JPH0667070A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
- Publication number
- JPH0667070A JPH0667070A JP24741492A JP24741492A JPH0667070A JP H0667070 A JPH0667070 A JP H0667070A JP 24741492 A JP24741492 A JP 24741492A JP 24741492 A JP24741492 A JP 24741492A JP H0667070 A JPH0667070 A JP H0667070A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- optical fiber
- semiconductor
- guide groove
- laser
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造組み立てが容易で量産化、低価格化が可
能な半導体レーザモジュールを提供する。 【構成】 半導体ウエハ10上に半導体レーザ11を半導体
材料の積層成膜技術により形成する。半導体レーザ11の
出射側の半導体ウエハ10上にエッチング等によりＶ字形
状のガイド溝12を形成する。このガイド溝12に光ファイ
バ15を収容固定して半導体レーザ11と光ファイバ15との
光結合を行う。
能な半導体レーザモジュールを提供する。 【構成】 半導体ウエハ10上に半導体レーザ11を半導体
材料の積層成膜技術により形成する。半導体レーザ11の
出射側の半導体ウエハ10上にエッチング等によりＶ字形
状のガイド溝12を形成する。このガイド溝12に光ファイ
バ15を収容固定して半導体レーザ11と光ファイバ15との
光結合を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザと光ファ
イバとの光結合を行う半導体レーザモジュールに関する
ものである。
イバとの光結合を行う半導体レーザモジュールに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図３には従来の一般的な半導体レーザモ
ジュールの構造が示されている。同図において、マウン
ト基台１上には半導体レーザチップ２と、レンズ３と、
光ファイバ４とが配設され、半導体レーザチップ２から
発射されたレーザビームをレンズ３で集光して光ファイ
バ４のコア（図示せず）に導き、レーザビームの送信が
光ファイバ４を通して行われるようになっており、この
半導体レーザモジュールの組み立てに際しては、半導体
レーザチップ２からのレーザビームを光ファイバ４に効
率良く入射させるために、半導体レーザチップ２とレン
ズ３と光ファイバ４との位置が微妙に調整されている。
ジュールの構造が示されている。同図において、マウン
ト基台１上には半導体レーザチップ２と、レンズ３と、
光ファイバ４とが配設され、半導体レーザチップ２から
発射されたレーザビームをレンズ３で集光して光ファイ
バ４のコア（図示せず）に導き、レーザビームの送信が
光ファイバ４を通して行われるようになっており、この
半導体レーザモジュールの組み立てに際しては、半導体
レーザチップ２からのレーザビームを光ファイバ４に効
率良く入射させるために、半導体レーザチップ２とレン
ズ３と光ファイバ４との位置が微妙に調整されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザチップ２と光ファイバ４との光結合の効率を高め
るためには、半導体レーザチップ２とレンズ３と光ファ
イバ４との位置調整を許容公差がμｍのオーダで行う必
要があり、その組み立て作業に多くの時間がかかり、ま
た、その組み立て作業に熟練が必要であった。このた
め、半導体レーザモジュールの量産化が困難であり、ま
た、多くの作業時間を要するため、製品コストが高くな
るという問題があった。特に、半導体レーザチップ２を
複数配列して各半導体レーザチップ２と光ファイバとの
光結合を図るレーザアレーのモジュール化を図ることは
非常に困難なものであった。
レーザチップ２と光ファイバ４との光結合の効率を高め
るためには、半導体レーザチップ２とレンズ３と光ファ
イバ４との位置調整を許容公差がμｍのオーダで行う必
要があり、その組み立て作業に多くの時間がかかり、ま
た、その組み立て作業に熟練が必要であった。このた
め、半導体レーザモジュールの量産化が困難であり、ま
た、多くの作業時間を要するため、製品コストが高くな
るという問題があった。特に、半導体レーザチップ２を
複数配列して各半導体レーザチップ２と光ファイバとの
光結合を図るレーザアレーのモジュール化を図ることは
非常に困難なものであった。
【０００４】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、組み立てが容易で製
品の低コスト化が図れ、さらに、レーザアレーのモジュ
ール化を図ることが容易な半導体レーザモジュールを提
供することにある。
なされたものであり、その目的は、組み立てが容易で製
品の低コスト化が図れ、さらに、レーザアレーのモジュ
ール化を図ることが容易な半導体レーザモジュールを提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の半導体レーザモジュールは、半導体ウエハ上に半
導体材料の積層によって半導体レーザが形成されてお
り、同一の半導体ウエハ上には半導体レーザのレーザビ
ーム出射側にＶ字形状のガイド溝がレーザビームの出射
方向に伸張して形成され、このガイド溝に光ファイバが
収容固定されて半導体レーザと光ファイバとが光結合さ
れていることを特徴として構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の半導体レーザモジュールは、半導体ウエハ上に半
導体材料の積層によって半導体レーザが形成されてお
り、同一の半導体ウエハ上には半導体レーザのレーザビ
ーム出射側にＶ字形状のガイド溝がレーザビームの出射
方向に伸張して形成され、このガイド溝に光ファイバが
収容固定されて半導体レーザと光ファイバとが光結合さ
れていることを特徴として構成されている。
【０００６】
【作用】上記構成の本発明において、半導体レーザは半
導体ウエハ上に半導体成膜積層技術によって形成されて
おり、この同一の半導体ウエハ上に形成されているガイ
ド溝に光ファイバを収容固定することで、半導体レーザ
と光ファイバとの位置合わせが自動的に達成され、半導
体レーザと光ファイバとの効率の良い光結合が可能とな
る。
導体ウエハ上に半導体成膜積層技術によって形成されて
おり、この同一の半導体ウエハ上に形成されているガイ
ド溝に光ファイバを収容固定することで、半導体レーザ
と光ファイバとの位置合わせが自動的に達成され、半導
体レーザと光ファイバとの効率の良い光結合が可能とな
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には本発明に係る半導体レーザモジュールの
一実施例の構成が示されている。本実施例において特徴
的なことは、同一の半導体ウエハ10上に半導体レーザ11
と光ファイバのガイド溝12とを形成したことである。前
記半導体ウエハ10はＩｎＰ系の材料によって構成され、
その表面の（１００）の面上に半導体材料がエピタキシ
ャル成長によって積層され、内部に活性層13を含む半導
体レーザ11が公知の積層構造体として形成されている。
なお、半導体レーザ11の共振器端面９はドライエッチン
グにより形成されている。
する。図１には本発明に係る半導体レーザモジュールの
一実施例の構成が示されている。本実施例において特徴
的なことは、同一の半導体ウエハ10上に半導体レーザ11
と光ファイバのガイド溝12とを形成したことである。前
記半導体ウエハ10はＩｎＰ系の材料によって構成され、
その表面の（１００）の面上に半導体材料がエピタキシ
ャル成長によって積層され、内部に活性層13を含む半導
体レーザ11が公知の積層構造体として形成されている。
なお、半導体レーザ11の共振器端面９はドライエッチン
グにより形成されている。
【０００８】半導体レーザ11のレーザビーム出射側の半
導体ウエハ10上にはＶ字形状をしたガイド溝12がレーザ
ビームの出射方向に伸張して形成されており、このガイ
ド溝12の前端側の壁面はテーパ状の傾斜面14となってい
る。このガイド溝12は、ＩｎＰ材料からなる半導体ウエ
ハ10の表面の（１００）の面にフォトリソグラフィー，
エッチングにより形成されている。このエッチングにあ
たっては、加工精度を上げるために、ＧａＩｎＡｓＰ4
をマスク材８とし、塩酸系エッチング液を用いることに
より、精度の良いＶ字形状のガイド溝12が形成され、こ
のガイド溝12にシングルモードの光ファイバ15が収容さ
れる。
導体ウエハ10上にはＶ字形状をしたガイド溝12がレーザ
ビームの出射方向に伸張して形成されており、このガイ
ド溝12の前端側の壁面はテーパ状の傾斜面14となってい
る。このガイド溝12は、ＩｎＰ材料からなる半導体ウエ
ハ10の表面の（１００）の面にフォトリソグラフィー，
エッチングにより形成されている。このエッチングにあ
たっては、加工精度を上げるために、ＧａＩｎＡｓＰ4
をマスク材８とし、塩酸系エッチング液を用いることに
より、精度の良いＶ字形状のガイド溝12が形成され、こ
のガイド溝12にシングルモードの光ファイバ15が収容さ
れる。
【０００９】この光ファイバ15の収容状態で、光ファイ
バ15はガイド溝12の両側のＶ字傾斜面のそれぞれＢの位
置で接して支持され、さらに、光ファイバ15の前端下部
は傾斜面14のＡの位置で接して支持される。なお、ガイ
ド溝12に光ファイバ15を収容するに際し、半導体レーザ
11の出射光の光パワー分布と、光ファイバ15の基本モー
ドの光パワー分布が近くなるように、つまり、半導体レ
ーザビームの出射光が光ファイバ15の入射端面における
シングルモードファイバのスポットサイズに近くなるよ
うに半導体レーザ11と光ファイバ15端面の距離を調整す
る。この調整状態で、光ファイバ15はインジウム、錫等
の低融点金属からなるハンダを用いてガイド溝12に固定
される。
バ15はガイド溝12の両側のＶ字傾斜面のそれぞれＢの位
置で接して支持され、さらに、光ファイバ15の前端下部
は傾斜面14のＡの位置で接して支持される。なお、ガイ
ド溝12に光ファイバ15を収容するに際し、半導体レーザ
11の出射光の光パワー分布と、光ファイバ15の基本モー
ドの光パワー分布が近くなるように、つまり、半導体レ
ーザビームの出射光が光ファイバ15の入射端面における
シングルモードファイバのスポットサイズに近くなるよ
うに半導体レーザ11と光ファイバ15端面の距離を調整す
る。この調整状態で、光ファイバ15はインジウム、錫等
の低融点金属からなるハンダを用いてガイド溝12に固定
される。
【００１０】本実施例によれば、同一の半導体ウエハ10
上に半導体レーザ11とＶ字形状のガイド溝12とを形成し
たものであるから、ガイド溝12に光ファイバ15を熟練を
要することなく収容するだけで、半導体レーザ11と光フ
ァイバ15との軸合わせが正確に、かつ、再現性良く行わ
れるので、装置の製造組み立てが極めて容易となり、装
置の量産化および低価格化が可能となる。また、従来例
のレンズ３を用いることなく半導体レーザ11と光ファイ
バ15との良好な光結合を達成することができる。
上に半導体レーザ11とＶ字形状のガイド溝12とを形成し
たものであるから、ガイド溝12に光ファイバ15を熟練を
要することなく収容するだけで、半導体レーザ11と光フ
ァイバ15との軸合わせが正確に、かつ、再現性良く行わ
れるので、装置の製造組み立てが極めて容易となり、装
置の量産化および低価格化が可能となる。また、従来例
のレンズ３を用いることなく半導体レーザ11と光ファイ
バ15との良好な光結合を達成することができる。
【００１１】また、半導体レーザ11とガイド溝12とが同
じ材料で形成されるため、温度変化に対する光結合の効
率変化を抑えることができ、温度変化に対する光結合の
信頼性を高めることができる。
じ材料で形成されるため、温度変化に対する光結合の効
率変化を抑えることができ、温度変化に対する光結合の
信頼性を高めることができる。
【００１２】さらに、複数の半導体レーザ11と複数のガ
イド溝12を半導体材料の成膜技術やエッチング技術を用
いて一括形成でき、また、前記の如く、光ファイバ15を
ガイド溝12に収容するだけで、半導体レーザ11と光ファ
イバ15との軸合わせが自動的に達成できるので、従来例
では非常に困難であったレーザアレーのモジュール化も
容易となる。
イド溝12を半導体材料の成膜技術やエッチング技術を用
いて一括形成でき、また、前記の如く、光ファイバ15を
ガイド溝12に収容するだけで、半導体レーザ11と光ファ
イバ15との軸合わせが自動的に達成できるので、従来例
では非常に困難であったレーザアレーのモジュール化も
容易となる。
【００１３】さらに、光ファイバ15はガイド溝12内に３
点支持（Ａ位置と左右のＢ位置との３点支持）の状態で
収容されるので、非常に安定であり、半導体レーザ11と
光ファイバ15の端面の位置を高精度のもとで再現性良く
固定することができる。
点支持（Ａ位置と左右のＢ位置との３点支持）の状態で
収容されるので、非常に安定であり、半導体レーザ11と
光ファイバ15の端面の位置を高精度のもとで再現性良く
固定することができる。
【００１４】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、ＩｎＰ系半導体ウエハを用いた場合を例に
して説明したが、ＧａＡｓ系半導体ウエハ、Ｓｉ上に形
成したＩｎＰ系半導体によるレーザエピタキシャルウエ
ハ、あるいはＳｉ上に形成したＧａＡｓ系半導体よりな
るレーザエピタキシャルウエハ等の様々な半導体ウエハ
を用いて良好な半導体レーザモジュールを形成すること
ができる。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、ＩｎＰ系半導体ウエハを用いた場合を例に
して説明したが、ＧａＡｓ系半導体ウエハ、Ｓｉ上に形
成したＩｎＰ系半導体によるレーザエピタキシャルウエ
ハ、あるいはＳｉ上に形成したＧａＡｓ系半導体よりな
るレーザエピタキシャルウエハ等の様々な半導体ウエハ
を用いて良好な半導体レーザモジュールを形成すること
ができる。
【００１５】また、上記実施例では、シングルモードの
光ファイバを例にして説明したが、光ファイバの種類は
特に限定されることはなく、マルチモード光ファイバ、
偏波保持光ファイバ等の他の光ファイバを用いて同様に
良好な半導体レーザモジュールを作製することができ
る。
光ファイバを例にして説明したが、光ファイバの種類は
特に限定されることはなく、マルチモード光ファイバ、
偏波保持光ファイバ等の他の光ファイバを用いて同様に
良好な半導体レーザモジュールを作製することができ
る。
【００１６】さらに、本実施例の変形例として、シング
ルモード光ファイバのクラッドの外周面をニッケル等の
金属でコーティングしてもよく、このように、金属コー
ティング光ファイバを用いることにより、ハンダ等によ
る光ファイバのガイド溝12への固定が容易となり、より
安定した半導体レーザモジュールを作製することができ
る。
ルモード光ファイバのクラッドの外周面をニッケル等の
金属でコーティングしてもよく、このように、金属コー
ティング光ファイバを用いることにより、ハンダ等によ
る光ファイバのガイド溝12への固定が容易となり、より
安定した半導体レーザモジュールを作製することができ
る。
【００１７】さらに、本実施例では、レーザアレーのモ
ジュールを形成する際には、半導体ウエハ10に複数の半
導体レーザ11を配列形成し、各半導体レーザ11の出射側
に複数のガイド溝12をそれぞれ配列形成し、各ガイド溝
12に光ファイバ15を収容固定するが、例えば、図２に示
すように、前記半導体ウエハ10とは別個の光ファイバ配
列治具用の半導体ウエハ16上に半導体ウエハ10のガイド
溝12と同一形状、かつ、同一のピッチ間隔でガイド溝17
を形成し、この各ガイド溝17に光ファイバ15を収容して
各光ファイバ15を接着等によって一体的に固定し、この
後、固定した光ファイバ15の配列群を半導体ウエハ16の
ガイド溝17から取り外して半導体ウエハ10側のガイド溝
12に収容固定するようにすることも可能であり、このよ
うにすることにより、複数の光ファイバ15の配列群をさ
らに再現性良く半導体ウエハ10側のガイド溝12に収容固
定して目的とする半導体レーザアレーのモジュールを作
製することができる。
ジュールを形成する際には、半導体ウエハ10に複数の半
導体レーザ11を配列形成し、各半導体レーザ11の出射側
に複数のガイド溝12をそれぞれ配列形成し、各ガイド溝
12に光ファイバ15を収容固定するが、例えば、図２に示
すように、前記半導体ウエハ10とは別個の光ファイバ配
列治具用の半導体ウエハ16上に半導体ウエハ10のガイド
溝12と同一形状、かつ、同一のピッチ間隔でガイド溝17
を形成し、この各ガイド溝17に光ファイバ15を収容して
各光ファイバ15を接着等によって一体的に固定し、この
後、固定した光ファイバ15の配列群を半導体ウエハ16の
ガイド溝17から取り外して半導体ウエハ10側のガイド溝
12に収容固定するようにすることも可能であり、このよ
うにすることにより、複数の光ファイバ15の配列群をさ
らに再現性良く半導体ウエハ10側のガイド溝12に収容固
定して目的とする半導体レーザアレーのモジュールを作
製することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、同一の半導体ウエハ上に、半
導体レーザと、光ファイバを収容するＶ字形状のガイド
溝とを形成したものであるから、ガイド溝に光ファイバ
を収容固定するだけで、半導体レーザと光ファイバとの
軸合わせが自動的に行われることとなる。したがって、
熟練を要することなく、半導体レーザと光ファイバとの
位置決めを正確に、かつ、再現性良くできるようにな
り、これにより、装置の量産化および低価格化が可能と
なる。
導体レーザと、光ファイバを収容するＶ字形状のガイド
溝とを形成したものであるから、ガイド溝に光ファイバ
を収容固定するだけで、半導体レーザと光ファイバとの
軸合わせが自動的に行われることとなる。したがって、
熟練を要することなく、半導体レーザと光ファイバとの
位置決めを正確に、かつ、再現性良くできるようにな
り、これにより、装置の量産化および低価格化が可能と
なる。
【００１９】また、１枚の半導体ウエハ上に複数の半導
体レーザ列と、ガイド溝の列とを形成し、各半導体レー
ザと各光ファイバとの位置決めを正確、かつ、再現性良
くできるため、レーザアレーのモジュール化が容易とな
り、レーザアレーモジュールの量産化および低価格化を
達成することも可能となる。
体レーザ列と、ガイド溝の列とを形成し、各半導体レー
ザと各光ファイバとの位置決めを正確、かつ、再現性良
くできるため、レーザアレーのモジュール化が容易とな
り、レーザアレーモジュールの量産化および低価格化を
達成することも可能となる。
【図１】本発明に係る半導体レーザモジュールの一実施
例を示す構成説明図である。
例を示す構成説明図である。
【図２】複数の光ファイバを配列固定するための一手法
の説明図である。
の説明図である。
【図３】従来の一般的な半導体レーザモジュールの説明
図である。
図である。
10 半導体ウエハ 11 半導体レーザ 12 ガイド溝 15 光ファイバ
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体ウエハ上に半導体材料の積層によ
って半導体レーザが形成されており、同一の半導体ウエ
ハ上には半導体レーザのレーザビーム出射側にＶ字形状
のガイド溝がレーザビームの出射方向に伸張して形成さ
れ、このガイド溝に光ファイバが収容固定されて半導体
レーザと光ファイバとが光結合されている半導体レーザ
モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24741492A JPH0667070A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24741492A JPH0667070A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667070A true JPH0667070A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=17163084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24741492A Pending JPH0667070A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667070A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000079658A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-28 | Bookham Technology Plc | Optical transmitter with back facet monitor |
| DE19626396B4 (de) * | 1995-07-03 | 2006-12-07 | Mitsubishi Materials Silicon Corp. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und zum Schleifen von Siliziumscheiben |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP24741492A patent/JPH0667070A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19626396B4 (de) * | 1995-07-03 | 2006-12-07 | Mitsubishi Materials Silicon Corp. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und zum Schleifen von Siliziumscheiben |
| WO2000079658A1 (en) * | 1999-06-23 | 2000-12-28 | Bookham Technology Plc | Optical transmitter with back facet monitor |
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