JPS63305584A - 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 本発明は主として光フアイバ通信、或は光ファイバを介
した各種情報伝送分野で広く利用されている半導体レー
ザの実装手法に係るものである。

従来の技術 半導体レーザと光ファイバの一体化実装においては、単
に半導体レーザと光ファイバを光学軸上で近接して固定
するだけでは充分な光パワーを光ファイバに伝達するこ
とは困難であり、且つ外部の温度変化等により上記の半
導体レーザと光フアイバ間の光学軸のズレ等が発生して
著しく両者の間の結合効率を低下させるといったことが
しばしば発生する。このようなことを考慮して従来から
各種の結合方法が提案され、実用に供せられているが、
以下では比較的広く利用され、特性的にも優れた複合レ
ンズ方式についてその概要を説明する。

第３図は、従来例の一例として、複合レンズ方式による
半導体レーザと光ファイバの結合方式について、その基
本的な部分のみを示した概略図である。まず、半導体レ
ーザ１は、Ｓｉ、ＳｉＣ或はダイヤモンド等の熱伝導度
の大きいサブマウント２にハンダ等によって固定され、
それらが同じくハンダ等を用いてレーザ用基台３に固定
される。

また、同じ基台３上には球レンズ４もガラスハンダ等を
用いて同時に固定され、半導体レーザ１からの放射光を
平行光にして、その前方にある別のロッドレンズ用基台
６に固定されたロッドレンズｅに入射するようになって
いる。ロッドレンズ６を通過した光は、このロッドレン
ズによって光ファイバ７の先端部８近傍て集光されて効
率よく光ファイバ７に入射するように全体が構成さね、
ている。なお同図で９は光フアイバ固定用のセラミ、ツ
ク製、或は金属製のフェルール、１０は前記フェルール
を固定するだめのフェルール用基台、１１は半導体レー
ザからの出力光のモニター用フォトダイオード、１２は
半導体レーザフォトダイオード等の電極用ビンである。

また、夫々の基台３゜５．９上に固定された前記半導体
レーザ１１球レンズ４．ロッドレンズ６、光フアイバ７
等の各部品はその光軸を合せ、且つ光ファイバへの入射
光が最大となる様に相対的な位置調整を行いながら各基
台３，５．９を互いに溶接等の手段により一体化固定し
ている。又、通常、上記の全体構造は円筒形状をもち、
その中心軸上に前記の光学軸がある様に構成されている
。

発明が解決しようとする問題点 上に述べてきたように半導体レーザと光ファイバの結合
は、部品点数の多さに加えて各部品の夫々の基台への固
定、各基台同志の固定、光学軸の位置合せ等々と極めて
厄介な問題が山積し、更に各部品の固定一体化後におい
ても各基台間の熱歪み、外部温度の変動等による光軸の
ズレがしばしば発生し、工数・部品点数・歩留り等の面
で本半導体装置の大きなネックの１つとなっている。本
発明はかかる困難を除き、部品・工数等の大巾な削減と
組立ての容易化を目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決するため、凹面鏡を儂え
た単一基台上に半導体レーザと光ファイバを設置せしむ
ることにより前記従来例にみられる数多くの各部品間の
固定による手間、光軸ズレを排除すると共に組立ての簡
易化を行うものである。

作用 半導体レーザからの放射光を、その光軸上で光軸に対し
て成る角度をもった凹面鏡に入射せしめ、凹面鏡からの
反射集束光の集束点近傍に光ファイバを固定することに
より効率良く光ファイバへ半導体レーザの放射光を導入
する。

実施例 第１図は本発明の一実施例で、凹面鏡２１を備えた基台
２２上で、凹面鏡２１の光軸２３に対して適当な角度を
もち、且つ凹面鏡２１の焦点ｆに対してｆ＞Ｘになるよ
うなＸ点にサブマウント２に乗せた半導体レーザ１をセ
ットする。この場合、半導体レーザ１からの放射光の中
心軸は図の点線で示しだように凹面鏡２１で反射された
後、凹面鏡２１の光軸２３に対して半導体レーザ１と対
称となる方向てなり、その方向上の適当な位置に光ファ
イバ７を設置することによって半導体レーザ１と光ファ
イバ７の結合が容易に可能となる。このような構成を行
う場合、凹面鏡に対して半導体レーザ、光ファイバの固
定位置は以下のような考慮が必要である。今、仮りに凹
面鏡２１に対して半導体レーザ１．光ファイバ７が夫々
凹面鏡の光軸２３とθの角度ではｘ、ｙだけ離れた点に
あるものとする（第２図）。即ち、凹面鏡２１から、Ｘ
だけ離れた半導体レーザ１からの光は凹面鏡２１で反射
された後、ｙ＝／−ｘ／（ｘ−１）テ表わされる図の光
ファイバ７の先端部に焦点を結ぶことになる。

一方、半導体レーザからの放射光は、一般に図の人、Ｂ
なる実線で示したような広がりをもち、この広がり角を
α９人、Ｂが凹面鏡で反射した後のパスをｈ／、　Ｂ／
とするとム′とＢ′の焦点位置は上記のｙで示した値と
多少ズしたものになるが、光ファイバに効率的に半導体
レーザからの放射光を導入する際、重要な問題は光ファ
イバの入射面における入射先人とＢの間の広がり角βで
、この角度βを小さくすることが結合効率をあげる上で
重要となる。今の場合、入射光の広がり角βは、近似的
に次式のようになる。

従って、半導体レーザ１の位置Ｘを凹面鏡２１の焦点距
離ｆより僅かに大きくとることてよって、光ファイバＴ
への入射光の広がり角βを著しく小さく出来ることにな
る。この際、凹面鏡２１の光軸２３と半導体レーザ１の
間の角度θは、半導体レーザ１からの放射光が途中でさ
えぎられることなく光ファイバ７に入射出来る限り出来
るだけ小さい方が望寸しい。

発明の効果 本発明の構成により、半導体レーザと光ファイバの結合
は、使用部品点数の削減は勿論、固定部分の削減に伴う
ズレ発生個所の低減、工数の低減。

組立ての容易化が可能となる、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体レーザと光ファイバ
の結合装置の概略図、第２図は本発明の基本同半導体レ
ーザの動作説明図、第３図は従来の半導体レーザ・光フ
アイバ結合方式の概略図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・サブマウ
ント、７・・・・・光ファイバ、９・・・・・フェルー
ル、２１・・・・・・凹面鏡、２２・・・・・基台。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 フェルラし 第２図 半等１奈１．ｆ−ザ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一の基台上に、半導体レーザと、前記半導体レ
   ーザの発光光を反射する凹面鏡と、前記凹面鏡で集光し
   た光を入力される光ファイバーを配置したことを特徴と
   する半導体レーザ装置。
2. （２）凹面鏡が基台と一体化整形されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。