JPS6388885A - 半導体レ−ザモジユ−ル - Google Patents
半導体レ−ザモジユ−ルInfo
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- JPS6388885A JPS6388885A JP23492886A JP23492886A JPS6388885A JP S6388885 A JPS6388885 A JP S6388885A JP 23492886 A JP23492886 A JP 23492886A JP 23492886 A JP23492886 A JP 23492886A JP S6388885 A JPS6388885 A JP S6388885A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光フアイバ通信用半導体レーザモジュール(以
後、LDモジュールと称する)に関し、特にファイバを
固定する作業が容易であシ、がっレーザとファイバの結
合が経年変化しにくいLDモジュールに関する。
後、LDモジュールと称する)に関し、特にファイバを
固定する作業が容易であシ、がっレーザとファイバの結
合が経年変化しにくいLDモジュールに関する。
従来、光ファイバ通信用LDモジュールとしてはさまざ
まなものが考案されているが、特にシングルモードファ
イバ(以後SMFと称する)のついたLDモジュール(
以後SMF−LDモジュールと称する)の場合には、フ
ァイバを固定する際の再現性と、長期間使用したときの
結合効率の経時安定性が特に重要な問題となるので、こ
れらの点から従来の例について検討する。
まなものが考案されているが、特にシングルモードファ
イバ(以後SMFと称する)のついたLDモジュール(
以後SMF−LDモジュールと称する)の場合には、フ
ァイバを固定する際の再現性と、長期間使用したときの
結合効率の経時安定性が特に重要な問題となるので、こ
れらの点から従来の例について検討する。
第2図(a)、 (b)は本発明の発明者により既に提
案されている参考例の見取図および縦断面図である。
案されている参考例の見取図および縦断面図である。
同図において、箱型のケース8の側壁を金属パイプ7が
貫通しておシ、ケースの前端と後端において固定されて
いる。金属パイプ7の内部には側面に金属膜を施したロ
フトレンズ6がハンダによって融着固定され、気密封止
されている。金属パイプ7の一部はケース8の内部にお
いて断面の一部を残すようにして切除され、その部分に
LDべレット1がヒートシンク2およびチップキャリア
3を介して、ロッドレンズ6の端面に対向するようにし
てマウントされている。LDの後方にはモニタ用フォト
ダイオード4がマウントされている。
貫通しておシ、ケースの前端と後端において固定されて
いる。金属パイプ7の内部には側面に金属膜を施したロ
フトレンズ6がハンダによって融着固定され、気密封止
されている。金属パイプ7の一部はケース8の内部にお
いて断面の一部を残すようにして切除され、その部分に
LDべレット1がヒートシンク2およびチップキャリア
3を介して、ロッドレンズ6の端面に対向するようにし
てマウントされている。LDの後方にはモニタ用フォト
ダイオード4がマウントされている。
ケース8の両側からは横方向にリード9が出ておシ、チ
ップキャリア3およびフォトダイオード4とリード9と
はボンディングワイヤ5釦より接続される。また、セラ
ミックキャピラリー11およびフェルール12により保
護された石英ファイバ10は、先端位置を最適な位置に
調整したのち、スライドリング13を介して金属パイプ
7の外側端に固定される。固定に際しては、フェルール
12とスライドリング13.スライドリング13と金属
パイプ7の継ぎ目の部分をそれぞれ同時に2〜3ケ所づ
つYAGレーザによシスポット溶接を行なうこと姉よシ
固定される。また、この固定部分とフェルール12は保
護スリーブ14にょジ保護される。以上の作業の結果、
LDlから放射される光はピグテール15を通じて外部
に出力されるようになる。またロッドレンズ6と光ファ
イバの中間にアイソレータ16を挿入しておけば、反射
戻り光の影響を除去して、伝送特性の優れたモジュール
を構成することができる。
ップキャリア3およびフォトダイオード4とリード9と
はボンディングワイヤ5釦より接続される。また、セラ
ミックキャピラリー11およびフェルール12により保
護された石英ファイバ10は、先端位置を最適な位置に
調整したのち、スライドリング13を介して金属パイプ
7の外側端に固定される。固定に際しては、フェルール
12とスライドリング13.スライドリング13と金属
パイプ7の継ぎ目の部分をそれぞれ同時に2〜3ケ所づ
つYAGレーザによシスポット溶接を行なうこと姉よシ
固定される。また、この固定部分とフェルール12は保
護スリーブ14にょジ保護される。以上の作業の結果、
LDlから放射される光はピグテール15を通じて外部
に出力されるようになる。またロッドレンズ6と光ファ
イバの中間にアイソレータ16を挿入しておけば、反射
戻り光の影響を除去して、伝送特性の優れたモジュール
を構成することができる。
第2図(a)、 (b)のモジュールは多くの利点を有
しているが、ファイバーを固定する際の精度が厳しいと
いう問題が残る。即ち、ファイバーがSMFの場合、S
MFが光軸に垂直な方向に1.9μmずれると結合効率
がQ、5dB劣化するので、ファイバの固定時の位置ず
れ量を1μm程度以下に抑えなければならず、固定作業
が難しい。この問題を改善する方法として、SMFの先
端にロッドレンズを透明な樹脂で接着固定して等価的に
ファイバのスポットサイズを拡大して許容位置ずれ量を
緩和する方法が何方・三富・猿渡氏の論文1半導体レー
ザモジーール用複合レンズ系の提案」(信学技報0QE
84−85)K示されている。この等価的にスポットサ
イズが拡大されたファイバは仮想ファイバ(virtu
al fiber )と呼ばれる。この仮想ファイバ
の概念図を第3図に示す。同図において、石英ファイバ
10の先端には第2レンズ17が接着されている。接着
にあたっては透明な樹脂で接着される。この方法では許
容位置ずれ量が3倍程度に緩和されるが、一方ではロッ
ドレンズはファイバの端面に樹脂で固定されるため、ロ
ッドレンズがファイバに対して経時的に位置ずれを起こ
す危険があシ、このままでは信頼度に乏しい。従ってロ
ッドレンズとファイバを強度に優れた方法で別途固定す
る必要があるが、その場合にはモジュールの構造が複雑
になってしまう。また、この場合にはLD端面から仮想
ファイバへの像倍率は、第2図の場合と比較すると3倍
程度大きくなるので、LDと第ルンズ間の距離がマウン
ト位置の誤差でばらつくと、仮想ファイバの先端の最適
位置の光軸方向へのばらつきの範囲は第2図の場合の9
倍程度に広がってしまう。これは、猿渡、杉江氏の論文
「共焦点複合レンズ系を用いた半導体レーザと単一モー
ドファイバの結合特性」(信学技報C381−133)
の中で指摘されているように、LDとレンズとの間隔が
光軸方向にずれると、仮想ファイバの先端の最適位置の
光軸方向へのずれは、像倍惠の2乗に拡大されるからで
ある。そのため、たとえばLDからSMFへの最適な像
倍率を4倍とし、スポットサイズが等価的に3倍に拡大
された仮想ファイバを使用すると、LDから仮想ファイ
バへの像倍率は12倍になるので、 LDのマウント位
置が光軸方向に50μmずれただけで仮想ファイバの先
端位置は7.2mmもずれることになる。このことはモ
ジュールの設計の際にファイバ先端位置をこれだけの距
離にわたって調整できるように大きな調整余裕を設けな
ければならないことを意味し、大きな設計上の制約とな
る。
しているが、ファイバーを固定する際の精度が厳しいと
いう問題が残る。即ち、ファイバーがSMFの場合、S
MFが光軸に垂直な方向に1.9μmずれると結合効率
がQ、5dB劣化するので、ファイバの固定時の位置ず
れ量を1μm程度以下に抑えなければならず、固定作業
が難しい。この問題を改善する方法として、SMFの先
端にロッドレンズを透明な樹脂で接着固定して等価的に
ファイバのスポットサイズを拡大して許容位置ずれ量を
緩和する方法が何方・三富・猿渡氏の論文1半導体レー
ザモジーール用複合レンズ系の提案」(信学技報0QE
84−85)K示されている。この等価的にスポットサ
イズが拡大されたファイバは仮想ファイバ(virtu
al fiber )と呼ばれる。この仮想ファイバ
の概念図を第3図に示す。同図において、石英ファイバ
10の先端には第2レンズ17が接着されている。接着
にあたっては透明な樹脂で接着される。この方法では許
容位置ずれ量が3倍程度に緩和されるが、一方ではロッ
ドレンズはファイバの端面に樹脂で固定されるため、ロ
ッドレンズがファイバに対して経時的に位置ずれを起こ
す危険があシ、このままでは信頼度に乏しい。従ってロ
ッドレンズとファイバを強度に優れた方法で別途固定す
る必要があるが、その場合にはモジュールの構造が複雑
になってしまう。また、この場合にはLD端面から仮想
ファイバへの像倍率は、第2図の場合と比較すると3倍
程度大きくなるので、LDと第ルンズ間の距離がマウン
ト位置の誤差でばらつくと、仮想ファイバの先端の最適
位置の光軸方向へのばらつきの範囲は第2図の場合の9
倍程度に広がってしまう。これは、猿渡、杉江氏の論文
「共焦点複合レンズ系を用いた半導体レーザと単一モー
ドファイバの結合特性」(信学技報C381−133)
の中で指摘されているように、LDとレンズとの間隔が
光軸方向にずれると、仮想ファイバの先端の最適位置の
光軸方向へのずれは、像倍惠の2乗に拡大されるからで
ある。そのため、たとえばLDからSMFへの最適な像
倍率を4倍とし、スポットサイズが等価的に3倍に拡大
された仮想ファイバを使用すると、LDから仮想ファイ
バへの像倍率は12倍になるので、 LDのマウント位
置が光軸方向に50μmずれただけで仮想ファイバの先
端位置は7.2mmもずれることになる。このことはモ
ジュールの設計の際にファイバ先端位置をこれだけの距
離にわたって調整できるように大きな調整余裕を設けな
ければならないことを意味し、大きな設計上の制約とな
る。
以上説明したように、スライドリングを介してファイバ
をモジュールの本体に固定する方法では固定精度が厳し
く、また仮想ファイバを用いる方法テハロッドレンズを
ファイバに安定に固定する方法が複雑になるとともK、
仮想ファイバの先端位置が光軸方向に大きくばらつきや
すいという問題点がある。
をモジュールの本体に固定する方法では固定精度が厳し
く、また仮想ファイバを用いる方法テハロッドレンズを
ファイバに安定に固定する方法が複雑になるとともK、
仮想ファイバの先端位置が光軸方向に大きくばらつきや
すいという問題点がある。
本発明の目的は、ファイバ固定のさいの固定精度が緩和
されるとともに1ファイバ先端位置の光軸方向へのばら
つきが低減され、かつ結合効率の経時劣化を招くことな
く単純に構造により容易に実親できる牛導体し−ザモジ
ーールを提供することにある。
されるとともに1ファイバ先端位置の光軸方向へのばら
つきが低減され、かつ結合効率の経時劣化を招くことな
く単純に構造により容易に実親できる牛導体し−ザモジ
ーールを提供することにある。
本発明の半導体レーザモジュールの特徴は、■半導体レ
ーザと第1のレンズを内蔵するモジュール本体、■予め
内部に第2のレンズが固定されるとともに、内部にファ
イバの先端を挿入して光軸方向に摺動させることのでき
る領域を持つスライドリングおよび■ファイバの3者が
この順序で配列・固定された点にある。
ーザと第1のレンズを内蔵するモジュール本体、■予め
内部に第2のレンズが固定されるとともに、内部にファ
イバの先端を挿入して光軸方向に摺動させることのでき
る領域を持つスライドリングおよび■ファイバの3者が
この順序で配列・固定された点にある。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)、 (b)は本発明の一実施例を示す図で
ある。同図において、LDベレット1.ヒートシンク2
.チップキャリア3.フォトダイオード4゜ボンディン
グワイヤ5.ロッドレンズ6、金属パイプ7、ケース8
.リード92石英ファイバ10゜セラミックキャピラリ
ー11.7r−ルール12゜保護スリーブ14.ピグテ
ール15.アイソレータ16は第2図の従来例と同じで
ある。スライドリング13′は第2図の従来例と同様に
内部にファイバの先端を挿入して光軸方向に摺動させる
ことができるようになっているが、予め内部に第2のレ
ンズ17′が固定されている点が異なっている。
ある。同図において、LDベレット1.ヒートシンク2
.チップキャリア3.フォトダイオード4゜ボンディン
グワイヤ5.ロッドレンズ6、金属パイプ7、ケース8
.リード92石英ファイバ10゜セラミックキャピラリ
ー11.7r−ルール12゜保護スリーブ14.ピグテ
ール15.アイソレータ16は第2図の従来例と同じで
ある。スライドリング13′は第2図の従来例と同様に
内部にファイバの先端を挿入して光軸方向に摺動させる
ことができるようになっているが、予め内部に第2のレ
ンズ17′が固定されている点が異なっている。
またファイバ先端の位置を最適位置に調整したのち、ま
ずフェルール12とスライドリング13′。
ずフェルール12とスライドリング13′。
次にスライドリング13′と金属パイプ7の継ぎ目の部
分をそれぞれ同時に2〜3ケ所づつYAGレーザによシ
スポット溶接して固定する点も従来例と同様である。
分をそれぞれ同時に2〜3ケ所づつYAGレーザによシ
スポット溶接して固定する点も従来例と同様である。
この例において、従来例の問題点がどのように解決され
ているかを以下に説明する。
ているかを以下に説明する。
まずファイバ先端の位置を光軸方向に調整する際には、
金属パイプ7とスライドリング13′は相互して動かさ
ずに、ファイバだけを動かすので、第2レンズとファイ
バは連動していない。そのため第3図の例と異なfi、
LDのマウント位置誤差によってファイバ先端位置が光
軸方向に大きくばらつくという問題が生じていない。
金属パイプ7とスライドリング13′は相互して動かさ
ずに、ファイバだけを動かすので、第2レンズとファイ
バは連動していない。そのため第3図の例と異なfi、
LDのマウント位置誤差によってファイバ先端位置が光
軸方向に大きくばらつくという問題が生じていない。
次にフェルール12とスライドリング13′を溶接固定
する際には第2レンズ17′とファイバも自動的に固定
されるから、第3図の場合のように1第2レンズとファ
イバを固定する特別な手段が不要になっている。ただし
、第2レンズ17′をスライドリングに予め固定する際
には、側面にメタライズしたロッドレンズをスライドリ
ングの内部にハンダ付けするなどの強固な固定手段をと
ることが必要である。
する際には第2レンズ17′とファイバも自動的に固定
されるから、第3図の場合のように1第2レンズとファ
イバを固定する特別な手段が不要になっている。ただし
、第2レンズ17′をスライドリングに予め固定する際
には、側面にメタライズしたロッドレンズをスライドリ
ングの内部にハンダ付けするなどの強固な固定手段をと
ることが必要である。
さらにフェルール12とスライドリング13′が固定さ
れたあとは第2レンズ17′とファイバが固定されてい
るので、第3図の場合と同様に等測的にスポットサイズ
が拡大されており、許容位置ずれ竜が緩和されている。
れたあとは第2レンズ17′とファイバが固定されてい
るので、第3図の場合と同様に等測的にスポットサイズ
が拡大されており、許容位置ずれ竜が緩和されている。
従ってスライドリング13′と金属パイプ7を溶接固定
する際には、結合効率の著しい劣化を招くことなく容易
に固定作業を行なうことができる。
する際には、結合効率の著しい劣化を招くことなく容易
に固定作業を行なうことができる。
以上説明したように、本発明による半導体レーザモジュ
ールは、■半導体レーザと第1のレンズを内蔵するモジ
ュール本体、■予め内部に第2のレンズが固定されると
ともに内部にファイバ先端を挿入して光軸方向に摺動さ
せることのできる領域をもつスライドリングおよび■7
アイバの三者をこの順序で配列・固定するという方法を
とることにより、ファイバ固定のさいの固定精度が緩和
されるとともに1ファイバ先端位置の光軸方向へのばら
つきが低減され、しかも結合効率の経時劣化を招くこと
なく単純な構造により容易に実現できるという効果を有
している。
ールは、■半導体レーザと第1のレンズを内蔵するモジ
ュール本体、■予め内部に第2のレンズが固定されると
ともに内部にファイバ先端を挿入して光軸方向に摺動さ
せることのできる領域をもつスライドリングおよび■7
アイバの三者をこの順序で配列・固定するという方法を
とることにより、ファイバ固定のさいの固定精度が緩和
されるとともに1ファイバ先端位置の光軸方向へのばら
つきが低減され、しかも結合効率の経時劣化を招くこと
なく単純な構造により容易に実現できるという効果を有
している。
第1図(a)、 (b)は本発明の半導体レーザモジュ
ールの平面図および縦断面図、第2図(a)、 (b)
は従来の半導体レーザモジュールの一例の平面図および
縦断面図、第3図は仮想ファイバの概念図である。 1・・・・・・LDベレット、2・・・・・・ヒートシ
ンク、3・・・・・・チップキャリア、4・・・・・・
フォトダイオード、5・・・・・・ボンディングワイヤ
、6・・川・ロッドレンズ、7・・・・・・金属パイプ
、8・・・・・・ケース、9・・・・・・リード、10
・・・・・・石英ファイバ、11・・・−・−セラミッ
クキャヒラリー、12・・・・・・フェルール、13.
13’・・・・・・スライドリング、14・・・・・・
保護スリーブ、15・・・・・・ピグテール、16・・
・・・・アイソレータ、17.17’・・・・・・第2
レンズ。
ールの平面図および縦断面図、第2図(a)、 (b)
は従来の半導体レーザモジュールの一例の平面図および
縦断面図、第3図は仮想ファイバの概念図である。 1・・・・・・LDベレット、2・・・・・・ヒートシ
ンク、3・・・・・・チップキャリア、4・・・・・・
フォトダイオード、5・・・・・・ボンディングワイヤ
、6・・川・ロッドレンズ、7・・・・・・金属パイプ
、8・・・・・・ケース、9・・・・・・リード、10
・・・・・・石英ファイバ、11・・・−・−セラミッ
クキャヒラリー、12・・・・・・フェルール、13.
13’・・・・・・スライドリング、14・・・・・・
保護スリーブ、15・・・・・・ピグテール、16・・
・・・・アイソレータ、17.17’・・・・・・第2
レンズ。
Claims (1)
- 半導体レーザと光出力取出し用光ファイバを有する半導
体レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザと第1
のレンズを内蔵するモジュール本体、予め内部に第2の
レンズが固定されるとともに内部に光ファイバの先端を
挿入して摺動させることのできる領域をもつスライドリ
ングおよび前記光ファイバの三者がこの順序で配列・固
定されたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23492886A JPS6388885A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23492886A JPS6388885A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6388885A true JPS6388885A (ja) | 1988-04-19 |
Family
ID=16978474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23492886A Pending JPS6388885A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6388885A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0511149A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 偏波保持光フアイバを用いた光結合器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61138219A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP23492886A patent/JPS6388885A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61138219A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0511149A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 偏波保持光フアイバを用いた光結合器 |
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