JPH07105560B2 - 発光素子モジュール - Google Patents
発光素子モジュールInfo
- Publication number
- JPH07105560B2 JPH07105560B2 JP8992588A JP8992588A JPH07105560B2 JP H07105560 B2 JPH07105560 B2 JP H07105560B2 JP 8992588 A JP8992588 A JP 8992588A JP 8992588 A JP8992588 A JP 8992588A JP H07105560 B2 JPH07105560 B2 JP H07105560B2
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- Japan
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- light emitting
- light
- emitting element
- semiconductor laser
- lens
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光素子モジュールに関する。
従来、半導体発光素子と光ファイバとの光学的結合には
主としてひとつまたは複数個のレンズが用いられてき
た。特に発光素子と直接対面するレンズとしては均質材
料からなる球レンズ、あるいは軸垂直方向に材料の屈折
率分布を持たせた同軸型レンズが通常用いられる。
主としてひとつまたは複数個のレンズが用いられてき
た。特に発光素子と直接対面するレンズとしては均質材
料からなる球レンズ、あるいは軸垂直方向に材料の屈折
率分布を持たせた同軸型レンズが通常用いられる。
従来の発光ダイオードモジュールの模式図を第３図に示
す。球レンズ13の入射面131は結合効率を十分大きくと
るため発光ダイオード23の光出射面231に100μｍ乃至30
0μｍの距離に位置する。この構成では発光ダイオード
からの出力光の一部をモニタ信号として負帰還をかけ、
光出力レベルを一定に保つ所謂APC（Automatic Power C
ontrol）は不可能である。
す。球レンズ13の入射面131は結合効率を十分大きくと
るため発光ダイオード23の光出射面231に100μｍ乃至30
0μｍの距離に位置する。この構成では発光ダイオード
からの出力光の一部をモニタ信号として負帰還をかけ、
光出力レベルを一定に保つ所謂APC（Automatic Power C
ontrol）は不可能である。
一方、従来のファブリペロ（Fabry-Perot）型半導体レ
ーザモジュールにおいては第４図に示されるような構成
がとられた。即ち半導体レーザ24の片側出射面241から
の光出力は光学レンズ14によって光ファイバに結合さ
れ、反対側の出射面242からの光出力はホトダイオード4
4によって電流に変換され、APC回路の信号源となる。し
かしながら上述のファブリペロ型半導体レーザに代えて
単一軸モード半導体レーザのひとつである分布帰還型半
導体レーザを用いようとすると（光ファイバ通信用光源
としての単一軸モード半導体レーザの利点は同業者には
周知である）以下に述べる欠点が生ずる。
ーザモジュールにおいては第４図に示されるような構成
がとられた。即ち半導体レーザ24の片側出射面241から
の光出力は光学レンズ14によって光ファイバに結合さ
れ、反対側の出射面242からの光出力はホトダイオード4
4によって電流に変換され、APC回路の信号源となる。し
かしながら上述のファブリペロ型半導体レーザに代えて
単一軸モード半導体レーザのひとつである分布帰還型半
導体レーザを用いようとすると（光ファイバ通信用光源
としての単一軸モード半導体レーザの利点は同業者には
周知である）以下に述べる欠点が生ずる。
従来のファブリ・ペロ型半導体レーザにおいては、基本
横モード動作時における各々の光出射面からの光出力の
注入電流依存性は同等である。即ち光ファイバに結合さ
れる側の光出力をPo、反対側の光出射面からの光出力を
PmとすればPm/Po比は注入電流IFに関して一定値となり
変化しない。従って、第５図に示した光ファイバ通信シ
ステムの模式図において伝送終端での光出力を電流変換
した信号出力IsとAPC回路信号源Imの比は半導体レーザ
への注入電流IFに依存しない一定値をとる（第６図中の
破線）。しかしながら分布帰還型半導体レーザにおいて
は、一方の光出力が注入電流に対してスーポーリンアで
あり、もう一方の光出力が注入電流に対してザブリンア
な関係であることが多く、従ってPm/Po比即ちImとIsと
の関係が直線性からずれる（第６図中の実線）。このず
れは伝送信号のマーク率が変化した場合、APC回路のト
ラッキング・エラーとなって現われる。
横モード動作時における各々の光出射面からの光出力の
注入電流依存性は同等である。即ち光ファイバに結合さ
れる側の光出力をPo、反対側の光出射面からの光出力を
PmとすればPm/Po比は注入電流IFに関して一定値となり
変化しない。従って、第５図に示した光ファイバ通信シ
ステムの模式図において伝送終端での光出力を電流変換
した信号出力IsとAPC回路信号源Imの比は半導体レーザ
への注入電流IFに依存しない一定値をとる（第６図中の
破線）。しかしながら分布帰還型半導体レーザにおいて
は、一方の光出力が注入電流に対してスーポーリンアで
あり、もう一方の光出力が注入電流に対してザブリンア
な関係であることが多く、従ってPm/Po比即ちImとIsと
の関係が直線性からずれる（第６図中の実線）。このず
れは伝送信号のマーク率が変化した場合、APC回路のト
ラッキング・エラーとなって現われる。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、分布帰還型半
導体レーザにおいてはトラッキング・エラーがなく、ま
た発光ダイオード等においては出力光のモニタが容易に
行え、APCが可能となる発光素子モジュール構造を提供
することにある。
導体レーザにおいてはトラッキング・エラーがなく、ま
た発光ダイオード等においては出力光のモニタが容易に
行え、APCが可能となる発光素子モジュール構造を提供
することにある。
本発明の発光素子モジュールは発光素子の出射面前面に
発光素子と光ファイバの両者を光学的に結合するレンズ
を具備し、前記レンズの前記発光素子と対面する表面の
一部分に反射被膜を形成した平面または凹面状部位を有
している構造となっている。
発光素子と光ファイバの両者を光学的に結合するレンズ
を具備し、前記レンズの前記発光素子と対面する表面の
一部分に反射被膜を形成した平面または凹面状部位を有
している構造となっている。
本発明は発光素子に対面するレンズの一部分に反射被膜
を形成した平面または凹面状部位を有し、発光素子から
の光ビームの一部を反射させてレンズ本来の出射面とは
別の方向へ取り出すことができるため、平面又は凹面状
部位で反射した光ビームをホトダイオードで受光するこ
とにより容易にAPCが可能となる。また、分布帰還型半
導体レーザにおいては信号出力光の一部をモニタするこ
とになるのでPo/PmとIm/Isの相違に起因するトラッキン
グ・エラーがなくなる。
を形成した平面または凹面状部位を有し、発光素子から
の光ビームの一部を反射させてレンズ本来の出射面とは
別の方向へ取り出すことができるため、平面又は凹面状
部位で反射した光ビームをホトダイオードで受光するこ
とにより容易にAPCが可能となる。また、分布帰還型半
導体レーザにおいては信号出力光の一部をモニタするこ
とになるのでPo/PmとIm/Isの相違に起因するトラッキン
グ・エラーがなくなる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例である先球同軸型レンズを用
いた半導体レーザモジュールの概念図である。先球同軸
型レンズ11の凸面状の入射面111の一部に平面状部位112
があり、その表面は金属薄膜が蒸着され高い反射率を有
している。半導体レーザ21の前方入射面からの光ビーム
201のうち上述の平面状部位112に入射された成分はここ
で反射され、ホトダイオード41に入射する。残りの成分
はレンズ11内部を通って出射面113から出射され、後段
に光アイソレータやその他のレンズがある場合はそれら
を通過した後光ファイバ32に入射する。半導体レーザ21
と光ファイバ32との所謂結合効率はホトダイオード41へ
の入射光量との兼合いで平面状部位112の位置と面積を
制御することによって決定されるが、十分なモニタ光量
を得ながら結合効率の低下量として0.5dB以内という類
値が実現できた。
いた半導体レーザモジュールの概念図である。先球同軸
型レンズ11の凸面状の入射面111の一部に平面状部位112
があり、その表面は金属薄膜が蒸着され高い反射率を有
している。半導体レーザ21の前方入射面からの光ビーム
201のうち上述の平面状部位112に入射された成分はここ
で反射され、ホトダイオード41に入射する。残りの成分
はレンズ11内部を通って出射面113から出射され、後段
に光アイソレータやその他のレンズがある場合はそれら
を通過した後光ファイバ32に入射する。半導体レーザ21
と光ファイバ32との所謂結合効率はホトダイオード41へ
の入射光量との兼合いで平面状部位112の位置と面積を
制御することによって決定されるが、十分なモニタ光量
を得ながら結合効率の低下量として0.5dB以内という類
値が実現できた。
第２図は本発明の他の実施例である球レンズを用いた発
光ダイオードモジュールの概念図である。球レンズ12の
入射面側球面121の一部に凹面状球面部位122があり、そ
の表面は金属被膜が蒸着され高い反射率を有している。
発光ダイオード22からの出射光202のうち上述の凹面状
部位122に入射された成分は反射され、ホトダイオード4
2に入射する。この実施例ではレンズに設けた反射面が
球面であるため、拡散光を集束してホトダイオード受光
面における光密度を平面状反射面の場合に比べて高くす
ることができ、ホトダイオードの取付け位置精度を緩め
たり、あるいはホトダイオード受光部面積を小さくでき
る等の利点がある。
光ダイオードモジュールの概念図である。球レンズ12の
入射面側球面121の一部に凹面状球面部位122があり、そ
の表面は金属被膜が蒸着され高い反射率を有している。
発光ダイオード22からの出射光202のうち上述の凹面状
部位122に入射された成分は反射され、ホトダイオード4
2に入射する。この実施例ではレンズに設けた反射面が
球面であるため、拡散光を集束してホトダイオード受光
面における光密度を平面状反射面の場合に比べて高くす
ることができ、ホトダイオードの取付け位置精度を緩め
たり、あるいはホトダイオード受光部面積を小さくでき
る等の利点がある。
以上説明したように本発明にかかる発光素子モジュール
は発光素子に対面するレンズの入射面の一部に反射被膜
を形成した平面状または凹面状部位を設けて、照射され
た光ビームの一部を出射面とは別の方向へ反射すること
により、半導体レーザの前方出力光や発光ダイオードの
光出力をホトダイオード等の受光素子でモニタできる効
果がある。分布帰還型半導体レーザ等に本発明を適用し
た場合は前方出力光をモニタすることによって第６図に
示したようなIsとImの非直線性に起因するAPC動作上の
トラッキングエラーを回避することができる。発光ダイ
オードに本発明を適用した場合は従来不可能であったAP
C駆動が可能となり、光出力の経時変動に対するシステ
ム・マージンを軽減し、更には初期駆動電流を低目に設
定して素子寿命を延長する等の効果が期待できる。
は発光素子に対面するレンズの入射面の一部に反射被膜
を形成した平面状または凹面状部位を設けて、照射され
た光ビームの一部を出射面とは別の方向へ反射すること
により、半導体レーザの前方出力光や発光ダイオードの
光出力をホトダイオード等の受光素子でモニタできる効
果がある。分布帰還型半導体レーザ等に本発明を適用し
た場合は前方出力光をモニタすることによって第６図に
示したようなIsとImの非直線性に起因するAPC動作上の
トラッキングエラーを回避することができる。発光ダイ
オードに本発明を適用した場合は従来不可能であったAP
C駆動が可能となり、光出力の経時変動に対するシステ
ム・マージンを軽減し、更には初期駆動電流を低目に設
定して素子寿命を延長する等の効果が期待できる。
第１図は本発明の一実施例である半導体レーザモジュー
ルの概念図、第２図は本発明の他の実施例である発光ダ
イオードモジュールの概念図、第３図は従来の発光ダイ
オードモジュールの概念図、第４図は従来の半導体レー
ザモジュールの概念図、第５図は半導体レーザを用いた
通信システムの模式図、第６図は第５図に示した信号光
強度Isとモニタ光強度Imとの比を示す図である。 11〜14……レンズ、21,24……半導体レーザ、22,23……
発光ダイオード、32……光ファイバ、41,42,44……ホト
ダイオード。
ルの概念図、第２図は本発明の他の実施例である発光ダ
イオードモジュールの概念図、第３図は従来の発光ダイ
オードモジュールの概念図、第４図は従来の半導体レー
ザモジュールの概念図、第５図は半導体レーザを用いた
通信システムの模式図、第６図は第５図に示した信号光
強度Isとモニタ光強度Imとの比を示す図である。 11〜14……レンズ、21,24……半導体レーザ、22,23……
発光ダイオード、32……光ファイバ、41,42,44……ホト
ダイオード。
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子と、発光素子出射面前面に設置し
たレンズとを少くとも具備してなる発光素子モジュール
において、前記レンズの前記発光素子と対面する表面の
一部分に反射被膜を形成した平面または凹面状部位を有
し、前記発光素子からの光ビームの一部を、前記平面ま
たは凹面状部位で反射し、この反射光を受光素子で受光
することを特徴とする発光素子モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8992588A JPH07105560B2 (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 発光素子モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8992588A JPH07105560B2 (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 発光素子モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01260882A JPH01260882A (ja) | 1989-10-18 |
| JPH07105560B2 true JPH07105560B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=13984275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8992588A Expired - Fee Related JPH07105560B2 (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 発光素子モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105560B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835514A (en) * | 1996-01-25 | 1998-11-10 | Hewlett-Packard Company | Laser-based controlled-intensity light source using reflection from a convex surface and method of making same |
| JP2003060299A (ja) * | 2001-06-07 | 2003-02-28 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 光出力素子・光出力素子アレイおよびレンズ素子・レンズ素子アレイ |
| JP4151355B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2008-09-17 | 住友電気工業株式会社 | 発光モジュール |
| JP2013039714A (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-28 | Ricoh Co Ltd | 光源装置、光走査装置及び画像形成装置 |
| JP2013200347A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Enplas Corp | 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61278821A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-09 | Toshiba Corp | 光合成分離部材 |
-
1988
- 1988-04-11 JP JP8992588A patent/JPH07105560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01260882A (ja) | 1989-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |