JPH1197800A

JPH1197800A - 半導体レーザモジュール

Info

Publication number: JPH1197800A
Application number: JP25914697A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Mineo; 尚之峯尾; Shunji Sakai; 俊二坂井
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】第１レンズの調整を容易に行うことができる
とともに、コストを低減することができる半導体レーザ
モジュールを提供する。【解決手段】半導体レーザ３０と集光用レンズ３８と
を備えており、その集光用レンズ３８を固定しているレ
ンズホルダ４０の底面部４１に傾斜面４１Ａを形成し、
この傾斜面４１Ａと同一の傾斜角度の傾斜面を有するく
さび型スペーサ１００を設け、このくさび型スペーサ１
００が前記レンズホルダ４０と半導体レーザ３０を固定
しているベース３６間に隙間なく挿入されており、前記
レンズホルダ４０と前記くさび型スペーサ１００の接触
点と前記ベース３６と前記くさび型スペーサ１００の接
触点とを固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに係り、特にそのレンズ固定構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体レーザモジュールの構造に
ついては、例えば、文献名：ＴｅｔｓｕｏＫｕｍａｚ
ａｗａｅｔａｌ．，“ＡＬｅｎｓＡｄｊｕｓｔ
ａｂｌｅＬａｓｅｒＤｉｏｄｅＰａｃｋａｇ
ｅ，”Ｐｒｏｃ．ｏｆＥＣＴＣ’９０，ｐｐ．２１４
−２１７，１９９０に開示されるものがあった。

【０００３】図４はかかる従来の半導体レーザモジュー
ルの上面図である。この構造によれば、ＬＤチップ１が
モニタ用ホトダイオード２と共に固定された第１レンズ
３のついた電子冷却素子４上にハイブリッド実装されて
いる。このＬＤチップ１の放射光は、第１レンズ３によ
り穏やかな収束ビームに変換され、パッケージ側壁に固
定された光アイソレータ５を経由して、ケース６の外部
に導かれる。そして、第２レンズ７により集光され、フ
ァイバ８にレーザ光を入射させる。

【０００４】図５は従来の半導体レーザモジュールの第
１レンズの固定方法を示す図である。なお、この第１レ
ンズ固定には薄肉のパイプを用いる。（１）まず、図５（ａ）に示すように、パイプ１１を用
意する。（２）次に、図５（ｂ）に示すように、パイプ１１の両
端に電気放電を用いて、それぞれ４個所の切り目１２を
形成する。

【０００５】（３）次に、図５（ｃ）に示すように、レ
ンズの出射側の切り目１２部をプレスにより外側に折り
曲げる。もう一端は、レンズを挿入した時に、このパイ
プ１１がバネとなるように僅かに曲げておく。（４）次に、図５（ｄ）に示すように、このパイプ１１
を穴の開いたホルダ１３に挿入し、所定の位置でＹＡＧ
溶接を用いて固定する。

【０００６】（５）最後に、図５（ｅ）に示すように、
このパイプ１１に第１レンズ１４を挿入し、所定の位置
で半田で固定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、第１レンズ１４の位置調整及び固定
に関して、次のような問題点があった。（Ａ）パイプ１１をホルダ１３に対して垂直方向に固定
してしまうので、第１レンズ１４の角度調整ができな
い。

【０００８】（Ｂ）パイプ固定後に第１レンズ１４を固
定するので、第１レンズ１４の位置が一意的に決定さ
れ、パイプ１１の固定ずれに対する補正が不可能で結合
効率の劣化を招く。本発明は、上記問題点を除去し、第１レンズの調整を容
易に行うことができるとともに、コストを低減すること
ができる半導体レーザモジュールを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体レーザモジュールにおいて、半導
体レーザと集光用レンズとを備えており、この集光用レ
ンズを固定しているレンズホルダの底面部に傾斜面を形
成し、このレンズホルダの傾斜面と同一の傾斜角度の傾
斜面を有するくさび型スペーサを設け、このくさび型ス
ペーサが前記レンズホルダと半導体レーザを固定してい
るベース間に隙間なく挿入されており、前記レンズホル
ダと前記くさび型スペーサの接触点と前記ベースと前記
くさび型スペーサの接触点とを固定するようにしたもの
である。

【００１０】レンズホルダの傾斜面を無くし平坦とした
場合、第１レンズの最適位置を決定した後、ベースとレ
ンズホルダ間の隙間に相当する厚さのスペーサを挿入す
る方法も考えられるが、この方法では、厚さの異なるス
ペーサを何種類も容易しなければならない。しかしなが
ら、本発明によれば、上記したように、くさび型スペー
サを使用することにより、１つの部品でレンズホルダの
高さ調整が可能であり、コストを抑えることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は本
発明が理解できる程度に概略的に示してあるに過ぎず、
したがって、この発明を図示例に限定するものではな
い。図１は本発明の実施例を示す半導体レーザモジュー
ルの断面図、図２はその半導体レーザモジュールの第１
レンズ付近の拡大平面図、図３はその半導体レーザモジ
ュールの第１レンズ付近の拡大側面図である。

【００１２】これらの図に示すように、この半導体レー
ザモジュールは、半導体レーザ３０と第１レンズ３８と
ベース３６とサブキャリア３４とスペーサ４８とレンズ
ホルダ４０とくさび型スペーサ１００をパッケージ２８
内に備えている。また、半導体レーザ３０をサブキャリ
ア３４、ベース３６等を介してスペーサ４８に固定し、
このスペーサ４８をパッケージの底面２８ａに固定する
ようにしている。

【００１３】この場合、サブキャリア３４とベース３６
とを半田などを用いて固定するのが信頼性の観点から適
当である。また、ベース３６には、レンズ系として、第
１レンズ３８をレンズホルダ４０及びくさび型スペーサ
１００を介して固定するようにしている。この第１レン
ズ３８は、ろう付けまたは圧入などによりレンズホルダ
４０に固定し、レンズホルダ４０を位置及び角度調整し
て半導体レーザ３０の出力光が、平行ビームになるよう
に位置合わせを行い、くさび型スペーサ１００を用いて
ベース３６に固定するようにしている。

【００１４】この時の第１レンズ３８の固定方法として
は、ＹＡＧ溶接などを用いて行う。第１レンズ３８から
出射された光ビームは、パッケージ２８の側面にあるガ
ラス窓４６を通して外部に導かれる。この光ビームは、
スリーブ５２に挿入された第２レンズ５４により集光さ
れ、フェルール５６に固定された光ファイバ５８に入射
される。このフェルール５６はスリーブ５２に挿入され
ている。位置調整は、このスリーブ５２を光軸Ｏに垂直
な方向（Ｘ軸及びＹ軸）に移動し、そして、スリーブ５
２内でフェルール５６を滑動させ、第２レンズ５４と光
ファイバ５８間の距離を調整する。この時の固定方法と
しては、ＹＡＧ溶接などを用いて行う。

【００１５】レンズホルダ４０は、図２に示すような、
直方体の底面部４１に傾斜面４１Ａを有し、その側面に
光路用の貫通穴４２が形成されており、そこに第１レン
ズ３８が固定されている。くさび型スペーサ１００は、
図２及び図３に示すような板形状で、厚み方向に角度θ
の傾斜部を有している。この傾斜部の角度θは、図２の
Ｙ軸方向の調整量を考慮して設定し、レンズホルダ４０
の底面部の傾斜の角度と同一となるようにする。また、
このくさび型スペーサ１００の大きさは、ベース３６の
幅より小さく、レンズホルダ４０の大きさより大きく設
定する。

【００１６】第１レンズ３８（レンズホルダ４０）の調
整及び固定は、以下のように行う。まず、初期設定とし
て、レンズホルダ４０を適当な治具に取り付け、この状
態で微動ステージ、角度調整ステージ及び回転ステージ
に載せ、適当な位置でレンズホルダ４０のくさび型スペ
ーサ１００を図２に示すように配置し、レンズホルダ４
０とくさび型スペーサ１００間に隙間が無くなるよう
に、レンズホルダ４０の角度調整を行う。

【００１７】実際の調整は、半導体レーザ３０を発光さ
せて、光ファイバ５８の光出力を光パワーメータを用い
て測定しながら、光出力パワーが最大になるように角度
及び位置調整を行う。この時、スリーブ５２に固定した
第２レンズ５４及び光ファイバ５８も別の治具に載せ、
パッケージ２８の側壁にスリーブ５２を接するようにし
て同時に位置調整を行う。

【００１８】まず、光路上から第１レンズ３８を外し、
くさび型スペーサ１００を取り除いた状態でスリーブ５
２を移動し、最大パワーの得られる位置を見つける。次
いで、第１レンズ３８を光路上に移動し、角度及び位置
調整を行い、最大パワー位置を捜す。以上の調整を繰り
返し行い、最終的な最大光パワー位置とする。

【００１９】この状態でレンズホルダ４０とベース３６
間の隙間にくさび型スペーサ１００を挿入し、隙間が無
くなるように配置する。次に、くさび型スペーサ１００
とベース３６及びくさび型スペーサ１００とレンズホル
ダ４０の接触点（ＹＡＧ溶接箇所７０）をＹＡＧ溶接な
どを用いて固定する。

【００２０】次に、スリーブ５２を再度調整し、最大パ
ワーが得られるようにし、ＹＡＧ溶接などを用いてスリ
ーブ５２及びフェルール５６をパッケージに固定する。
このように、本発明によれば、くさび型スペーサを使用
することにより、１つの部品でレンズホルダの高さ調整
が可能であり、コストを抑えることができる。また、第
１レンズの調整の際に、レンズホルダがベースに接触し
ていないので、Ｘ，Ｙ、そしてＺ軸の３次元の位置調整
及び角度調整が容易にできる。

【００２１】更に、第１レンズの固定の際に、レンズホ
ルダとベースとくさび型スペーサが隙間なく完全に接触
しているので、ＹＡＧ溶接時に、この接触点を溶接する
ことにより、位置ずれの少ない溶接が可能となり、結合
効率の組立による劣化を低減することができ、歩留まり
を向上させることができる。また、全ての固定をＹＡＧ
溶接により行うことができるので、信頼性が向上する。

【００２２】なお、図３ではそれぞれを固定するＹＡＧ
溶接箇所７０を数カ所示しているに過ぎないが、実際は
周囲を数カ所溶接するのが望ましい。上記実施例では、
半導体レーザモジュールに適用した例を説明したが、他
の光デバイス、例えば、半導体変調器や誘電体変調器や
ホトダイオードなどを用いた光モジュールのレンズ固定
構造や１レンズ系光モジュールにも適用可能である。

【００２３】また、レンズ系としては、球レンズ、非球
面レンズ及びＧＲＩＮレンズなど、種々のレンズ系につ
いても適用可能である。なお、本発明は上記実施例に限
定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の
変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除する
ものではない。

【００２４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。（１）くさび型スペーサを使用することにより、１つの
部品でレンズホルダの高さ調整が可能であり、コストを
抑えることができる。

【００２５】（２）第１レンズの調整の際に、レンズホ
ルダがベースに接触していないので、Ｘ，Ｙ、そしてＺ
軸の３次元の位置調整及び角度調整が容易にできる。（３）第１レンズの固定の際に、レンズホルダとベース
とくさび型スペーサが隙間なく完全に接触しているの
で、ＹＡＧ溶接時に、この接触点を溶接することによ
り、位置ずれの少ない溶接が可能となり、結合効率の組
立による劣化を低減することができ、歩留まりを向上さ
せることができる。

【００２６】（４）全ての固定をＹＡＧ溶接により行う
ことができるので、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す半導体レーザモジュール
の断面図である。

【図２】本発明の実施例を示す半導体レーザモジュール
の第１レンズ付近の拡大平面図である。

【図３】本発明の実施例を示す半導体レーザモジュール
の第１レンズ付近の拡大側面図である。

【図４】従来の半導体レーザモジュールの上面図であ
る。

【図５】従来の半導体レーザモジュールの第１レンズの
固定方法を示す図である。

【符号の説明】２８パッケージ２８ａパッケージの底面３０半導体レーザ３４サブキャリア３６ベース３８第１レンズ４０レンズホルダ４１直方体の底面部４１Ａ直方体の底面部の傾斜面４２貫通穴４６ガラス窓４８スペーサ５２スリーブ５４第２レンズ５６フェルール５８光ファイバ７０ＹＡＧ溶接箇所１００くさび型スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザと集光用レンズとを備えて
おり、該集光用レンズを固定しているレンズホルダの底
面部に傾斜面を形成し、該レンズホルダの傾斜面と同一
の傾斜角度の傾斜面を有するくさび型スペーサを設け、
該くさび型スペーサが前記レンズホルダと半導体レーザ
を固定しているベース間に隙間なく挿入されており、前
記レンズホルダと前記くさび型スペーサの接触点と前記
ベースと前記くさび型スペーサの接触点とを固定するよ
うにしたことを特徴とする半導体レーザモジュール。