。 なお,図中,同一符号は同一,または相当部分を示す。
ールを示す断面図,第2図は従来の光半導体素子モジユ
ールを示す断面図である。 (1)は光フアイバ,(7)は光半導体素子,(12)は光フアイ
バスリーブ,(15)はスリーブホルダ,(61)は溶接部であ
る。 なお,図中,同一符号は同一,または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】光ファイバを固定した少なくとも外周が金
属の光ファイバスリーブと、前記光ファイバスリープの
外径より大きい内径を有する金属のスリーブホルダと、
光半導体素子を固定したステムと、前記光ファイバと前
記光半導体素子との間に窓を有し、前記ステムに固定さ
れた金属のキャップとを備え、前記スリーブホルダに前
記光ファイバスリーブを挿入した状態で前記スリーブホ
ルダおよび光ファイバスリーブを前記光ファイバと前記
光半導体素子が光学的に結合するように移動調整した
後、前記スリーブホルダの表面から前記光ファイバスリ
ーブまでを赤外線レーザ溶接し、さらに前記キャップと
スリーブホルダとを赤外線レーザで溶接固定したことを
特徴とする光半導体素子モジュールの組立方法。 - 【請求項2】光ファイバを固定した少なくとも外周が金
属の光ファイバスリーブと、前記光ファイバスリープの
外径より大きい内径を有する金属のスリーブホルダと、
光半導体素子を固定したステムと、前記光ファイバと前
記光半導体素子との間に窓を有し、前記ステムに固定さ
れた金属のキャップとの間に設けられ、レンズを保持す
る金属のレンズホルダとを備え、前記スリーブホルダに
前記光ファイバスリーブを挿入した状態で前記スリーブ
ホルダおよび光ファイバスリーブを前記光ファイバと前
記光半導体素子が前記レンズを介して光学的に結合する
ように移動調整した後、前記スリーブホルダの表面から
前記光ファイバスリーブまでを赤外線レーザにより溶接
し、さらに前記レンズホルダとスリーブホルダとの接合
部を赤外線レーザ溶接で固定するようにしたことを特徴
とする光半導体素子モジュールの組立方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63258775A JPH0624248B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 光半導体素子モジュールの組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63258775A JPH0624248B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 光半導体素子モジュールの組立方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7062360A Division JP2851810B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | 光半導体素子モジュールの組立方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02105581A JPH02105581A (ja) | 1990-04-18 |
JPH0624248B2 true JPH0624248B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=17324909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63258775A Expired - Lifetime JPH0624248B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 光半導体素子モジュールの組立方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0624248B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110746128B (zh) * | 2019-11-29 | 2024-02-13 | 武汉楚星光纤应用技术有限公司 | 用于光纤与金属套管玻璃密封的封接装置及封接方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60136387A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | 光素子モジユ−ル |
JPS6394411U (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP63258775A patent/JPH0624248B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02105581A (ja) | 1990-04-18 |
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