JPH1039174A - Semiconductor laser module device - Google Patents

Semiconductor laser module device

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Publication number
JPH1039174A
JPH1039174A JP19100096A JP19100096A JPH1039174A JP H1039174 A JPH1039174 A JP H1039174A JP 19100096 A JP19100096 A JP 19100096A JP 19100096 A JP19100096 A JP 19100096A JP H1039174 A JPH1039174 A JP H1039174A
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
metal
holder
optical
optical isolator
Prior art date
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Pending
Application number
JP19100096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisaku Tomita
恵作 冨田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH1039174A publication Critical patent/JPH1039174A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize an optical system over a long time by integrally assembling a condenser lens and an optical isolator and constituting a metallic holder of a large thickness with which sufficiently strength is assured within a limited range of metallic holder diameter. SOLUTION: This non-temp. control semiconductor laser module device has a semiconductor laser element 11, a metallic stem 12, a condenser lens 13, the first metallic holder 15 and the optical isolator 18. The condenser lens 13 condenses the exit light from the semiconductor laser element 11 to an optical fiber 17 and the optical isolator 18 removes the influence of the reflected return light from the optical fiber 17 on the semiconductor laser element 11. The condenser lens 13 and the optical isolator 18 are fixed to the metallic holder 15, by which the constitution of the thickness part 15d of the metallic holder 15 to the large thickness at which the sufficient strength is assured is made possible within the range of the external shape of a metallic stem 12 and the holder diameter R limited to the side inner than the notched part 12a formed at the metallic stem 12 for the purpose of automatic recognition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュール装置に関する。
[0001] The present invention relates to a semiconductor laser module device.

【0002】[0002]

【従来の技術】幹線系光通信システムにおける昨今の技
術革命はめざましく、動的に単一軸モードで発振するD
FB−LD(分布帰還型レーザダイオード),高効率,
高感度を同時に表現したAPD(アバランシホトダイオ
ード)の開発,製品化とともに〜2.5Gb/sの光通
信システムがすでに実用化に達している。
2. Description of the Related Art A recent technological revolution in a trunk optical communication system is remarkable.
FB-LD (distributed feedback laser diode), high efficiency,
With the development and commercialization of an APD (avalanche photodiode) that simultaneously expresses high sensitivity, an optical communication system of 2.5 Gb / s has already reached practical use.

【0003】これらの光通信システムに用いられる半導
体発光・受光素子の高性能化に伴い、システム自体のさ
らなる高性能化(長距離・大容量化)とともに、低コス
ト化・小型化も検討され、その一部は実現されつつあ
る。中でも、STM−1〜STM−4(155Mbps
〜622Mbps)等の中低速の伝送速度の領域におい
ては、装置全体の小型化・低コスト化のために−40〜
+85℃の厳しい温度環境下でも温度制御なしで動作す
るFP LD(Fabry−Perot LD)やDF
B LD(Distributed Feedback
LD)の実用化が進んでいる。
As the performance of the semiconductor light emitting and receiving elements used in these optical communication systems has been improved, the system itself has been studied for higher performance (longer distance and larger capacity) as well as lower cost and smaller size. Some are being realized. Among them, STM-1 to STM-4 (155Mbps)
622 Mbps), it is -40 to 40% to reduce the size and cost of the entire device.
FP LD (Fabry-Perot LD) and DF that operate without temperature control even in a severe temperature environment of + 85 ° C
B LD (Distributed Feedback)
LD) is being put to practical use.

【0004】このような状況のなか、非温調で動作する
光通信システムのさらなる展開としてSTM−16
(2.5Gbps)の高速領域においても、温度制御を
しない半導体レーザモジュールの開発が要求されてい
る。STM−16(2.5Gbps)の領域において
は、ファイバ分散に伴うスペクトル特性への要求からD
FBLDの適用が必須となるが、一般にDFB LD
は、スペクトル特性に優れる反面、前方光出力端面に無
反射コーティングを施しているため、反射戻り光に対す
る耐性に劣ることが指摘されている。このため、特に1
Gbpsを超える伝送レートの領域においては、光学系
に光アイソレータを挿入し、外来からの反射戻り光の半
導体レーザに対する影響を取り除く必要がある。
Under such circumstances, STM-16 has been developed as a further development of an optical communication system operating without temperature control.
There is a demand for the development of a semiconductor laser module that does not perform temperature control even in a high-speed region (2.5 Gbps). In the area of STM-16 (2.5 Gbps), D
Application of FBLD is indispensable, but generally DFB LD
It is pointed out that, while having excellent spectral characteristics, the anti-reflection coating is applied to the front light output end face, so that the resistance to reflected return light is poor. Therefore, especially 1
In the region of the transmission rate exceeding Gbps, it is necessary to insert an optical isolator into the optical system to remove the influence of the externally reflected return light on the semiconductor laser.

【0005】図3は、従来の光アイソレータ内蔵の非温
調型半導体レーザモジュールを示す断面図である。図3
に示すように、半導体レーザ素子31は、ヒートシンク
131を介して金属ステム32にソルダにて融着され、
レンズ付きキャップ133を用いて気密封止される。ま
た金属ステム32にはモニタ用ホトダイオードが搭載さ
れ、またキャップ133には集光用レンズ33が取付け
られている。
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional non-temperature-adjustable semiconductor laser module having a built-in optical isolator. FIG.
As shown in the figure, the semiconductor laser element 31 is soldered to the metal stem 32 via the heat sink 131 by soldering,
It is hermetically sealed using a cap 133 with a lens. A monitoring photodiode is mounted on the metal stem 32, and a condenser lens 33 is mounted on the cap 133.

【0006】通常の場合、金属ステム32には、腐食防
止のために金メッキが施されているため、レンズ付きキ
ャップ133と金属ステム32間の溶接固定には、金メ
ッキによって溶接部にクラックを生じやすいYAG溶接
法よりも工程が簡便で金メッキを有効に利用できる抵抗
溶接法が用いられている。また半導体レーザ素子個々の
スクリーニング,特性選別による不良素子の除去は、レ
ンズ付きキャップ133が溶接固定された状態で行われ
ている。
In a normal case, gold plating is applied to the metal stem 32 to prevent corrosion. Therefore, when welding and fixing the cap 133 with the lens and the metal stem 32 to each other, a crack is easily generated in the welded portion by the gold plating. A resistance welding method is used in which the steps are simpler than the YAG welding method and gold plating can be effectively used. In addition, the screening of individual semiconductor laser elements and the removal of defective elements by characteristic selection are performed with the lens-mounted cap 133 fixed by welding.

【0007】半導体レーザ素子31からの出力光は、レ
ンズ付きキャップ133に固定された集光用レンズ33
で光アイソレータ38を介して光ファイバ37に光軸調
整される。光アイソレータ38は、アイソレータホルダ
138に保持され、アイソレータホルダ138は凹陥部
130内にキャップ133を収納し、キャップ133の
外周側で金属ステム32に溶接固定されている。また光
ファイバ37は、金属スリーブ137に保持され、金属
スリーブ137は、アイソレータホルダ138に溶接固
定されている。
The output light from the semiconductor laser element 31 is supplied to a condenser lens 33 fixed to a cap 133 with a lens.
Is adjusted to the optical fiber 37 via the optical isolator 38. The optical isolator 38 is held by an isolator holder 138. The isolator holder 138 accommodates a cap 133 in a recess 130, and is fixed to the metal stem 32 by welding on the outer peripheral side of the cap 133. The optical fiber 37 is held by a metal sleeve 137, and the metal sleeve 137 is fixed to the isolator holder 138 by welding.

【0008】アイソレータホルダ138と金属スリーブ
137間,金属スリーブ137と光ファイバ37間の溶
接固定には、工程に時間を要するが高い位置精度で信頼
性の高い溶接固定が可能であるYAG溶接が用いられる
ことが多い。
For the welding and fixing between the isolator holder 138 and the metal sleeve 137, and between the metal sleeve 137 and the optical fiber 37, YAG welding is used, which requires a long time in the process but enables high-precision welding with high positional accuracy and high reliability. Is often done.

【0009】図4は、特開平4−97306号公報に記
載された光アイソレータ内蔵の半導体レーザモジュール
を示す断面図である。図4に示すように、レンズホルダ
46には、レンズ45が取付けられるとともに、レンズ
45に近接して光アイソレータ49が取り付けられてい
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor laser module having a built-in optical isolator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-97306. As shown in FIG. 4, a lens 45 is attached to the lens holder 46, and an optical isolator 49 is attached near the lens 45.

【0010】発光素子41は、ヒートシンク42及び発
光素子ヘッダ43を介してL字状支持板44に固定され
る。一方、レンズホルダ46は、発光素子41とレンズ
45及び光アイソレータ49の光軸を調整し、スリーブ
47を介して支持板44に固定される。
The light emitting element 41 is fixed to an L-shaped support plate 44 via a heat sink 42 and a light emitting element header 43. On the other hand, the lens holder 46 adjusts the optical axis of the light emitting element 41, the lens 45, and the optical isolator 49, and is fixed to the support plate 44 via the sleeve 47.

【0011】発光素子41の発光光がレンズ45によっ
て平行ビームに変換され、光アイソレータ49を通過
し、第2レンズ411によって光ファイバ412に光軸
調整され、第2レンズ411及び光ファイバ412は金
属スリーブ47に保持される。
The light emitted from the light emitting element 41 is converted into a parallel beam by a lens 45, passes through an optical isolator 49, is adjusted in optical axis to an optical fiber 412 by a second lens 411, and the second lens 411 and the optical fiber 412 are made of metal. It is held by the sleeve 47.

【0012】図4に示す構造のものでは、レンズ45と
光アイソレータ49を近接してレンズホルダ46に取り
付けたため、発光素子41からの発光光をレンズ45で
平行ビームになるように調整することにより、レンズ4
5と光アイソレータ49との光軸を調整することなく、
光学系を構成することができる。
In the structure shown in FIG. 4, since the lens 45 and the optical isolator 49 are mounted close to the lens holder 46, the light emitted from the light emitting element 41 is adjusted by the lens 45 so as to become a parallel beam. , Lens 4
Without adjusting the optical axis of the optical isolator 49 with the optical isolator 49,
An optical system can be configured.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示した従来の光アイソレータ内蔵の半導体レーザモジュ
ールでは、レンズ33と光アイソレータ38をそれぞれ
異なる金属筐体であるステム32,アイソレータホルダ
138に固定して光学系を構成しているため、光学系の
長期の安定動作を確保することが困難であるという問題
がある。
However, in the conventional semiconductor laser module having a built-in optical isolator shown in FIG. 3, the lens 33 and the optical isolator 38 are fixed to the stem 32 and the isolator holder 138 which are different metal housings. Therefore, there is a problem that it is difficult to secure long-term stable operation of the optical system.

【0014】これは、可視レーザやFP−LDの非温調
同軸モジュールを中心に部材の共有化が図られているた
めに、許容される外形寸法に実質上の上限が設けられて
いる点に起因する。例えば、半導体レーザ素子31,ヒ
ートシンク131を搭載する金属ステム32の外形寸法
は、5.6mmφのものが広く用いられており、ほぼ統
一化されているといっても過言ではない。
This is because the sharing of members is centered on the non-temperature-controlling coaxial module such as a visible laser or an FP-LD, so that there is a substantial upper limit on the allowable external dimensions. to cause. For example, the outer dimensions of the metal stem 32 on which the semiconductor laser element 31 and the heat sink 131 are mounted are 5.6 mmφ, and it is not an exaggeration to say that they are almost unified.

【0015】このため、集光用レンズ33,光アイソレ
ータ38を異なる金属筐体に固定して光学系を構成した
場合には、光学系の安定のための重要な要因の一つであ
る金属筐体の肉厚を厚くすることが困難になる。
Therefore, when an optical system is configured by fixing the condenser lens 33 and the optical isolator 38 to different metal housings, the metal housing which is one of the important factors for stabilizing the optical system is provided. It becomes difficult to increase the body thickness.

【0016】また金属ステム32には、自動組立ライン
の自動認識・保持のために、外周縁に複数の切り欠きが
形成されている。アイソレータホルダ138は、キャッ
プ133を凹陥部138a内に収納し、凹陥部138a
の開口縁で金属ステム32に溶接固定されるため、凹陥
部138aの開口縁の外径が金属ステム32の外径より
大きくなり、抵抗溶接の際にアイソレータホルダ138
の開口縁の一部が金属ステム32の切り欠きに重なり、
切り欠き部分で溶接が行われることとなり、異常溶融を
引き起こしてしまう。
The metal stem 32 is formed with a plurality of cutouts on its outer peripheral edge for automatic recognition and holding of an automatic assembly line. The isolator holder 138 stores the cap 133 in the recess 138a, and
Is fixed to the metal stem 32 by welding at the opening edge thereof, the outer diameter of the opening edge of the concave portion 138a becomes larger than the outer diameter of the metal stem 32, and the isolator holder 138 is used for resistance welding.
Of the opening edge of the metal stem 32 overlaps the notch of the metal stem 32,
Welding is performed at the notch, causing abnormal melting.

【0017】これは、金属ステム32の切り欠きの接触
抵抗の極大化により、抵抗溶接時に局所的に電流集中を
引き起こし、切り欠きのない部分と比較して溶接状態が
偏ってしまうためである。
This is because the contact resistance of the notch of the metal stem 32 is maximized, causing a local current concentration during resistance welding, and the welding state is biased as compared with a portion having no notch.

【0018】このような異常溶接に伴い、溶接強度が不
均一となるばかりでなく、局所的に過溶融した箇所に
は、金属クズ等が発生し、これらがアイソレータホルダ
138の空間内に侵入して光軸上に付着する可能性があ
り、光学結合系の安定性を損なう一因となっている。
Not only does the welding strength become non-uniform due to such abnormal welding, but also metal debris and the like are generated in locally over-melted portions, which enter the space of the isolator holder 138. Therefore, they may adhere to the optical axis, which is one of the causes of deteriorating the stability of the optical coupling system.

【0019】また図4に示された構造のものでは、レン
ズ45と光アイソレータ49をレンズホルダ46に固定
し、発光素子41の発光光をレンズ45によって平行ビ
ームとなるように光学系を構成した場合、金属筐体の肉
厚を厚くすることは可能になるが、第2レンズ411に
よって光ファイバ412に光学結合することが必要とな
り、光学系全体が大きくなってしまうという問題があ
る。
In the structure shown in FIG. 4, the lens 45 and the optical isolator 49 are fixed to the lens holder 46, and the optical system is configured so that the light emitted from the light emitting element 41 is converted into a parallel beam by the lens 45. In this case, it is possible to increase the thickness of the metal housing, but it is necessary to optically couple to the optical fiber 412 by the second lens 411, and there is a problem that the entire optical system becomes large.

【0020】これは、光学系に2枚レンズ系を採用して
いるためであり、必要となる部材点数が増加することに
より、小型で低コストの光アイソレータ内蔵の半導体レ
ーザモジュールを構成することが困難となる。このた
め、光源である半導体レーザ素子から、焦点である光フ
ァイバ先端までの距離が増大することは、長期的に安定
した光学系を提供することを困難なものとすることは明
白である。
This is because a two-lens system is employed for the optical system. By increasing the number of necessary members, a small-sized and low-cost semiconductor laser module with a built-in optical isolator can be constructed. It will be difficult. Therefore, it is apparent that an increase in the distance from the semiconductor laser element as the light source to the tip of the optical fiber as the focal point makes it difficult to provide a stable optical system for a long time.

【0021】本発明の目的は、このような問題点を解決
するものであり、長期的な光学系の信頼度を向上し、か
つ小型・低コストで提供し、また部材点数を削減して光
軸調整を簡易化することにより、生産性を格段に向上し
た半導体レーザモジュール装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a problem and to improve the long-term reliability of an optical system, to provide the optical system at a small size and at a low cost, and to reduce the number of members to reduce the number of optical components. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser module device in which productivity is markedly improved by simplifying axis adjustment.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体レーザモジュール装置は、金属
ステムと、集光レンズ及び光アイソレータと、第1の金
属ホルダとを有する半導体レーザモジュール装置であっ
て、金属ステムは、半導体レーザを保持するものであ
り、集光レンズは、前記半導体レーザからの出射光を光
ファイバに集光するものであり、光アイソレータは、光
ファイバからの反射戻り光の半導体レーザに対する影響
を取り除くものであり、第1の金属ホルダは、筒状をな
し、内部に集光レンズ及び光アイソレタを、一体に組み
込み、金属ステム外周の切り込みより内側に制限される
径内にて開口縁の肉厚を厚くしたものである。
To achieve the above object, a semiconductor laser module device according to the present invention has a metal stem, a condenser lens and an optical isolator, and a first metal holder. Wherein the metal stem holds the semiconductor laser, the focusing lens focuses the light emitted from the semiconductor laser on the optical fiber, and the optical isolator reflects the light reflected from the optical fiber. The first metal holder has a cylindrical shape, and a condensing lens and an optical isolator are integrally incorporated therein, and the first metal holder has a diameter limited to an inner side from the cut of the outer periphery of the metal stem. Inside, the thickness of the opening edge is increased.

【0023】また前記金属ホルダは、第2の金属ホルダ
を有し、第2の金属ホルダは、筒状をなし、内部に前記
半導体レーザを収納し、金属ステム外周の切り込みより
内側に制限される径内にて開口縁の肉厚を厚くし、金属
ホルダに固着され、前記第1の金属ホルダは、第2の金
属ホルダの開口縁に固着されたものである。
Further, the metal holder has a second metal holder, and the second metal holder has a cylindrical shape, houses the semiconductor laser therein, and is limited to an inside of a notch on the outer periphery of the metal stem. The thickness of the opening edge is increased within the radius and fixed to the metal holder, and the first metal holder is fixed to the opening edge of the second metal holder.

【0024】また金属ホルダと金属ステムは、抵抗溶接
を用いて固着したものである。
The metal holder and the metal stem are fixed by resistance welding.

【0025】また第2の金属ホルダの固定後に半導体レ
ーザに対するスクリーニング試験と特性選別が施される
ものである。
After the second metal holder is fixed, a screening test and a characteristic selection are performed on the semiconductor laser.

【0026】[0026]

【作用】本発明においては、半導体レーザからの出力光
を集光するレンズと反射戻り光の影響を取り除く光アイ
ソレータを同一の金属ホルダに固定し、しかる後に半導
体レーザを搭載した金属ステムに固定することにより、
金属ステムとの固定に肉厚を有する金属ホルダを、金属
ステムの切り欠き部を避けて溶接固定することができる
ために、小型で信頼性の高い半導体レーザモジュールを
最小限の部材点数で構成することができる。
In the present invention, a lens for condensing output light from a semiconductor laser and an optical isolator for removing the influence of reflected return light are fixed to the same metal holder, and then fixed to a metal stem on which the semiconductor laser is mounted. By doing
Since a metal holder having a large thickness for fixing to a metal stem can be fixed by welding while avoiding a cutout portion of the metal stem, a small and highly reliable semiconductor laser module is configured with a minimum number of members. be able to.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0028】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1を示す光アイソレータ内蔵の非温調半導体レーザモジ
ュールを示す断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a non-temperature-controlled semiconductor laser module having a built-in optical isolator according to Embodiment 1 of the present invention.

【0029】図において、本発明の実施形態1に係る半
導体レーザモジュール装置は、半導体レーザ素子11
と,金属ステム12と,集光レンズ13と,第1の金属
ホルダ15と,光アイソレータ18とを有している。
In the figure, a semiconductor laser module device according to the first embodiment of the present invention
, A metal stem 12, a condenser lens 13, a first metal holder 15, and an optical isolator 18.

【0030】半導体レーザ素子11は、金属ステム12
にヒートシンク111を介してソルダにより融着されて
いる。また金属ステム12には、モニタ用ホトダイオー
ドが取付けられている。
The semiconductor laser device 11 includes a metal stem 12
Is fused by solder through a heat sink 111. A monitoring photodiode is attached to the metal stem 12.

【0031】第1の金属ホルダ15は、筒状をなすもの
であって、金属ステム12側寄りの内周面に、内径方向
に突き出た環状の支持部15aが設けられており、第1
の金属ホルダ15は、内部空間が支持部15aを境とし
て前後の2室15b,15cが区画されている。
The first metal holder 15 has a cylindrical shape, and is provided with an annular support portion 15a protruding in the inner diameter direction on an inner peripheral surface near the metal stem 12 side.
The metal holder 15 has an inner space partitioned into two front and rear chambers 15b and 15c with a support part 15a as a boundary.

【0032】集光用レンズ13は、第1の金属ホルダ1
5の環状支持部15aに支持され、光アイソレータ18
は、第1の金属ホルダ15の前室15bに内装され、集
光レンズ13と光アイソレータ18は、光軸を一致させ
て第1の金属ホルダ15に設けられている。
The condensing lens 13 includes the first metal holder 1
5, the optical isolator 18
Is housed in the front chamber 15b of the first metal holder 15, and the condenser lens 13 and the optical isolator 18 are provided on the first metal holder 15 with their optical axes aligned.

【0033】また第1の金属ホルダ15は、後室15c
内に半導体レーザ素子11を収容し、その開口縁の肉厚
部15dを金属ステム12に突き当て、第1の金属ホル
ダ15と金属ステム12を抵抗溶接により固定する。ま
た第1の金属ホルダ15は、金属ステム12に固定され
た状態にて半導体レーザ素子11を気密封止する。
The first metal holder 15 has a rear chamber 15c.
The semiconductor laser element 11 is accommodated therein, the thick portion 15d of the opening edge thereof is brought into contact with the metal stem 12, and the first metal holder 15 and the metal stem 12 are fixed by resistance welding. The first metal holder 15 hermetically seals the semiconductor laser element 11 while being fixed to the metal stem 12.

【0034】また半導体レーザ素子11からの出力光を
集光用レンズ13によって光アイソレータ18に通過し
て光ファイバ17と光軸調整された後に、光ファイバ1
7を保持した金属スリーブ117を第1の金属ホルダ1
5にYAG溶接固定する。
After the output light from the semiconductor laser element 11 passes through the optical isolator 18 by the condenser lens 13 and is adjusted with the optical fiber 17, the optical fiber 1
7 is held in the first metal holder 1
5 is fixed by YAG welding.

【0035】本実施形態においては、集光用レンズ13
と光アイソレータ18を第1の金属ホルダ15に固定す
ることにより、金属ステム12の外形および自動認識の
ために金属ステム12に形成された切り欠き部12aよ
り内側に制限されるホルダ径Rの範囲内で、金属ホルダ
15の肉厚部15dを十分な強度を確保した厚い肉厚に
構成することができ、長期的な光学系の安定化を図るこ
とができる。
In the present embodiment, the condensing lens 13
And the optical isolator 18 are fixed to the first metal holder 15, so that the outer shape of the metal stem 12 and the range of the holder diameter R limited to the inside of the notch 12a formed in the metal stem 12 for automatic recognition. Inside, the thick portion 15d of the metal holder 15 can be configured to have a large thickness ensuring sufficient strength, and the optical system can be stabilized for a long time.

【0036】また正確な固定位置精度を確保しづらい、
金属ホルダ15と金属ステム12間の抵抗溶接も、金属
ステム12の切り欠き部12aを避けて実施することが
容易になり、金属ホルダ15と金属ステム12の切り欠
き部12aとの間に発生する異常溶融を抑制することが
できる。
Also, it is difficult to ensure accurate fixed position accuracy.
Resistance welding between the metal holder 15 and the metal stem 12 can be easily performed while avoiding the notch 12a of the metal stem 12, and occurs between the metal holder 15 and the notch 12a of the metal stem 12. Abnormal melting can be suppressed.

【0037】したがって、本発明の光アイソレータ内蔵
の非温調半導体レーザモジュール装置においては、集光
用レンズ13と光アイソレータ18を同一の金属ホルダ
15に固定することにより、良好な抵抗溶接と長期的に
安定した光学結合系を確保することが可能となる。ま
た、本発明においては、半導体レーザの光学結合のため
に、集光系の1枚レンズ系を採用しており、部材点数の
最小化を図るとともに、生産性を大幅に向上した小型で
低コストな光アイアソレータ内蔵の半導体レーザモジュ
ールを構成することが可能となる。
Therefore, in the non-temperature-controlled semiconductor laser module device having a built-in optical isolator according to the present invention, by fixing the condenser lens 13 and the optical isolator 18 to the same metal holder 15, good resistance welding and long-term operation can be achieved. It is possible to secure a stable optical coupling system. Also, in the present invention, a single lens system of a light condensing system is adopted for optical coupling of the semiconductor laser, and the number of members is minimized, and a small-sized and low-cost device which greatly improves productivity. It is possible to configure a semiconductor laser module with a built-in optical isolator.

【0038】(実施形態2)図2は、本発明の実施形態
2に係る光アイアソレータ内蔵の非温調半導体レーザモ
ジュールを示す断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing a non-temperature-adjustable semiconductor laser module having a built-in optical isolator according to Embodiment 2 of the present invention.

【0039】実施形態2では、モニタ用ホトダイオード
を搭載した金属ステム12に、半導体レーザ素子11を
ヒートシンク111を介してソルダに融着し、円筒形状
の第2の金属ホルダ25内に半導体レーザ素子11及び
ヒートシンク111を抵抗溶接する。
In the second embodiment, the semiconductor laser element 11 is fused to a solder via a heat sink 111 on a metal stem 12 on which a monitoring photodiode is mounted, and the semiconductor laser element 11 is placed in a cylindrical second metal holder 25. And the heat sink 111 is resistance-welded.

【0040】反射戻り光の影響を受けやすく本発明の実
施形態として適当な半導体レーザ素子の代表例としてD
FB−LDが挙げられるが、DFB−LDでは安定した
動的単一軸モードでの動作が必須となるため、個々の半
導体レーザ素子に施される選別工程も多岐を極め、その
不良判定基準をFP−LDに比較して厳しいものとなっ
ている。したがって、各工程における良品歩留りも相対
的に低いものとなっており、実施形態1のように集光用
レンズ,光アイソレータを固定した状態でのスクリーニ
ング・特性選別では、生産コストを低く抑制することが
難しい。
A typical example of a semiconductor laser device which is easily affected by reflected return light and is suitable as an embodiment of the present invention is D.
Although the FB-LD is mentioned, the operation in the stable dynamic single-axis mode is indispensable in the DFB-LD. Therefore, the selection process performed on each semiconductor laser element is also diversified, and the failure judgment criterion is set to FP. -Stricter than LD. Therefore, the yield of non-defective products in each process is relatively low. In the screening and characteristic selection in a state where the condensing lens and the optical isolator are fixed as in the first embodiment, the production cost is reduced. Is difficult.

【0041】本実施形態2は、かかる課題を解決する手
段となるものであり、第2の金属ホルダ25を固定した
状態で、半導体レーザ素子11に対するスクリーニング
・特性選別を施してしまうものである。
The second embodiment is a means for solving such a problem. In the second embodiment, screening and characteristic selection are performed on the semiconductor laser element 11 with the second metal holder 25 fixed.

【0042】本実施形態においては、半導体レーザ素子
11と金属ステム12とを電気的に結線するボンディン
グワイヤや半導体レーザ素子そのものを、スクリーニン
グ・特性選別の工程でのハンドリングミスから保護する
ための第2の金属ホルダ25を有していることを特徴と
している。第2の金属ホルダ25が固定された状態でス
クリーニング・特性選別を完了した半導体レーザ素子1
1は、集光用レンズ13と光アイソレータ18を固定し
た第1の金属ホルダ15を溶接固定したのち、その出力
光が集光用レンズ13,光アイソレータ18を通過して
光ファイバ17と光学結合される。本実施形態において
も、第1の金属ホルダ15と光ファィバ17は金属スリ
ーブ117を介して光軸調整されたのち、YAG溶接固
定を施されて構成される。
In this embodiment, the second bonding wire for protecting the bonding wire for electrically connecting the semiconductor laser element 11 and the metal stem 12 and the semiconductor laser element itself from an erroneous handling in the screening / characteristic selection step are prevented. Is characterized by having the metal holder 25 described above. Semiconductor laser device 1 that has completed screening and characteristic selection with second metal holder 25 fixed.
1 is that, after welding and fixing a first metal holder 15 to which the condenser lens 13 and the optical isolator 18 are fixed, the output light passes through the condenser lens 13 and the optical isolator 18 and is optically coupled to the optical fiber 17. Is done. Also in the present embodiment, the first metal holder 15 and the optical fiber 17 are configured such that the optical axis is adjusted via the metal sleeve 117 and then fixed by YAG welding.

【0043】本実施形態2においては特に、半導体レー
ザ素子11のスクリーニング・特性選別を付加価値の小
さい状態で実施することができ、さらに低コスト化が図
れるだけでなく、上記実施形態1に記した様々な効果に
加えて、金属ステム12,第2の金属ホルダ25間の抵
抗溶接において、軽度の異常溶融等の抵抗溶接時に生じ
る可能性がある金属クズをPIND試験によって除去す
ることが容易となり、構成された光アイソレータ内蔵の
非温調半導体レーザモジュールの品質をさらに向上させ
ることが可能となる。
In the second embodiment, in particular, the screening and characteristic selection of the semiconductor laser device 11 can be performed in a state of small added value. In addition to various effects, in resistance welding between the metal stem 12 and the second metal holder 25, it is easy to remove metal chips that may be generated during resistance welding such as slight abnormal melting by a PIND test, It is possible to further improve the quality of the non-temperature-controlled semiconductor laser module having the built-in optical isolator.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、集
光用レンズと光アイソレータを金属ホルダに一体に組付
けるため、制限された金属ホルダ径の範囲内で十分な強
度を確保した肉厚の厚い金属ホルダを構成することがで
き、長期的な光学系の安定化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, since the condensing lens and the optical isolator are integrally mounted on the metal holder, a sufficient strength is secured within the limited range of the metal holder diameter. A thick metal holder can be configured, and long-term stabilization of the optical system can be achieved.

【0045】また正確な固定位置精度を確保しづらい金
属ホルダと金属ステム間の抵抗溶接も、金属ステムの切
り欠き部を避けて実施することが容易になり、金属ホル
ダ−金属ステムの切り欠き部の異常溶融の発生を抑制す
ることができる。
In addition, resistance welding between the metal holder and the metal stem, for which it is difficult to secure accurate fixing position accuracy, can be easily performed while avoiding the notch of the metal stem. Can be suppressed from being abnormally melted.

【0046】したがって、良好な抵抗溶接と長期的に安
定した光学結合系を確保することができ、1枚レンズ系
を採用による最小の部材点数で生産性の高い小型・低コ
ストな光アイソレータ内蔵の半導体レーザモジュールを
構成できる。
Therefore, a good resistance welding and a long-term stable optical coupling system can be ensured, and a small and low-cost built-in optical isolator with high productivity and a minimum number of members by employing a single lens system. A semiconductor laser module can be configured.

【0047】また、半導体レーザ素子のスクリーニング
・特性選別を付加価値の小さい状態で実施することがで
き、さらに低コスト化が図れるだけでなく、金属ステ
ム,第2の金属ホルダ間の抵抗溶接において、軽度の異
常溶融等の抵抗溶接時に生じる可能性がある金属クズを
PIND試験によって除去することが容易となり、構成
された光アイソレータ内蔵の非温調半導体レーザモジュ
ールの品質をさらに向上させることができる。
In addition, the screening and characteristic selection of the semiconductor laser element can be performed in a small value-added state, and the cost can be further reduced. In addition, in the resistance welding between the metal stem and the second metal holder, Metal debris that may occur during resistance welding, such as slight abnormal melting, can be easily removed by a PIND test, and the quality of the configured non-temperature-controlled semiconductor laser module with a built-in optical isolator can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1に係る光アイソレータ内蔵
の非温調半導体レーザモジュールを示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a non-temperature-controlled semiconductor laser module with a built-in optical isolator according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施形態2に係る光アイソレータ内蔵
の非温調半導体レーザモジュールを示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a non-temperature-controlled semiconductor laser module with a built-in optical isolator according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の光アイソレータ内蔵の同軸型半導体レー
ザモジュールを示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional coaxial semiconductor laser module with a built-in optical isolator.

【図4】従来の平行ビームを作るレンズと光アイソレー
タを同一の金属筐体に固定している非温調半導体レーザ
モジュールを示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional non-temperature-controlled semiconductor laser module in which a lens for forming a parallel beam and an optical isolator are fixed to the same metal housing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体レーザ素子 12 金属ステム 13 集光レンズ 15 第1の金属ホルダ 18 光アイソレータ 25 第2の金属ホルダ Reference Signs List 11 semiconductor laser element 12 metal stem 13 condenser lens 15 first metal holder 18 optical isolator 25 second metal holder

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属ステムと、集光レンズ及び光アイソ
レータと、第1の金属ホルダとを有する半導体レーザモ
ジュール装置であって、 金属ステムは、半導体レーザを保持するものであり、 集光レンズは、前記半導体レーザからの出射光を光ファ
イバに集光するものであり、光アイソレータは、光ファ
イバからの反射戻り光の半導体レーザに対する影響を取
り除くものであり、 第1の金属ホルダは、筒状をなし、内部に集光レンズ及
び光アイソレタを一体に組み込み、金属ステム外周の切
り込みより内側に制限される径内にて開口縁の肉厚を厚
くしたものであることを特徴とする半導体レーザモジュ
ール装置。
1. A semiconductor laser module device having a metal stem, a condenser lens and an optical isolator, and a first metal holder, wherein the metal stem holds a semiconductor laser, and the condenser lens is An optical fiber for converging light emitted from the semiconductor laser to an optical fiber, an optical isolator for removing the influence of the reflected light returned from the optical fiber on the semiconductor laser, and a first metal holder having a cylindrical shape. Wherein a condensing lens and an optical isolator are integrally incorporated therein, and the thickness of the opening edge is increased within a diameter limited to the inside of the outer periphery of the metal stem. apparatus.
【請求項2】 前記金属ホルダは、第2の金属ホルダを
有し、 第2の金属ホルダは、筒状をなし、内部に前記半導体レ
ーザを収納し、金属ステム外周の切り込みより内側に制
限される径内にて開口縁の肉厚を厚くし、金属ホルダに
固着され、 前記第1の金属ホルダは、第2の金属ホルダの開口縁に
固着されたものであることを特徴とする請求項1に記載
の半導体レーザモジュール装置。
2. The metal holder has a second metal holder. The second metal holder has a cylindrical shape, houses the semiconductor laser therein, and is limited to an inside of a notch on an outer periphery of a metal stem. The thickness of the opening edge is increased within a predetermined diameter and is fixed to a metal holder, and the first metal holder is fixed to the opening edge of a second metal holder. 2. The semiconductor laser module device according to 1.
【請求項3】 金属ホルダと金属ステムは、抵抗溶接を
用いて固着したものであることを特徴とする請求項1又
は2に記載の半導体レーザモジュール装置。
3. The semiconductor laser module device according to claim 1, wherein the metal holder and the metal stem are fixed by resistance welding.
【請求項4】 第2の金属ホルダの固定後に半導体レー
ザに対するスクリーニング試験と特性選別が施されるも
のであることを特徴とする請求項2に記載の半導体レー
ザモジュール装置。
4. The semiconductor laser module device according to claim 2, wherein after the second metal holder is fixed, a screening test and a characteristic selection are performed on the semiconductor laser.
JP19100096A 1996-07-19 1996-07-19 Semiconductor laser module device Pending JPH1039174A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6568864B1 (en) * 1999-11-05 2003-05-27 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module and process for manufacturing the same
JP2007086472A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Seikoh Giken Co Ltd Cap for semiconductor laser, and optical module

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