JPS5928890B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS5928890B2 JPS5928890B2 JP52084433A JP8443377A JPS5928890B2 JP S5928890 B2 JPS5928890 B2 JP S5928890B2 JP 52084433 A JP52084433 A JP 52084433A JP 8443377 A JP8443377 A JP 8443377A JP S5928890 B2 JPS5928890 B2 JP S5928890B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- semiconductor light
- optical fiber
- fiber
- numerical aperture
- 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.)
- Expired
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体発光装置、特に伝送用光ファイバとの結
合損失を改善した半導体発光装置に関するものである。
合損失を改善した半導体発光装置に関するものである。
従来の半導体発光装置は一般に第１図に示すように半導
体発光素子１１の発光面１２より出射する光をレンズ系
１３の例えばレンズ１４で集束させ、半導体発光装置１
７内部に装着された短尺光ファイバ１５（以下ガイドフ
ァイバと称す）の一端に入射させて、他端からの出射光
を伝送用に使用するものであり、伝送用光ファイバ１６
とは一般に光コネクタ１８で結合される。
体発光素子１１の発光面１２より出射する光をレンズ系
１３の例えばレンズ１４で集束させ、半導体発光装置１
７内部に装着された短尺光ファイバ１５（以下ガイドフ
ァイバと称す）の一端に入射させて、他端からの出射光
を伝送用に使用するものであり、伝送用光ファイバ１６
とは一般に光コネクタ１８で結合される。
半導体発光装置の性能を左右する要因は数多くあるが、
その一つにガイドファイバ１５と伝送用ファイバ１６と
の結合損失による性能の低下が考えられる。
その一つにガイドファイバ１５と伝送用ファイバ１６と
の結合損失による性能の低下が考えられる。
即ち、ガイドファイバ１５と伝送用光ファイバ１６との
軸ずれ及び軸の傾斜等による結合損失である。従来ガイ
ドファイバ１５は伝送用光ファイバ１６と同一のコア径
及び開口数をもつた光ファイバを使用しており、例えば
コア径が１５０μｍ開口数ＮＡが０．４の光ファイバを
使つた場合の相互光ファイバ間の軸ずれ距離と結合損失
は例えば第２図に示すような関係となる。同図から明ら
かなように、わずかな軸ずれでも大きな損失になるので
、慎重な結合が必要となるが光コネクタ１８の偏芯や光
ファイバの折れ曲りの影響等で完全な結合は望めないの
が現状である。本発明は従来の欠点を改善したものであ
り、その目的は、ガイドファイバと伝送用光ファイバと
の軸ずれ及び軸の傾きの許容度を大きくした半導体発光
装置を提供するものである。第３図は本発明の実施例の
説明図であり、３１は半導体発光素子、３２は発光面、
３３はレンズ系、３４はレンズ、３５はガイドファイバ
、３６は伝送用光ファイバ、３７は半導体発光装置、３
８は光コネクタである。
軸ずれ及び軸の傾斜等による結合損失である。従来ガイ
ドファイバ１５は伝送用光ファイバ１６と同一のコア径
及び開口数をもつた光ファイバを使用しており、例えば
コア径が１５０μｍ開口数ＮＡが０．４の光ファイバを
使つた場合の相互光ファイバ間の軸ずれ距離と結合損失
は例えば第２図に示すような関係となる。同図から明ら
かなように、わずかな軸ずれでも大きな損失になるので
、慎重な結合が必要となるが光コネクタ１８の偏芯や光
ファイバの折れ曲りの影響等で完全な結合は望めないの
が現状である。本発明は従来の欠点を改善したものであ
り、その目的は、ガイドファイバと伝送用光ファイバと
の軸ずれ及び軸の傾きの許容度を大きくした半導体発光
装置を提供するものである。第３図は本発明の実施例の
説明図であり、３１は半導体発光素子、３２は発光面、
３３はレンズ系、３４はレンズ、３５はガイドファイバ
、３６は伝送用光ファイバ、３７は半導体発光装置、３
８は光コネクタである。
第３図に於いてガイドファイバ３５のコア径ＤＧＦ及び
開口数ＮＡＧＦと伝送用光ファイバ３６のコア径ＤＦ及
び開口数ＮＡＦとの関係はを満たしており、例えばＤＧ
Ｆ＝２００μｍ）ＤＦ＝１５０μＭ，．ＭＡＧＦ＝０．
５５、ＮＡＦ＝０．４なるガイドフアイバ３５と伝送用
光フアイバ３６を使用するものとする。
開口数ＮＡＧＦと伝送用光ファイバ３６のコア径ＤＦ及
び開口数ＮＡＦとの関係はを満たしており、例えばＤＧ
Ｆ＝２００μｍ）ＤＦ＝１５０μＭ，．ＭＡＧＦ＝０．
５５、ＮＡＦ＝０．４なるガイドフアイバ３５と伝送用
光フアイバ３６を使用するものとする。
なお他の構成要素は第１図の構成要素と同じである。ま
ず、ガイドフアイバ３５の一端に半導体発光素子３１の
発光面３２から出射した光が入射する光量は、ガイドフ
アイバ３５のコア径及び開口数を大きくしたことで従来
に較べて増加する。
ず、ガイドフアイバ３５の一端に半導体発光素子３１の
発光面３２から出射した光が入射する光量は、ガイドフ
アイバ３５のコア径及び開口数を大きくしたことで従来
に較べて増加する。
どの程度増加するかは発光面３２の大きさ及びレンズ３
４の大きさ等により左右されるが、一般にコア面積に比
例するものと近似できる。したがつて例えばガイドフア
イバ３５のコア径を、伝送用光フアイバ３６のコア径と
同じであつた従来の１５０μｍから２００μｍに大きく
した場合の入射光量は従来を基準にとると＋２．５ｄＢ
程度増加する。次にガイドフアイバ３５の他端から出射
した光は光コネクタ３８に於いて伝送用光フアイバ３６
へ入射するのであるが、例えば第４図に示すように相互
のフアイバの中心軸４４が一致した状態に於いてもガイ
ドフアイバ４１の斜線部分４３から出射する光は伝送用
光フアイバ４２へは入射せず、その分だけ損失となる。
どの程度の損失が生じるかは相互フアイバのコア面積比
で決定されるが、先ほどの例ではガイドフアイバ４１の
コア径が２００Ｉｔｍ、伝送用光フアイバ４２のコア径
が１５０μｍなので結合損失は−２．５ｄＢ程度となる
。またガイドフアイバ４１から出射する光はモード的に
も、光量的にもほぼ均一に出射するためガイドフアイバ
４１と伝送用光フアイバ４２との軸ずれ距離と結合損失
は例えば第５図に示すような関係になる。同図から明ら
かな如く軸ずれが２５μｍ近くまでは損失は一定となつ
ている。したがつて第３図に於いて半導体発光素子３１
の発光面３２から出射しレンズ系３３を通過してガイド
フアイバ３５の一端に入射する光量は、ガイドフアイバ
３５のコア径及び開口数を大きくしたことで増加し、一
方伝送用光フアイバ３６との結合でその増加分の光量だ
け減少する結果となり、全体の効率は従来とほぼ違わな
いが、ガイドフアイバ３５と伝送用光フアイバ３６との
軸ずれに前述した如くの許容度があるので、従来に較べ
て光コネクタ３８に偏芯やフアイバの折れ曲りがあつて
軸ずれが生じても所望の光量を伝送できるものである。
軸ずれ距離と伝送用光フアイバ３６の伝送光量の減少率
の関係を第６図に示す。またガイドフアイバ３５の開口
数ＮＡＧＦを伝送用光フアイバの開口数ＮＡＦより大き
く設定した場合、両フアイバの軸の傾きによる伝送光量
の低下を軽減することができる。
４の大きさ等により左右されるが、一般にコア面積に比
例するものと近似できる。したがつて例えばガイドフア
イバ３５のコア径を、伝送用光フアイバ３６のコア径と
同じであつた従来の１５０μｍから２００μｍに大きく
した場合の入射光量は従来を基準にとると＋２．５ｄＢ
程度増加する。次にガイドフアイバ３５の他端から出射
した光は光コネクタ３８に於いて伝送用光フアイバ３６
へ入射するのであるが、例えば第４図に示すように相互
のフアイバの中心軸４４が一致した状態に於いてもガイ
ドフアイバ４１の斜線部分４３から出射する光は伝送用
光フアイバ４２へは入射せず、その分だけ損失となる。
どの程度の損失が生じるかは相互フアイバのコア面積比
で決定されるが、先ほどの例ではガイドフアイバ４１の
コア径が２００Ｉｔｍ、伝送用光フアイバ４２のコア径
が１５０μｍなので結合損失は−２．５ｄＢ程度となる
。またガイドフアイバ４１から出射する光はモード的に
も、光量的にもほぼ均一に出射するためガイドフアイバ
４１と伝送用光フアイバ４２との軸ずれ距離と結合損失
は例えば第５図に示すような関係になる。同図から明ら
かな如く軸ずれが２５μｍ近くまでは損失は一定となつ
ている。したがつて第３図に於いて半導体発光素子３１
の発光面３２から出射しレンズ系３３を通過してガイド
フアイバ３５の一端に入射する光量は、ガイドフアイバ
３５のコア径及び開口数を大きくしたことで増加し、一
方伝送用光フアイバ３６との結合でその増加分の光量だ
け減少する結果となり、全体の効率は従来とほぼ違わな
いが、ガイドフアイバ３５と伝送用光フアイバ３６との
軸ずれに前述した如くの許容度があるので、従来に較べ
て光コネクタ３８に偏芯やフアイバの折れ曲りがあつて
軸ずれが生じても所望の光量を伝送できるものである。
軸ずれ距離と伝送用光フアイバ３６の伝送光量の減少率
の関係を第６図に示す。またガイドフアイバ３５の開口
数ＮＡＧＦを伝送用光フアイバの開口数ＮＡＦより大き
く設定した場合、両フアイバの軸の傾きによる伝送光量
の低下を軽減することができる。
その理由を以下に説明する。例えば半導体発光素子３１
に発光ダイオードを使用した場合、ガイドフアイバ３５
の他端から出射する光は例えば縦軸に相対光出力、横軸
に中心軸に対する出射角度をとると第Ｔ図曲線ａのよう
な特性となるが、ガイドフアイバ３５の開口数がＮＡＦ
の場合には同図のＡの範囲の光がガイドフアイバ３５の
他端から出射する。
に発光ダイオードを使用した場合、ガイドフアイバ３５
の他端から出射する光は例えば縦軸に相対光出力、横軸
に中心軸に対する出射角度をとると第Ｔ図曲線ａのよう
な特性となるが、ガイドフアイバ３５の開口数がＮＡＦ
の場合には同図のＡの範囲の光がガイドフアイバ３５の
他端から出射する。
そして開口数がＮＡＦである伝送用光フアイバ３６の中
心軸がθだけ傾斜して結合された場合には同図斜線部分
の光しか伝送用光フアイバ３６で伝送されないことにな
る。一方ガイドフアイバ３５の開口数をＮＡＦより大き
なＮＡＧＦとするとガイドフアイバ３５の他端から出射
する光は例えば第８図のＢの範囲となり、開口数がＮＡ
Ｆである伝送用光フアイバ３６の中心軸がθだけ傾いて
結合された場合でも同図斜線の部分の光が伝送されるの
で、第Ｔ図及び第８図より明らかな如くＣの範囲だけ多
く伝送できるものである。以上説明した如く、本発明は
半導体発光素子から出射する光を、伝送用光フアイバに
較ベコア径及び開口数が共に大きなガイドフアイバの一
端に入射させ、他端からの出射光を光コネクタに於いて
伝送用光フアイバに入射させるものであり、従来に較べ
て光コネクタでの軸ずれ及び軸の傾斜による影響を軽減
することができ所望の伝送光量を伝送用光フアイバに入
射させることができるものである。
心軸がθだけ傾斜して結合された場合には同図斜線部分
の光しか伝送用光フアイバ３６で伝送されないことにな
る。一方ガイドフアイバ３５の開口数をＮＡＦより大き
なＮＡＧＦとするとガイドフアイバ３５の他端から出射
する光は例えば第８図のＢの範囲となり、開口数がＮＡ
Ｆである伝送用光フアイバ３６の中心軸がθだけ傾いて
結合された場合でも同図斜線の部分の光が伝送されるの
で、第Ｔ図及び第８図より明らかな如くＣの範囲だけ多
く伝送できるものである。以上説明した如く、本発明は
半導体発光素子から出射する光を、伝送用光フアイバに
較ベコア径及び開口数が共に大きなガイドフアイバの一
端に入射させ、他端からの出射光を光コネクタに於いて
伝送用光フアイバに入射させるものであり、従来に較べ
て光コネクタでの軸ずれ及び軸の傾斜による影響を軽減
することができ所望の伝送光量を伝送用光フアイバに入
射させることができるものである。
第１図及び第２図は従来例の説明図、第３図は本発明の
実施例の説明図、第４図及び第５図は光コネクタ部の説
明図、第６図は軸ずれによる伝送光量の実験結果、第？
図及び第８図は軸の傾きの原理説明図である。 １１，３１は半導体発光素子、１２，３２は発光面、１
３，３３はレンズ系、１４，３４はレンズ、１５，３５
はガイドフアイバ １６，３６は伝送用光フアイバ１８
，３８は光コネクタであ る。
実施例の説明図、第４図及び第５図は光コネクタ部の説
明図、第６図は軸ずれによる伝送光量の実験結果、第？
図及び第８図は軸の傾きの原理説明図である。 １１，３１は半導体発光素子、１２，３２は発光面、１
３，３３はレンズ系、１４，３４はレンズ、１５，３５
はガイドフアイバ １６，３６は伝送用光フアイバ１８
，３８は光コネクタであ る。
Claims (1)
- １ 半導体発光素子と、該半導体発光素子の出力光を光
コネクタに導く光ファイバとを備えた半導体発光装置に
於いて、前記光ファイバのコア径及び開口数を前記光コ
ネクタで端面を直接に突き合せて接続される伝送用光フ
ァイバのコア径及び開口数に比べ大きくしたことを特徴
とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52084433A JPS5928890B2 (ja) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52084433A JPS5928890B2 (ja) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5419385A JPS5419385A (en) | 1979-02-14 |
| JPS5928890B2 true JPS5928890B2 (ja) | 1984-07-17 |
Family
ID=13830442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52084433A Expired JPS5928890B2 (ja) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928890B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146409A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Photo coupling device |
| JPS56108933A (en) * | 1980-02-01 | 1981-08-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Measuring method for nfp of optical fiber |
| JP7015989B2 (ja) * | 2017-11-20 | 2022-02-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光伝送装置 |
-
1977
- 1977-07-14 JP JP52084433A patent/JPS5928890B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5419385A (en) | 1979-02-14 |
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