JPH08179156A - 半導体レーザモジュール構造 - Google Patents
半導体レーザモジュール構造Info
- Publication number
- JPH08179156A JPH08179156A JP6325605A JP32560594A JPH08179156A JP H08179156 A JPH08179156 A JP H08179156A JP 6325605 A JP6325605 A JP 6325605A JP 32560594 A JP32560594 A JP 32560594A JP H08179156 A JPH08179156 A JP H08179156A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- package
- cylindrical member
- semiconductor laser
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- Pending
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パッケージの内部への湿気の侵入による電子
冷却素子の安定性の低下及び光出力の低下を防止し、ま
た、光ファイバが受ける引張・圧縮力による出力の変動
及び繰り返し疲労による光ファイバの断線を防止する。 【構成】 パッケージ１の光ファイバ取出部１１は、金
属製の薄肉円筒部材２とこの部材に連続して形成された
ダイアフラム３とから構成される。ダイアフラム３の外
周部は、パッケージ１にろう付により、ろう付部８で接
合される。光ファイバ４を固定された円筒部材７を光フ
ァイバ取出部１１に挿通して、外側から高周波加熱法を
施すことにより、薄肉円筒部材２にはんだ固定部１０で
固定する。半導体レーザ、集光レンズ及び円筒部材７を
固定された光学系ユニット５は、電子冷却素子６を介し
てパッケージ１に固定され、パッケージ１がさらされる
環境温度の変化に対処して、一定温度に制御される。
冷却素子の安定性の低下及び光出力の低下を防止し、ま
た、光ファイバが受ける引張・圧縮力による出力の変動
及び繰り返し疲労による光ファイバの断線を防止する。 【構成】 パッケージ１の光ファイバ取出部１１は、金
属製の薄肉円筒部材２とこの部材に連続して形成された
ダイアフラム３とから構成される。ダイアフラム３の外
周部は、パッケージ１にろう付により、ろう付部８で接
合される。光ファイバ４を固定された円筒部材７を光フ
ァイバ取出部１１に挿通して、外側から高周波加熱法を
施すことにより、薄肉円筒部材２にはんだ固定部１０で
固定する。半導体レーザ、集光レンズ及び円筒部材７を
固定された光学系ユニット５は、電子冷却素子６を介し
てパッケージ１に固定され、パッケージ１がさらされる
環境温度の変化に対処して、一定温度に制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信システ
ム等の光源として使用される半導体レーザモジュールの
構造に関し、特に電子冷却素子による温度制御が可能な
半導体レーザモジュールの構造に関する。
ム等の光源として使用される半導体レーザモジュールの
構造に関し、特に電子冷却素子による温度制御が可能な
半導体レーザモジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体レーザモジュールは、半導
体レーザの出射光をレンズを用いて光ファイバと光学的
に結合させている。光ファイバに入射したレーザ光は、
パッケージの光ファイバ取出部から引き出された光ファ
イバにより、パッケージの外に取り出される。
体レーザの出射光をレンズを用いて光ファイバと光学的
に結合させている。光ファイバに入射したレーザ光は、
パッケージの光ファイバ取出部から引き出された光ファ
イバにより、パッケージの外に取り出される。
【０００３】従来の半導体レーザモジュールを図２
（ａ）及び（ｂ）に示す。図２（ａ）は、光ファイバ４
が接着剤１６によりパッケージ１２の光ファイバ取出部
１４に固定されている場合であり、図２（ｂ）は、光フ
ァイバ４がパッケージ１２に接着されない場合である。
（ａ）及び（ｂ）に示す。図２（ａ）は、光ファイバ４
が接着剤１６によりパッケージ１２の光ファイバ取出部
１４に固定されている場合であり、図２（ｂ）は、光フ
ァイバ４がパッケージ１２に接着されない場合である。
【０００４】半導体レーザ、集光レンズ（以上図示せ
ず）及び光ファイバ４は、光学系ユニット１５として一
体化され、パッケージ１２に収納されており、光軸固定
は、ＹＡＧレーザビームにより、スポット溶接部９で行
われる。パッケージ１２の光ファイバ取出部１４は、厚
肉構造になっており、引き出される光ファイバ４は、ナ
イロンジャケットで被覆された心線ファイバである。
ず）及び光ファイバ４は、光学系ユニット１５として一
体化され、パッケージ１２に収納されており、光軸固定
は、ＹＡＧレーザビームにより、スポット溶接部９で行
われる。パッケージ１２の光ファイバ取出部１４は、厚
肉構造になっており、引き出される光ファイバ４は、ナ
イロンジャケットで被覆された心線ファイバである。
【０００５】なお、環境温度の変化等に対処して半導体
モジュールの光軸ずれを防止する技術は、特開平１−２
１９８０７号公報、特開平２−２８１２１５号公報及び
特開平３−１０５５７号公報に記載されている。
モジュールの光軸ずれを防止する技術は、特開平１−２
１９８０７号公報、特開平２−２８１２１５号公報及び
特開平３−１０５５７号公報に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術の光フ
ァイバ取出部構造では、図２（ｂ）の場合、パッケージ
１２が多湿環境に置かれると、光ファイバ４と光ファイ
バ取出部１４とのすき間からパッケージ１２の内部に湿
気が侵入し、サーモモジュール等のペルチェ効果を利用
した電子冷却素子６の安定性を低下させる恐れがあっ
た。また、光学系ユニット１５を３５℃程度に保持する
ため、高温・多湿環境では、湿気は、光学系ユニット１
５の周辺で結露することがあり、光学系ユニット１５の
スポット溶接部９から水分が侵入し、光学面を汚染する
か又は光路をさえぎり、光出力を低下させる欠点があっ
た。
ァイバ取出部構造では、図２（ｂ）の場合、パッケージ
１２が多湿環境に置かれると、光ファイバ４と光ファイ
バ取出部１４とのすき間からパッケージ１２の内部に湿
気が侵入し、サーモモジュール等のペルチェ効果を利用
した電子冷却素子６の安定性を低下させる恐れがあっ
た。また、光学系ユニット１５を３５℃程度に保持する
ため、高温・多湿環境では、湿気は、光学系ユニット１
５の周辺で結露することがあり、光学系ユニット１５の
スポット溶接部９から水分が侵入し、光学面を汚染する
か又は光路をさえぎり、光出力を低下させる欠点があっ
た。
【０００７】図２（ａ）の場合、湿気が侵入する可能性
は、低下するが、接着剤１６が樹脂であること及び接着
剤１６と被接着物（光ファイバ４）との密着力の安定性
から、湿気の侵入を十分に防止する構造ではない。ま
た、光学系ユニット１５及びパッケージ１２は、それぞ
れ構成材料が異なり、材質固有の線膨張係数を有してい
る。光学系ユニット１５は、電子冷却素子６で一定温度
に維持されるが、パッケージ１２は、０℃〜７０℃程度
の環境温度にさらされ、光学系ユニット１５に対して膨
張・収縮を行う。パッケージ１２の膨張・収縮は、光フ
ァイバ取出部１４で接着固定された光ファイバ４へ引張
・圧縮力を伝達する。
は、低下するが、接着剤１６が樹脂であること及び接着
剤１６と被接着物（光ファイバ４）との密着力の安定性
から、湿気の侵入を十分に防止する構造ではない。ま
た、光学系ユニット１５及びパッケージ１２は、それぞ
れ構成材料が異なり、材質固有の線膨張係数を有してい
る。光学系ユニット１５は、電子冷却素子６で一定温度
に維持されるが、パッケージ１２は、０℃〜７０℃程度
の環境温度にさらされ、光学系ユニット１５に対して膨
張・収縮を行う。パッケージ１２の膨張・収縮は、光フ
ァイバ取出部１４で接着固定された光ファイバ４へ引張
・圧縮力を伝達する。
【０００８】光ファイバ４は、可とう性を有するが、引
張・圧縮力により特に円筒部材１３の根元周辺で大きい
応力を受け、光ファイバ４の出力を変動させるという欠
点が生じる。最大の欠点は、繰り返し疲労による光ファ
イバ４の断線である。
張・圧縮力により特に円筒部材１３の根元周辺で大きい
応力を受け、光ファイバ４の出力を変動させるという欠
点が生じる。最大の欠点は、繰り返し疲労による光ファ
イバ４の断線である。
【０００９】そこで、本発明は、前記従来の半導体レー
ザモジュール構造の欠点を改良し、パッケージの内部へ
の湿気の侵入による電子冷却素子の安定性の低下及び光
出力の低下を防止し、また、光ファイバが受ける引張・
圧縮力による出力の変動及び繰り返し疲労による光ファ
イバの断線を防止しようとするものである。
ザモジュール構造の欠点を改良し、パッケージの内部へ
の湿気の侵入による電子冷却素子の安定性の低下及び光
出力の低下を防止し、また、光ファイバが受ける引張・
圧縮力による出力の変動及び繰り返し疲労による光ファ
イバの断線を防止しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用する。
決するため、次の手段を採用する。
【００１１】（１）半導体レーザ、光ファイバ及び前記
半導体レーザと前記光ファイバとを光学的に結合するレ
ンズを一体化した光学系ユニットと、電子冷却素子と、
前記光学系ユニット及び前記電子冷却素子を収納するパ
ッケージとから構成される温度制御可能な半導体レーザ
モジュールにおいて、前記パッケージの光ファイバ取出
部が、金属製の薄肉円筒部材とこれに連続するダイアフ
ラムとから構成され、前記ダイアフラムの外周部を前記
パッケージにろう付する半導体レーザモジュール構造。
半導体レーザと前記光ファイバとを光学的に結合するレ
ンズを一体化した光学系ユニットと、電子冷却素子と、
前記光学系ユニット及び前記電子冷却素子を収納するパ
ッケージとから構成される温度制御可能な半導体レーザ
モジュールにおいて、前記パッケージの光ファイバ取出
部が、金属製の薄肉円筒部材とこれに連続するダイアフ
ラムとから構成され、前記ダイアフラムの外周部を前記
パッケージにろう付する半導体レーザモジュール構造。
【００１２】なお、薄肉円筒部材とダイアフラムの加工
に当っては、あらかじめ一体に形成する加工方法又は別
個に形成した後に一体に接続する加工方法の任意の一方
を採用することができる。
に当っては、あらかじめ一体に形成する加工方法又は別
個に形成した後に一体に接続する加工方法の任意の一方
を採用することができる。
【００１３】（２）光ファイバを固定された円筒部材
が、薄肉円筒部材を挿通してこれに固定される前記
（１）記載の半導体レーザモジュール構造。
が、薄肉円筒部材を挿通してこれに固定される前記
（１）記載の半導体レーザモジュール構造。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。
する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例の断面図であ
る。パッケージ１の光ファイバ取出部１１は、金属製の
薄肉円筒部材２とこの部材に連続して形成されたダイア
フラム３とから構成される。ダイヤフラム３の外周部
は、パッケージ１にろう付により、ろう付部８で接合さ
れている。
る。パッケージ１の光ファイバ取出部１１は、金属製の
薄肉円筒部材２とこの部材に連続して形成されたダイア
フラム３とから構成される。ダイヤフラム３の外周部
は、パッケージ１にろう付により、ろう付部８で接合さ
れている。
【００１６】半導体レーザ、集光レンズ（以上図示せ
ず）及び円筒部材７を固定された光学系ユニット５は、
サーモモジュール等のペルチェ効果を利用した電子冷却
素子６を介してパッケージ１に固定され、パッケージ１
がさらされる環境温度の変化に対処して、一定温度に制
御される。
ず）及び円筒部材７を固定された光学系ユニット５は、
サーモモジュール等のペルチェ効果を利用した電子冷却
素子６を介してパッケージ１に固定され、パッケージ１
がさらされる環境温度の変化に対処して、一定温度に制
御される。
【００１７】光ファイバ４をはんだ又はエポキシ系接着
剤であらかじめ固定された円筒部材７を、光軸調整後、
ＹＡＧレーザビームによるスポット溶接により、スポッ
ト溶接部９で固定して光学系ユニット５を構成する。な
お、右側のスポット溶接部９は、円筒部材７を光ファイ
バ４の方向に動かないように固定するためのものであ
り、左側のスポット溶接部９は、円筒部材７をどの方向
にも動かないように固定するためのものである。円筒部
材７を光ファイバ取出部１１に挿通して、外側から高周
波加熱法を施すことにより、薄肉円筒部材２にはんだ固
定部１０で固定する。薄肉円筒部材２とダイアフラム３
とは、数十μｍ〜数百μｍ程度の厚さの金属である。ダ
イアフラム３は、前記金属の平板をプレス加工すること
により形成される。薄肉円筒部材２は、絞り加工、切削
加工等により製作される。薄肉円筒部材２とダイアフラ
ム３とは、同一の厚さである必要はなく、両者をろう付
により接続して一体化する。薄肉円筒部材２の内径は、
円筒部材７の外径より０．５〜１ｍｍ程度大きい。
剤であらかじめ固定された円筒部材７を、光軸調整後、
ＹＡＧレーザビームによるスポット溶接により、スポッ
ト溶接部９で固定して光学系ユニット５を構成する。な
お、右側のスポット溶接部９は、円筒部材７を光ファイ
バ４の方向に動かないように固定するためのものであ
り、左側のスポット溶接部９は、円筒部材７をどの方向
にも動かないように固定するためのものである。円筒部
材７を光ファイバ取出部１１に挿通して、外側から高周
波加熱法を施すことにより、薄肉円筒部材２にはんだ固
定部１０で固定する。薄肉円筒部材２とダイアフラム３
とは、数十μｍ〜数百μｍ程度の厚さの金属である。ダ
イアフラム３は、前記金属の平板をプレス加工すること
により形成される。薄肉円筒部材２は、絞り加工、切削
加工等により製作される。薄肉円筒部材２とダイアフラ
ム３とは、同一の厚さである必要はなく、両者をろう付
により接続して一体化する。薄肉円筒部材２の内径は、
円筒部材７の外径より０．５〜１ｍｍ程度大きい。
【００１８】また、薄肉円筒部材２及びダイアフラム３
の他の加工方法としては、電鋳又は放電加工を採用する
ことができる。
の他の加工方法としては、電鋳又は放電加工を採用する
ことができる。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、パッ
ケージの光ファイバ取出部を構成する金属製の薄肉円筒
部材の一端にダイアフラムを設け、ダイアフラムの外周
をパッケージにろう付したから、環境温度の変化に起因
して生じる光学系ユニットに対するパッケージの膨張・
収縮を、ダイアフラムが弾性変形することによって吸収
することができる。また、光ファイバを固定した円筒部
材が、薄肉円筒部材と固着しているから、光ファイバ自
体に応力が加わらず、その上、ダイアフラムが薄肉であ
るので、スポット溶接部に加わる応力も小さい。
ケージの光ファイバ取出部を構成する金属製の薄肉円筒
部材の一端にダイアフラムを設け、ダイアフラムの外周
をパッケージにろう付したから、環境温度の変化に起因
して生じる光学系ユニットに対するパッケージの膨張・
収縮を、ダイアフラムが弾性変形することによって吸収
することができる。また、光ファイバを固定した円筒部
材が、薄肉円筒部材と固着しているから、光ファイバ自
体に応力が加わらず、その上、ダイアフラムが薄肉であ
るので、スポット溶接部に加わる応力も小さい。
【００２０】したがって、本発明は、パッケージの内部
への湿気の侵入による電子冷却素子の安定性の低下及び
光出力の低下を防止することができ、さらに、光ファイ
バが受ける引張・圧縮力による出力の変動及び繰り返し
疲労による光ファイバの断線を防止することができる。
への湿気の侵入による電子冷却素子の安定性の低下及び
光出力の低下を防止することができ、さらに、光ファイ
バが受ける引張・圧縮力による出力の変動及び繰り返し
疲労による光ファイバの断線を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例の断面図である。
【図２】従来の半導体レーザモジュール構造の断面図で
あり、（ａ）は、光ファイバが接着剤によりパッケージ
の光ファイバ取出部に固定されている状態を示し、
（ｂ）は、光ファイバがパッケージに接続されない状態
を示す。
あり、（ａ）は、光ファイバが接着剤によりパッケージ
の光ファイバ取出部に固定されている状態を示し、
（ｂ）は、光ファイバがパッケージに接続されない状態
を示す。
１，１２ パッケージ ２ 薄肉円筒部材 ３ ダイアフラム ４ 光ファイバ ５，１５ 光学系ユニット ６ 電子冷却素子 ７，１３ 円筒部材 ８ ろう付部 ９ スポット溶接部 １０ はんだ固定部 １１，１４ 光ファイバ取出部 １６ 接着剤
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザ、光ファイバ及び前記半導
体レーザと前記光ファイバとを光学的に結合するレンズ
を一体化した光学系ユニットと、電子冷却素子と、前記
光学系ユニット及び前記電子冷却素子を収納するパッケ
ージとから構成される温度制御可能な半導体レーザモジ
ュールにおいて、前記パッケージの光ファイバ取出部
が、金属製の薄肉円筒部材とこれに連続するダイアフラ
ムとから構成され、前記ダイアフラムの外周部を前記パ
ッケージにろう付することを特徴とする半導体レーザモ
ジュール構造。 - 【請求項２】 光ファイバを固定された円筒部材が、薄
肉円筒部材を挿通してこれに固定されることを特徴とす
る請求項１記載の半導体レーザモジュール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6325605A JPH08179156A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 半導体レーザモジュール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6325605A JPH08179156A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 半導体レーザモジュール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179156A true JPH08179156A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18178746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6325605A Pending JPH08179156A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 半導体レーザモジュール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179156A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072131A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 日本電気株式会社 | 光通信モジュールの封止構造およびその封止方法 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6325605A patent/JPH08179156A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072131A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 日本電気株式会社 | 光通信モジュールの封止構造およびその封止方法 |
| CN105723264A (zh) * | 2013-11-15 | 2016-06-29 | 日本电气株式会社 | 光学通信模块的密封方法和密封结构 |
| JPWO2015072131A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2017-03-16 | 日本電気株式会社 | 光通信モジュールの封止構造およびその封止方法 |
| US9606310B2 (en) | 2013-11-15 | 2017-03-28 | Nec Corporation | Sealing structure of optical communication module and sealing method of the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020417 |