JPH11223748A - 光半導体素子モジュール及び、偏波消光比の確認方法 - Google Patents

光半導体素子モジュール及び、偏波消光比の確認方法

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JPH11223748A
JPH11223748A JP2585798A JP2585798A JPH11223748A JP H11223748 A JPH11223748 A JP H11223748A JP 2585798 A JP2585798 A JP 2585798A JP 2585798 A JP2585798 A JP 2585798A JP H11223748 A JPH11223748 A JP H11223748A
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polarization
light
optical fiber
lens
ferrule
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智 ▲高▼平
Satoshi Takahira
Takeyuki Masuda
健之 増田
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸調整時において、最大の光出力と最大の
偏波消光比が同時に得られず、又、偏波の干渉によりフ
ェルールへの外力付加位置によっては、偏波消光比が劣
化し、さらに偏波消光比の値が変動することにより正確
な偏波消光比の値の見極めに熟練作業を要すると共に多
大な組立時間を必要とし、コストの増加を招く。 【解決手段】 光出力を最大に調整することにより、偏
波消光比も最大となるように部品を配置し、偏波消光比
劣化量の最も小さい外力付加位置からフェルールを固定
するとともに、正確な偏波消光比の値を得るために偏波
の干渉を抑制した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信等に用い
られている光半導体素子モジュール及び、偏波消光比の
確認方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9(a)は従来の光半導体素子モジュ
ールを示す断面図であり、図9(b)は図9(a)のA
−A’線断面正面図であり、図9(c)は図9(b)の
B部の拡大図である。図において、1は半導体レーザ等
の発光素子、2は発光素子1からの出射光、3は発光素
子1からの出射光2を平行な光にするための第1のレン
ズ、4は発光素子1と第1のレンズ3を気密封止するた
めのパッケージ、5は第1のレンズ3により平行な光と
なった発光素子1からの出射光2を外部に取り出すため
の窓、6はパッケージ4から外部に取り出された出射光
2のうち特定な方位角の光を入射及び、出射するアイソ
レーター、7はアイソレーター6を通過した出射光2を
集光するための第2のレンズ、8は第2のレンズ7を接
着により保持するレンズホルダ、9は第2のレンズ7に
より集光された光が入射する偏波面保存型光ファイバ、
10a及び10bは偏波面保存型光ファイバ9に施され
た応力付与部、11aは応力付与部10a及び10bの
中心を結んだスロー軸、11bはスロー軸11aの直交
方向のファースト軸、12は偏波面保存型光ファイバ9
に入射する光の偏光方向、13は偏波面保存型光ファイ
バ9を接着により保持するフェルール、14はフェルー
ル13の端面に施されている斜め研磨面の頂点、15は
フェルール13を保持するフェルールホルダ、16はフ
ェルール13をフェルールホルダ15に固定するねじで
ある。
【0003】次に動作について説明する。発光素子1か
らの出射光2は第1のレンズ3により平行な光となり、
そのうちのファースト軸11b方向の光が主として、ス
ロー軸11a方向の光が多少混在した状態でアイソレー
ター6に入射することになる。又、アイソレーター6に
入射したファースト軸11b方向の光は入射側からみて
45度時計回りに回転して出射され、第2のレンズ7に
より集光された後、偏波面保存型光ファイバ9に入射す
る。従来、フェルール13の端面に施された斜め研磨面
の頂点14に対して、偏波面保存型光ファイバ9のスロ
ー軸11aの位置は任意であり、偏波面保存型光ファイ
バ9の光軸方向(Z軸)、光軸直交方向(X軸、Y軸)
及び、回転方向(θ軸)の光軸調整においては、偏波面
保存型光ファイバ9のX軸、Y軸及びZ軸の光軸調整を
行ない、偏波面保存型光ファイバ9からの出力光の光出
力を所定の値に調整した後、偏波消光比の値を確認して
いるが、スロー軸11aの位置が任意であり、又目視で
は確認出来ないために一度の光軸調整において、偏波消
光比の規格を満足することはなく、θ軸を回転させ再度
X軸、Y軸及びZ軸の光軸調整を行なっている。図9の
例では偏波面保存型光ファイバ9に入射する光の偏光方
向12と、偏波面保存型光ファイバ9のスロー軸11a
とは45度ずれていることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の光半導体素子モ
ジュールは以上のように構成されているので、フェルー
ル13の端面に施された斜め研磨面の頂点14に対し
て、偏波面保存型光ファイバ9のスロー軸11aの位置
が任意であった為、光軸調整時における光出力を所定の
値となるように調整すると高い偏波消光比が得られず、
逆に偏波消光比を最大となるように調整すると所定の光
出力が得られないという課題があった。又、偏波面保存
型光ファイバ9は、フェルール13の円周方向からの外
力付加位置により、偏波消光比が大きく劣化するという
課題があった。さらに偏波面保存型光ファイバ9は、曲
げや発光素子1の駆動電流のレベルにより、偏波の干渉
が容易に発生し易いため、光軸調整時における偏波消光
比の値が変動し、どの値が正確な偏波消光比の値である
か見極めに熟練作業を要するとともに、多大な組立時間
を必要としコストの増加を招くという課題があった。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、偏波面保存型光ファイバのX、
Y、Z軸方向の光軸調整時において、光出力を所定の値
となるように調整することにより、高い偏波消光比を同
時に得るとともに、フェルールをフェルールホルダに固
定する際の偏波消光比の劣化を防止した光半導体素子モ
ジュールを得ることを目的とする。
【0006】また、この発明は、偏波面保存型光ファイ
バのX、Y、Z軸方向の光軸調整時における偏波消光比
の値の変動を抑制し、正確な偏波消光比の値を短時間で
確認することができる光半導体素子モジュールを得るこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明による光半導
体素子モジュールは、偏波面保存型光ファイバに入射す
る光の偏光方向と、偏波面保存型光ファイバのスロー軸
とが一致するように、偏波面保存型光ファイバを保持し
たものである。
【0008】また、第2の発明による光半導体素子モジ
ュールは、フェルールの円周方向からの外力付加位置を
偏波消光比の劣化量の小さい外力付加位置とし、当該外
力付加位置でフェルールとフェルールホルダを保持した
ものである。
【0009】また、第3の発明による光半導体素子モジ
ュールの偏波消光比の確認方法は、偏波面保存型光ファ
イバのX、Y、Z軸方向の光軸調整後、偏波面保存型光
ファイバを曲げてスロー軸とファースト軸の偏波の干渉
を大きく発生させた状態で、偏波保存型光ファイバから
の出力光の偏波消光比を確認するようにしたものであ
る。
【0010】また、第4の発明による光半導体素子モジ
ュールの偏波消光比の確認方法は、偏波面保存型光ファ
イバのX、Y、Z軸方向の光軸調整後、偏波面保存型光
ファイバのスロー軸とファースト軸の偏波の干渉が起こ
りにくい、しきい値以下の電流で発光素子を駆動させ、
偏波保存型光ファイバからの出力光の偏波消光比を確認
するようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1(a)はこの
発明の形態1を示す断面図であり、図1(b)は図1
(a)のA−A’線断面正面図であり、図1(c)は図
1(b)のB部の拡大図である。図において、1〜16
は前記従来構造と同一のものである。但し、フェルール
13の斜め研磨面の頂点14に対して、光の入射側から
見て反時計方向に45deg回転した位置に偏波面保存
型光ファイバ9のスロー軸11aを配置したものであ
る。
【0012】この発明の光半導体モジュールは以上のよ
うに構成されており、フェルール13の斜め研磨面の頂
点14に対して、偏波面保存型光ファイバ9のスロー軸
11aの位置はフェルール13を光の入射側から見て、
反時計方向に45deg回転した位置にある。これは、
偏波面保存型光ファイバ9のスロー軸11aの位置をあ
らかじめ確認した上で、スロー軸11aから時計方向に
45deg回転した位置にフェルール13の斜め研磨面
の頂点14が配置されるように研磨することにより得ら
れる。偏波面保存型光ファイバ9のX、Y、Z軸方向の
光軸調整においては、フェルール13の斜め研磨面の頂
点14を基準として光軸装置に取り付け、偏波面保存型
光ファイバ9からの出力光の光出力を所定の値に調整す
ることにより、偏波面保存型光ファイバ9に入射する光
の偏光方向12に、偏波面保存型光ファイバ9のスロー
軸11aを一致させることができ、偏波面保存型光ファ
イバ9のX、Y、Z軸方向の光軸調整時において光出力
を所定の値に調整することで高い偏波消光比を同時に得
ることが可能である。
【0013】図2(a)はこの発明の実施の形態1を示
すファイバ端末部の断面図であり、図2(b)は図2
(a)のA−A’線断面正面図であり、図2(c)は図
2(b)のB部の拡大図である。図において、9〜16
は図1の構造と同一のものである。但し、フェルールホ
ルダ15は、偏波消光比の劣化量の小さい外力付加位置
にてフェルール13とフェルールホルダ15とを結合す
るために、ねじ16の位置を偏波面保存型光ファイバ9
のスロー軸11aとを一致させたものである。
【0014】図3は、偏波面保存型光ファイバ9のスロ
ー軸11aを基準(0deg)とし、フェルール13の
円周方向からの外力付加位置による偏波消光比の変動を
実験により求めた一例を示したものである。図におい
て、縦軸は偏波面保存型光ファイバ9からの出力光の偏
波消光比の値を示し、横軸は偏波面保存型光ファイバ9
のスロー軸11aの延長線上を0degとし、ねじ16
をフェルール13の外周面に沿って回転させたときの回
転角度を示す。又、符号の+は図2(b)において、ね
じ16を時計方向に回転させたことを示し、−はねじ1
6を反時計方向に回転させたことを示す。
【0015】フェルール13の円周方向からの外力付加
位置による偏波消光比劣化量の最も小さい偏波面保存型
光ファイバ9のスロー軸11aの延長線上にフェルール
13固定用ねじ16を配置することにより、高い偏波消
光比を得ることが可能である。この実験の例では、スロ
ー軸11aを基準として±10degまでの範囲におい
ては30dB以上の高い偏波消光比を得ることが可能で
ある。
【0016】尚、この発明の実施の形態1において、偏
波消光比の最も小さいスロー軸11aの延長線上にフェ
ルール13を固定するねじ16を配置したが、必要とす
る偏波消光比量の範囲内であれば固定位置とその数は任
意で良く、且つ他の固定手段(例えばレーザビーム溶
接)を用いても同様の効果を得られることは言うまでも
ない。
【0017】実施の形態2.図4は、この発明の実施の
形態2を示すものであり、ある曲げ半径における1巻き
当たりの位相差の算出根拠の適正値を示すものである。
【0018】図5はこの発明の実施の形態2を示すもの
であり、偏波面保存型光ファイバ9の1巻きの形状を示
すものである。
【0019】図6はこの発明の実施の形態2を示すもの
であり、偏波面保存型光ファイバ9の曲げ半径と1巻き
当たりの位相差の関係を示すものである。図において、
縦軸は偏波面保存型光ファイバ9を1巻きした時のスロ
ー軸11aとファースト軸11bの位相差を示し、横軸
は偏波面保存型光ファイバ9を1巻きした時の曲げ半径
を示す。
【0020】この発明の光半導体素子モジュールに用い
る偏波面保存型光ファイバ9は、図6に示す通り曲げる
ことにより、スロー軸11aとファースト軸11bの偏
波の干渉が容易に発生し易いことから、この発明による
偏波消光比の確認方法は、偏波面保存型光ファイバ9の
X、Y、Z経由方向の光軸調整を行ない、偏波面保存型
光ファイバ9からの出力光の光出力を所定の値に調整し
た後、偏波面保存型光ファイバ9を曲げてスロー軸11
aとファースト軸11bの偏波の干渉を大きく発生させ
た状態で偏波面保存型光ファイバからの出力光の偏波消
光比を確認を行ない、値が規格を満足している場合、フ
ェルール13をねじ16にてフェルールホルダ15に固
定し、レンズホルダ8とフェルールホルダ15を接合す
る。偏波消光比の値が規格を満足していない場合には、
再度偏波面保存型光ファイバ9のX、Y、Z軸方向の光
軸調整を行ない前記方法にて偏波消光比の値を確認す
る。この確認方法により、正確な偏波消光比の値を短時
間で確認することが可能である。
【0021】
【数1】
【0022】数1は、偏波面保存型光ファイバ9のある
曲げ半径における1巻き当たりの位相差を算出するため
の数式であり、図4に示す適性値を数1に代入すること
により図6の結果が得られる。
【0023】実施の形態3.図7はこの発明の実施の形
態3を示すものであり、単一モードレーザーの干渉強度
の算出根拠の適性値を示すものである。
【0024】図8はこの発明の実施の形態3を示すもの
であり、単一モードレーザーの干渉強度と2光束間の遅
れ時間の関係を示すものである。図において、縦軸は干
渉強度を横軸はスロー軸とファースト軸の2光束間の遅
れ時間を示す。
【0025】数2に示すように、2光束間の遅れ時間τ
dは偏波面保存型光ファイバ9の構造により一定である
ことから、スペクトル線幅Δfが小さい程干渉強度iは
大きくなる。光半導体素子モジュールを通常使用する状
態即ち、発光素子1をスペクトル線幅が小さい10×1
6 Hzとなる電流にて駆動した場合、ここで使用する
偏波面保存型光ファイバ9の2光束間の遅れ時間が1.
91×10-12 secであることから、干渉強度の値は
1となる。この発明による偏波消光比の確認方法は、発
光素子1を通常使用する状態即ち、スペクトル線幅が小
さい10×106 Hzとなる電流にて駆動し、偏波面保
存型光ファイバ9のX、Y、Z軸方向の光軸調整を行な
い、偏波面保存型光ファイバ9からの出力光の先出力を
所定の値に調整した後、発光素子1を例えば、2.6×
1013Hzとスペクトル線幅の大きくなるしきい値以下
の電流にて駆動させて偏波面保存型光ファイバからの出
力光の偏波消光比の確認を行ない、値が規格を満足して
いる場合、フェルール13をねじ16にてフェルールホ
ルダ15に固定し、レンズホルダ8とフェルールホルダ
15を溶接により接合する。偏波消光比の値が規格を満
足していない場合には、再度前記方法にて偏波面保存型
光ファイバ9のX、Y、Z軸方向の光軸調整を行ない偏
波消光比の値を確認する。この確認方法により、正確な
偏波消光比の値を短時間で確認することが可能である。
【0026】
【数2】
【0027】数2は、通常使用する状態でのスペクトル
線幅と、しきい値以下の状態でのスペクトル線幅の、あ
る2光束間の遅れ時間における干渉強度を算出するため
の数式であり、図7に示す適正値を数2に代入すること
により図8の結果が得られる。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、偏波面保存型光ファ
イバの光軸調整時において、光出力を所定の値となるよ
うに調整することにより、高い偏波消光比を得ることが
でき、さらにフェルールをフェルールホルダに固定する
際の偏波消光比の劣化を抑制した光半導体素子モジュー
ルが得られる。
【0029】また、この発明は偏波面保存型光ファイバ
の光軸調整時における偏波消光比の値の変動を抑制し、
正確な偏波消光比の値を短時間で確認することができる
光半導体素子モジュールを得られる。
【0030】また上記実施の形態では、アイソレーター
に入射した光が45度回転して出射される場合について
示したが、アイソレーターを2個便用して90度回転し
て出射される場合についても同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態1を示す断面図、AーA’線断面正面図及び、
B部の拡大図である。
【図2】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態1を示すファイバ端末部の断面図、A部矢視図
及び、B部拡大図である。
【図3】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態1の外力付加位置に対する偏波消光比の変動を
示す図である。
【図4】 この発明による光半導体素子モジュールの偏
波消光比の確認方法の実施の形態2を示す適正値の表で
ある。
【図5】 この発明による光半導体素子モジュールの偏
波消光比の確認方法の実施の形態2を示す偏波面保存型
光ファイバの1巻きの形状を示す図である。
【図6】 この発明による光半導体素子モジュールの偏
波消光比の確認方法の実施の形態2の偏波面保存型光フ
ァイバの曲げによるスロー軸と、ファースト軸の位相差
の関係を示す図である。
【図7】 この発明による光半導体素子モジュールの偏
波消光比の確認方法の実施の形態3を示す適正値の表で
ある。
【図8】 この発明による光半導体素子モジュールの偏
波消光比の確認方法の実施の形態3を示す単一モードレ
ーザーの干渉強度と2光束間の遅れ時間の関係を示す図
である。
【図9】 従来の光半導体素子モジュールを示す断面
図、A−A’線断面正面図及び、B部の拡大図である。
【符号の説明】
1 発光素子、2 出射光、3 第1のレンズ、4 パ
ッケージ、5 窓、6アイソレーター、7 第2のレン
ズ、8 レンズホルダ、9 偏波面保存型光ファイバ、
10a 応力付与部、10b 応力付与部、11a ス
ロー軸、11b ファースト軸、12 光の偏光方向、
13 フェルール、14 頂点、15フェルールホル
ダ、16 ねじ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザ等の発光素子と、前記発光
    素子の出射光を集光する第1のレンズと、前記発光素子
    及び、前記第1のレンズを保持するためのパッケージ
    と、前記発光素子の出射光のうち特定な方位角の光を通
    過させるアイソレーターと、前記アイソレーターを通過
    した前記発光素子の出射光を集光する第2のレンズと、
    前記第2のレンズを保持するレンズホルダと、前記第2
    のレンズを通過した前記発光素子の出射光が入射する偏
    波面保存型光ファイバと、前記偏波面保存型光ファイバ
    を保持するフェルールと、前記フェルールを保持するフ
    ェルールホルダとを有する光半導体素子モジュールにお
    いて、前記偏波面保存型光ファイバに入射する光の偏光
    方向と、前記偏波面保存型光ファイバに施されている応
    力付与部の中心を結んだスロー軸とが一致するように、
    前記偏波面保存型光ファイバを保持したことを特徴とす
    る光半導体素子モジュール。
  2. 【請求項2】 前記フェルールの円周方向からの外力付
    加位置を前記偏波面保存型光ファイバの偏波消光比劣化
    量の小さい外力付加位置とし、当該外力付加位置で前記
    フェルールと前記フェルールホルダを保持したことを特
    徴とする請求項1記載の光半導体素子モジュール。
  3. 【請求項3】 半導体レーザ等の発光素子と、前記発光
    素子の出射光を集光する第1のレンズと、前記発光素子
    及び、前記第1のレンズを保持するためのパッケージ
    と、前記発光素子の出射光のうち特定な方位角の光を通
    過させるアイソレータ−と、前記アイソレーターを通過
    した前記発光素子の出射光を集光する第2のレンズと、
    前記第2のレンズを保持するレンズホルダと、前記第2
    のレンズを通過した前記発光素子の出射光が入射する偏
    波面保存型光ファイバと、前記偏波面保存型光ファイバ
    を保持するフェルールと、前記フェルールを保持するフ
    ェルールホルダとを有する光半導体素子モジュールの光
    軸調整時の偏波消光比の確認方法において、前記偏波面
    保存型光ファイバを曲げ、偏波の干渉を大きく発生させ
    た状態で、前記偏波面保存型光ファイバからの出力光の
    偏波消光比を確認するようにしたことを特徴とする光半
    導体素子モジュールの偏波消光比の確認方法。
  4. 【請求項4】 半導体レーザ等の発光素子と、前記発光
    素子の出射光を集光する第1のレンズと、前記発光素子
    及び、前記第1のレンズを保持するためのパッケージ
    と、前記発光素子の出射光のうち特定な方位角の光を通
    過させるアイソレーターと、前記アイソレーターを通過
    した前記発光素子の出射光を集光する第2のレンズと、
    前記第2のレンズを保持するレンズホルダと、前記第2
    のレンズを通過した前記発光素子の出射光が入射する偏
    波面保存型光ファイバと、前記偏波面保存型光ファイバ
    を保持するフェルールと、前記フェルールを保持するフ
    ェルールホルダとを有する光半導体素子モジュールの光
    軸調整時の偏波消光比の確認方法において、しきい値以
    下の電流で前記発光素子を駆動させ、前記偏波面保存型
    光ファイバからの出力光の偏波消光比を確認するように
    したことを特徴とする光半導体素子モジュールの偏波消
    光比の確認方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101923188A (zh) * 2010-06-22 2010-12-22 上海亨通光电科技有限公司 保偏光纤应力定轴方法
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