JPS58205120A - 光半導体素子モジユ−ル - Google Patents
光半導体素子モジユ−ルInfo
- Publication number
- JPS58205120A JPS58205120A JP57089213A JP8921382A JPS58205120A JP S58205120 A JPS58205120 A JP S58205120A JP 57089213 A JP57089213 A JP 57089213A JP 8921382 A JP8921382 A JP 8921382A JP S58205120 A JPS58205120 A JP S58205120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical fiber
- laser diode
- semiconductor element
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明に光フアイバ通信システムに用いられるレーザ
ダイオードやフォトダイオード等の光半導体素子が内蔵
され、光コネクタプラグによって元ファイバとの光学的
結合を可能ならしめる光半導体素子モジュールに関する
ものである。
ダイオードやフォトダイオード等の光半導体素子が内蔵
され、光コネクタプラグによって元ファイバとの光学的
結合を可能ならしめる光半導体素子モジュールに関する
ものである。
従来、光半導体素子としてレーザダイオードを用いたレ
ーザダイオードモジュールは第１図に示すものがあった
。図において、（１）はレーザダイオード、（２）はロ
ンドレンズ、＋３１Ｕレセプタクル、（４）はフェルー
ル、（５）ｉｆ光ファイバ１６１ｔｉ締め付はナラ）
、 （７１は光線軌跡である。又、第２図は第１図に示
したレーザダイオードモジュールの光学系のみを抜き出
した図である０第２図において、ａはレーザダイオード
チップで第１図に用いたレーザダイオード（１）全拡大
したときに便宜土用いた言葉であって、同一の機能のも
のである。レーザダイオードチップａから出射した光は
ロッドレンズ（２）により光路を変え光ファイバ（５）
の一端面（５ａ）で集光して光ファイバ（５）に結合す
る。なお、このときのレーザダイオ・−トチツブａから
出射した光は光線軌跡（７）として示している。一方、
光半導体素子がフォトダイオードのように受光面積が比
較的大きいものは第３図のようにロッドレンズを用いな
くとも十分な結合効率が得られる。第３図はフォトダイ
オードモジュールの従来の実施例でｂがフォトダイオー
ドチップである。光ファイバ（５）からの出射光線＋８
１ Ｕ ［接フォトダイオードチップｂＫ結合する。な
お、フォトダイオードとしては。
ーザダイオードモジュールは第１図に示すものがあった
。図において、（１）はレーザダイオード、（２）はロ
ンドレンズ、＋３１Ｕレセプタクル、（４）はフェルー
ル、（５）ｉｆ光ファイバ１６１ｔｉ締め付はナラ）
、 （７１は光線軌跡である。又、第２図は第１図に示
したレーザダイオードモジュールの光学系のみを抜き出
した図である０第２図において、ａはレーザダイオード
チップで第１図に用いたレーザダイオード（１）全拡大
したときに便宜土用いた言葉であって、同一の機能のも
のである。レーザダイオードチップａから出射した光は
ロッドレンズ（２）により光路を変え光ファイバ（５）
の一端面（５ａ）で集光して光ファイバ（５）に結合す
る。なお、このときのレーザダイオ・−トチツブａから
出射した光は光線軌跡（７）として示している。一方、
光半導体素子がフォトダイオードのように受光面積が比
較的大きいものは第３図のようにロッドレンズを用いな
くとも十分な結合効率が得られる。第３図はフォトダイ
オードモジュールの従来の実施例でｂがフォトダイオー
ドチップである。光ファイバ（５）からの出射光線＋８
１ Ｕ ［接フォトダイオードチップｂＫ結合する。な
お、フォトダイオードとしては。
Ｐ工Ｎフォトダイオードやアバランシェフォトダイオー
ドがある。ここで、レーザダイオードを用いた光伝送系
の構成例を第４図に示す。図において、（５）は光ファ
イバ、（９）は送信回路、＋１Ｇはレーザダイオードモ
ジュール、αυはフォトダイオードモジュール、 ｃＩ
ａは受信回路である。所望の電気信号１ｋｍ号入力端か
ら入力し送信回路（９）とレーザダイオードモジュール
（１１によつ＼・て光信号に変換され。
ドがある。ここで、レーザダイオードを用いた光伝送系
の構成例を第４図に示す。図において、（５）は光ファ
イバ、（９）は送信回路、＋１Ｇはレーザダイオードモ
ジュール、αυはフォトダイオードモジュール、 ｃＩ
ａは受信回路である。所望の電気信号１ｋｍ号入力端か
ら入力し送信回路（９）とレーザダイオードモジュール
（１１によつ＼・て光信号に変換され。
１１
光ファイバ（５）内を伝搬しフォトダイオードモジュー
ルａ１］と受信回路ａりにより再び電気信号に戻す。
ルａ１］と受信回路ａりにより再び電気信号に戻す。
この伝送系において、レーザダイオードモジュールＱ［
Ｉとして第２図に示したものを、又、フォトダイオード
モジュールとして第３図に示したものを用いると次のよ
うな欠点があった。
Ｉとして第２図に示したものを、又、フォトダイオード
モジュールとして第３図に示したものを用いると次のよ
うな欠点があった。
（１）近端反射の影響
第２図のレーザダイオードモジュールにおいて、レーザ
ダイオードチップａから出射した光が光ファイバ（５）
の端面（５ａ）で生ずるフレネル反射のため、出射光の
一部が再びレーザダイオードチップａに再入射し、動作
特性が劣化する。特性劣化としては、光出力の直線性劣
化、波長シフトによるノイズの増加、前面光出力の比の
アンバランス等があり１％にアナログ伝送では大きな問
題になっていた０ （−） 遠端反射の影響 第４図において、光ファイバ（５）内を伝搬している光
が７オトダイ・□オードと結合するところで。
ダイオードチップａから出射した光が光ファイバ（５）
の端面（５ａ）で生ずるフレネル反射のため、出射光の
一部が再びレーザダイオードチップａに再入射し、動作
特性が劣化する。特性劣化としては、光出力の直線性劣
化、波長シフトによるノイズの増加、前面光出力の比の
アンバランス等があり１％にアナログ伝送では大きな問
題になっていた０ （−） 遠端反射の影響 第４図において、光ファイバ（５）内を伝搬している光
が７オトダイ・□オードと結合するところで。
第３図に示し次光ファイバ（５）の端面（５ｂ）で７レ
ネ：１：１゜ ル反射を受け、再び１光フアイバ（５）内を逆進して再
度レーザダイオードチップに再入射する。レーザダイオ
ードと反射点の間で共振器を構成し、レーザダイオード
のショット雑音がこの共振器に共振する。この共振周波
数が信号帯域内に入ると雑音が増加する。
ネ：１：１゜ ル反射を受け、再び１光フアイバ（５）内を逆進して再
度レーザダイオードチップに再入射する。レーザダイオ
ードと反射点の間で共振器を構成し、レーザダイオード
のショット雑音がこの共振器に共振する。この共振周波
数が信号帯域内に入ると雑音が増加する。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、光ファイバが装着されているフェ
ルールの端面を光軸に対し斜めに研磨、又はカットする
とともに、光半導体素子と光ファイバとの光学的結合効
率を高めるために。
めになされたもので、光ファイバが装着されているフェ
ルールの端面を光軸に対し斜めに研磨、又はカットする
とともに、光半導体素子と光ファイバとの光学的結合効
率を高めるために。
光半導体素子と斜めに研磨された光ファイバとの間にロ
ッドレンズを固定することにより、近端反射及び遠端反
射の影ｒｔ−受けない光半導体素子モジュールを提供す
ることを目的としている。
ッドレンズを固定することにより、近端反射及び遠端反
射の影ｒｔ−受けない光半導体素子モジュールを提供す
ることを目的としている。
以下、この発明の実施例について説明する。第５図はこ
の発明によるレーザダイオードモジュールの光学系を示
す図である。ａはレーザダイオードチップ、（２）はロ
ッドレンズ、（４）は斜め研磨、又はカットされた７エ
ルール、（５）はフェルール（４）に装着されている光
ファイバである。ここで、光ファイバ（５）も斜めに研
磨、又はカットされている。
の発明によるレーザダイオードモジュールの光学系を示
す図である。ａはレーザダイオードチップ、（２）はロ
ッドレンズ、（４）は斜め研磨、又はカットされた７エ
ルール、（５）はフェルール（４）に装着されている光
ファイバである。ここで、光ファイバ（５）も斜めに研
磨、又はカットされている。
レーザダイオードチップａから出射された光はロッドレ
ンズ（２）により光路を変え、斜め研磨、又はカットさ
れた光ファイバ（５）の一端面（５ａ）で集光するが、
端面（５ａ）においてのフレネル反射光は、端面（５ａ
）が光軸に対し斜めになっているため、レーザダイオー
ドチップａＫ再入射することはない。
ンズ（２）により光路を変え、斜め研磨、又はカットさ
れた光ファイバ（５）の一端面（５ａ）で集光するが、
端面（５ａ）においてのフレネル反射光は、端面（５ａ
）が光軸に対し斜めになっているため、レーザダイオー
ドチップａＫ再入射することはない。
したかつて、近端反射の影！＃を取り除くことが可能と
なる。又、第６図は遠端反射の影響を取り除くための光
学系であり、ｂはフォトダイオードチップ、（４１ｉｉ
斜め研磨又はカットされたフェルール。
なる。又、第６図は遠端反射の影響を取り除くための光
学系であり、ｂはフォトダイオードチップ、（４１ｉｉ
斜め研磨又はカットされたフェルール。
ｆ５ｉ ｔｒｉ Ｈｔめ研磨、又はカットされた光ファ
イバである。光ファイバ（５）内金伝搬してきた光は光
ファイバ（５）から出射されフォトダイオードｂに結合
されるが、光ファイバーの一端面（５ｂ）でのフレネル
反射光は、端面が光ファイバ（５）の光軸に対して斜め
にイシＦ島されているため伝搬モードとなり得す、放射
モードとして光ファイバ（５）の外に放射される。
イバである。光ファイバ（５）内金伝搬してきた光は光
ファイバ（５）から出射されフォトダイオードｂに結合
されるが、光ファイバーの一端面（５ｂ）でのフレネル
反射光は、端面が光ファイバ（５）の光軸に対して斜め
にイシＦ島されているため伝搬モードとなり得す、放射
モードとして光ファイバ（５）の外に放射される。
そのため遠・瑞反射の影４１ヲ取り除くことが可能とな
る。ここで、フェルールの直角面Ｃに対する研磨角度θ
を何度以上にすべきかを検討する。第７図において、０
は光ファイバのコア、α４は光ファイバのクラッドであ
る。図において光フアイバ内の最大伝搬角を光軸ｄに対
しθＣとすると、光フアイバ内の全ての伝搬モードが光
フアイバ端面で受けるフレネル反射で放射モードになる
条件は式％式％ （１） 次Ｋ ｌ＋Ｊ口ａ）Ｊ、ＡとθＣの関係を求める。コア
ｏＨ折半ｋＪ＋クラッドの屈折率ｔｎ２とすると。
る。ここで、フェルールの直角面Ｃに対する研磨角度θ
を何度以上にすべきかを検討する。第７図において、０
は光ファイバのコア、α４は光ファイバのクラッドであ
る。図において光フアイバ内の最大伝搬角を光軸ｄに対
しθＣとすると、光フアイバ内の全ての伝搬モードが光
フアイバ端面で受けるフレネル反射で放射モードになる
条件は式％式％ （１） 次Ｋ ｌ＋Ｊ口ａ）Ｊ、ＡとθＣの関係を求める。コア
ｏＨ折半ｋＪ＋クラッドの屈折率ｔｎ２とすると。
Ｎ、Ａ ＝ｍ （２）
である。また
Ｎ−Ａ ＝ ｎ Ｉ ５ｌｆｌθＣ（３）であるので１
式（２）、（３１より。
式（２）、（３１より。
が得られる。
式（４）よ！’ ＋ ”１ ” １４５ 、 Ｎ、ム＝
α２ の光ファイバでは、研磨角度θは７．８３度以上
にする必要がある。言うまでもなく、受′ｙｔ、面積が
小さいフォトダイオードを用いるときは、フェルールと
フォトダイオードの間にロンドレンズを入れる。
α２ の光ファイバでは、研磨角度θは７．８３度以上
にする必要がある。言うまでもなく、受′ｙｔ、面積が
小さいフォトダイオードを用いるときは、フェルールと
フォトダイオードの間にロンドレンズを入れる。
以上説明したように、この発明によれば、レーザダイオ
ードから出射された光が光フアイバ端面でフレネル反射
を受はレーザダイオードに再入射することが抑えられる
ため動作特性が向−ヒし、極めて実用的効果が太きい。
ードから出射された光が光フアイバ端面でフレネル反射
を受はレーザダイオードに再入射することが抑えられる
ため動作特性が向−ヒし、極めて実用的効果が太きい。
第１図は従来のレーザダイオードモジュールの断面構造
図、第２図は第１図のレーザダイオードモジュールの光
学系を示す図、第３図は従来のフォトダイオードモジュ
ールの光学系を示す図、第４図はレーザダイオードを用
いた光伝送系の構成例を示す図、第５図はこの発明によ
る反射対策を施したレーザダイオードモジュールの光学
系を示すし］、第６Ｍはこの発明による反射対策を施し
たフォトダイオードモジュールの光学系を示す図。 第７図は斜め研磨ファイバの光線軌跡を示す図であり９
図において、（１）はレーザダイオード、（２１１１ｉ
ロツドレンズ、＋３１ｉｊレセプタクル、ｆ４１１ｓｆ
：７エルール、（５１Ｈ光フアイバ、（６１Ｕ締め付は
ナラ）、（７１１！光線軌跡、（８）は出射光線、（９
）は送信回路、αＧはレーザダイオードモジュール、α
ａｈフォトダイオードモジュール、ａｚは受信回路、
（１３はコア、ａ４ｈクラッド、ａはレーザダイオード
チップ、ｂｈフォトダイオードチップである。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。 代理人葛野信− 第１図
図、第２図は第１図のレーザダイオードモジュールの光
学系を示す図、第３図は従来のフォトダイオードモジュ
ールの光学系を示す図、第４図はレーザダイオードを用
いた光伝送系の構成例を示す図、第５図はこの発明によ
る反射対策を施したレーザダイオードモジュールの光学
系を示すし］、第６Ｍはこの発明による反射対策を施し
たフォトダイオードモジュールの光学系を示す図。 第７図は斜め研磨ファイバの光線軌跡を示す図であり９
図において、（１）はレーザダイオード、（２１１１ｉ
ロツドレンズ、＋３１ｉｊレセプタクル、ｆ４１１ｓｆ
：７エルール、（５１Ｈ光フアイバ、（６１Ｕ締め付は
ナラ）、（７１１！光線軌跡、（８）は出射光線、（９
）は送信回路、αＧはレーザダイオードモジュール、α
ａｈフォトダイオードモジュール、ａｚは受信回路、
（１３はコア、ａ４ｈクラッド、ａはレーザダイオード
チップ、ｂｈフォトダイオードチップである。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。 代理人葛野信− 第１図
Claims (2)
- （１） レーザダイオード、フォトダイオード等の光
半導体素子が内蔵され、光コネクタを介して光ファイバ
と光学的に結合させる光半導体素子モジュールにおいて
、光ファイバが装着されたフェノールの端面を光軸に対
して斜めに研磨、又はカットしたことを特徴とする光半
導体素子モジュール。 - （２） レーザダイオード、フォトダイオード等の光
半導体素子が内蔵され、光コネクタを介して光ファイバ
と光学的に結合させる光半導体素子モジュールにおいて
、光ファイバが装着された７エルールの端面を光軸に対
して斜めに研磨、又はカットするとともに、上記光半導
体素子と上記７エルールの間に光軸からの距離のほぼ二
乗に比例して減少する屈折率分布形レンズ（ロッドレン
ズ）を固定したことｔ−特徴とする光半導体素子モジュ
ール０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57089213A JPS58205120A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 光半導体素子モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57089213A JPS58205120A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 光半導体素子モジユ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58205120A true JPS58205120A (ja) | 1983-11-30 |
Family
ID=13964434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57089213A Pending JPS58205120A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 光半導体素子モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58205120A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60128410A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザモジユ−ル装置 |
| JPS60135913A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザモジユ−ル装置 |
| JPH0233114A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光モジュール |
| US5087109A (en) * | 1986-10-09 | 1992-02-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for coupling semiconductor laser with optical fiber |
| JP2008003189A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 光ファイバ一体型光アイソレータ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5569115A (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Optical coupling device |
| JPS55115010A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-04 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Construction of optical fiber |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP57089213A patent/JPS58205120A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5569115A (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Optical coupling device |
| JPS55115010A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-04 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Construction of optical fiber |
Cited By (5)
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| US5087109A (en) * | 1986-10-09 | 1992-02-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for coupling semiconductor laser with optical fiber |
| JPH0233114A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光モジュール |
| JP2008003189A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 光ファイバ一体型光アイソレータ |
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