WO2019160066A1 - 半導体レーザモジュール - Google Patents

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悠介 稲葉
麻衣子 有賀
一樹 山岡
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古河電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor laser module.
  • a semiconductor laser module has a configuration in which a plurality of optical components such as semiconductor laser elements are accommodated in a package (see, for example, Patent Document 1).
  • the package becomes larger in the longitudinal direction, but there is a conflicting demand for reducing the package size, which is a problem.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser module capable of reducing the size of the package in the longitudinal direction.
  • a semiconductor laser module is a semiconductor laser module in which a plurality of optical components are accommodated in a package, and is directed toward one end side in the package.
  • a semiconductor laser element that emits laser light; and an optical fiber provided with an incident end on which the laser light is incident on the other end side in the package in a direction opposite to an emission direction in which the semiconductor laser element emits the laser light;
  • a folding portion that folds the laser light toward the other end of the package in a direction opposite to the emission direction emitted by the semiconductor laser element and outputs the folded laser light to the incident end of the optical fiber.
  • the semiconductor laser module according to the present disclosure is characterized in that, in the above disclosure, the folded portion has one or more reflecting members.
  • the folded portion collimates the laser light emitted from the semiconductor laser element and emits the laser light to the reflecting member, and the reflecting member reflects the collimating lens.
  • a condensing lens for condensing the laser light and condensing the laser light on the incident end of the optical fiber.
  • the semiconductor laser module according to the present disclosure is characterized in that, in the above disclosure, the folded portion further includes an optical isolator disposed between the reflecting member and the condenser lens.
  • the optical axis shift direction of the laser beam by the optical isolator and a refraction direction of the laser beam by the condenser lens are opposite to each other in the above disclosure. .
  • the semiconductor laser element is provided on the other end side in a direction opposite to an emission end that emits the laser light, and a wavelength for detecting the wavelength of the laser light.
  • a detection element is further provided.
  • the optical fiber is provided by being inserted into the package.
  • the semiconductor laser module according to the present disclosure further includes a power monitor that receives the laser light and detects the power of the received laser light, and the folding portion is a part of the laser light. And a reflection member that reflects the remaining laser light, and the power monitor is disposed with a light receiving surface facing a position through which the laser light transmitted through the reflection member passes. To do.
  • the semiconductor laser module further includes a power monitor that receives the laser light and detects the power of the received laser light, and the folding unit reflects the laser light.
  • a power monitor that receives the laser light and detects the power of the received laser light
  • the folding unit reflects the laser light.
  • a light branching portion that partially transmits and reflects the remaining laser light, and the power monitor is disposed with a light receiving surface facing a position where the laser light reflected by the light branching portion passes. It is characterized by being.
  • the folding portion collimates the laser light emitted from the semiconductor laser element and emits the laser light to the reflecting member, the reflecting member, and the collimating member.
  • an optical isolator disposed between the lens and the lens.
  • the folded portion includes a first reflecting member that reflects the laser light, and the laser light reflected by the first reflecting member. It further has a second reflecting member that reflects to the incident end, and an optical isolator disposed between the first reflecting member and the second reflecting member.
  • the folded portion collimates the laser light emitted from the semiconductor laser element and emits the laser light to the reflecting member, and the reflecting member reflects the collimating lens.
  • the semiconductor laser module according to the present disclosure further includes a lid portion that is attached to the package in the above disclosure, and the lid portion is in contact with an upper end portion of a side wall of the package; and the main body portion A thick portion that determines a position of the lid portion with respect to the package, and the thick portion is accommodated in the package when the lid portion is attached to the package.
  • the optical isolator is provided in a region other than the lower surface region of the main body portion directly above the optical isolator.
  • the semiconductor laser module according to the present disclosure is characterized in that, in the above disclosure, the thick portion is formed so as to be in contact with two or more insides of the side wall of the package.
  • the optical fiber is arranged to be shifted from the center in the short direction of the package to one side wall side in the short direction of the package. It is characterized by.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the first embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the lid according to the first modification of the first and second embodiments.
  • FIG. 5 is a plan view of a lid portion according to the second modification of the first and second embodiments.
  • FIG. 6 is a plan view of a lid portion according to the third modification of the first and second embodiments.
  • FIG. 7 is a plan view of a lid according to the fourth modification of the first and second embodiments.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the fifth modification of the first and second embodiments.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 6 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 7 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 8 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. FIG. 12 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 10 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. FIG. 13 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the eleventh modification of the first and second embodiments.
  • 14 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the first embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • a semiconductor laser module 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a package 2, a temperature controller 3, a laser support member 4, also called a submount, a semiconductor laser element 5, a collimator lens 6, a beam splitter 7, and a mirror. 8, an optical isolator 9, a condenser lens 10, an optical fiber 11, a fiber holder 12, a photodiode 13 (hereinafter simply referred to as “PD13”), a coupling lens 14, and a wavelength detection element 15. , A photodiode 16 (hereinafter simply referred to as “PD16”), a photodiode 17 (hereinafter simply referred to as “PD17”), a support member 18 called a base, and a lid portion 19.
  • PD16 photodiode 16
  • PD17 photodiode 17
  • the package 2 and the lid portion 19 are shown in parallel with the lid portion 19 removed from the package 2 for the explanation of the internal structure of the semiconductor laser module 1. Further, since the sizes of the temperature regulator 3 and the support member 18 as viewed from above are substantially the same, the temperature regulator 3 is not visible in FIG.
  • Package 2 has a rectangular shape in plan view and side view.
  • the package 2 includes a temperature controller 3, a laser support member 4, a semiconductor laser element 5, a collimator lens 6, a beam splitter 7, a mirror 8, an optical isolator 9, a condenser lens 10, and an optical fiber 11.
  • the fiber holding unit 12, the PD 13, the coupling lens 14, the wavelength detecting element 15, the PD 16, and the PD 17 are accommodated therein.
  • the temperature adjuster 3 is configured so that each of the semiconductor laser element 5 and the wavelength detecting element 15 placed on the laser support member 4 corresponds to a drive current supplied from an unillustrated controller via an unillustrated electrode. Adjust the temperature.
  • the temperature controller 3 has a structure in which a plurality of columnar semiconductor elements (N-type and P-type) are two-dimensionally arranged between substrates.
  • the temperature controller 3 includes an N-type semiconductor element and a P-type semiconductor element, each having an upper end and a lower end connected to the lower substrate and the upper substrate by metal electrodes, and the N-type semiconductor element and the P-type semiconductor element.
  • Semiconductor elements are alternately connected in series. This semiconductor element is formed using, for example, BiTe.
  • the laser support member 4 is provided on the upper surface of the support member 18.
  • the laser support member 4 has the semiconductor laser element 5 placed on the upper surface.
  • the laser support member 4 is formed using a material such as aluminum oxide, aluminum nitride, copper tungsten, silicon carbide, silicon, copper, and diamond.
  • the laser support member 4 is more preferably formed using a material having a high thermal conductivity.
  • the semiconductor laser element 5 emits a laser beam L1 toward one end side in the package 2.
  • the semiconductor laser element 5 emits laser light L1 and laser light L2 in accordance with a drive current supplied from a controller (not shown).
  • a controller not shown
  • the side on which the semiconductor laser element 5 emits the laser light L1 in the package 2 will be described as the rear side, and the side from which the laser light L2 is emitted will be described as the front side.
  • the collimating lens 6 collimates the laser light L1 emitted from the semiconductor laser element 5 and outputs it to the beam splitter 7.
  • the beam splitter 7 transmits a part of the laser light L1 collimated by the collimating lens 6 to the PD 13 and reflects the laser light L1 to the mirror 8.
  • the mirror 8 reflects the laser beam L1 reflected from the beam splitter 7 to the optical isolator 9.
  • the optical isolator 9 is bonded to the upper surface of the support member 18 with an adhesive (not shown), resin, or the like.
  • the optical isolator 9 includes a permanent magnet, transmits the laser light L1 reflected from the mirror 8 to the condenser lens 10 side, and blocks light incident from the condenser lens 10 side.
  • the optical isolator 9 is formed such that the optical axis shift of the laser light L1 by the optical isolator 9 and the refraction direction of the laser light L1 by the condenser lens 10 are opposite to each other.
  • the optical isolator 9 is formed such that the incident end face to which the laser beam L1 is input is inclined with respect to the laser beam L1.
  • a material for the permanent magnet of the optical isolator 9 for example, samarium cobalt, neodymium, ferrite, or the like is used.
  • the condensing lens 10 condenses the laser light L1 transmitted through the optical isolator 9 and couples it to the optical fiber 11.
  • the configuration including the collimating lens 6, the beam splitter 7, the mirror 8, the optical isolator 9, and the condenser lens 10 is the package 2 in the direction opposite to the emission direction in which the semiconductor laser element 5 emits the laser light L 1. It functions as a folded portion that folds toward the other end side and exits to the incident end of the optical fiber 11.
  • the optical fiber 11 is provided in the package 2 with the incident end where the laser light L1 is incident on the other end side in the package 2 opposite to the emission direction in which the semiconductor laser element 5 emits the laser light L1.
  • the optical fiber 11 is provided by being inserted into the package 2. Further, the optical fiber 11 propagates the laser light L1 coupled by the condenser lens 10.
  • the fiber holding unit 12 holds the optical fiber 11.
  • PD 13 receives the laser beam L1 that has passed through the beam splitter 7, and outputs a current signal corresponding to the received light power to a controller (not shown).
  • a controller controls the drive current supplied to the semiconductor laser element 5 based on the current signal received from the PD 13.
  • a controller controls the drive current supplied to the semiconductor laser element 5 so that the current signal received from the PD 13 becomes a constant value.
  • a controller can control the light output of the semiconductor laser element 5 to be constant.
  • the coupling lens 14 is placed on the upper surface of the temperature controller 3 on the front side of the package 2 in the direction opposite to the emission side from which the semiconductor laser element 5 emits the laser light L1.
  • the coupling lens 14 couples the laser beam L2 output from the semiconductor laser element 5 to the wavelength detection element 15.
  • the wavelength detecting element 15 includes at least an optical branching unit (not shown) and a filter unit (not shown).
  • the light branching unit branches the laser beam L2 and inputs one laser beam to the PD 16.
  • the filter unit has a periodic transmission characteristic of light in frequency, and transmits the remaining laser beam branched by the light branching unit to the PD 17 after transmitting the laser beam.
  • Each of PD16 and PD17 receives laser light and outputs a current signal corresponding to the received light power to a controller (not shown).
  • the controller (not shown) adjusts the temperature of the semiconductor laser element 5 by controlling the drive current supplied to the temperature regulator 3 based on the current signal received from each of the PD 16 and PD 17.
  • the wavelength of the laser beam L1 to be output is controlled. Such control is a known technique called wavelength lock.
  • the wavelength detection element 15 can be realized by an optical waveguide element such as a PLC (Planar Lightwave Circuit) or a spatial coupling system.
  • the filter unit can be realized by a ring filter or an etalon filter.
  • the coupling lens 14 may be replaced with a collimating lens.
  • the support member 18 is provided on the upper surface of the temperature controller 3.
  • the support member 18 includes the laser support member 4, the collimating lens 6, the beam splitter 7, the mirror 8, the optical isolator 9, the condensing lens 10, the fiber holding unit 12, the PD 13, the coupling lens 14, the wavelength detecting element 15, the PD 16 and the PD 17. Is placed on the top surface.
  • the support member 18 is formed using a material such as aluminum oxide, aluminum nitride, copper tungsten, silicon carbide, silicon, copper, and diamond.
  • the support member 18 is more preferably formed using a material having a high thermal conductivity.
  • the lid portion 19 has a rectangular shape and is attached to the package 2 and hermetically sealed.
  • the lid portion 19 has a main body portion 191 that contacts the upper end portion of the side wall 21 of the package 2 when the lid portion 19 is attached to the package 2, and a thick portion 192 provided on the lower surface side of the main body portion 191.
  • the thick portion can be used as a positioning portion that increases the strength of the lid portion 19 or determines the position of the lid portion 19 with respect to the package 2.
  • the main body 191 and the thick part 192 are integrally formed. Further, the main body 191 and the thick part 192 are integrally formed using, for example, Kovar.
  • the thick part 192 is formed so that the length in the lateral direction and the longitudinal direction is shorter than that in the lateral direction and the longitudinal direction of the main body part 191. Further, the thick portion 192 is formed so that the length in the short side direction and the long side direction are substantially the same as the length in the short side direction and the long side inside the side wall 21 of the package 2. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the thick portion 192 is provided in a region other than the lower surface region R1 of the main body 191 immediately above the optical isolator 9 accommodated in the package 2.
  • the thick portion 192 has a shortest distance D1 from the upper surface of the optical isolator 9 to the lower surface of the thick portion 192 of 0.8 mm or more when the lid portion 19 is attached to the package 2. Further, when the thickness portion 192 has a thickness of T1 mm and the normal distance from the lower surface of the lid portion 19 to the upper surface of the optical isolator 9 is X1 mm, the normal distance X1 is 0.8 mm ⁇ X1 mm ⁇ T1 mm + 0. It is formed to be 8 mm.
  • the thick portion 192 determines the position of the lid portion 19 by contacting the inner surface side of the side wall 21 in the package 2 when the lid portion 19 is attached to the package 2.
  • the optical isolator 9 can make the intensity
  • the package 2 can be downsized in the longitudinal direction.
  • the package 2 is increased in size in the longitudinal direction. Can be prevented.
  • the wavelength detecting element 15 is disposed on the other end side opposite to the emission end from which the semiconductor laser element 5 emits the laser beam L1, and the rear end face of the semiconductor laser element 5 is the front end.
  • the thick portion 192 in a region other than the lower surface region R1 of the main body portion 191 immediately above the optical isolator 9, it is possible to prevent the optical isolator 9 from being separated from the support member 18.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 will be described.
  • the laser beam is folded back in a substantially U shape and guided from the semiconductor laser element 5 to the incident end of the optical fiber 11, but in the second embodiment, the laser beam is guided in a substantially V shape. Shine.
  • the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the second embodiment.
  • the semiconductor laser module 1A shown in FIG. 3 the beam splitter 7 is omitted from the first embodiment, and the mirror 8 is changed to the beam splitter 8A.
  • the semiconductor laser module 1A includes a package 2, a temperature adjuster 3, a laser support member 4, a semiconductor laser element 5A, a collimator lens 6A, a beam splitter 8A, an optical isolator 9, and a condensing light.
  • the lens 10, the optical fiber 11, the fiber holding unit 12, the PD 13, the coupling lens 14, the wavelength detection element 15, the PD 16, the PD 17, and the support member 18 are provided.
  • the package 2 includes the lid portion 19 (not shown) of the first embodiment described above, but is illustrated with the lid portion 19 removed for description of the internal structure of the semiconductor laser module 1A. .
  • the semiconductor laser element 5A is one end side in the package 2 and emits a laser beam L1 toward the collimating lens 6A. Further, the semiconductor laser element 5A outputs laser light L1 and laser L2 in accordance with a drive current supplied from a controller (not shown).
  • the collimating lens 6A is disposed on the optical path of the laser light L1 between the semiconductor laser element 5A and the beam splitter 8A.
  • the collimating lens 6A collimates the laser beam L1 output from the semiconductor laser element 5A and outputs it to the beam splitter 8A.
  • the beam splitter 8A transmits a part of the laser light L1 collimated by the collimating lens 6A to the PD 13, while reflecting the laser light L1 to the optical isolator 9.
  • the same effect as in the first embodiment described above is obtained, and the mirror 8 can be omitted as compared with the first embodiment described above. Cost reduction.
  • Modification 1 of Embodiments 1 and 2 Next, Modification 1 of Embodiments 1 and 2 will be described. Modification 1 of Embodiments 1 and 2 is different in configuration from the lid portion 19 according to Embodiments 1 and 2 described above. Below, only the cover part which concerns on the modification 1 of Embodiment 1, 2 is demonstrated.
  • FIG. 4 is a plan view of the lid portion according to the first modification of the first and second embodiments, and is a plan view seen from the back side. 4 has a thick portion 192B instead of the thick portion 192 according to the first embodiment described above.
  • the thick portion 192 ⁇ / b> B is provided in a region other than the lower surface region R ⁇ b> 1 of the main body 191 immediately above the optical isolator 9 accommodated in the package 2. Further, the thick portion 192B is formed so as to be in contact with at least the insides of the four corners of the side wall 21 of the package 2.
  • the optical isolator 9 can be prevented from separating from the support member 18.
  • FIG. 5 is a plan view of the lid according to the second modification of the first and second embodiments, and is a plan view seen from the back side.
  • a lid portion 19C shown in FIG. 5 has a thick portion 192C instead of the thick portion 192 according to the first embodiment described above.
  • the thick portion 192C is provided in a region other than the lower surface region R1 of the main body portion 191 immediately above the optical isolator 9 accommodated in the package 2. Furthermore, the thick part 192C is formed so as to be in contact with at least three of the four corners of the side wall 21 of the package 2.
  • the optical isolator 9 can be prevented from separating from the support member 18.
  • FIG. 6 is a plan view of the lid according to the third modification of the first and second embodiments, and is a plan view seen from the back side.
  • a lid portion 19D shown in FIG. 6 has a thick portion 192D instead of the thick portion 192 according to the first embodiment described above.
  • the thick portion 192D is provided in a region other than the lower surface region R1 of the main body portion 191 immediately above the optical isolator 9 accommodated in the package 2.
  • the thick portion 192 ⁇ / b> D is formed with a plurality of protrusions 193 on the main body 191 that come into contact with at least the insides of the four corners of the side wall 21 of the package 2. Further, the protrusions 193 are formed on the main body 191 so as to be separated from each other.
  • the optical isolator 9 can be prevented from separating from the support member 18.
  • FIG. 7 is a plan view of a lid portion according to Modification 4 of Embodiments 1 and 2, and is a plan view seen from the back side. 7 has a thick portion 192E instead of the thick portion 192 according to the first embodiment described above.
  • the thick portion 192E is provided in a region other than the lower surface region R1 of the main body portion 191 immediately above the optical isolator 9 accommodated in the package 2. Further, the thick part 192E is formed in an annular shape so as to be in contact with at least the insides of the four corners of the side wall 21 of the package 2.
  • the optical isolator 9 can be prevented from separating from the support member 18.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to the fifth modification of the first and second embodiments.
  • a semiconductor laser module 1F shown in FIG. 8 includes a beam splitter 8F and a mirror 7F instead of the beam splitter 7 and the mirror 8 of the first embodiment. Further, the position of the PD 13 is different in the semiconductor laser module 1F. Specifically, the mirror 7F reflects the laser light L1 collimated by the collimating lens 6 to the beam splitter 8F. The beam splitter 8F transmits a part of the laser beam L1 reflected by the mirror 7F to the PD 13, and reflects the remaining laser beam L1 to the optical isolator 9.
  • the package 2 can be downsized in the longitudinal direction.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 6 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. A semiconductor laser module 1G shown in FIG. 9 includes a mirror 8 instead of the configuration of the fifth modification of the first and second embodiments described above and the beam splitter 8F.
  • the semiconductor laser module 1G further includes a beam splitter 20 disposed on the optical path between the optical isolator 9 and the condenser lens 10. Further, in the semiconductor laser module 1G, the positions of the coupling lens 14, the wavelength detecting element 15, the PD 16 and the PD 17 are different.
  • the beam splitter 20 reflects a part of the laser light L1 that has passed through the optical isolator 9 to the coupling lens 14 and transmits the remaining laser light L1 to the condenser lens 10.
  • the package 2 can be downsized in the longitudinal direction.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 7 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. 10 In the semiconductor laser module 1H shown in FIG. 10, the position of the optical isolator 9 is different. Specifically, as shown in FIG. 10, the optical isolator 9 is disposed on the optical path between the collimating lens 6 and the beam splitter 7.
  • the package 2 can be downsized in the longitudinal direction.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 8 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. 11 the position of the optical isolator 9 is different. Specifically, as shown in FIG. 11, the optical isolator 9 is disposed on the optical path between the beam splitter 7 and the mirror 8.
  • the package 2 can be reduced in size in the longitudinal direction.
  • FIG. 12 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 10 of Embodiments 1 and 2.
  • FIG. 12 the position of the optical isolator 9 is different. Specifically, as shown in FIG. 12, the optical isolator 9 is disposed on the optical path between the condenser lens 10 and the optical fiber 11.
  • the package 2 can be downsized in the longitudinal direction.
  • Modification 10 of Embodiments 1 and 2 Next, Modification 10 of Embodiments 1 and 2 will be described.
  • the modification 10 of Embodiments 1 and 2 is different in configuration from the lid portion 19 according to Embodiments 1 and 2 described above. Below, only the cover part which concerns on the modification 10 of Embodiment 1, 2 is demonstrated.
  • FIG. 13 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor laser module according to Modification 10 of Embodiments 1 and 2, and is a plan view of the lid viewed from the back side.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a semiconductor laser module according to Modification 10 of Embodiments 1 and 2.
  • a semiconductor laser module 1K shown in FIGS. 13 and 14 includes a lid portion 19K instead of the lid portion 19 of the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment described above.
  • the region portion 194 is a region corresponding to the lower surface region R1 of the main body portion 191 immediately above the optical isolator 9 accommodated in the package 2, and is formed in a region that is at least a part of the portion without the thick portion 192K. .
  • the region portion 194 is formed of a material that does not attach to the magnet. Specifically, the region portion 194 is formed integrally with the main body portion 191 using a material such as glass or ceramics.
  • the region portion 194 may be formed using a metal that does not adhere to a magnet, such as aluminum, copper, manganese, austenitic stainless steel (SUS304, etc.), brass, or the like.
  • the thick part 192K has a minimum distance D2 from the optical isolator 9 to the thick part 192K of 0.8 mm or more when the lid part 19K is mounted on the package 2, and the thickness of the thick part 192K is
  • the normal distance X2 is formed such that 0 mm ⁇ X2 mm ⁇ T2 mm + 0.8 mm. If the thick portion 192K is formed as described above, if the shortest distance D3 between the lid portion 19K outside the region portion 194 and the isolator is 0.8 mm or more, the optical isolator 9 is more magnetic than the adhesive strength of the adhesive. Therefore, the optical isolator 9 can be prevented from sticking to the lid portion 19K. As a result, it is possible to reliably prevent the optical isolator 9 from being detached from the support member 18.
  • the optical isolator 9 can be prevented from separating from the support member 18.
  • the thick part 192K has the shape of the thick parts 192B, 192C, 192D, and 192E of the first to fourth modifications of the first and second embodiments. Even can be applied.
  • the optical fiber 11 is shifted from the center in the short direction of the package 2 to one side wall side in the short direction of the package 2. By doing so, it is possible to reduce the size in the longitudinal direction without increasing the size in the short direction of the module.

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Abstract

パッケージの長手方向の小型化を図ることができる半導体レーザモジュールを提供する。半導体レーザモジュール１は、パッケージ２内の一端側に向けてレーザ光を出射する半導体レーザ素子５と、半導体レーザ素子５がレーザ光を出射する出射方向と逆方向のパッケージ２内の他端側にレーザ光が入射する入射端が設けられた光ファイバ１１と、レーザ光を半導体レーザ素子５が出射する出射方向と逆方向のパッケージ２の一端側に向けて折り曲げて光ファイバ１１の入射端へ出射する折り返し部と、を備える。

Description

半導体レーザモジュール
　本発明は、半導体レーザモジュールに関する。
　一般的に、半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子等の複数の光学部品がパッケージ内に収容された構成を有することが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５－９９１６６号公報
　ところで、半導体レーザモジュールでは、光学部品の数が増加するにしたがって、パッケージが長手方向において大型化する一方、パッケージサイズを小さくするという相反する要求があり問題点となっている。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パッケージにおける長手方向の小型化を図ることができる半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る半導体レーザモジュールは、パッケージ内に複数の光学部品が収容された半導体レーザモジュールであって、前記パッケージ内の一端側に向けてレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が前記レーザ光を出射する出射方向と逆方向の前記パッケージ内における他端側に前記レーザ光が入射する入射端が設けられた光ファイバと、前記レーザ光を前記半導体レーザ素子が出射する出射方向と逆方向の前記パッケージの前記他端側に向けて折り返して前記光ファイバの前記入射端へ出力する折り返し部と、を備えることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記折り返し部は、１つ以上の反射部材を有することを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記折り返し部は、前記半導体レーザ素子が出射する前記レーザ光をコリメートして前記反射部材へ出射するコリメートレンズと、前記反射部材が反射した前記レーザ光を集光して前記光ファイバの前記入射端へ集光する集光レンズと、をさらに有することを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記折り返し部は、前記反射部材と前記集光レンズとの間に配置された光アイソレータをさらに有することを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記光アイソレータによる前記レーザ光の光軸シフト方向と前記集光レンズによる前記レーザ光の屈折方向とが互いに逆であることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記半導体レーザ素子が前記レーザ光を出射する出射端と逆方向の他端側に設けられ、前記レーザ光の波長を検出するための波長検出用素子をさらに備えることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記光ファイバは、前記パッケージ内に挿入されて設けられていることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記レーザ光を受光し、該受光した前記レーザ光のパワーを検出するパワーモニタをさらに備え、前記折り返し部は、前記レーザ光の一部を透過するとともに、残りの前記レーザ光を反射する反射部材を有し、前記パワーモニタは、前記反射部材を透過した前記レーザ光が通過する位置に受光面を向けて配置されることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記レーザ光を受光し、該受光した前記レーザ光のパワーを検出するパワーモニタをさらに備え、前記折り返し部は、前記レーザ光を反射する第１の反射部材と、前記第１の反射部材が反射した前記レーザ光を前記光ファイバの前記入射端へ反射する第２の反射部材と、前記第２の反射部材が反射した前記レーザ光の一部を透過するとともに、残りの前記レーザ光を反射する光分岐部と、を有し、前記パワーモニタは、前記光分岐部が反射した前記レーザ光が通過する位置に受光面を向けて配置されることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記折り返し部は、前記半導体レーザ素子が出射する前記レーザ光をコリメートして前記反射部材へ出射するコリメートレンズと、前記反射部材と前記コリメートレンズとの間に配置された光アイソレータと、をさらに有することを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記折り返し部は、前記レーザ光を反射する第１の反射部材と、前記第１の反射部材が反射した前記レーザ光を前記光ファイバの前記入射端へ反射する第２の反射部材と、前記第１の反射部材と前記第２の反射部材との間に配置された光アイソレータと、をさらに有することを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記折り返し部は、前記半導体レーザ素子が出射する前記レーザ光をコリメートして前記反射部材へ出射するコリメートレンズと、前記反射部材が反射した前記レーザ光を集光して前記光ファイバの前記入射端へ集光する集光レンズと、前記集光レンズと前記光ファイバの前記入射端との間に配置された光アイソレータと、をさらに有することを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において前記パッケージに対して装着される蓋部をさらに備え、前記蓋部は、前記パッケージの側壁における上端部に接触する本体部と、前記本体部の下面に設けられ、前記パッケージに対する当該蓋部の位置を決定する肉厚部と、を有し、前記肉厚部は、当該蓋部が前記パッケージに装着された際に、前記パッケージ内に収容された前記光アイソレータの直上における前記本体部の下面領域以外に設けられていることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記肉厚部は、前記パッケージの側壁のうち２箇所以上の内側と接触するように形成されることを特徴とする。
　また、本開示に係る半導体レーザモジュールは、上記開示において、前記光ファイバは、前記パッケージの短手方向の中心から、前記パッケージの短手方向の一方の側壁側にシフトして配置されていることを特徴とする。
　本開示によれば、パッケージの長手方向における小型化を図ることができるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３は、実施形態２に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図４は、実施形態１，２の変形例１に係る蓋部の平面図である。 図５は、実施形態１，２の変形例２に係る蓋部の平面図である。 図６は、実施形態１，２の変形例３に係る蓋部の平面図である。 図７は、実施形態１，２の変形例４に係る蓋部の平面図である。 図８は、実施形態１，２の変形例５に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図９は、実施形態１，２の変形例６に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図１０は、実施形態１，２の変形例７に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図１１は、実施形態１，２の変形例８に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図１２は、実施形態１，２の変形例１０に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図１３は、実施形態１，２の変形例１１に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。 図１４は、図１３のＢ－Ｂ線断面図である。
　以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、この実施形態により、この発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には、適宜同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。また、図面は、模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
（実施形態１）
　〔半導体レーザモジュール〕
　図１は、実施形態１に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。
　図１および図２に示す半導体レーザモジュール１は、パッケージ２と、温度調節器３と、サブマウントとも呼ばれるレーザ支持部材４と、半導体レーザ素子５と、コリメートレンズ６と、ビームスプリッタ７と、ミラー８と、光アイソレータ９と、集光レンズ１０と、光ファイバ１１と、ファイバ保持部１２と、フォトダイオード１３（以下、単に「ＰＤ１３」という）と、結合レンズ１４と、波長検出用素子１５と、フォトダイオード１６（以下、単に「ＰＤ１６」という）と、フォトダイオード１７（以下、単に「ＰＤ１７」という）と、ベースと呼ばれる支持部材１８と、蓋部１９と、を備える。なお、図１および図２では、半導体レーザモジュール１の内部構造の説明のため、パッケージ２から蓋部１９を取り外した状態でパッケージ２と蓋部１９とを並列させて図示されている。また、温度調節器３と支持部材１８の上から見たときのサイズがほぼ一致しているので、図１においては、温度調節器３は見えない。
　パッケージ２は、平面視および側面視で矩形状をなす。パッケージ２は、温度調節器３と、レーザ支持部材４と、半導体レーザ素子５と、コリメートレンズ６と、ビームスプリッタ７と、ミラー８と、光アイソレータ９と、集光レンズ１０と、光ファイバ１１と、ファイバ保持部１２と、ＰＤ１３と、結合レンズ１４と、波長検出用素子１５と、ＰＤ１６、ＰＤ１７と、を内部に収容する。
　温度調節器３は、不図示の制御器から不図示の電極を介して供給される駆動電流に応じて、レーザ支持部材４に載置された半導体レーザ素子５および波長検出用素子１５の各々の温度を調節する。温度調節器３は、基板間に２次元的に配列された複数の柱状の半導体素子（Ｎ型およびＰ型）が立設した構造を有する。また、温度調節器３は、Ｎ型の半導体素子およびＰ型の半導体素子の各々の上端および下端が金属電極によって下基板と上基板とに接続され、かつ、Ｎ型の半導体素子およびＰ型の半導体素子が交互に直列に接続されている。この半導体素子は、例えばＢｉＴｅを用いて形成される。
　レーザ支持部材４は、支持部材１８の上面に設けられる。レーザ支持部材４は、半導体レーザ素子５を上面に載置している。レーザ支持部材４は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、銅タングステン、炭化ケイ素、シリコン、銅およびダイヤモンド等の材料を用いて形成される。なお、レーザ支持部材４は、熱伝導率の高い材料を用いて形成することがより好ましい。
　半導体レーザ素子５は、パッケージ２内の一端側に向けてレーザ光Ｌ１を出射する。また、半導体レーザ素子５は、不図示の制御器から供給される駆動電流に応じて、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２とを出射する。なお、実施形態１では、パッケージ２において半導体レーザ素子５がレーザ光Ｌ１を出射する側を後方側、レーザ光Ｌ２を出射する側を前方側として説明する。
　コリメートレンズ６は、半導体レーザ素子５から出射されたレーザ光Ｌ１をコリメートしてビームスプリッタ７へ出力する。
　ビームスプリッタ７は、コリメートレンズ６によってコリメートされたレーザ光Ｌ１の一部をＰＤ１３に透過する一方、レーザ光Ｌ１をミラー８へ反射する。
　ミラー８は、ビームスプリッタ７から反射されたレーザ光Ｌ１を光アイソレータ９へ反射する。
　光アイソレータ９は、支持部材１８の上面に接着材（図示せず）や樹脂等によって接着される。光アイソレータ９は、永久磁石を備えており、ミラー８から反射されたレーザ光Ｌ１を集光レンズ１０側に透過させる一方、集光レンズ１０側から入射された光を遮断する。また、光アイソレータ９は、光アイソレータ９によるレーザ光Ｌ１の光軸シフトと集光レンズ１０によるレーザ光Ｌ１の屈折方向とが互いに逆となるよう形成される。具体的には、光アイソレータ９は、レーザ光Ｌ１が入力する入射端面がレーザ光Ｌ１に対して傾斜して形成される。なお、光アイソレータ９の永久磁石の材料は、例えばサマリウムコバルト、ネオジウム、フェライト等が用いられる。
　集光レンズ１０は、光アイソレータ９を透過したレーザ光Ｌ１を集光して光ファイバ１１に結合させる。なお、実施形態１では、コリメートレンズ６、ビームスプリッタ７、ミラー８、光アイソレータ９および集光レンズ１０を含む構成がレーザ光Ｌ１を半導体レーザ素子５が出射する出射方向と逆方向のパッケージ２の他端側に向けて折り返して光ファイバ１１の入射端へ出射する折り返し部として機能する。
　光ファイバ１１は、半導体レーザ素子５がレーザ光Ｌ１を出射する出射方向と逆方向のパッケージ２内における他端側にレーザ光Ｌ１が入射する入射端を向けてパッケージ２内に設けられる。光ファイバ１１は、パッケージ２内に挿入されて設けられる。また、光ファイバ１１は、集光レンズ１０によって結合されたレーザ光Ｌ１を伝搬する。ファイバ保持部１２は、光ファイバ１１を保持する。
　ＰＤ１３は、ビームスプリッタ７を透過したレーザ光Ｌ１を受光し、その受光パワーに応じた電流信号を不図示の制御器へ出力する。不図示の制御器は、ＰＤ１３から受信した電流信号に基づいて、半導体レーザ素子５へ供給する駆動電流を制御する。例えば、不図示の制御器は、ＰＤ１３から受信した電流信号が一定値となるように半導体レーザ素子５へ供給する駆動電流を制御する。これにより、不図示の制御器は、半導体レーザ素子５の光出力を一定に制御することができる。
　結合レンズ１４は、半導体レーザ素子５がレーザ光Ｌ１を出射する出射側と逆方向のパッケージ２の前方側の温度調節器３の上面に載置される。結合レンズ１４は、半導体レーザ素子５から出力されたレーザ光Ｌ２を波長検出用素子１５へ結合させる。
　波長検出用素子１５は、少なくとも光分岐部（図示せず）と、フィルタ部（図示せず）と、を備える。光分岐部は、レーザ光Ｌ２分岐し、１つのレーザ光をＰＤ１６へ入力させる。また、フィルタ部は、光の周波数的に周期的な透過特性を有しており、光分岐部によって分岐された残りのレーザ光を透過させた後にＰＤ１７へ入力させる。
　ＰＤ１６およびＰＤ１７の各々は、レーザ光を受光し、その受光パワーに応じた電流信号を不図示の制御器へ出力する。不図示の制御器は、ＰＤ１６およびＰＤ１７の各々から受信した電流信号に基づいて、温度調節器３へ供給する駆動電流を制御することによって半導体レーザ素子５の温度を調節し、半導体レーザ素子５が出力するレーザ光Ｌ１の波長を制御する。このような制御は、波長ロックと呼ばれる公知の技術である。波長検出用素子１５は、ＰＬＣ（Planar　Lightwave　Circuit）等の光導波路素子や、空間結合系によって実現できる。フィルタ部は、たとえリングフィルタやエタロンフィルタによって実現できる。波長検出用素子１５が例えば空間結合系によって実現する場合は、結合レンズ１４をコリメートレンズに置き換えればよい。
　支持部材１８は、温度調節器３の上面に設けられる。支持部材１８は、レーザ支持部材４、コリメートレンズ６、ビームスプリッタ７、ミラー８、光アイソレータ９、集光レンズ１０、ファイバ保持部１２、ＰＤ１３、結合レンズ１４、波長検出用素子１５、ＰＤ１６およびＰＤ１７を上面に載置している。支持部材１８は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、銅タングステン、炭化ケイ素、シリコン、銅およびダイヤモンド等の材料を用いて形成される。なお、支持部材１８は、熱伝導率の高い材料を用いて形成することがより好ましい。
　蓋部１９は、矩形状をなし、パッケージ２に対して装着され、気密封止される。蓋部１９は、蓋部１９がパッケージ２に装着された際にパッケージ２の側壁２１の上端部に接触する本体部１９１と、本体部１９１の下面側に設けられる肉厚部１９２を有する。肉厚部は、蓋部１９の強度を増したり、パッケージ２に対する蓋部１９の位置を決定する位置決め部として用いることができる。本体部１９１および肉厚部１９２は、一体的に形成される。さらに、本体部１９１および肉厚部１９２は、例えばコバールを用いて一体的に形成される。
　肉厚部１９２は、短手方向および長手方向の各々の長さが本体部１９１の短手方向および長手方向の各々より短く形成される。さらに、肉厚部１９２は、短手方向および長手方向の各々の長さがパッケージ２の側壁２１内側の短手方向および長手方向の各々と略同じに形成される。また、肉厚部１９２は、図１および図２に示すように、パッケージ２に収容された光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１以外に設けられる。具体的には、肉厚部１９２は、蓋部１９がパッケージ２に装着された際に、光アイソレータ９の上面から肉厚部１９２の下面までの最短距離Ｄ１が０．８ｍｍ以上である。さらに、肉厚部１９２は、厚さをＴ１ｍｍとし、蓋部１９の下面から光アイソレータ９の上面までの法線距離をＸ１ｍｍとした場合に、法線距離Ｘ１が０．８ｍｍ≦Ｘ１ｍｍ≦Ｔ１ｍｍ＋０．８ｍｍとなるように形成される。肉厚部１９２は、蓋部１９がパッケージ２に装着された際にパッケージ２における側壁２１の内面側に接触することによって蓋部１９の位置を決定する。これにより、光アイソレータ９は、接着材の接着強度より磁力の強度を小さくすることができるので、蓋部１９にくっつくことを防止することができる。この結果、光アイソレータ９が支持部材１８から外れてしまうことを確実に防止することができる。
　以上説明した実施形態１によれば、パッケージ２における長手方向の小型化を図ることができる。
　また、実施形態１によれば、レーザ光Ｌ１に対する光軸シフトが集光レンズ１０の角度曲げ方向と逆方向になるよう光アイソレータ９を形成したので、パッケージ２が長手方向において大型化することを防止することができる。
　また、実施形態１によれば、半導体レーザ素子５がレーザ光Ｌ１を出射する出射端と逆方向の他端側に波長検出用素子１５を配置し、かつ、半導体レーザ素子５の後端面が前端面よりもパッケージ２内側となるように半導体レーザ素子５を配置することによって光ファイバ１１挿入方法に平行な方向および垂直な方向の両方に対して、発熱源である半導体レーザ素子５をパッケージ２内の中央に配置できるので、発熱源がパッケージ２の端にある場合と比して効率よく温度調節器３で熱を引くことができ、消費電力を抑えることができる。
　また、実施形態１によれば、肉厚部１９２を光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１以外に設けることによって、光アイソレータ９が支持部材１８から離れることを防止することができる。
（実施形態２）
　次に、実施形態２について説明する。上述した実施形態１では、略Ｕ字状にレーザ光を折り返して半導体レーザ素子５から光ファイバ１１の入射端まで導光していたが、実施形態２では、略Ｖ字状にレーザ光を導光する。以下においては、上述した実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　〔半導体レーザモジュール〕
　図３は、実施形態２に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図３に示す半導体レーザモジュール１Ａは、上述した実施形態１からビームスプリッタ７を省略し、かつ、ミラー８をビームスプリッタ８Ａに変更した。具体的には、半導体レーザモジュール１Ａは、パッケージ２と、温度調節器３と、レーザ支持部材４と、半導体レーザ素子５Ａと、コリメートレンズ６Ａと、ビームスプリッタ８Ａと、光アイソレータ９と、集光レンズ１０と、光ファイバ１１と、ファイバ保持部１２と、ＰＤ１３と、結合レンズ１４と、波長検出用素子１５と、ＰＤ１６と、ＰＤ１７と、支持部材１８と、を備える。なお、パッケージ２は、上述した実施形態１の蓋部１９（図示せず）を備えているが、半導体レーザモジュール１Ａの内部構造の説明のため、蓋部１９を取り外した状態で図示されている。
　半導体レーザ素子５Ａは、パッケージ２内の一端側であって、コリメートレンズ６Ａに向けてレーザ光Ｌ１を出射する。また、半導体レーザ素子５Ａは、不図示の制御器から供給される駆動電流に応じて、レーザ光Ｌ１とレーザＬ２とを出力する。
　コリメートレンズ６Ａは、半導体レーザ素子５Ａとビームスプリッタ８Ａとのレーザ光Ｌ１の光路上に配置される。コリメートレンズ６Ａは、半導体レーザ素子５Ａから出力されたレーザ光Ｌ１をコリメートしてビームスプリッタ８Ａへ出力する。
　ビームスプリッタ８Ａは、コリメートレンズ６Ａによってコリメートされたレーザ光Ｌ１の一部をＰＤ１３に透過する一方、レーザ光Ｌ１を光アイソレータ９へ反射する。
　以上説明した実施形態２によれば、上述した実施形態１と同様の効果を有するとともに、上述した実施形態１と比してミラー８を省略することができるので、上述した実施形態１と比して低コスト化を図ることができる。
（実施形態１，２の変形例１）
　次に、実施形態１，２の変形例１について説明する。実施形態１，２の変形例１は、上述した実施形態１，２に係る蓋部１９と構成が異なる。以下においては、実施形態１，２の変形例１に係る蓋部についてのみ説明する。
　図４は、実施形態１，２の変形例１に係る蓋部の平面図であり、裏面側から見た平面図である。図４に示す蓋部１９Ｂは、上述した実施形態１に係る肉厚部１９２に換えて、肉厚部１９２Ｂを有する。肉厚部１９２Ｂは、パッケージ２に収容された光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１以外に設けられる。さらに、肉厚部１９２Ｂは、少なくともパッケージ２の側壁２１の四隅の内側と接触するように形成される。
　以上説明した実施形態１，２の変形例１によれば、光アイソレータ９が支持部材１８から離れることを防止することができる。
（実施形態１，２の変形例２）
　次に、実施形態１，２の変形例２について説明する。実施形態１，２の変形例２は、上述した実施形態１，２に係る蓋部１９と構成が異なる。以下においては、実施形態１，２の変形例２に係る蓋部についてのみ説明する。
　図５は、実施形態１，２の変形例２に係る蓋部の平面図であり、裏面側から見た平面図である。図５に示す蓋部１９Ｃは、上述した実施形態１に係る肉厚部１９２に換えて、肉厚部１９２Ｃを有する。肉厚部１９２Ｃは、パッケージ２に収容された光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１以外に設けられる。さらに、肉厚部１９２Ｃは、少なくともパッケージ２の側壁２１の四隅のうち３箇所以上の内側と接触するように形成される。
　以上説明した実施形態１，２の変形例２によれば、光アイソレータ９が支持部材１８から離れることを防止することができる。
（実施形態１，２の変形例３）
　次に、実施形態１，２の変形例３について説明する。実施形態１，２の変形例３は、上述した実施形態１，２に係る蓋部１９と構成が異なる。以下においては、実施形態１，２の変形例３に係る蓋部についてのみ説明する。
　図６は、実施形態１，２の変形例３に係る蓋部の平面図であり、裏面側から見た平面図である。図６に示す蓋部１９Ｄは、上述した実施形態１に係る肉厚部１９２に換えて、肉厚部１９２Ｄを有する。肉厚部１９２Ｄは、パッケージ２に収容された光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１以外に設けられる。さらに、肉厚部１９２Ｄは、少なくともパッケージ２の側壁２１の四隅の内側と接触する複数の突起部１９３が本体部１９１に形成される。さらに、突起部１９３は、互いに離間して本体部１９１に形成されている。
　以上説明した実施形態１，２の変形例３によれば、光アイソレータ９が支持部材１８から離れることを防止することができる。
（実施形態１，２の変形例４）
　次に、実施形態１，２の変形例４について説明する。実施形態１，２の変形例４は、上述した実施形態１，２に係る蓋部１９と構成が異なる。以下においては、実施形態１，２の変形例４に係る蓋部についてのみ説明する。
　図７は、実施形態１，２の変形例４に係る蓋部の平面図であり、裏面側から見た平面図である。図７に示す蓋部１９Ｅは、上述した実施形態１に係る肉厚部１９２に換えて、肉厚部１９２Ｅを有する。肉厚部１９２Ｅは、パッケージ２に収容された光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１以外に設けられる。さらに、肉厚部１９２Ｅは、少なくともパッケージ２の側壁２１の四隅の内側と接触するように円環状に形成される。
　以上説明した実施形態１，２の変形例４によれば、光アイソレータ９が支持部材１８から離れることを防止することができる。
（実施形態１，２の変形例５）
　次に、実施形態１，２の変形例５について説明する。図８は、実施形態１，２の変形例５に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図８に示す半導体レーザモジュール１Ｆは、上述した実施形態１のビームスプリッタ７およびミラー８に変えて、ビームスプリッタ８Ｆとミラー７Ｆと、を備える。さらに、半導体レーザモジュール１Ｆは、ＰＤ１３の位置が異なる。具体的には、ミラー７Ｆは、コリメートレンズ６によってコリメートされたレーザ光Ｌ１をビームスプリッタ８Ｆへ反射する。ビームスプリッタ８Ｆは、ミラー７Ｆが反射したレーザ光Ｌ１の一部をＰＤ１３に透過し、残りのレーザ光Ｌ１を光アイソレータ９へ反射する。
　以上説明した実施形態１，２の変形例５によれば、パッケージ２における長手方向の小型化を図ることができる。
（実施形態１，２の変形例６）
　次に、実施形態１，２の変形例６について説明する。図９は、実施形態１，２の変形例６に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図９に示す半導体レーザモジュール１Ｇは、上述した実施形態１，２の変形例５の構成からビームスプリッタ８Ｆに変えて、ミラー８を備える。さらに、半導体レーザモジュール１Ｇは、光アイソレータ９と、集光レンズ１０との光路上に配置されたビームスプリッタ２０をさらに備える。さらに、半導体レーザモジュール１Ｇは、結合レンズ１４、波長検出用素子１５、ＰＤ１６およびＰＤ１７の位置が異なる。具体的には、ビームスプリッタ２０は、光アイソレータ９を透過したレーザ光Ｌ１の一部を結合レンズ１４へ反射し、残りのレーザ光Ｌ１を集光レンズ１０へ透過する。
　以上説明した実施形態１，２の変形例６によれば、パッケージ２における長手方向の小型化を図ることができる。
（実施形態１，２の変形例７）
　次に、実施形態１，２の変形例７について説明する。図１０は、実施形態１，２の変形例７に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図１０に示す半導体レーザモジュール１Ｈは、光アイソレータ９の位置が異なる。具体的には、図１０に示すように、光アイソレータ９は、コリメートレンズ６とビームスプリッタ７との光路上に配置される。
　以上説明した実施形態１，２の変形例７によれば、パッケージ２における長手方向の小型化を図ることができる。
（実施形態１，２の変形例８）
　次に、実施形態１，２の変形例８について説明する。図１１は、実施形態１，２の変形例８に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図１１に示す半導体レーザモジュール１Ｉは、光アイソレータ９の位置が異なる。具体的には、図１１に示すように、光アイソレータ９は、ビームスプリッタ７とミラー８との光路上に配置される。
　以上説明した実施形態１，２の変形例８によれば、パッケージ２における長手方向の小型化を図ることができる。
（実施形態１，２の変形例９）
　次に、実施形態１，２の変形例９について説明する。図１２は、実施形態１，２の変形例１０に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図である。図１２に示す半導体レーザモジュール１Ｊは、光アイソレータ９の位置が異なる。具体的には、図１２に示すように、光アイソレータ９は、集光レンズ１０と光ファイバ１１との光路上に配置される。
　以上説明した実施形態１，２の変形例９によれば、パッケージ２における長手方向の小型化を図ることができる。
（実施形態１，２の変形例１０）
　次に、実施形態１，２の変形例１０について説明する。実施形態１，２の変形例１０は、上述した実施形態１，２に係る蓋部１９と構成が異なる。以下においては、実施形態１，２の変形例１０に係る蓋部についてのみ説明する。
　図１３は、実施形態１，２の変形例１０に係る半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す平面図であり、蓋部を裏面側から見た平面図である。図１４は、実施形態１，２の変形例１０に係る半導体レーザモジュールの要部を模式的に示す断面図である。図１３および図１４に示す半導体レーザモジュール１Ｋは、上述した実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１の蓋部１９に変えて、蓋部１９Ｋを備える。
　図１３および図１４に示す蓋部１９Ｋは、本体部１９１と、肉厚部１９２Ｋと、本体部１９１に形成された領域部１９４と、を有する。領域部１９４は、パッケージ２に収容された光アイソレータ９の直上における本体部１９１の下面領域Ｒ１に相当する領域であって、少なくとも肉厚部１９２Ｋが無い部分の一部である領域に形成される。領域部１９４は、磁石に付かない材料で形成される。具体的には、領域部１９４は、材料がガラス又はセラミックス等を用いて本体部１９１と一体的に形成される。また、領域部１９４は、材料がアルミニウム、銅、マンガン、オーステナイト系ステンレス(SUS304等)、真鍮等の磁石に付かない金属等を用いて形成してもよい。
　肉厚部１９２Ｋは、蓋部１９Ｋがパッケージ２に装着された際に、光アイソレータ９から肉厚部１９２Ｋまでの最短距離Ｄ２が０．８ｍｍ以上であり、かつ、肉厚部１９２Ｋの厚さをＴ２ｍｍとし、蓋部１９Ｋの下面から光アイソレータ９の上面までの法線距離をＸ２ｍｍとした場合に、法線距離Ｘ２が０ｍｍ≦Ｘ２ｍｍ≦Ｔ２ｍｍ＋０．８ｍｍとなるように形成される。肉厚部１９２Ｋが前述のように形成されていれば、領域部１９４の外側の蓋部１９Ｋとアイソレータの最短距離Ｄ３が０．８ｍｍ以上とすれば、光アイソレータ９が接着材の接着強度より磁力の強度を小さくすることができるので、光アイソレータ９が蓋部１９Ｋにくっつくことを防止することができる。この結果、光アイソレータ９が支持部材１８から外れてしまうことを確実に防止することができる。
　以上説明した実施形態１，２の変形例１０によれば、光アイソレータ９が支持部材１８から離れることを防止することができる。
　なお、上述した実施形態１，２の変形例１０では、肉厚部１９２Ｋを、上述した実施の形態１，２の変形例１～４の肉厚部１９２Ｂ，１９２Ｃ，１９２Ｄ，１９２Ｅの形状であっても適用することができる。
（その他の実施形態）
　上述した各実施形態において、光ファイバは１１、パッケージ２の短手方向の中心から、パッケージ２の短手方向の一方の側壁側にシフトして配置されている。こうすることで、モジュールの短手方向においてもサイズを増大することなしに、長手方向のサイズを小さくすることが可能である。
　なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
　１，１Ａ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ　半導体レーザモジュール
　２　パッケージ
　３　温度調節器
　４　レーザ支持部材
　５，５Ａ　半導体レーザ素子
　６，６Ａ　コリメートレンズ
　７，８Ａ，８Ｆ，２０　ビームスプリッタ
　７Ｆ，８　ミラー
　９　光アイソレータ
　１０　集光レンズ
　１１　光ファイバ
　１２　ファイバ保持部
　１３，１６，１７　フォトダイオード
　１４　結合レンズ
　１５　波長検出用素子
　１８　支持部材
　１９，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ，１９Ｅ，１９Ｋ　蓋部
　２１　側壁
　１９１　本体部
　１９２，１９２Ｂ，１９２Ｃ，１９２Ｄ，１９２Ｅ，１９２Ｆ，１９２Ｋ　肉厚部
　１９３　突起部
　１９４　領域部

Claims (15)

  1. 　パッケージ内に複数の光学部品が収容された半導体レーザモジュールであって、
    　前記パッケージ内の一端側に向けてレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
    　前記半導体レーザ素子が前記レーザ光を出射する出射方向と逆方向の前記パッケージ内における他端側に前記レーザ光が入射する入射端が設けられた光ファイバと、
    　前記レーザ光を前記半導体レーザ素子が出射する出射方向と逆方向の前記パッケージの前記他端側に向けて折り返して前記光ファイバの前記入射端へ出力する折り返し部と、
    　を備えることを特徴とする半導体レーザモジュール。
  2. 　前記折り返し部は、１つ以上の反射部材を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
  3. 　前記折り返し部は、
    　前記半導体レーザ素子が出射する前記レーザ光をコリメートして前記反射部材へ出射するコリメートレンズと、
    　前記反射部材が反射した前記レーザ光を集光して前記光ファイバの前記入射端へ集光する集光レンズと、
    　をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
  4. 　前記折り返し部は、前記反射部材と前記集光レンズとの間に配置された光アイソレータをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザモジュール。
  5. 　前記光アイソレータによる前記レーザ光の光軸シフト方向と前記集光レンズによる前記レーザ光の屈折方向とが互いに逆であることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザモジュール。
  6. 　前記半導体レーザ素子が前記レーザ光を出射する出射端と逆方向の他端側に設けられ、前記レーザ光の波長を検出するための波長検出用素子をさらに備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
  7. 　前記光ファイバは、前記パッケージ内に挿入されて設けられていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
  8. 　前記レーザ光を受光し、該受光した前記レーザ光のパワーを検出するパワーモニタをさらに備え、
    　前記折り返し部は、前記レーザ光の一部を透過するとともに、残りの前記レーザ光を反射する反射部材を有し、
    　前記パワーモニタは、前記反射部材を透過した前記レーザ光が通過する位置に受光面を向けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
  9. 　前記レーザ光を受光し、該受光した前記レーザ光のパワーを検出するパワーモニタをさらに備え、
    　前記折り返し部は、
    　前記レーザ光を反射する第１の反射部材と、
    　前記第１の反射部材が反射した前記レーザ光を前記光ファイバの前記入射端へ反射する第２の反射部材と、
    　前記第２の反射部材が反射した前記レーザ光の一部を透過するとともに、残りの前記レーザ光を反射する光分岐部と、
    　を有し、
    　前記パワーモニタは、前記光分岐部が反射した前記レーザ光が通過する位置に受光面を向けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
  10. 　前記折り返し部は、
    　前記半導体レーザ素子が出射する前記レーザ光をコリメートして前記反射部材へ出射するコリメートレンズと、
    　前記反射部材と前記コリメートレンズとの間に配置された光アイソレータと、
    　をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
  11. 　前記折り返し部は、
    　前記レーザ光を反射する第１の反射部材と、
    　前記第１の反射部材が反射した前記レーザ光を前記光ファイバの前記入射端へ反射する第２の反射部材と、
    　前記第１の反射部材と前記第２の反射部材との間に配置された光アイソレータと、
    　をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
  12. 　前記折り返し部は、
    　前記半導体レーザ素子が出射する前記レーザ光をコリメートして前記反射部材へ出射するコリメートレンズと、
    　前記反射部材が反射した前記レーザ光を集光して前記光ファイバの前記入射端へ集光する集光レンズと、
    　前記集光レンズと前記光ファイバの前記入射端との間に配置された光アイソレータと、
    　をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
  13. 　前記パッケージに対して装着される蓋部をさらに備え、
    　前記蓋部は、
    　前記パッケージの側壁における上端部に接触する本体部と、
    　前記本体部の下面に設けられ、前記パッケージに対する当該蓋部の位置を決定する肉厚部と、
    　を有し、
    　前記肉厚部は、当該蓋部が前記パッケージに装着された際に、前記パッケージ内に収容された前記光アイソレータの直上における前記本体部の下面領域以外に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザモジュール。
  14. 　前記肉厚部は、前記パッケージの側壁のうち２箇所以上の内側と接触するように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体レーザモジュール。
  15. 　前記光ファイバは、前記パッケージの短手方向の中心から、前記パッケージの短手方向の一方の側壁側にシフトして配置されていることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
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