JPH09258071A - レーザダイオードモジユール、集光部品並びに光結合方法 - Google Patents
レーザダイオードモジユール、集光部品並びに光結合方法Info
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- JPH09258071A JPH09258071A JP8068214A JP6821496A JPH09258071A JP H09258071 A JPH09258071 A JP H09258071A JP 8068214 A JP8068214 A JP 8068214A JP 6821496 A JP6821496 A JP 6821496A JP H09258071 A JPH09258071 A JP H09258071A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光と光フアイバの従来の結合方法に比
べ結合効率が高く、また、従来の高周波用給電機能を損
なうこと無く、より安価で組立作業性の良いレーザダイ
オードモジユールを得る。 【解決手段】 レーザダイオードモジユールのフオトダ
イオード３を支持するフオトダイオードキヤリア４の上
面にレーザダイオードへの高周波用給電線１１を配して
大型で台形の形状とすることで、フオトダイオード３の
表面がレーザダイオード１の後面出射光の反射光を戻さ
なくなる。球面平凸レンズ２７を、レーザダイオード１
の方向に球面を向け、コリメートレンズ７によりコリメ
ートされたレーザ光の光軸１９上に球面の曲率中心２９
を持つように、光フアイバのコア２５の斜め端面に対し
て最適な角度の円筒穴を持つレンズホルダ２２で斜めに
保持する。
べ結合効率が高く、また、従来の高周波用給電機能を損
なうこと無く、より安価で組立作業性の良いレーザダイ
オードモジユールを得る。 【解決手段】 レーザダイオードモジユールのフオトダ
イオード３を支持するフオトダイオードキヤリア４の上
面にレーザダイオードへの高周波用給電線１１を配して
大型で台形の形状とすることで、フオトダイオード３の
表面がレーザダイオード１の後面出射光の反射光を戻さ
なくなる。球面平凸レンズ２７を、レーザダイオード１
の方向に球面を向け、コリメートレンズ７によりコリメ
ートされたレーザ光の光軸１９上に球面の曲率中心２９
を持つように、光フアイバのコア２５の斜め端面に対し
て最適な角度の円筒穴を持つレンズホルダ２２で斜めに
保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザダイオー
ドと、光フアイバと、上記レーザダイオードからの出射
光が光フアイバに光学的に結合するための光学部品を備
えたレーザダイオードモジユール及び集光部品並びに光
結合方法に関するものである。
ドと、光フアイバと、上記レーザダイオードからの出射
光が光フアイバに光学的に結合するための光学部品を備
えたレーザダイオードモジユール及び集光部品並びに光
結合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば特開平４−６６３２４号
公報に示された半導体レーザと光フアイバの結合方法を
用いた従来のレーザダイオードモジユールの断面図であ
る。図において、１はレーザダイオード、２はレーザダ
イオード１を取り付けるサブマウント、３はフオトダイ
オード、４はフオトダイオード３の表面がレーザダイオ
ード１の後面出射光の光軸に対して傾斜するようにフオ
トダイオード３を支持するフオトダイオードキヤリア、
５はセラミツク基板、６はサブマウント２とフオトダイ
オードキヤリア４とセラミツク基板５を支持するベー
ス、７はレーザダイオード１の前面出射光をコリメート
するコリメートレンズ、８はコリメートレンズ７を支持
するコリメートレンズホルダ、９はケース、１０はケー
ス９を貫通する信号ピン、１１はセラミツク基板５上に
形成されたレーザダイオード１への給電のための高周波
用給電線、１２〜１５は信号ピン１０からレーザダイオ
ード１への給電系をつなぐ金ワイヤ、１６、１７は金ワ
イヤ１３〜１５をつなぐためのパツド、１８はケース９
内を気密封止するとともにレーザダイオード１の前面出
射光を透過させる気密窓、１９はレーザダイオード１か
ら出射されたレーザ光の光軸、２０は収束型ロツドレン
ズ、２１は円柱形である収束型ロツドレンズ２０の円柱
の回転軸、２２は収束型ロツドレンズ２０を保持しケー
ス９に接合されるレンズホルダ、２３は光フアイバのコ
ア、２４は光フアイバを固定支持するためのフエルー
ル、２５は光フアイバ、２６はフエルール２２を支持す
るフエルールホルダである。
公報に示された半導体レーザと光フアイバの結合方法を
用いた従来のレーザダイオードモジユールの断面図であ
る。図において、１はレーザダイオード、２はレーザダ
イオード１を取り付けるサブマウント、３はフオトダイ
オード、４はフオトダイオード３の表面がレーザダイオ
ード１の後面出射光の光軸に対して傾斜するようにフオ
トダイオード３を支持するフオトダイオードキヤリア、
５はセラミツク基板、６はサブマウント２とフオトダイ
オードキヤリア４とセラミツク基板５を支持するベー
ス、７はレーザダイオード１の前面出射光をコリメート
するコリメートレンズ、８はコリメートレンズ７を支持
するコリメートレンズホルダ、９はケース、１０はケー
ス９を貫通する信号ピン、１１はセラミツク基板５上に
形成されたレーザダイオード１への給電のための高周波
用給電線、１２〜１５は信号ピン１０からレーザダイオ
ード１への給電系をつなぐ金ワイヤ、１６、１７は金ワ
イヤ１３〜１５をつなぐためのパツド、１８はケース９
内を気密封止するとともにレーザダイオード１の前面出
射光を透過させる気密窓、１９はレーザダイオード１か
ら出射されたレーザ光の光軸、２０は収束型ロツドレン
ズ、２１は円柱形である収束型ロツドレンズ２０の円柱
の回転軸、２２は収束型ロツドレンズ２０を保持しケー
ス９に接合されるレンズホルダ、２３は光フアイバのコ
ア、２４は光フアイバを固定支持するためのフエルー
ル、２５は光フアイバ、２６はフエルール２２を支持す
るフエルールホルダである。
【０００３】このような半導体レーザと光フアイバの従
来の結合方法を用いたレーザダイオードモジユールにお
いては、コリメートレンズ７によりコリメートされたレ
ーザダイオード１の前面出射光が気密窓１８を透過した
後、このコリメートされたレーザ光の光軸１９から収束
型ロツドレンズの回転軸２１をずらすことにより、光フ
アイバのコア２３への収束光が光フアイバのコア２３の
端面の角度により決定される結合効率の高い角度を持つ
ように結合することができる。
来の結合方法を用いたレーザダイオードモジユールにお
いては、コリメートレンズ７によりコリメートされたレ
ーザダイオード１の前面出射光が気密窓１８を透過した
後、このコリメートされたレーザ光の光軸１９から収束
型ロツドレンズの回転軸２１をずらすことにより、光フ
アイバのコア２３への収束光が光フアイバのコア２３の
端面の角度により決定される結合効率の高い角度を持つ
ように結合することができる。
【０００４】さらに、フオトダイオードキヤリア４はフ
オトダイオード３の表面がレーザダイオード１の後面出
射光の光軸に対して傾斜するようにフオトダイオード３
を支持するため、フオトダイオード３の表面による反射
光を戻すこと無くレーザダイオード１の後面反射光の強
度をフオトダイオード３でモニタすることができる。な
お、レーザダイオード１への給電は、ケース９の外部か
ら貫通した信号ピン１０より、セラミツク基板５の上面
の高周波用給電線１１と金ワイヤ１２〜１５によって、
フオトダイオードキヤリア４とサブマウント２の上面の
パツド１６、１７を経由して電気的に接合されることに
より行われる。
オトダイオード３の表面がレーザダイオード１の後面出
射光の光軸に対して傾斜するようにフオトダイオード３
を支持するため、フオトダイオード３の表面による反射
光を戻すこと無くレーザダイオード１の後面反射光の強
度をフオトダイオード３でモニタすることができる。な
お、レーザダイオード１への給電は、ケース９の外部か
ら貫通した信号ピン１０より、セラミツク基板５の上面
の高周波用給電線１１と金ワイヤ１２〜１５によって、
フオトダイオードキヤリア４とサブマウント２の上面の
パツド１６、１７を経由して電気的に接合されることに
より行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体レ
ーザと光フアイバの従来の結合方法を用いたレーザダイ
オードモジユールにおいては、中心軸対称の屈折率分布
により光を収束させる収束型ロツドレンズ２０を用いる
ため、たとえレーザ光が斜めの端面を持つ光フアイバの
コア２３へ入射する角度を最適化したとしても大きな結
合効率が得られないという欠点があった。また、レーザ
ダイオード１への周波数特性のよい給電のためにセラミ
ツク基板５を取り付ける必要があり、ベース６上に取り
付ける部品点数が多かったため、組立作業性の点で不利
であるという問題点もあった。
ーザと光フアイバの従来の結合方法を用いたレーザダイ
オードモジユールにおいては、中心軸対称の屈折率分布
により光を収束させる収束型ロツドレンズ２０を用いる
ため、たとえレーザ光が斜めの端面を持つ光フアイバの
コア２３へ入射する角度を最適化したとしても大きな結
合効率が得られないという欠点があった。また、レーザ
ダイオード１への周波数特性のよい給電のためにセラミ
ツク基板５を取り付ける必要があり、ベース６上に取り
付ける部品点数が多かったため、組立作業性の点で不利
であるという問題点もあった。
【０００６】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は収差が極力少な
く、斜めの端面を持つ光フアイバへ最適の角度でレーザ
光を結合させ、大きな結合効率を安価に実現したレーザ
ダイオードモジユールを得るものである。
ためになされたもので、第１の目的は収差が極力少な
く、斜めの端面を持つ光フアイバへ最適の角度でレーザ
光を結合させ、大きな結合効率を安価に実現したレーザ
ダイオードモジユールを得るものである。
【０００７】また、この発明は、少ない部品点数によ
り、安価で組立作業性の良いチツプキヤリアを得るもの
である。
り、安価で組立作業性の良いチツプキヤリアを得るもの
である。
【０００８】さらに、この発明は、収差が極力少なく、
斜めの端面を持つ光フアイバへ最適の角度でレーザ光を
結合させることが可能な集光部品を安価に得るものであ
る。
斜めの端面を持つ光フアイバへ最適の角度でレーザ光を
結合させることが可能な集光部品を安価に得るものであ
る。
【０００９】また、この発明は、斜め端面を持つフアイ
バに対してより大きな結合効率を実現する光結合方法を
得るものである。
バに対してより大きな結合効率を実現する光結合方法を
得るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザダ
イオードモジユールは、コリメートレンズによりコリメ
ートされたレーザダイオードの前面出射レーザ光の光軸
に対し、球面平凸レンズの回転軸が角度を持つように球
面平凸レンズを固定し、斜めの端面を持つ光フアイバの
コアに対し最適な角度で、収差の極力少ない収束光をフ
アイバへ結合させるものである。
イオードモジユールは、コリメートレンズによりコリメ
ートされたレーザダイオードの前面出射レーザ光の光軸
に対し、球面平凸レンズの回転軸が角度を持つように球
面平凸レンズを固定し、斜めの端面を持つ光フアイバの
コアに対し最適な角度で、収差の極力少ない収束光をフ
アイバへ結合させるものである。
【００１１】また、この発明はレーザダイオードの前面
出射レーザ光の光軸に対し、球面平凸レンズの回転軸が
角度を持つように球面平凸レンズを固定し、斜めの端面
を持つ光フアイバのコアに対し最適な角度で、収差の極
力少ない収束光をフアイバへ結合させるものである。
出射レーザ光の光軸に対し、球面平凸レンズの回転軸が
角度を持つように球面平凸レンズを固定し、斜めの端面
を持つ光フアイバのコアに対し最適な角度で、収差の極
力少ない収束光をフアイバへ結合させるものである。
【００１２】さらに、この発明はフオトダイオードを固
着支持するフオトダイオードキヤリアにレーザダイオー
ドへの高周波用給電線を施してチツプキヤリアを構成し
たものである。
着支持するフオトダイオードキヤリアにレーザダイオー
ドへの高周波用給電線を施してチツプキヤリアを構成し
たものである。
【００１３】また、この発明はフオトダイオードキヤリ
アの形状を台形としたものである。
アの形状を台形としたものである。
【００１４】さらに、この発明はフオトダイオードキヤ
リアを、フオトダイオードを固着支持する面が斜め上方
を向く形状としたものである。
リアを、フオトダイオードを固着支持する面が斜め上方
を向く形状としたものである。
【００１５】また、この発明はフオトダイオードキヤリ
アを長方形平板の形状とし、ベースに対し斜めに取り付
けたものである。
アを長方形平板の形状とし、ベースに対し斜めに取り付
けたものである。
【００１６】さらに、この発明はベースの上面の長方形
平板のフオトダイオードキヤリアの取付位置に凹没を形
成したものである。
平板のフオトダイオードキヤリアの取付位置に凹没を形
成したものである。
【００１７】また、この発明はベースの上面の長方形平
板のフオトダイオードキヤリアの取付位置に段差を形成
したものである。
板のフオトダイオードキヤリアの取付位置に段差を形成
したものである。
【００１８】この発明はベースの上面の長方形平板のフ
オトダイオードキヤリアの取付位置に突起を形成したも
のである。
オトダイオードキヤリアの取付位置に突起を形成したも
のである。
【００１９】また、この発明はベースの形状を、ベース
の上部のフオトダイオードキヤリアの取付面が底面に対
し傾斜した形状としたものである。
の上部のフオトダイオードキヤリアの取付面が底面に対
し傾斜した形状としたものである。
【００２０】さらに、この発明は集光部品を、入射レー
ザ光の光軸が球面平凸レンズの球面の曲率中心を通り、
斜めの端面を持つ光フアイバの端面角度により決定され
る角度で球面平凸レンズを固定支持する円筒穴が形成さ
れたレンズホルダに取り付けて構成したものである。
ザ光の光軸が球面平凸レンズの球面の曲率中心を通り、
斜めの端面を持つ光フアイバの端面角度により決定され
る角度で球面平凸レンズを固定支持する円筒穴が形成さ
れたレンズホルダに取り付けて構成したものである。
【００２１】また、この発明はレーザダイオードと光フ
アイバのコアの結合を、球面平凸レンズを、レーザ光の
光路がその球面の曲率中心を通り、平面をレーザ光の光
路に対して垂直でない角度を持つように設置し、レーザ
光を入射光の光軸に対して光フアイバの端面角度により
決定される最適な角度をつけて行うものである。
アイバのコアの結合を、球面平凸レンズを、レーザ光の
光路がその球面の曲率中心を通り、平面をレーザ光の光
路に対して垂直でない角度を持つように設置し、レーザ
光を入射光の光軸に対して光フアイバの端面角度により
決定される最適な角度をつけて行うものである。
【００２２】
実施の形態１．図１はこの発明の一実施の形態であるレ
ーザダイオードモジユールを示すものである。図におい
て１〜３は上記従来装置と同一のものであるため説明を
省略する。４はフオトダイオード３の表面がレーザダイ
オード１の後面出射光の光軸に対して垂直とならないよ
うにフオトダイオード３を支持する大型のフオトダイオ
ードキヤリアで、この実施の形態では台形のフオトダイ
オードキヤリアが使用されている。６〜２６は上記従来
装置と同一のものであるため説明を省略する。２７はレ
ーザ光を光フアイバのコア２３へ結合するための球面平
凸レンズ、２８は球面平凸レンズ２７の回転軸、２９は
球面平凸レンズの球面の曲率中心で、ここでは図１
（ａ）に示すように、球面平凸レンズの回転軸２８上に
曲率中心２９を持つ球面２７ａと球面平凸レンズの回転
軸２８に対して垂直に交わる平面２７ｂで構成される球
面平凸レンズ２７を、レーザダイオード１の側に球面２
７ｂを向け、コリメートレンズ７によりコリメートされ
た入射レーザ光の光軸１９上に球面平凸レンズの球面の
曲率中心２９を配置し、レンズホルダ２２で球面平凸レ
ンズ２７の屈折率ｎL 、フアイバのコア２３の屈折率ｎ
F とフアイバのコア２３の端面の角度θF よりスネルの
法則から導かれる数１で最適化される傾き角θL で保持
することにより構成された集光部品と、その集光部品に
よる光結合方法を用いた場合を示している。数１によれ
ば、例えばレンズの材料をＢＫ７（ｎL ＝１．５０）、
光フアイバのコアの屈折率ｎF ＝１．４７、光フアイバ
のコアの端面角度θF ＝８．０°とすると、球面平凸レ
ンズの傾き角θL は７．５３となり、レンズを７．５３
°傾けることにより端面を８°に研磨された光フアイバ
のコアに最大の効率で結合することができる。
ーザダイオードモジユールを示すものである。図におい
て１〜３は上記従来装置と同一のものであるため説明を
省略する。４はフオトダイオード３の表面がレーザダイ
オード１の後面出射光の光軸に対して垂直とならないよ
うにフオトダイオード３を支持する大型のフオトダイオ
ードキヤリアで、この実施の形態では台形のフオトダイ
オードキヤリアが使用されている。６〜２６は上記従来
装置と同一のものであるため説明を省略する。２７はレ
ーザ光を光フアイバのコア２３へ結合するための球面平
凸レンズ、２８は球面平凸レンズ２７の回転軸、２９は
球面平凸レンズの球面の曲率中心で、ここでは図１
（ａ）に示すように、球面平凸レンズの回転軸２８上に
曲率中心２９を持つ球面２７ａと球面平凸レンズの回転
軸２８に対して垂直に交わる平面２７ｂで構成される球
面平凸レンズ２７を、レーザダイオード１の側に球面２
７ｂを向け、コリメートレンズ７によりコリメートされ
た入射レーザ光の光軸１９上に球面平凸レンズの球面の
曲率中心２９を配置し、レンズホルダ２２で球面平凸レ
ンズ２７の屈折率ｎL 、フアイバのコア２３の屈折率ｎ
F とフアイバのコア２３の端面の角度θF よりスネルの
法則から導かれる数１で最適化される傾き角θL で保持
することにより構成された集光部品と、その集光部品に
よる光結合方法を用いた場合を示している。数１によれ
ば、例えばレンズの材料をＢＫ７（ｎL ＝１．５０）、
光フアイバのコアの屈折率ｎF ＝１．４７、光フアイバ
のコアの端面角度θF ＝８．０°とすると、球面平凸レ
ンズの傾き角θL は７．５３となり、レンズを７．５３
°傾けることにより端面を８°に研磨された光フアイバ
のコアに最大の効率で結合することができる。
【００２３】
【数１】
【００２４】このように構成されたレーザダイオードモ
ジユールにおいては、フオトダイオードキヤリア４に従
来のセラミツク基板５のレーザダイオードへの高周波用
給電線１１を形成し、厚みをそろえて一体化することに
より、部品点数が減り、組立作業性を向上することがで
きる。さらに、このフオトダイオードキヤリア４の形状
を台形にすることにより、フオトダイオード３の表面で
の反射光がレーザダイオード１に戻らないようにフオト
ダイオード３を保持するとともに、フオトダイオードキ
ヤリア４の大きさを大きくとることができ、フオトダイ
オード３への高周波用給電線をつけ加えるなど、ベース
６の上面の面積を有効に活用することができる。
ジユールにおいては、フオトダイオードキヤリア４に従
来のセラミツク基板５のレーザダイオードへの高周波用
給電線１１を形成し、厚みをそろえて一体化することに
より、部品点数が減り、組立作業性を向上することがで
きる。さらに、このフオトダイオードキヤリア４の形状
を台形にすることにより、フオトダイオード３の表面で
の反射光がレーザダイオード１に戻らないようにフオト
ダイオード３を保持するとともに、フオトダイオードキ
ヤリア４の大きさを大きくとることができ、フオトダイ
オード３への高周波用給電線をつけ加えるなど、ベース
６の上面の面積を有効に活用することができる。
【００２５】また、コリメートレンズ７によりコリメー
トされたレーザダイオード１の前面出射光が気密窓１８
を透過した後、球面平凸レンズの球面２７ａと球面平凸
レンズの平面２７ｂによって集光されるが、球面平凸レ
ンズの球面の曲率中心２９をコリメートされたレーザ光
の光軸１９上に設置することによって光フアイバのコア
２３への収束光の収差を比較的小さく押さえて集光する
ことができ、さらに球面平凸レンズの平面２７ｂがコリ
メートされたレーザ光の光軸１９に対して傾斜している
ため、光フアイバのコア２３への収束光が光フアイバの
コア２３の端面の角度から数１により決定される結合効
率の高い角度を持つようにすることができ、高い結合効
率を得ることができる。
トされたレーザダイオード１の前面出射光が気密窓１８
を透過した後、球面平凸レンズの球面２７ａと球面平凸
レンズの平面２７ｂによって集光されるが、球面平凸レ
ンズの球面の曲率中心２９をコリメートされたレーザ光
の光軸１９上に設置することによって光フアイバのコア
２３への収束光の収差を比較的小さく押さえて集光する
ことができ、さらに球面平凸レンズの平面２７ｂがコリ
メートされたレーザ光の光軸１９に対して傾斜している
ため、光フアイバのコア２３への収束光が光フアイバの
コア２３の端面の角度から数１により決定される結合効
率の高い角度を持つようにすることができ、高い結合効
率を得ることができる。
【００２６】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、コリメートレンズ７によりコリメートされたレーザ
光が気密窓１８を透過した後に球面平凸レンズ２７に入
射するように構成したが、球面平凸レンズ２７のみで光
フアイバのコア２３に結合する構成とすればコリメート
レンズ７は設けなくてもよい。また、上記実施の形態１
ではレーザダイオード１の側に球面平凸レンズの球面２
７ａを配した構成としているが、これはコリメートされ
たレーザ光が球面平凸レンズ２７に入射する場合に、レ
ーザ光を球面平凸レンズの球面２７ａ側から入射した方
が収差の点で有利であるとの理由に基づくものである。
しかしながら、フアイバのコア２３へ結合効率を最大と
する入射角でレーザ光を集光するという観点から、球面
平凸レンズの球面２７ａを光フアイバ２５の方向に向け
て球面平凸レンズ２７を配置しても同様の効果が得られ
ることは明らかである。さらに、上記実施の形態１では
台形平板の形状をしたフオトダイオードキヤリアが使わ
れているが、フオトダイオード取付面が斜め上方を向く
平板の形状としても同様の効果が得られる。
は、コリメートレンズ７によりコリメートされたレーザ
光が気密窓１８を透過した後に球面平凸レンズ２７に入
射するように構成したが、球面平凸レンズ２７のみで光
フアイバのコア２３に結合する構成とすればコリメート
レンズ７は設けなくてもよい。また、上記実施の形態１
ではレーザダイオード１の側に球面平凸レンズの球面２
７ａを配した構成としているが、これはコリメートされ
たレーザ光が球面平凸レンズ２７に入射する場合に、レ
ーザ光を球面平凸レンズの球面２７ａ側から入射した方
が収差の点で有利であるとの理由に基づくものである。
しかしながら、フアイバのコア２３へ結合効率を最大と
する入射角でレーザ光を集光するという観点から、球面
平凸レンズの球面２７ａを光フアイバ２５の方向に向け
て球面平凸レンズ２７を配置しても同様の効果が得られ
ることは明らかである。さらに、上記実施の形態１では
台形平板の形状をしたフオトダイオードキヤリアが使わ
れているが、フオトダイオード取付面が斜め上方を向く
平板の形状としても同様の効果が得られる。
【００２７】また、上記実施の形態１では球面平凸レン
ズ２７と、球面平凸レンズ２７の屈折率ｎL 、フアイバ
のコア２３の屈折率ｎF とフアイバのコア２３の端面の
角度θF よりスネルの法則から導かれる数１で最適化さ
れる傾き角θL で球面平凸レンズ２７を保持するレンズ
ホルダ２２とで集光部品を構成しているが、図２に示す
ように、回転軸上に曲率中心を持つ球面と回転軸に対し
て球面平凸レンズ２７の屈折率ｎL 、フアイバのコア２
３の屈折率ｎF とフアイバのコア２３の端面の角度θF
よりスネルの法則から導かれる数１で最適化される傾き
角θL を持つ平面で構成される球面平凸レンズ２７と、
球面平凸レンズの回転軸２８を入射レーザ光の光軸１９
と一致させるように球面平凸レンズ２７を保持するレン
ズホルダ２２とで構成された場合にも同様の結合方法が
実現できることは明らかである。
ズ２７と、球面平凸レンズ２７の屈折率ｎL 、フアイバ
のコア２３の屈折率ｎF とフアイバのコア２３の端面の
角度θF よりスネルの法則から導かれる数１で最適化さ
れる傾き角θL で球面平凸レンズ２７を保持するレンズ
ホルダ２２とで集光部品を構成しているが、図２に示す
ように、回転軸上に曲率中心を持つ球面と回転軸に対し
て球面平凸レンズ２７の屈折率ｎL 、フアイバのコア２
３の屈折率ｎF とフアイバのコア２３の端面の角度θF
よりスネルの法則から導かれる数１で最適化される傾き
角θL を持つ平面で構成される球面平凸レンズ２７と、
球面平凸レンズの回転軸２８を入射レーザ光の光軸１９
と一致させるように球面平凸レンズ２７を保持するレン
ズホルダ２２とで構成された場合にも同様の結合方法が
実現できることは明らかである。
【００２８】また、上記実施の形態１では気密窓１８と
球面平凸レンズ２７との間に光学部品が置かれていない
が、光アイソレータのように入射光軸の方向を変化させ
ない光学部品であれば球面平凸レンズ２７の作用を損な
うこと無く自由に挿入することができる。
球面平凸レンズ２７との間に光学部品が置かれていない
が、光アイソレータのように入射光軸の方向を変化させ
ない光学部品であれば球面平凸レンズ２７の作用を損な
うこと無く自由に挿入することができる。
【００２９】実施の形態３．図３は、長方形平板のフオ
トダイオードキヤリア４をベース上に傾けて取り付けて
チップキャリアを構成する実施態様を示すもので、ベー
ス６の上面に位置合せ用の突起３０〜３２を形成し、フ
オトダイオードキヤリア４をこの突起に合わせて斜めに
した状態で固定している。この図３の実施の形態によれ
ば、従来と同様にフオトダイオード３の表面による反射
光をレーザダイオード１に戻すこと無くレーザダイオー
ド１の後面反射光の強度をフオトダイオード３でモニタ
することができる上に、レーザダイオード１への給電系
を結ぶ金ワイヤの配線を極力短くでき、周波数特性の点
で有利となる。さらに、フオトダイオードキヤリア４が
長方形平板であるため容易に製作でき、従来の構成に比
べ部品点数が減る上に、位置合せ用の突起３０〜３２に
よって組立作業性を大幅に向上することができるため、
安価なチツプキヤリアを構成できる。
トダイオードキヤリア４をベース上に傾けて取り付けて
チップキャリアを構成する実施態様を示すもので、ベー
ス６の上面に位置合せ用の突起３０〜３２を形成し、フ
オトダイオードキヤリア４をこの突起に合わせて斜めに
した状態で固定している。この図３の実施の形態によれ
ば、従来と同様にフオトダイオード３の表面による反射
光をレーザダイオード１に戻すこと無くレーザダイオー
ド１の後面反射光の強度をフオトダイオード３でモニタ
することができる上に、レーザダイオード１への給電系
を結ぶ金ワイヤの配線を極力短くでき、周波数特性の点
で有利となる。さらに、フオトダイオードキヤリア４が
長方形平板であるため容易に製作でき、従来の構成に比
べ部品点数が減る上に、位置合せ用の突起３０〜３２に
よって組立作業性を大幅に向上することができるため、
安価なチツプキヤリアを構成できる。
【００３０】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、フオトダイオードキヤリア４の位置合せのためにベ
ース６の上面に突起３０〜３２が形成された構成とした
が、ベース上に形成された突起３０〜３２の代わりに位
置合せ用のマークとして同様の位置に凹没もしくは段差
を設けても同様の効果が得ることができる。
は、フオトダイオードキヤリア４の位置合せのためにベ
ース６の上面に突起３０〜３２が形成された構成とした
が、ベース上に形成された突起３０〜３２の代わりに位
置合せ用のマークとして同様の位置に凹没もしくは段差
を設けても同様の効果が得ることができる。
【００３１】実施の形態５．また、図４に示すように、
ベース６の形状をレーザダイオード１側に高い上面を持
つものとすれば、ベースの傾斜した上面に沿って固定す
るだけでフオトダイオードキヤリア４を傾斜させること
ができ、上記実施の形態３と同様の効果を得ることがで
きる。なお、ベース６の形状をレーザダイオード１側に
低い上面を持つものとしても同様の効果を得ることは言
うまでもない。
ベース６の形状をレーザダイオード１側に高い上面を持
つものとすれば、ベースの傾斜した上面に沿って固定す
るだけでフオトダイオードキヤリア４を傾斜させること
ができ、上記実施の形態３と同様の効果を得ることがで
きる。なお、ベース６の形状をレーザダイオード１側に
低い上面を持つものとしても同様の効果を得ることは言
うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】この発明は、上述のように構成されてい
るので、以下に示すような効果が得られる。
るので、以下に示すような効果が得られる。
【００３３】レンズホルダに球面平凸レンズをその回転
軸がコリメートされた入射レーザ光の光軸に対して数１
で求められる角度を持つように固定した状態でレーザ光
を光フアイバへ結合することにより、レーザ光の光路上
に余分な光学部品を挿入すること無く、光フアイバのコ
アに対して結合効率最大となる角度を持つ収束したレー
ザ光を容易に得ることができる。
軸がコリメートされた入射レーザ光の光軸に対して数１
で求められる角度を持つように固定した状態でレーザ光
を光フアイバへ結合することにより、レーザ光の光路上
に余分な光学部品を挿入すること無く、光フアイバのコ
アに対して結合効率最大となる角度を持つ収束したレー
ザ光を容易に得ることができる。
【００３４】また、レンズホルダに球面平凸レンズをそ
の回転軸が入射レーザ光の光軸に対して数１で求められ
る角度を持つように固定した状態でレーザ光を光フアイ
バへ結合することにより、レーザ光の光路上に余分な光
学部品を挿入すること無く、光フアイバのコアの端面角
度に対して結合効率最大となる角度を持つ収束したレー
ザ光を容易に得ることができる。
の回転軸が入射レーザ光の光軸に対して数１で求められ
る角度を持つように固定した状態でレーザ光を光フアイ
バへ結合することにより、レーザ光の光路上に余分な光
学部品を挿入すること無く、光フアイバのコアの端面角
度に対して結合効率最大となる角度を持つ収束したレー
ザ光を容易に得ることができる。
【００３５】さらに、大型のフオトダイオードキヤリア
の上面にレーザダイオードへの高周波用給電線を施すこ
とにより、余分な給電配線用のセラミツク基板を搭載す
ること無くケースの外からレーザダイオードへ高周波特
性を損なうことなく給電できる。
の上面にレーザダイオードへの高周波用給電線を施すこ
とにより、余分な給電配線用のセラミツク基板を搭載す
ること無くケースの外からレーザダイオードへ高周波特
性を損なうことなく給電できる。
【００３６】また、フオトダイオードキヤリアを台形の
形状としたことにより、フオトダイオード表面でのレー
ザダイオードの後面出射光の反射光をレーザダイオード
へ戻さないようにすることが安価に実現できる。
形状としたことにより、フオトダイオード表面でのレー
ザダイオードの後面出射光の反射光をレーザダイオード
へ戻さないようにすることが安価に実現できる。
【００３７】さらに、フオトダイオードキヤリアを一側
面が斜め上方を向く形状とした構成とすることにより、
フオトダイオード表面でのレーザダイオードの後面出射
光の反射光を容易にレーザダイオードへ戻さないように
することができる。
面が斜め上方を向く形状とした構成とすることにより、
フオトダイオード表面でのレーザダイオードの後面出射
光の反射光を容易にレーザダイオードへ戻さないように
することができる。
【００３８】さらに、長方形平板のフオトダイオードキ
ヤリアをベースに対して斜めに配置することにより、フ
オトダイオード表面でのレーザダイオードの後面出射光
の反射光を容易にレーザダイオードへ戻さないようにす
ることができるとともに、非常に安価なフオトダイオー
ドキヤリアを得ることができる。
ヤリアをベースに対して斜めに配置することにより、フ
オトダイオード表面でのレーザダイオードの後面出射光
の反射光を容易にレーザダイオードへ戻さないようにす
ることができるとともに、非常に安価なフオトダイオー
ドキヤリアを得ることができる。
【００３９】また、ベースの上面に凹没を形成し、その
凹没に合わせて長方形平板のフオトダイオードキヤリア
をベースに対し斜めに配置することにより、非常に安価
なフオトダイオードキヤリアを正確な位置に固定するこ
とが容易となる。
凹没に合わせて長方形平板のフオトダイオードキヤリア
をベースに対し斜めに配置することにより、非常に安価
なフオトダイオードキヤリアを正確な位置に固定するこ
とが容易となる。
【００４０】さらにまた、ベースの上面に段差を形成
し、その段差に合わせて長方形平板のフオトダイオード
キヤリアをベースに対し斜めに配置することにより、非
常に安価なフオトダイオードキヤリアを正確な位置に固
定することが容易となる。
し、その段差に合わせて長方形平板のフオトダイオード
キヤリアをベースに対し斜めに配置することにより、非
常に安価なフオトダイオードキヤリアを正確な位置に固
定することが容易となる。
【００４１】また、ベースの上面に突起を形成し、その
突起に合わせて長方形平板のフオトダイオードキヤリア
をベースに対し斜めに配置することにより、非常に安価
なフオトダイオードキヤリアを正確な位置に固定するこ
とが容易となる。
突起に合わせて長方形平板のフオトダイオードキヤリア
をベースに対し斜めに配置することにより、非常に安価
なフオトダイオードキヤリアを正確な位置に固定するこ
とが容易となる。
【００４２】さらに、傾斜した上面を有するベース上に
フオトダイオードキヤリアを配置することにより、フオ
トダイオード表面でのレーザダイオードの後面出射光の
反射光を容易にレーザダイオードへ戻さないようにする
ことができる。
フオトダイオードキヤリアを配置することにより、フオ
トダイオード表面でのレーザダイオードの後面出射光の
反射光を容易にレーザダイオードへ戻さないようにする
ことができる。
【００４３】また、斜めの端面を持つ光フアイバの端面
角度により決定される角度を持つ円筒穴が形成されたレ
ンズホルダに球面平凸レンズを取り付けることにより、
光フアイバのコアの端面角度に対してレーザ光を結合効
率最大となる角度を持たせて集光させる集光部品を得る
ことができる。
角度により決定される角度を持つ円筒穴が形成されたレ
ンズホルダに球面平凸レンズを取り付けることにより、
光フアイバのコアの端面角度に対してレーザ光を結合効
率最大となる角度を持たせて集光させる集光部品を得る
ことができる。
【００４４】さらに、球面平凸レンズを、レーザ光の光
路がその球面の曲率中心を通り、レーザ光の光軸に対し
て上記球面平凸レンズの回転軸が光フアイバの端面角度
によって決定される最適な角度を持つように球面平凸レ
ンズを設置することにより、光フアイバにその端面に対
して最適な角度で結合することができる。
路がその球面の曲率中心を通り、レーザ光の光軸に対し
て上記球面平凸レンズの回転軸が光フアイバの端面角度
によって決定される最適な角度を持つように球面平凸レ
ンズを設置することにより、光フアイバにその端面に対
して最適な角度で結合することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１であるレーザダイオ
ードモジユールを示す図である。
ードモジユールを示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態３を示す集光部品の断
面図である。
面図である。
【図３】 この発明の実施の形態５を示すチツプキヤリ
アの上面図である。
アの上面図である。
【図４】 この発明の実施の形態７を示すチツプキヤリ
アの断面図である。
アの断面図である。
【図５】 従来のレーザダイオードモジユールを示す断
面図である。
面図である。
１ レーザダイオード、２ サブマウント、３ フオト
ダイオード、４ フオトダイオードキヤリア、５ セラ
ミツク基板、６ ベース、７ コリメートレンズ、８
コリメートレンズホルダ、９ ケース、１０ 信号ピ
ン、１１ 高周波用給電線、１２ 金ワイヤ、１３ 金
ワイヤ、１４ 金ワイヤ、１５ 金ワイヤ、１６ パツ
ド、１７ パツド、１８ 気密窓、１９ レーザ光の光
軸、２０収束型ロツドレンズ、２１ 収束型ロツドレン
ズの回転軸、２２ レンズホルダ、２３ 光フアイバの
コア、２４ フエルール、２５ 光フアイバ、２６ フ
エルールホルダ、２７ 球面平凸レンズ、２７ａ 球面
平凸レンズの球面、２７ｂ球面平凸レンズの平面、２８
球面平凸レンズの回転軸、２９ 球面平凸レンズの球
面の曲率中心、３０ ベース上の突起、３１ ベース上
の突起、３２ ベース上の突起。
ダイオード、４ フオトダイオードキヤリア、５ セラ
ミツク基板、６ ベース、７ コリメートレンズ、８
コリメートレンズホルダ、９ ケース、１０ 信号ピ
ン、１１ 高周波用給電線、１２ 金ワイヤ、１３ 金
ワイヤ、１４ 金ワイヤ、１５ 金ワイヤ、１６ パツ
ド、１７ パツド、１８ 気密窓、１９ レーザ光の光
軸、２０収束型ロツドレンズ、２１ 収束型ロツドレン
ズの回転軸、２２ レンズホルダ、２３ 光フアイバの
コア、２４ フエルール、２５ 光フアイバ、２６ フ
エルールホルダ、２７ 球面平凸レンズ、２７ａ 球面
平凸レンズの球面、２７ｂ球面平凸レンズの平面、２８
球面平凸レンズの回転軸、２９ 球面平凸レンズの球
面の曲率中心、３０ ベース上の突起、３１ ベース上
の突起、３２ ベース上の突起。
Claims (12)
- 【請求項１】 レーザダイオードと、上記レーザダイオ
ードの前面出射光をコリメートするコリメートレンズ
と、上記コリメートレンズでコリメートされたレーザ光
を集光する球面平凸レンズと、コリメートされたレーザ
光の光軸に対し、上記球面平凸レンズの回転軸が光フア
イバの端面角度によって決定される最適な角度を持つよ
うに球面平凸レンズを固定支持するレンズホルダと、上
記球面平凸レンズで集光されたレーザ光を結合させる光
フアイバとを備えたことを特徴とするレーザダイオード
モジユール。 - 【請求項２】 レーザダイオードと、このレーザダイオ
ードの前面出射光を集光する球面平凸レンズと、上記レ
ーザダイオードの出射光軸に対し、上記球面平凸レンズ
の回転軸が光フアイバの端面角度によって決定される最
適な角度を持つように球面平凸レンズを固定支持するレ
ンズホルダと、上記球面平凸レンズで集光されたレーザ
光を結合させる光フアイバとを備えたことを特徴とする
レーザダイオードモジユール。 - 【請求項３】 上記レーザダイオードを給電するための
高周波用給電線を有する平板のフオトダイオードキヤリ
アと、このフオトダイオードキヤリアの側面に固着支持
されたフオトダイオードと、上記フオトダイオードキヤ
リアを支持するベースとを備えたことを特徴とする請求
項１又は２記載のレーザダイオードモジユール。 - 【請求項４】 フオトダイオードキヤリアの形状を台形
に加工した平板としたことを特徴とする請求項３記載の
レーザダイオードモジユール。 - 【請求項５】 フオトダイオードキヤリアのフオトダイ
オード取り付け面が斜め上方を向く平板の形状としたこ
とを特徴とする請求項３記載のレーザダイオードモジユ
ール。 - 【請求項６】 長方形平板のフオトダイオードキヤリア
をベースに対し斜めに取り付けたことを特徴とする請求
項３記載のレーザダイオードモジユール。 - 【請求項７】 ベースの上面に凹没を形成し、その凹没
に合わせ長方形平板のフオトダイオードキヤリアをベー
スに対し斜めに固定したことを特徴とする請求項６記載
のレーザダイオードモジユール。 - 【請求項８】 ベースの上面に段差を形成し、その段差
に合わせ長方形平板のフオトダイオードキヤリアをベー
スに対し斜めに固定したことを特徴とする請求項６記載
のレーザダイオードモジユール。 - 【請求項９】 ベースの上面に突起を形成し、その突起
に合わせ長方形平板のフオトダイオードキヤリアをベー
スに対し斜めに固定したことを特徴とする請求項６記載
のレーザダイオードモジユール。 - 【請求項１０】 底面に対し傾斜のある上面を有するベ
ースを用いたことを特徴とする請求項６記載のレーザダ
イオードモジユール。 - 【請求項１１】 斜めの端面を持つ光フアイバの端面角
度により決定される角度を持つ円筒穴が形成されたレン
ズホルダに球面平凸レンズを取り付けたことを特徴とす
る集光部品。 - 【請求項１２】 球面平凸レンズを、レーザ光の光路が
その球面の曲率中心を通り、レーザ光の光軸に対して上
記球面平凸レンズの回転軸が光フアイバの端面角度によ
って決定される最適な角度を持つように球面平凸レンズ
を設置し、光フアイバにその端面に対して最適な角度で
結合することを特徴とするレーザ光と光フアイバの光結
合方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06821496A JP3489323B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | レーザダイオードモジユール、集光部品並びに光結合方法 |
| DE69737844T DE69737844T8 (de) | 1996-03-25 | 1997-03-11 | Laserdioden-Modul und Kopplungsmethode |
| EP97104010A EP0798582B1 (en) | 1996-03-25 | 1997-03-11 | Laser diode modules and optical coupling methods |
| US08/821,774 US6010251A (en) | 1996-03-25 | 1997-03-20 | Laser diode modules converging parts, and optical coupling methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06821496A JP3489323B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | レーザダイオードモジユール、集光部品並びに光結合方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003087496A Division JP2003248152A (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | レーザダイオードモジユール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09258071A true JPH09258071A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3489323B2 JP3489323B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13367334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06821496A Expired - Lifetime JP3489323B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | レーザダイオードモジユール、集光部品並びに光結合方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6010251A (ja) |
| EP (1) | EP0798582B1 (ja) |
| JP (1) | JP3489323B2 (ja) |
| DE (1) | DE69737844T8 (ja) |
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