JPH0645706A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

半導体レーザモジュール

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JPH0645706A
JPH0645706A JP19798192A JP19798192A JPH0645706A JP H0645706 A JPH0645706 A JP H0645706A JP 19798192 A JP19798192 A JP 19798192A JP 19798192 A JP19798192 A JP 19798192A JP H0645706 A JPH0645706 A JP H0645706A
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JP
Japan
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semiconductor laser
package
case
laser module
metal
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JP19798192A
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English (en)
Inventor
Haruyasu Ando
晴康 安藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】正極性電源駆動の低コストの半導体レーザモジ
ュールの提供。 【構成】半導体レーザ素子1を内蔵する半導体レーザパ
ッケージ2と、光ファイバ3と光学的に結合する結合系
内蔵4とをフランジ13付きのモールドプラスチックケ
ース51で内包し、このモールドプラスチックケース5
1の内部に金属部材による金属円筒52を鋳込み成形
し、半導体レーザパッケージ2と金属円筒52とを溶接
により固定し、フランジ13で結合する運用装置のグラ
ンドからの絶縁を低コストに確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザモジュール
に関し、特に光通信用光源として利用し、正極性もしく
は負極性電源で駆動する場合の半導体レーザ素子を内包
する半導体レーザパッケージの絶縁構成もしくは非絶縁
構成の簡素化を図った半導体レーザモジュールに関す
る。
【0002】
【従来の技術】光通信網は、幹線系から支線系、加入者
系へとその需要が拡大されてきており、光源としては、
将来的に低コスト化が予測される半導体レーザモジュー
ルが主流となりつつある。
【0003】半導体レーザモジュールに使用する半導体
レーザは、量産性、取り扱いの容易さ、低コスト化に優
れる等の理由で、通常、民生用のコンパクトディスク
(CD)に使用されている直径5.6mmの小型の半導
体レーザパッケージに気密封止されて実装されたものが
使用されている。
【0004】また、汎用性の点から、半導体レーザのア
ノード(陽極)端子が、半導体レーザパッケージのパッ
ケージシステムと電気的に共通になるように接続された
ものが主に使用されている。
【0005】このような半導体レーザパッケージを用い
て構成された半導体レーザモジュールは、その本体に設
けたフランジ部分で運用装置に固定すると同時に、半導
体レーザモジュール本体が電気的にグランドに接続され
る。
【0006】半導体レーザモジュールを駆動するICと
しては、通常、比較的変調速度が低い場合(数10Mb
/s以下)にはTTL回路が、また高速変調の場合(1
00Mb/s以上)にはECL回路が使用される。これ
らのICは、駆動する電源の極性が異なり、TTL回路
では正極性電源が、またECLでは負極性電源が使用さ
れている。
【0007】前述の半導体レーザパッケージを用いた半
導体レーザモジュールを正極性電源で駆動する場合に
は、半導体レーザパッケージも正電位となるため、半導
体レーザモジュール本体が運用装置のグランド部分に接
触する場合には電気的ショートが起る。このような電気
的ショートを防止するためには、半導体レーザモジュー
ルを外部と電気的に絶縁する必要がある。
【0008】特に低速の光通信装置では、正電源を使用
するTTL回路のICが一般的に使用されており、低価
格化のために半導体レーザモジュールとして簡単に電気
的絶縁を確保することが要求される。
【0009】図4に、正極性電源で使用する場合の従来
の技術の半導体レーザモジュールの縦断面図を示す。
【0010】半導体レーザ素子1は、パッケージステム
21およびパッケージキャップ22からなる半導体レー
ザパッケージ2内に実装され、半導体レーザ素子1のア
ノード端子141がパッケージシステム21と同電位に
なるように接続されている。
【0011】絶縁リング12は、セラミックリング12
1と金属リング122とがろう付けにより接合されてい
る。この絶縁リング12に半導体レーザ素子1が実装さ
れた半導体レーザパッケージ2のパッケージステム21
をレーザスポット溶接11で溶接固定し、これをさらに
ファイバ結合系内蔵ホルダ4に接合する時点で、半導体
レーザ素子1から出射されたレーザ光が光ファイバ3に
最適に結合するように、光軸に垂直な方向の調整を行な
いレーザスポット溶接11により固定する。この構造に
より、レーザダイオードを利用する半導体レーザ素子の
アノード端子141、すなわち半導体レーザパッケージ
2に正の電位が印加された場合でも、半導体レーザモジ
ュール本体とは電気的に絶縁されているため、フランジ
13bの部分で運用装置のグランドに接続されても電気
的にショートすることが回避できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の半導体
レーザモジュールでは、半導体レーザパッケージの電気
的絶縁のために、セラミックリングとのろう付け性の良
いコバール材を使用する必要がある。
【0013】コバール材は機械的加工が困難、材料自体
が高価かつ錆防止のためのメッキが必要である等の問題
があり、またろう付けに高度の技術を必要とするため、
低価格化や小型化が図りにくいという欠点がある。
【0014】さらに、光学結合系構成部品の中間にセラ
ミックのろう付け部分が存在し、温度や外力ストレスに
よる経時的な劣化の可能性があり、信頼性の面でも問題
点があった。
【0015】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
機械的加工が容易かつ安価な素材で、温度や外力ストレ
スによる経時的劣化を著しく抑圧した半導体レーザモジ
ュールを提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、半導体レーザ素子を内蔵するパッケージキ
ャップと、このパッケージキャップを密閉結合し前記半
導体レーザ素子のアノード端子と電気的に接続した金属
製のパッケージシステムとを有する半導体レーザパッケ
ージと、前記半導体レーザ素子の出射光を光ファイバに
光学的に結合する光結合系とをケースに取り付け、前記
ケースをグランドに接続して外部から正極性電源を供給
して駆動する半導体レーザモジュールにおいて、ほぼ円
筒形かつ運用装置に対する取付用のフランジを一体化形
成した絶縁性のモールドプラスチックケースにより前記
ケースを構成し、かつ前記モールドプラスチックケース
の内側の一部に金属部材による金属円筒を配設し、前記
金属円筒と前記半導体レーザパッケージのパッケージス
テムとを溶接固定し、前記半導体レーザパッケージのグ
ランドに対する絶縁を確保した構成を有する。
【0017】また本発明の別の半導体レーザモジュール
は、モールドプラスチックによる前記ケースを金属ケー
スとして構成し、外部からの負極性電源による駆動をケ
ース換装のみで可能とした構成を有する。
【0018】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0019】図1は本発明の第1の実施例の半導体レー
ザモジュールの基本的構成を示す縦断面図である。
【0020】図1に示す第1の実施例の半導体レーザモ
ジュールは、正極性電源で駆動し、半導体レーザパッケ
ージの電気的絶縁を確保することが必要な場合を例と
し、金属製部材が内側に鋳込み成形されたモールドプラ
スチックケースで半導体レーザモジュール本体を覆い、
半導体レーザパッケージのシステム部分とモールドプラ
スチックケース内部に鋳込まれた金属部材とを溶接固定
することを特徴とする。
【0021】図1において、半導体レーザ素子1は半導
体レーザパッケージ2内に実装され、半導体レーザ素子
1のアノード端子141がパッケージシステム21と同
電位になるように接続されている。
【0022】半導体レーザ素子1から出射されたレーザ
光が光ファイバ3に最適に結合するように、半導体レー
ザパッケージ2のパッケージキャップ22と光学結合系
内蔵ホルダ4とのすり合わせ面で光軸に垂直方向に調整
した後、レーザスポット溶接11により固定され、半導
体レーザモジュール本体が構成されている。
【0023】絶縁を確保すべきケース5のモールドプラ
スチックケース5には、溶接固定用の金属部材による金
属円筒52が鋳込み成形により固定されており、半導体
レーザパッケージ2のパッケージシステム21とモール
ドプラシチックケース51内側の金属円筒52とをレー
ザスポット溶接11により固定する。
【0024】モールドプラスチックケース51は、電気
的に絶縁性が得られる材料で成形されており、運用装置
に固定するためのフランジ13も一体化形成されてい
る。
【0025】従って、半導体レーザ素子1のアノード端
子141、すなわち半導体レーザパッケージ2に正極性
電位が印加され、フランジ13部分で運用装置のグラン
ドに接続されて利用する場合にも電気的なショートは起
こらず、安定した特性が得られる。
【0026】図2は、図1の実施例の光結合系内蔵ホル
ダ4の内部の具体的構成例を併記して示す縦断面図であ
る。
【0027】半導体レーザパッケージ2内に実装された
半導体レーザ素子1から出射されたレーザ光が、レンズ
ホルダ8に固定されたレンズ7によって適正な位置に集
光するように、半導体レーザパッケージ2のパッケージ
キャップ22とレンズホルダ8との間で光軸に垂直な方
向にすり合わせて調整した後、最適位置でレーザスポッ
ト溶接11により固定を行なう。
【0028】さらに、光ファイバ3を固定したフェルー
ル(ferrule)9をサポート10を介して光軸に
垂直方向、および光軸方向に調整し、半導体レーザ素子
1から出射されたレーザ光が光ファイバ3に最適に結合
される位置でレーザスポット溶接11により固定する。
【0029】このあと全体をモールドプラスチックケー
ス5に挿入し、半導体レーザパッケージ2のパッケージ
ステム21とモールドプラスチックケース51内に鋳込
まれた金属円筒52とをレーザスポット溶接11により
固定する。
【0030】モールドプラスチックケース51には、運
用装置に取り付けるための絶縁性のフランジ13が形成
されており、装置のグランドに接続しても電気的なショ
ートが起こる心配はない。
【0031】また、半導体レーザモジュール本体とモー
ルドプラスチックケース51とは溶接により強固に固定
されており、かくして接着等の方法に比べて作業性も良
く、製造コストを抑え、製造リードタイムを短縮した半
導体レーザモジュールの製造が可能となる。
【0032】図3は、本発明の第2の実施例の半導体レ
ーザモジュールの縦断面図である。
【0033】図3に示す第2の実施例は、負極性電源に
より半導体レーザを駆動する場合を例とし、図1,2に
示す第1の実施例におけるモールドプラスチックケース
51と金属円筒52から成るケース5に代えて金属ケー
ス6を利用し、半導体レーザパッケージ2のパッケージ
ステム21と金属ケース6とをレーザスポット溶接11
で溶接固定した点のみが異る。
【0034】負極性電源で駆動する場合には、半導体レ
ーザ素子のアノードをケースとともに良き接地を確保す
る必要があり、この構造でフランジ13aによる取付け
で安定した接地が確保できる。
【0035】このようにして、カバーだけの換装によっ
て正極性電源および負極性電源に対応する絶縁構造およ
び非絶縁構造のいずれにも対処できる量産性の優れた半
導体レーザモジュールが実現できる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体レ
ーザパッケージの電気的絶縁のために、金属製部材が鋳
込み成形されたモールドプラスチックケースで半導体レ
ーザモジュール本体を覆い、半導体レーザパッケージの
ステム部分とモールドプラスチックケース内部に鋳込ま
れた金属部材とを溶接で固定することにより、半導体レ
ーザモジュールを正極性電源で駆動し、かつモジュール
本体を装置のグランドに接続する場合でも、高価な材料
を絶縁のために用いることなく、低コストの半導体レー
ザモジュールを容易に製造できるという効果がある。
【0037】また、半導体レーザパッケージのパッケー
ジステムとモールドケース内側に鋳込まれた金属円筒と
がレーザスポット溶接で固定されるため、接着剤等の方
法に比べて強固に固定することができるという効果があ
る。
【0038】更に、モールドプラスチックケースにはフ
ランジが一体化形成され、金属では切削加工が困難な形
状でも容易に成形できるという特徴があり、小型化も容
易であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の半導体レーザモジュー
ルの基本的構成を示す縦断面図である。
【図2】図1の実施例における光結合系内蔵ホルダ4の
内部の具体的構成例を併記して示す縦断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例の半導体レーザモジュー
ルの縦断面図である。
【図4】従来の半導体レーザモジュールの縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体レーザ素子 2 半導体レーザパッケージ 3 光ファイバ 4,4a 光結合系内蔵ホルダ 5 ケース 6 金属ケース 7 レンズ 8 レンズホルダ 9 フェルール 10 サポート 11 レーザスポット溶接 12 絶縁リング 13,13a,13b フランジ 14 リード端子 21 パッケージステム 22 パッケージキャップ 51 モールドプラスチックケース 52 金属円筒 121 セラミックリング 122 金属リング 141 アノード端子 142 カソード端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザ素子を内蔵するパッケージ
    キャップと、このパッケージキャップを密閉結合し前記
    半導体レーザ素子のアノード端子と電気的に接続した金
    属製のパッケージシステムとを有する半導体レーザパッ
    ケージと、前記半導体レーザ素子の出射光を光ファイバ
    に光学的に結合する光結合系とをケースに取り付け、前
    記ケースをグランドに接続して外部から正極性電源を供
    給して駆動する半導体レーザモジュールにおいて、ほぼ
    円筒形かつ運用装置に対する取付用のフランジを一体化
    形成した絶縁性のモールドプラスチックケースにより前
    記ケースを構成し、かつ前記モールドプラスチックケー
    スの内側の一部に金属部材による金属円筒を配設し、前
    記金属円筒と前記半導体レーザパッケージのパッケージ
    ステムとを溶接固定し、前記半導体レーザパッケージの
    グランドに対する絶縁を確保したことを特徴とする半導
    体レーザモジュール。
  2. 【請求項2】 モールドプラスチックによる前記ケース
    を金属ケースとして構成し、外部からの負極性電源によ
    る駆動をケース換装のみで可能としたことを特徴とする
    請求項1記載の半導体レーザモジュール。
JP19798192A 1992-07-24 1992-07-24 半導体レーザモジュール Pending JPH0645706A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19981104