JPS63125909A - 光フアイバ付半導体レ−ザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバを光ファイバ支持部に金属融着
材料で固定した光ファイバ付半導体レーザ装置に関する
。

（従来の技術） 従来の光ファイバ付半導体レーザ装置（以下、レーザー
モジュールと称する場合もある。）として、通常、半導
体レーザと光ファイバの結合効率を向上させるために、
光ファイバ先端にレンズ系を付加した後、半導体レーザ
素子と光結合させる方式が知られている。この結合方式
のうち、先端をレンズ加工した光ファイバを用いた先球
ファイバ方式が一般的である。

以下、図面を参照して、従来の先球ファイバ方式を用い
た光ファイバ付半導体レーザ装置につき説明する。

第４図は、従来の光ファイバ付半導体レーザ装置を示す
概略的な装置断面図である。１１は光ファイバ支持部、
１３はヒートシンク、１５は半導体レーザ素子、１７は
先端をレンズ加工した光ファイバ、１９は金属融着材料
、２１はホルダ、２３は断熱用溝である。

まず初めに、半導体レーザ素子１５を作動（発光）させ
ながら、半導体レーザ素子１５と光ファイバ１７との結
合効率が最大となるように結合位置を設定する。次に、
ホルダ２１によって、この結合位置に光ファイバ１７を
保持した後、溶融させた金属融着材料１９によって固定
する。

この先球ファイバ方式は装置の構造が簡単であり、かつ
光ファイバと半導体レーザとの結合効率が最大となるよ
うに結合位置を確認しながら半導体レーザ素子近傍で光
ファイバの固定を行えるため、信頼性の優れたレーザモ
ジュールを実現することができる。

この先球ファイバ方式を用いたレーザモジュールの製造
方法として、例えば特開昭６０−２６９０９号公報に開
示される方法が有る。この公報によれば比較的作業が容
易である反面、経時変化に伴なう結合効率の大きいエポ
キシ樹脂等による樹脂固定に代えて、金属融着材料によ
り光ファイバ１７を半導体レーザ素子１５と結合させる
というものである。この結合の際、光ファイバ１７と金
属融着材料１９との融着（結合）を完全にするため、超
音波による振動を用いて、金等の金属メッキを施した光
ファイバ１７と金属融着材料１８との界面の活性化を図
るという方法が提案されている。

また、上述の公報に加えて特開昭６１−３６７０９号公
報によれば、金属融着材料１８が溶融及び凝固する際に
起きる膨張と収縮とによって光ファイバ１７と半導体レ
ーザ素子１５との位置ｒＡ係がずれを生ずるという欠点
に対して、光ファイバ支持部１１の形状及び材質を任意
設定することにより再結合要素の位置ずれを最小限に抑
えることが提案されており、さらに金属融着材料の溶融
後、急激な放冷による結合効率の低下を回避するため、
光ファイバ支持部１１に断熱用溝２３先設けることが提
案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の半導体レーザ素子と光フ
ァイバとの結合方法では、半導体レーザ素子と光ファイ
バとの位置関係が一定せず、結合効率の向上を図るため
には不充分であるという問題があった。

この発明の目的は、半導体レーザ素子と光ファイ／へと
の結合効率が高く、かつ製造歩留りの高い光ファイバ付
半導体レーザ装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、この発明によれば、半導体レ
ーザ素子と、金属融着材料により固定され、この半導体
レーザ素子と光学的に結合された光ファイバとを具える
光ファイバ付半導体レーザ装置において、 光ファイバ搭載部であって上述の光ファイバの両側に、
金属融着材料のペレットを支持しかつ融着後の金属融着
材料の領域規制用の突出壁を具えることを特徴とする。

以下、ここで述べる突出壁は金属融着材料収納用溝とし
て表現するものである。

また、上述の金属融着材料による光ファイバの固定は、
上述の突出壁に設けられたペレット搭載用溝に載置され
たペレットを、非接触熱源によって溶融して成されるこ
とを特徴としている。

（作用） この発明の構成によれば、光ファイバ支持部に設けられ
たベレット搭載用溝により金属融着材料を直接光ファイ
バ支持部に載置することができる。さらに、この光ファ
イバ支持部に設けられた金属融着材料収納用溝により、
金属融着材料の凝固後の形状及び光ファイバと半導体レ
ーザ素子との融着時の位置ずれを製造ロフト間で一定と
することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の光ファイバ付半導体
レーザ装置について説明する。

第１図は、この発明のレーザモジュールに用いる光ファ
イバ支持部の一実施例を示す斜視図である。１１は光フ
ァイバ支持部、１３はヒートシンク、１５は半導体レー
ザ素子、２３ａ及び２３ｂは断熱用溝、２５は光ファイ
バ搭載部、２７は素子搭載部、２８はペレット搭載用溝
（以下、単に搭載用＠２９と称する場合もある。　）　
、３１は金属融着材料収納用溝（以下、単に収納用溝３
１と称する場合もある。）３３は収納用溝３１を構成す
る突出壁、３５は電極部である。

この図に示されている光ファイバ支持部１１は、光ファ
イバ融着工程直前の状態として示しである。従って、素
子搭載部２７には、半導体レーザ素子１５とヒートシン
ク１３が搭載されており、素子搭載部２７と光ファイバ
搭載部２５との間には、断熱用溝２３ａが配設されてい
る。また、光ファイバ搭載部２５には、図からも理解で
きるように金属材料収納用溝３１が設けられ、さらに、
この金属材料収納用溝３１を構成する側壁３３にペレッ
ト搭載用溝２９が設けられている。また、上述した通り
、光ファイバの融着時に半導体レーザ素子１５を作動さ
せるため、素子搭載部２７には電極部３５が配設されて
いる。

次に、第２図を参照して、この発明の光ファイバ付半導
体レーザ装置の製造方法の一実施例につき説明する。３
７は金属融着材料よりなるペレット、３９は融着に用い
るＹＡＧレーザ光、４１はＹＡＧレーザ光を目的とする
部分（融着に用いるペレット３７）に集光するためのレ
ンズ系である。

尚、この図中、前述の第４図及び第１図と同一の機能を
有する構成成分については、同一の符号を付して示して
いる。さらに、第１図で示した電極部３５は、省略して
示している。

まず、半導体レーザ素子１５と光ファイバ１７との結合
効率が最大となるようにファイバ支持部ｌｌ上で位置合
せを行う、続いて、ホルダ２１に支持された光ファイバ
１７は結合効率が最大となる位置、或いは適当なオフセ
ットを考慮した位置に保持される。この際、金属融着材
料と充分な融着を行うために、光ファイバ１７には金メ
ッキが施されている。

次に、金属融着材料から一定の形状及び容積を以って形
成されるペレット３７を搭載用溝２９に搭載し、このペ
レット３７が溶融するように、レンズ系４１を調節する
ことによってＹＡＧレーザ光３光電９射する。

この実施例において、ペレット３７の溶融に用いる熱源
をＹＡＧレーザとして説明したが、半田ゴテのようｆＣ
接触を伴なう手段は光ファイバ１７に応力が加わり、最
適な結合位置にずれを生じる恐れがあるため、好ましく
は上述のＹＡＧレーザや、赤外線及び高周波等の非接触
の熱源を用いて融着を行うのが好適である。

以下、第２図を参照して説明した光ファイバの光ファイ
バ融着工程によって作成された光ファイバ付半導体し−
ザ装首につき説明する。

第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、夫々、上述したこの発明の実
施例による光ファイバ付半導体し−ザ装ユの上面図、側
面図及び断面図である。尚、この図中、第１図、第２図
及び第４図と同様の機能を有する各構成成分については
、同一の符号を付して示しており、また、第１図に示し
た電極部３５は第２図と同様に省略して示している。

この図からも理解できるように、光ファイバ１７の軸と
並行して設けられた収納用溝３１により、一定の形状と
一定の量とを以って金属融着材料１９による再現性の高
い融着を行うことができる。

以上述べた実施例は、この発明の理解を容易にするため
の好適例に過ぎず、上述の配置関係及び形状等に限定さ
れるものではなく、この発明の目的の範囲内での設計の
変更及び変形を成し得ること明らかである。

（発明の効果） 上述の説明からも明らかなように、この発明によれば、
上述のペレット搭載用溝により金属融着材料を直接光フ
ァイバ支持部に載置することができるため、所望の量の
ペレットを損失なく光ファイバの融着に使用することが
できる。

さらに、この光ファイバ支持部に設けられた金属融着材
料収納用溝により金属融着材料の凝固後の形状及び量を
一定とすることができる。

従って、光ファイ／へと半導体レーザ素子との融着後の
位置ずれを成る一定の傾向として把握することが可能と
なるため、製品製造時に、適宜、オフセットを設定する
ことによって位置合わせ精度を向上させることができる
。

これらの構成によって、製造歩留りの向上を図ると共に
、信頼性の高い光ファイバ付半導体レーザ装置を提供す
ることが可撤となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の詳細な説明に供する光ファイバ支
持部の斜視図、 第２図は、この発明の実施例の製造過程の一実施例の説
明に供する装置断面図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の詳細な説明に供す
る説明図、 第４図は、従来の光ファイバ付半導体レーザ装置の説明
に供する概略的な装置断面図である。 １１・・・・光ファイバ支持部、１３・・・・ヒートシ
ンク１５・・・・半導体レーザ素子、１７・・・・光フ
ァイバ１９・・・・金属融着材料、２１・・・・ホルダ
２３．２３ａ、２３ｂ−・−・断熱用溝、２５・・・・
光ファイバ搭載部、２７・・・・素子搭載部２９・・−
・ペレット搭載用溝 ３１・・・・金属融着材料収納用溝、３３・・・・突出
壁３５・・・・電極部、３７・・・・ベレット３９・・
・・ＹＡＧレーサ光、４１・・・・レンズ系。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社Ｉｆ　　光７ア
イＩ（支持部　　　　１３．ヒートシン２ｔｊ°　Ｐ導
体ルーザ′素子　　　ｚｊａ、ｚｊｂ　　＊Ｐ！Ｓ−用
溝ｚ５゛　　光フフイＩ＼゛才＠叡９ｐ　　　　　ｚｙ
　　太子罎載郵２ｑ　　ペレ・Ｖ）６級用涛　　　　ｚ
ｔ＝≧゛属融着Ｆｊ料Ｖ又納用溝３３−災工壁　　　　
　Ｊ５電極部 光ファイバ支持部の寒村地図 第１図 寝て古色４ｆ１１１７　　名１月１；４宍ス「ろ雄η°
面図第２図 わＬなＸはＡ街の詫明１；僕する町面図第４図 ＪＪ 突穴ヒ４ダＩＩ　　１７）ｓＬＢＡ　　７第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザ素子と、金属融着材料により固定さ
   れ、該素子と光学的に結合された光ファイバとを具える
   光ファイバ付半導体レーザ装置において、 光ファイバ搭載部であって前記光ファイバの両側に、金
   属融着材料のペレットを支持し、かつ融着後の金属融着
   材料の領域規制用の突出壁を具えて成る ことを特徴とする光ファイバ付半導体レーザ装置。
2. （２）前記金属融着材料による光ファイバの固定は、前
   記ペレットを非接触熱源によって該ペレットを溶融して
   成される ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ファ
   イバ付半導体レーザ装置。