JPH1152196A - Laser diode module - Google Patents

Laser diode module

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JPH1152196A
JPH1152196A JP20446497A JP20446497A JPH1152196A JP H1152196 A JPH1152196 A JP H1152196A JP 20446497 A JP20446497 A JP 20446497A JP 20446497 A JP20446497 A JP 20446497A JP H1152196 A JPH1152196 A JP H1152196A
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JP
Japan
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laser diode
optical fiber
core
laser
aspect ratio
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JP20446497A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoichiro Yamaguchi
省一郎 山口
Hiromitsu Watanabe
弘光 渡辺
Akihiro Adachi
明宏 足立
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to efficiency propagate the laser beam emitted from a light emitting element to the output end of an optical fiber by forming a surface having a normal of an angle meeting the ratio of a spot size with respect to the optical axis direction of a core on a core end face which receives and propagates the laser beam of a different spot size. SOLUTION: The end face of the optical fiber 20 is diagonally treated such that the aspect ratio at this end face attains the aspect ratio smaller than the aspect ratio of a laser diode 10. The end face side of the optical fiber 20 is diagonally cut with the axial line of the laser beam in such a manner, by which an asymmetrical shape is given to the laser beam in a horizontal direction and a perpendicular direction. The aspect ratio is thus approximated to the aspect ratio of the laser diode 10 by applying the asymmetricalness of the beam shape. The propagation loss generated in a working step is made smaller than in the case the aspect ratio is so changed that the shape of the core at the light receiving end of the laser diode 10 is made analogous with the shape at the output end of the laser diode 10.

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】この発明は、発光素子から出
射され直交する2方向のスポットサイズが互いに異なる
レーザ光を光ファイバに効率よく供給できるレーザダイ
オードモジュールの技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology of a laser diode module that can efficiently supply laser beams emitted from a light emitting element and having mutually different spot sizes in two orthogonal directions to an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】発光素子でのレーザ光の水平方向のスポ
ットサイズをωLX、垂直方向のスポットサイズをωLY
また、光ファイバでのレーザ光の水平方向のスポットサ
イズをωFX、垂直方向のスポットサイズをωFYとする
と、発光素子と光ファイバとの間の結合光学系が最適な
倍率で結合されている場合は、発光素子からのレーザ光
を光ファイバに供給する場合に両者の間には式(1)に
示す結合損失が生じる。
2. Description of the Related Art The horizontal spot size of laser light in a light emitting element is ω LX , the vertical spot size is ω LY ,
When the horizontal spot size of the laser beam in the optical fiber is ω FX and the vertical spot size is ω FY , the coupling optical system between the light emitting element and the optical fiber is coupled at an optimal magnification. In this case, when the laser light from the light emitting element is supplied to the optical fiber, a coupling loss expressed by equation (1) occurs between the two.

【0003】[0003]

【数1】 (Equation 1)

【0004】ここで、ALは発光素子の水平方向のスポ
ットサイズと垂直方向のスポットサイズとの比(ωLX
ωLY)を、AFは光ファイバの水平方向のスポットサイ
ズと垂直方向のスポットサイズとの比(ωFX/ωFY)を
それぞれ示すパラメータであって、これらパラメータを
アスペクト比と称して以下の説明を行う。
Here, A L is the ratio of the horizontal spot size to the vertical spot size of the light emitting element (ω LX /
ω LY ) and A F are parameters indicating the ratio (ω FX / ω FY ) between the horizontal spot size and the vertical spot size of the optical fiber, respectively. Give an explanation.

【0005】アスペクト比は、1の場合には水平方向の
スポットサイズと垂直方向のスポットサイズとが等しく
なるのでビーム形状は円形になり、また1以外の値の場
合にビーム形状は楕円になるという、ビームの楕円率を
示すパラメータである。
When the aspect ratio is 1, the beam shape is circular because the horizontal spot size is equal to the vertical spot size, and when the aspect ratio is other than 1, the beam shape is elliptical. , A parameter indicating the ellipticity of the beam.

【0006】現在、通常の光ファイバ通信に用いられて
いる波長1.3ミクロン帯及び1.55ミクロン帯のレ
ーザ光を発するレーザダイオードや、光ファイバ増幅器
に用いられるエルビウムドープファイバ(erbium
doped fiber)を励起するための波長1.
48ミクロン帯のレーザ光を発するレーザダイオードの
アスペクト比は、1.1〜1.2程度とほぼ円形に近い
ビームであるので、これらレーザダイオードとアスペク
ト比が1の光ファイバとを結合させた場合には、式
(1)により結合損失は最大でも0.1デシベル以下と
なり、実用上問題のない良好な結合が得られる。
[0006] At present, laser diodes that emit laser light in the 1.3 and 1.55 micron wavelength bands used in ordinary optical fiber communication, and erbium-doped fibers (erbium) used in optical fiber amplifiers are used.
Wavelength for Exciting Doped Fiber
The aspect ratio of a laser diode that emits laser light in the 48-micron band is approximately 1.1 to 1.2, which is an almost circular beam. Therefore, when these laser diodes are combined with an optical fiber having an aspect ratio of 1, According to Equation (1), the coupling loss is 0.1 dB or less at the maximum according to the equation (1), and a good coupling having no practical problem can be obtained.

【0007】しかし、上述したエルビウムドープファイ
バを用いた増幅器の低雑音化、高効率化に有利な励起波
長0.98ミクロン帯のレーザ光を発するレーザダイオ
ードの場合は、そのレーザ光はアスペクト比が2〜3と
偏平な楕円ビームであるため、アスペクト比が1の円形
ビームの光ファイバを用いてこのレーザダイオードとこ
のエルビウムドープファイバ増幅器とを結合させた場合
は、式(1)より、0.5〜1.2デシベルの結合損失
が生じ、このレーザダイオードが発する0.98ミクロ
ン帯のレーザ光を効率良くこのエルビウムドープファイ
バに供給できない。
However, in the case of a laser diode that emits a laser beam having a pumping wavelength of 0.98 micron, which is advantageous for reducing the noise and increasing the efficiency of the amplifier using the erbium-doped fiber, the laser beam has an aspect ratio. Since the laser diode and the erbium-doped fiber amplifier are coupled by using a circular beam optical fiber having an aspect ratio of 1 because the beam is a flat elliptical beam having a diameter of 2 to 3, according to the equation (1), 0. A coupling loss of 5 to 1.2 decibels occurs, and laser light in the 0.98 micron band emitted by the laser diode cannot be efficiently supplied to the erbium-doped fiber.

【0008】そこで、かかる課題を解決するため、特開
平6−180404号公報に記載された図5に示す発光
モジュールの結合光学系が提案されている。図5中、1
01は石英系シングルモードファイバ、102はコア、
103はクラッド、108はアスペクト比の大きな発光
素子、109は球レンズ、121は光ファイバ101の
コア102の一方端の局部を熱加工してアスペクト比を
大きくしてそのアスペクト比を発光素子108でのアス
ペクト比に合わせたコア端面、181は発光素子108
の発光面である。
In order to solve such a problem, there has been proposed a coupling optical system of a light emitting module shown in FIG. 5 described in JP-A-6-180404. In FIG. 5, 1
01 is a quartz single mode fiber, 102 is a core,
Reference numeral 103 denotes a cladding, 108 denotes a light emitting element having a large aspect ratio, 109 denotes a spherical lens, and 121 denotes a local portion at one end of the core 102 of the optical fiber 101, which has a large aspect ratio. 181 denotes a core end face adjusted to the aspect ratio of the light emitting element 108.
This is the light emitting surface.

【0009】図5に示す発光モジュールの結合光学系
は、発光素子108から発されるアスペクト比の大きな
出射光を、球レンズ109を介して、アスペクト比の大
きな光ファイバのコア端面121に供給するものであ
る。
The coupling optical system of the light emitting module shown in FIG. 5 supplies outgoing light having a large aspect ratio emitted from the light emitting element 108 to a core end face 121 of an optical fiber having a large aspect ratio via a spherical lens 109. Things.

【0010】即ち、発光素子108からの出射光の大き
さ及び形状を球レンズ109を用いて拡大して光ファイ
バのコア端面121の大きさ及び形状に合わせ、さらに
受光したレーザ光の大きさ及び形状をコア102内部で
コア102の円形断面の形状に緩やかに合わせるもので
ある。
That is, the size and shape of the light emitted from the light emitting element 108 are enlarged using the spherical lens 109 so as to match the size and shape of the core end face 121 of the optical fiber. The shape is gently adjusted inside the core 102 to the shape of the circular cross section of the core 102.

【0011】ここで、例えば発光素子のアスペクト比を
L=3として、光ファイバのアスペクト比AFに対する
結合損失を式(1)を用いて求めた結果を図6に示す。
図6に示すように、結合損失は発光素子のアスペクト比
Lと光ファイバのアスペクト比AFとの差が大きい場合
に大きく、その差が小さい場合に小さくなる。
Here, FIG. 6 shows the results obtained by using Equation (1) to determine the coupling loss with respect to the aspect ratio AF of the optical fiber, for example, assuming that the aspect ratio of the light emitting element is A L = 3.
As shown in FIG. 6, the coupling loss is large when the difference between the aspect ratio A L of the light emitting element and the aspect ratio A F of the optical fiber is large, and is small when the difference is small.

【0012】そこで、図5に示す結合光学系は、結合損
失を小さくするため、発光素子のアスペクト比ALと光
ファイバのアスペクト比AFとの差を小さくしている。
In order to reduce the coupling loss, the coupling optical system shown in FIG. 5 reduces the difference between the aspect ratio A L of the light emitting element and the aspect ratio A F of the optical fiber.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の結合光
学系の構成は、光ファイバのコアの断面形状を発光素子
からのビームの断面形状に相似にすることで発光素子と
光ファイバとの間の結合損失を理論的に0とすることが
できるが、光ファイバのコアの断面形状を発光素子から
のビームの断面形状に相似にするには、光ファイバ20
を外部から強制的に加熱しコア内の分子状態の熱変化に
任せて断面形状を変化させることで実現しているので、
製品に固体差が生じる等により実際には理想的な断面形
状を得ることは難しく、また、この加工後の光ファイバ
の出力端から取り出した光出力は、この熱加工に起因す
るコア内での過剰損失、即ち、伝搬損失の分劣化すると
いう問題が生じる。
The configuration of the above-described conventional coupling optical system is such that the cross-sectional shape of the core of the optical fiber is made similar to the cross-sectional shape of the beam from the light-emitting element, so that the light-emitting element and the optical fiber can be separated. Can theoretically be zero, but in order to make the cross-sectional shape of the core of the optical fiber similar to the cross-sectional shape of the beam from the light emitting element, the optical fiber
Is realized by forcibly heating from outside and changing the cross-sectional shape according to the thermal change of the molecular state in the core,
In practice, it is difficult to obtain an ideal cross-sectional shape due to differences in products, etc., and the optical output extracted from the output end of the optical fiber after this processing is the same as that in the core caused by this thermal processing. Excessive loss, that is, a problem of deterioration due to propagation loss occurs.

【0014】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、発光素子としてのレーザダイオード
から供給されたレーザ光を効率良く光ファイバの出力端
まで伝搬させることのできるレーザダイオードモジュー
ルを得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and there is provided a laser diode module capable of efficiently transmitting a laser beam supplied from a laser diode as a light emitting element to an output end of an optical fiber. The purpose is to gain.

【0015】さらに、発光素子としてのレーザダイオー
ドから供給されたレーザ光の光出力及び波長が安定して
いるレーザダイオードモジュールを得ることを目的とす
る。
It is a further object of the present invention to obtain a laser diode module in which the light output and the wavelength of laser light supplied from a laser diode as a light emitting element are stable.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明にかかるレーザ
ダイオードモジュールは、第1の方向と第1の方向と直
交する第2の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を
出力するレーザダイオードと、このレーザ光を受光して
伝播するコアを有しコア端面をコアの光軸方向に対して
スポットサイズの比に応じた角度の法線を有する面が形
成された光ファイバーとからなるものである。
A laser diode module according to the present invention comprises: a laser diode for outputting laser light having a spot size different in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction; An optical fiber having a core for receiving and propagating light and having a surface having a normal to an end face of the core at an angle corresponding to a spot size ratio with respect to the optical axis direction of the core.

【0017】また、第1の方向と第1の方向と直交する
第2の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力す
るレーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播す
るコアを有する光ファイバーであってコア端面をコアの
光軸方向に対して交わる方向の法線を有する面とすると
共にこの面でのスポットサイズの比を光軸方向に垂直な
面でのスポットサイズの比よりレーザ光のスポットサイ
ズの比に近づけた光ファイバーとからなるものである。
[0017] Further, there is provided a laser diode for outputting laser light having a different spot size in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and an optical fiber having a core for receiving and propagating the laser light. The end face of the core is defined as a surface having a normal line perpendicular to the optical axis direction of the core, and the spot size ratio on this surface is determined by the spot size ratio on the surface perpendicular to the optical axis direction. It consists of an optical fiber whose size ratio is close to that of the optical fiber.

【0018】また、レーザダイオードと光ファイバーと
の間にレンズを設けたものである。
Further, a lens is provided between the laser diode and the optical fiber.

【0019】また、レンズは、レーザ光のスポットサイ
ズの比を1に近づける機能を有するものである。
The lens has a function of making the spot size ratio of the laser beam close to 1.

【0020】また、レンズの端面に、レーザダイオード
の発振中心波長近傍において低反射となる光学コーティ
ングを施したものである。
Further, the end face of the lens is provided with an optical coating that has low reflection near the oscillation center wavelength of the laser diode.

【0021】また、レーザダイオードと光ファイバとの
間に光アイソレータを設けたものである。
Further, an optical isolator is provided between the laser diode and the optical fiber.

【0022】また、光ファイバーのコアに特定の波長帯
のレーザ光を透過するフィルタを設けたものである。
Further, a filter for transmitting laser light of a specific wavelength band is provided in the core of the optical fiber.

【0023】また、コア端面に、レーザダイオードの発
振中心波長近傍において低反射となる光学コーティング
を施したものである。
Further, the core end face is provided with an optical coating which has low reflection near the oscillation center wavelength of the laser diode.

【0024】また、光ファイバーは、コア端面側のコア
の断面積を局所的に拡大したものである。
The optical fiber is obtained by locally increasing the sectional area of the core on the core end face side.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は実施の形態1に係るレーザダイオ
ードモジュールの説明図であって、図1(a)はレーザ
ダイオードモジュールの上面からの透視図であり、レー
ザダイオードのいわゆる活性層に水平な方向の光結合状
態を示している。また、図1(b)はレーザダイオード
モジュールの側面からの透視図であり、レーザダイオー
ドの活性層と垂直な方向の光結合状態を示している。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a laser diode module according to a first embodiment, and FIG. 1A is a perspective view from the top of the laser diode module, and optical coupling in a direction horizontal to a so-called active layer of the laser diode. The state is shown. FIG. 1B is a perspective view from the side of the laser diode module, showing an optical coupling state in a direction perpendicular to the active layer of the laser diode.

【0026】図1中、10は水平方向のスポットサイズ
と垂直方向のスポットサイズとが互いに異なり大きなア
スペクト比を有する発光素子としてのレーザダイオード
であり、11はレーザダイオード10の発光面であり、
20はレーザダイオード10の出射光を受光する端面側
のみがアスペクト比が異なり、かつ、そのアスペクト比
がレーザダイオード10のアスペクト比に近づくようそ
の端面をレーザ光線軸に対して斜めに切断し受光面が形
成された光ファイバ、21は光ファイバのコア、22は
光ファイバ20のクラッドである。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a laser diode as a light emitting element having a large aspect ratio and a horizontal spot size different from a vertical spot size, and 11 denotes a light emitting surface of the laser diode 10.
Reference numeral 20 denotes a light-receiving surface by cutting the end face obliquely with respect to the axis of the laser beam so that the aspect ratio differs only on the end face side that receives the emitted light of the laser diode 10 and the aspect ratio approaches the aspect ratio of the laser diode 10. , An optical fiber core 21, and a cladding 22 of the optical fiber 20.

【0027】図1に示す光ファイバ20は、レーザダイ
オード10の出射光を受光する端面側でのアスペクト比
がレーザダイオード10のアスペクト比と同程度となる
ように前記従来例のような加工するのではなく、その端
面でのアスペクト比がレーザダイオード10のアスペク
ト比よりも小さいアスペクト比となるように、その端面
を初めに処理した(レーザ光線軸に対して斜めに受光面
が形成された)ものをまず用意する。
The optical fiber 20 shown in FIG. 1 is processed as in the above-described conventional example so that the aspect ratio on the end face side for receiving the light emitted from the laser diode 10 is substantially equal to the aspect ratio of the laser diode 10. Instead, the end face is first processed so that the aspect ratio at the end face is smaller than the aspect ratio of the laser diode 10 (the light receiving surface is formed obliquely to the laser beam axis). Prepare first.

【0028】そして、光ファイバ20のその端面側をレ
ーザ光線軸に対して斜めに切断することで、即ち、その
切断されたコア断面に水平方向と垂直方向とに非対象な
形状を与えることで、垂直方向と水平方向のビーム形状
に非対称性を与えアスペクト比がレーザダイオード10
のアスペクト比に近づくようにしている。
Then, the end face side of the optical fiber 20 is cut obliquely to the laser beam axis, that is, by giving the cut core cross section an asymmetric shape in the horizontal and vertical directions. , The asymmetry of the beam shape in the vertical and horizontal directions to give an aspect ratio of the laser diode 10
To the aspect ratio.

【0029】従って、上記実施の形態1によれば、その
端面の上述した斜め切断やその切断面の研磨等では、前
記従来例のような加熱加工をしていないのでそれに基づ
く過剰損失はほとんど発生せず、前記従来例のように光
ファイバ20の受光端のコアの形状をレーザダイオード
10の出光端の形状に相似になるようにアスペクト比を
変える場合よりも、上述したレーザダイオードモジュー
ルはアスペクト比を大きくする加工段階で生じる光ファ
イバ20の伝搬損失を小さくすることができるため、レ
ーザダイオード10からの出射光の光出力を光ファイバ
20に効率よく供給できる。
Therefore, according to the first embodiment, in the above-described diagonal cutting of the end face and the polishing of the cut face, since the heating processing is not performed as in the above-described conventional example, the excess loss is hardly generated. Instead of changing the aspect ratio so that the shape of the core at the light receiving end of the optical fiber 20 is similar to the shape of the light emitting end of the laser diode 10 as in the conventional example, the laser diode module described above has an aspect ratio Therefore, it is possible to reduce the propagation loss of the optical fiber 20 that occurs during the processing step of increasing the optical power.

【0030】つまり、レーザダイオード10から供給さ
れたレーザ光を効率良く光ファイバ20の出力端まで伝
搬させることのできるレーザダイオードモジュールを得
ることができる。
That is, it is possible to obtain a laser diode module that can efficiently transmit the laser light supplied from the laser diode 10 to the output end of the optical fiber 20.

【0031】また、図1に示すように、光ファイバ20
の端面はレーザ光線軸に対して斜めに切断されて形成さ
れているので、光ファイバ20の受光端の面で反射する
レーザ光は、レーザダイオード10には直接戻りにくく
なるため、レーザダイオード10の発振状態が安定す
る。即ち、出射光への反射光による干渉の影響が排除さ
れる。
Further, as shown in FIG.
Is cut obliquely with respect to the laser beam axis, so that the laser light reflected on the light receiving end surface of the optical fiber 20 hardly returns directly to the laser diode 10. The oscillation state stabilizes. That is, the influence of the interference of the reflected light on the outgoing light is eliminated.

【0032】換言すれば、レーザダイオード10から供
給されたレーザ光の光出力が安定し、また、レーザ光の
発振波長も安定(レーザダイオードの発振特性が安定)
したレーザダイオードモジュールを得ることができる。
In other words, the light output of the laser light supplied from the laser diode 10 is stable, and the oscillation wavelength of the laser light is also stable (the oscillation characteristics of the laser diode are stable).
Laser diode module can be obtained.

【0033】尚、光ファイバ20は、先端(受光端)を
楕円球状に加工してもよい。水平方向と垂直方向の形状
を非対称にすることでアスペクト比をレーザダイオード
10のアスペクト比に近づけることができるので、レー
ザダイオード10の出射光の光出力を効率よく光ファイ
バ20に供給できる。
The optical fiber 20 may have a tip (light receiving end) processed into an elliptical sphere. Since the aspect ratio can be made closer to the aspect ratio of the laser diode 10 by making the shapes in the horizontal direction and the vertical direction asymmetric, the optical output of the light emitted from the laser diode 10 can be efficiently supplied to the optical fiber 20.

【0034】尚、実施の形態1に限らず、他の実施の形
態においても、光ファイバ20の端面はレーザ光線軸に
対して斜めに切断する方向は、図に示された方向に限ら
れるものではなく、個々の場合に応じて他の方向に切断
するものであってもよい。
The direction in which the end face of the optical fiber 20 is cut obliquely to the laser beam axis is not limited to the first embodiment but is limited to the direction shown in the figure. Instead, cutting may be performed in other directions according to individual cases.

【0035】実施の形態2.図2は実施の形態2に係る
レーザダイオードモジュールの説明図であって、レーザ
ダイオードのいわゆる活性層に並行な弾面を上面から透
視した光結合状態を示している。図2中、前記従来例及
び実施の形態に対する新たな構成として、30はレーザ
ダイオード10と光ファイバ20とが良好な結合(高効
率な結合)が得られるようレーザダイオード10と光フ
ァイバ20との間に設けられた光学レンズである。
Embodiment 2 FIG. 2 is an explanatory diagram of the laser diode module according to the second embodiment, and shows an optical coupling state in which a bullet surface parallel to a so-called active layer of the laser diode is seen through from above. In FIG. 2, as a new configuration with respect to the conventional example and the embodiment, reference numeral 30 denotes a connection between the laser diode 10 and the optical fiber 20 so that good coupling (highly efficient coupling) between the laser diode 10 and the optical fiber 20 is obtained. It is an optical lens provided between them.

【0036】図2に示すレーザダイオードモジュール
は、レーザダイオード10の出射光の大きさ及び形状
を、光学レンズ30を用いて拡大して光ファイバ20の
受光端のコアの大きさ及び形状に合わせることで、レー
ザダイオード10と光ファイバ20との間の結合倍率が
最適となるように光学系を組むことができる。
In the laser diode module shown in FIG. 2, the size and shape of the light emitted from the laser diode 10 are enlarged using an optical lens 30 to match the size and shape of the core at the light receiving end of the optical fiber 20. Thus, the optical system can be assembled such that the coupling magnification between the laser diode 10 and the optical fiber 20 is optimized.

【0037】従って、上記実施の形態2によれば、レー
ザダイオード10から供給されたレーザ光を効率良く光
ファイバ20の出力端まで伝搬させることのできるレー
ザダイオードモジュールを得ることができる。
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to obtain a laser diode module that can efficiently transmit the laser light supplied from the laser diode 10 to the output end of the optical fiber 20.

【0038】尚、図2では光学レンズ10を1枚として
いるが、その倍率に応じて複数枚にしてもよい。光学レ
ンズを複数にすることで、レーザダイオード10のビー
ムプロファイルと光ファイバのビームプロファイルとを
一致させることができるので、レーザダイオード10と
光ファイバ間の結合損失を小さくできる。
In FIG. 2, one optical lens 10 is used, but a plurality of optical lenses may be used according to the magnification. By providing a plurality of optical lenses, the beam profile of the laser diode 10 and the beam profile of the optical fiber can be matched, so that the coupling loss between the laser diode 10 and the optical fiber can be reduced.

【0039】実施の形態3.実施の形態2(図2)に示
した光学レンズ30は、レーザダイオード10の出射光
を受光して屈折させる場合に、光ファイバの端面のアス
ペクト比に近づけるように、レーザダイオード10のア
スペクト比を小さくする機能をも持たせたレンズとして
もよい。
Embodiment 3 The optical lens 30 shown in the second embodiment (FIG. 2) adjusts the aspect ratio of the laser diode 10 so as to approach the aspect ratio of the end face of the optical fiber when receiving the light emitted from the laser diode 10 and refracting it. A lens having a function of reducing the size may be used.

【0040】従って、上記実施の形態3によれば、この
場合、光ファイバ20を前述した実施の形態のように切
断加工してアスペクト比を十分に大きくしなくても、こ
のようなレンズを用いてレーザ光のアスペクト比を調節
することで、レーザダイオード10の出射光を効率よく
結合させることができ、即ち、アスペクト比を大きくし
た伝搬損失の大きな光ファイバ20を用いなくてもレー
ザダイオード10と光ファイバ20との高効率な結合が
得られ、光ファイバ20のアスペクト比を大きくする加
工時間を減らすことができ、加工によりわずかながら発
生する光ファイバの伝搬損失を低減できる。
Therefore, according to the third embodiment, it is possible to use such a lens in this case without cutting the optical fiber 20 to make the aspect ratio sufficiently large as in the above-described embodiment. By adjusting the aspect ratio of the laser beam, the light emitted from the laser diode 10 can be efficiently coupled. That is, the laser diode 10 can be coupled with the laser diode 10 without using the optical fiber 20 having a large aspect ratio and a large propagation loss. Highly efficient coupling with the optical fiber 20 is obtained, the processing time for increasing the aspect ratio of the optical fiber 20 can be reduced, and the propagation loss of the optical fiber, which is slightly generated by the processing, can be reduced.

【0041】従って、レーザダイオード10から供給さ
れたレーザ光を効率良く光ファイバ20の出力端まで伝
搬させることのできるレーザダイオードモジュールを得
ることができる。
Accordingly, it is possible to obtain a laser diode module capable of efficiently transmitting the laser light supplied from the laser diode 10 to the output end of the optical fiber 20.

【0042】実施の形態4.また、実施の形態2(図
2)、3(図3)に示した光学レンズ30の端面に、レ
ーザダイオード10のレーザ光の発振中心波長近傍にお
いて低反射となるいわゆる光学コーティングを施しても
よい。
Embodiment 4 Further, a so-called optical coating that has low reflection in the vicinity of the oscillation center wavelength of the laser light of the laser diode 10 may be applied to the end face of the optical lens 30 shown in the second embodiment (FIG. 2) and 3 (FIG. 3). .

【0043】従って、上記実施の形態4によれば、光学
レンズ30にレーザダイオード10の出射光を低損失で
入射及び出射させることができるので、光学レンズ30
の端面で生じる反射損失を低減でき、レーザダイオード
10から供給されたレーザ光を効率良く光ファイバ20
の出力端まで伝搬させることのできるレーザダイオード
モジュールを得ることができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, the light emitted from the laser diode 10 can enter and exit the optical lens 30 with low loss.
The reflection loss generated at the end face of the optical fiber 20 can be reduced, and the laser light supplied from the laser diode 10 can be efficiently transmitted to the optical fiber 20.
Can be obtained.

【0044】実施の形態5.図3は実施の形態5に係る
レーザダイオードモジュールの説明図であって、図3
中、前記従来例及び実施の形態に対する新たな構成とし
て、40は光ファイバ20と光学レンズ30との間に設
けられ、レーザダイオード10から光ファイバ20への
方向にのみ透過損失が小さく、その逆方向に対しては透
過損失が大きい、光アイソレータである。
Embodiment 5 FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the laser diode module according to the fifth embodiment.
In the meantime, as a new configuration with respect to the conventional example and the embodiment, 40 is provided between the optical fiber 20 and the optical lens 30, and the transmission loss is small only in the direction from the laser diode 10 to the optical fiber 20, and vice versa. An optical isolator having a large transmission loss in the direction.

【0045】図3に示すレーザダイオードモジュール
は、光アイソレータ40を用いることで、光ファイバ2
0の端面で生じる反射及び光ファイバ20の出力端で生
じる反射光をレーザダイオード10に再入射させにくく
することができるので、レーザダイオード10を安定に
発振させることができる。その結果、光出力が安定であ
り、かつ、発振波長が安定(発振特性が安定)なレーザ
ダイオードモジュールを得ることができる。
The laser diode module shown in FIG.
Since it is possible to make it difficult for the reflected light generated at the end face of 0 and the reflected light generated at the output end of the optical fiber 20 to re-enter the laser diode 10, the laser diode 10 can stably oscillate. As a result, a laser diode module having a stable optical output and a stable oscillation wavelength (stable oscillation characteristics) can be obtained.

【0046】尚、他の光学系は前述した実施の形態と同
様な構成としているので、レーザダイオード10からの
レーザ光を効率よく光ファイバ出力端に伝搬させること
ができる。
Since the other optical system has the same configuration as that of the above-described embodiment, the laser light from the laser diode 10 can be efficiently propagated to the output end of the optical fiber.

【0047】実施の形態6.図4は実施の形態6に係る
レーザダイオードモジュールの説明図であって、レーザ
ダイオードのいわゆる活性層に並行な面を上面から見た
光結合状態を示している。図4中、前記従来例及び実施
の形態に対する新たな構成として、50はコア22の出
力端の近傍に設けられコア22の光の屈折率を部分的に
小さくして構成したいわゆるファイバグレーティングで
ある。
Embodiment 6 FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the laser diode module according to the sixth embodiment, and shows an optical coupling state when a surface parallel to a so-called active layer of the laser diode is viewed from above. In FIG. 4, a so-called fiber grating 50 is provided near the output end of the core 22 and has a partially reduced refractive index of light of the core 22 as a new configuration with respect to the conventional example and the embodiment. .

【0048】例えば、ファイバグレーティング50は、
紫外線が照射されると分子状態が変化して光の屈折率が
下がるという性質を有するGeO2を、シングルモード
ファイバのコア22にファイバの製造段階で予め添加し
ておき、このコア22にレーザ光の進行方向についてあ
る間隔をおいて断続的に複数のマスキングを施し、さら
にこのコア22に紫外線を照射することで、光の屈折率
の大きい部分と小さい部分とがそのマスキングに従って
交互に繰り返すようコア22に形成される。
For example, the fiber grating 50 is
GeO 2 having a property that the molecular state changes and the refractive index of light is reduced when irradiated with ultraviolet rays is added in advance to the core 22 of the single mode fiber in the fiber manufacturing stage, and laser light is applied to the core 22. By applying a plurality of masks intermittently at certain intervals in the direction of travel of the core and further irradiating the core 22 with ultraviolet light, the core 22 is configured so that portions having a large refractive index of light and portions having a small refractive index are alternately repeated according to the masking. 22 is formed.

【0049】一般に、エルビウムドープファイバに使用
する発振波長が0.98ミクロン帯のレーザダイオード
モジュールにおいては、エルビウムドープファイバの利
得を大きくするために、例えば0.978ミクロン帯付
近に発振波長を固定することが求められている。
In general, in a laser diode module used in an erbium-doped fiber and having an oscillation wavelength of 0.98 micron band, the oscillation wavelength is fixed, for example, in the vicinity of the 0.978 micron band in order to increase the gain of the erbium-doped fiber. Is required.

【0050】そこで、上述したように、ファイバグレー
ティング50により、コア22に光の屈折率が部分的に
小さい部分をある間隔をおいて断続的に複数個形成する
ことにより、ある特定波長の光のみが透過率が高く、そ
の他の波長の光に対しては透過率が低いというフィルタ
を構成することができる。
Therefore, as described above, the fiber grating 50 intermittently forms a plurality of portions having a small refractive index in the core 22 at a certain interval, so that only the light of a certain specific wavelength is formed. Can have a high transmittance and a low transmittance for light of other wavelengths.

【0051】従って、図4に示すファイバグレーティン
グ50に例えば0.978ミクロン帯のレーザ光に対し
て透過率が高くそれ以外の波長に対して透過率が低くな
るようにその低下させる光の屈折率を調整して定めるこ
とで、そのエルビウムドープファイバがその特定波長の
レーザ光を透過するという最適な励起レーザダイオード
モジュールを得ることができる。
Accordingly, in the fiber grating 50 shown in FIG. 4, for example, the refractive index of the light to be reduced so that the transmittance is high for the laser light in the 0.978 micron band and the transmittance is low for the other wavelengths. The optimum pump laser diode module in which the erbium-doped fiber transmits the laser light of the specific wavelength can be obtained by adjusting and determining.

【0052】従って、上記実施の形態6によれば、レー
ザダイオード10から供給されたレーザ光の光出力及び
波長が安定しているレーザダイオードモジュールを得る
ことができる。
Therefore, according to the sixth embodiment, it is possible to obtain a laser diode module in which the light output and the wavelength of the laser light supplied from the laser diode 10 are stable.

【0053】尚、図4に示す構成は、実施の形態2(図
2)に示した構成に単にファイバグレーティング50を
付加したのみであるので、実施の形態2(図2)に示し
た高架、即ちレーザダイオード10から供給されたレー
ザ光を効率良く光ファイバの出力端まで伝搬させること
もできることは言うまでもない。
Since the structure shown in FIG. 4 is obtained by simply adding the fiber grating 50 to the structure shown in the second embodiment (FIG. 2), the elevated structure shown in the second embodiment (FIG. 2) can be used. That is, it goes without saying that the laser light supplied from the laser diode 10 can be efficiently propagated to the output end of the optical fiber.

【0054】実施の形態7.上述した各実施の形態にお
いて、光ファイバ20の端面には、レーザダイオード1
0のレーザ光の発振中心波長近傍において低反射となる
光学コーティングを施してもよい。
Embodiment 7 FIG. In each of the above embodiments, the end face of the optical fiber 20 is provided with the laser diode 1.
An optical coating that has low reflection near the oscillation center wavelength of the laser light of 0 may be applied.

【0055】この場合、レーザダイオード10の出射光
を低損失に光ファイバ20に入射させることができるの
で、レーザダイオード10から供給されたレーザ光を効
率よく光ファイバ20の出力端まで伝搬させることがで
きる。
In this case, the light emitted from the laser diode 10 can be made to enter the optical fiber 20 with low loss, so that the laser light supplied from the laser diode 10 can be efficiently propagated to the output end of the optical fiber 20. it can.

【0056】特に前出の実施の形態6(図4)において
このような光学コーティングを施せば、レーザダイオー
ド10から供給されたレーザ光の光出力及び波長が安定
しているレーザダイオードモジュールを得ることもでき
る。
In particular, if such an optical coating is applied in the above-described sixth embodiment (FIG. 4), a laser diode module in which the light output and wavelength of the laser light supplied from the laser diode 10 are stable can be obtained. Can also.

【0057】実施の形態8.上述した各実施の形態にお
いて、光ファイバ20は、シングルモードファイバの断
面に直交する2軸に対して熱分布が非対称となるよう、
紫外線が照射されると分子状態が変化して光の屈折率が
下がるという性質を有するGeO2がファイバの製造段
階でコア21に予め添加され、その2軸に対して非対称
にコア21がクラッド22に拡散されるように加熱処理
されたものを用いてもよい。
Embodiment 8 FIG. In each of the embodiments described above, the optical fiber 20 has an asymmetric heat distribution with respect to two axes orthogonal to the cross section of the single mode fiber.
GeO 2 having the property that the molecular state changes and the refractive index of the light decreases when irradiated with ultraviolet rays is added to the core 21 in advance in the fiber manufacturing stage, and the core 21 is asymmetrically formed with respect to the two axes. Heat-treated so as to be diffused into may be used.

【0058】従って、上記実施の形態8によれば、上述
した各実施の形態の効果に加え、一般にシングルモード
ファイバは大量に生産されているので、安価に入手する
ことができ、安価なレーザダイオードモジュールを得る
ことができる。
Therefore, according to the eighth embodiment, in addition to the effects of each of the above-described embodiments, since single-mode fibers are generally produced in large quantities, they can be obtained at low cost, and can be obtained at low cost. You can get a module.

【0059】実施の形態9.また、上述した各実施の形
態において、光ファイバ20は、前出の従来例である特
開平6−180404号公報に記載された偏波保持ファ
イバの局部を加熱処理したとしてもよい。
Embodiment 9 In each of the above-described embodiments, the optical fiber 20 may be obtained by subjecting a local portion of a polarization maintaining fiber described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-180404 to a heating process.

【0060】偏波保持ファイバには、光ファイバを伝搬
する光線の偏波面を固定するために、コア21の両側対
称位置に応力付与部なる屈折率部が設けられているの
で、紫外線が照射されてGeO2が拡散する速度が、偏
波に対して平行な軸方向と垂直な軸方向とで互いに異な
り、アスペクト比が1より大きい光ファイバを容易に得
ることができる。その結果、レーザダイオードモジュー
ルを容易に製造することができる。
Since the polarization maintaining fiber is provided with a refractive index portion serving as a stress applying portion at a position symmetrical on both sides of the core 21 in order to fix the polarization plane of the light beam propagating through the optical fiber, ultraviolet rays are irradiated. Thus, the speed at which GeO 2 diffuses differs between an axial direction parallel to the polarized light and an axial direction perpendicular thereto, and an optical fiber having an aspect ratio larger than 1 can be easily obtained. As a result, a laser diode module can be easily manufactured.

【0061】[0061]

【発明の効果】この発明によれば、発光素子としてのレ
ーザダイオードから供給されたレーザ光を効率良く光フ
ァイバの出力端まで伝搬させることのできるレーザダイ
オードモジュールを得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a laser diode module capable of efficiently transmitting a laser beam supplied from a laser diode as a light emitting element to an output end of an optical fiber.

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

【図1】 実施の形態1のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a laser diode module according to a first embodiment.

【図2】 実施の形態2のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a laser diode module according to a second embodiment.

【図3】 実施の形態5のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a laser diode module according to a fifth embodiment.

【図4】 実施の形態6のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a laser diode module according to a sixth embodiment.

【図5】 従来の発光モジュールの結合光学系の説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a coupling optical system of a conventional light emitting module.

【図6】 レーザダイオードのアスペクト比を3とした
場合の、光ファイバのアスペクト比と結合損失との関係
図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the aspect ratio of the optical fiber and the coupling loss when the aspect ratio of the laser diode is set to 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザダイオード、11 レーザダイオードの発
光面、20 光ファイバ、21 コア、22 クラッ
ド、30 レンズ、40 光アイソレータ、50 ファ
イバグレーティング。
Reference Signs List 10 laser diode, 11 laser diode light emitting surface, 20 optical fiber, 21 core, 22 clad, 30 lens, 40 optical isolator, 50 fiber grating.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の方向と該第1の方向と直交する第
2の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力する
レーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播する
コアを有しコア端面を前記コアの光軸方向に対して前記
スポットサイズの比に応じた角度の法線を有する面が形
成された光ファイバーとからなるレーザダイオードモジ
ュール。
1. A laser diode that outputs a laser beam having a spot size different from a first direction and a spot size in a second direction orthogonal to the first direction, and a core that receives and propagates the laser beam. A laser diode module comprising: an optical fiber having an end surface having a surface having a normal to an angle corresponding to the spot size ratio with respect to the optical axis direction of the core.
【請求項2】 第1の方向と該第1の方向と直交する第
2の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力する
レーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播する
コアを有する光ファイバーであってコア端面を前記コア
の光軸方向に対して交わる方向の法線を有する面とする
と共にこの面での前記スポットサイズの比を前記光軸方
向に垂直な面での前記スポットサイズの比より前記レー
ザ光の前記スポットサイズの比に近づけた光ファイバー
とからなるレーザダイオードモジュール。
2. A laser diode which outputs laser light having a spot size different from each other in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and an optical fiber having a core for receiving and propagating the laser light. The end face of the core is a surface having a normal in a direction intersecting with the optical axis direction of the core, and the ratio of the spot size on this surface is the ratio of the spot size on a surface perpendicular to the optical axis direction. A laser diode module comprising an optical fiber having a ratio closer to the spot size of the laser light.
【請求項3】 レーザダイオードと光ファイバーとの間
にレンズを設けたことを特徴とする請求項1又は2に記
載のレーザダイオードモジュール。
3. The laser diode module according to claim 1, wherein a lens is provided between the laser diode and the optical fiber.
【請求項4】 レンズは、レーザ光のスポットサイズの
比を1に近づける機能を有することを特徴とする請求項
3に記載のレーザダイオードモジュール。
4. The laser diode module according to claim 3, wherein the lens has a function of making the spot size ratio of the laser light close to 1.
【請求項5】 レンズの端面に、レーザダイオードの発
振中心波長近傍において低反射となる光学コーティング
を施したことを特徴とする請求項3又は4に記載のレー
ザダイオードモジュール。
5. The laser diode module according to claim 3, wherein the end face of the lens is coated with an optical coating that exhibits low reflection near the oscillation center wavelength of the laser diode.
【請求項6】 レーザダイオードと光ファイバとの間に
光アイソレータを設けたことを特徴とする請求項1乃至
5のいずれかに記載のレーザダイオードモジュール。
6. The laser diode module according to claim 1, wherein an optical isolator is provided between the laser diode and the optical fiber.
【請求項7】 光ファイバーのコアに特定の波長帯のレ
ーザ光を透過するフィルタを設けたことを特徴とする請
求項1乃至6のいずれかに記載のレーザダイオードモジ
ュール。
7. The laser diode module according to claim 1, wherein a filter that transmits laser light in a specific wavelength band is provided in a core of the optical fiber.
【請求項8】 コア端面に、レーザダイオードの発振中
心波長近傍において低反射となる光学コーティングを施
したことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載
のレーザダイオードモジュール。
8. The laser diode module according to claim 1, wherein an optical coating having low reflection near the oscillation center wavelength of the laser diode is applied to an end face of the core.
【請求項9】 光ファイバーは、コア端面側のコアの断
面積を局所的に拡大したものであることを特徴とする請
求項1乃至8のいずれかに記載のレーザダイオードモジ
ュール。
9. The laser diode module according to claim 1, wherein the optical fiber has a locally enlarged cross-sectional area of the core on the core end face side.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010197459A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical multiplexer and light source device

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