【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信の分野で用
いられる光ファイバと半導体レーザを光学的に結合する
ための半導体レーザモジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser module for optically coupling an optical fiber and a semiconductor laser used in the field of optical communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般的に、送信用光モジュールの光源と
して用いられる半導体レーザは、反射光の影響を受けや
すいことが知られている。すなわち、何らかの経路によ
って反射光が半導体レーザの発光状態の活性層へ戻る
と、反射光と発振光との干渉が生じて、レーザ発振が不
安定となり、光出力の変化や発振スペクトルの変化等の
現象を生じる。従って、半導体レーザの発振を安定にす
るためには、反射光の入射を極力抑制する必要があっ
た。2. Description of the Related Art It is generally known that a semiconductor laser used as a light source of an optical module for transmission is easily affected by reflected light. In other words, when the reflected light returns to the active layer in the light emitting state of the semiconductor laser by some route, interference between the reflected light and the oscillating light occurs, the laser oscillation becomes unstable, and a change in the optical output or a change in the oscillation spectrum occurs. Cause a phenomenon. Therefore, in order to stabilize the oscillation of the semiconductor laser, it is necessary to minimize the incidence of reflected light.
【０００３】反射戻り光の対策を講じた半導体レーザモ
ジュールとしては、特開平８−４３６９２号公報に開示
されているものが知られている。この公報に開示された
半導体レーザモジュールの断面図を図５に示す。As a semiconductor laser module taking measures against reflected return light, a semiconductor laser module disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43692 is known. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the semiconductor laser module disclosed in this publication.
【０００４】同図に示すように、半導体レーザモジュー
ルは発光素子１、光学系および光ファイバ４を一体化し
て構成されている。発光素子１はモニタ用のフォトダイ
オード８及び第１レンズ２と共に基板５上に実装されて
いる。ここで、発光素子１はチップキャリア７を介し
て、第１レンズ２はレンズホルダ（図示せず）を介して
それぞれ基板５上に実装されている。さらにこの基板５
は、ペルチェ効果素子等の温度制御素子を介してパッケ
ージ６の底面に固定されている。As shown in FIG. 1, a semiconductor laser module is constructed by integrating a light emitting element 1, an optical system and an optical fiber 4. The light emitting element 1 is mounted on the substrate 5 together with the monitoring photodiode 8 and the first lens 2. Here, the light emitting element 1 is mounted on the substrate 5 via the chip carrier 7 and the first lens 2 is mounted on the substrate 5 via the lens holder (not shown). Furthermore, this substrate 5
Is fixed to the bottom surface of the package 6 via a temperature control element such as a Peltier effect element.
【０００５】一方、パッケージ６の一方の側面にはハー
メチックガラス９で封止された窓が形成されており、こ
の窓の外側にアイソレータ１０及びレンズホルダ１１が
順に装着されている。レンズホルダ１１は第２レンズ３
を支持しており、更にレンズホルダ１１の他端にはフェ
ルールホルダ１２が固定されている。光ファイバ４の端
部を把持したフェルール１３がフェルールホルダ１２に
挿入されている。[0005] On the other hand, a window sealed with hermetic glass 9 is formed on one side of the package 6, and an isolator 10 and a lens holder 11 are sequentially mounted outside the window. The lens holder 11 is the second lens 3
, And a ferrule holder 12 is fixed to the other end of the lens holder 11. The ferrule 13 holding the end of the optical fiber 4 is inserted into the ferrule holder 12.
【０００６】以上のように構成された半導体レーザモジ
ュールにおいては、発光素子１から出射された出射光は
第１レンズ２、アイソレータ１０、第２レンズ３等を順
次通過した後、最終的に光ファイバ４の端面に結合され
る。ここで、通常は第１レンズ２は発光素子１の放射光
を平行光にする機能を有しており、また第２レンズ３は
第１レンズ２から出射された平行光を光ファイバ４の入
射端面に収束させる機能を有している。なお、第１レン
ズ２と第２レンズ３との機能を一つの光学部品に集約し
て、第２レンズの装着を省略したものもある。In the semiconductor laser module configured as described above, the emitted light emitted from the light emitting element 1 passes through the first lens 2, the isolator 10, the second lens 3 and the like in order, and finally passes through the optical fiber. 4 at the end face. Here, usually, the first lens 2 has a function to convert the radiated light of the light emitting element 1 into parallel light, and the second lens 3 converts the parallel light emitted from the first lens 2 into the optical fiber 4. It has the function of converging on the end face. In some cases, the functions of the first lens 2 and the second lens 3 are integrated into one optical component, and the mounting of the second lens is omitted.
【０００７】上述のような構成の半導体レーザモジュー
ルにおいて、第１レンズ２、アイソレータ１０、第２レ
ンズ３、光ファイバ４等の光学素子の入射面及び出射面
では反射が生じる。このため、発光素子１の出射光の中
心軸を第１レンズ２の中心軸からオフセットさせてい
る。In the semiconductor laser module configured as described above, reflection occurs on the entrance surface and the exit surface of optical elements such as the first lens 2, the isolator 10, the second lens 3, and the optical fiber 4. For this reason, the central axis of the light emitted from the light emitting element 1 is offset from the central axis of the first lens 2.
【０００８】図６及び図７は従来の技術におけるオフセ
ットを示す模式図であり、発光素子１とレンズ２の間に
は距離Ｄだけのオフセットがなされる。第２レンズ３の
後の光線は第１レンズ２の中心軸から距離Ｌだけ離れた
所にあり、発光素子のオフセット量Ｄが大きくなるにつ
れてＬの値も大きくなり、発光素子への戻り光量は小さ
くなる。FIG. 6 and FIG. 7 are schematic diagrams showing offsets in the prior art, in which an offset of a distance D is made between the light emitting element 1 and the lens 2. The light beam after the second lens 3 is located at a distance L from the central axis of the first lens 2, and the value of L increases as the offset amount D of the light emitting element increases, and the amount of light returning to the light emitting element is Become smaller.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の技術では、光軸の調整に多大な時間が必要
である。すなわち、前述したように、反射戻り光量はオ
フセット量Ｄにより変化するため、オフセット量Ｄのば
らつきが反射戻り光量のばらつきに帰因し、半導体レー
ザモジュールの特性ばらつきの要因となってしまう。従
って、半導体レーザモジュール特性を安定化させるため
には、オフセット量Ｄのばらつきを小さくすることが必
要となるが、機械的な位置決めだけでは不可能であり、
次に示す観察系による調整工程をとっていた。However, in the above-described conventional techniques, a great amount of time is required for adjusting the optical axis. That is, as described above, since the amount of reflected return light varies depending on the offset amount D, the variation of the offset amount D is attributable to the variation of the reflected return light amount, which causes the characteristic variation of the semiconductor laser module. Therefore, in order to stabilize the characteristics of the semiconductor laser module, it is necessary to reduce the variation of the offset amount D, but it is impossible only by mechanical positioning.
The following adjustment process was performed using an observation system.
【００１０】図８はオフセット量を測定する観察系の模
式図である。図８において１は発光素子、２は第１レン
ズ、３は第２レンズ、１４は観察用のＣＣＤカメラ、１
５はレンズでありＣＣＤカメラ１４の前面に配置されて
いる。１６は画像を表示するモニタ、１７は発光素子１
からの出射光の光線、１８は光線１７の集光点を表す。FIG. 8 is a schematic diagram of an observation system for measuring an offset amount. In FIG. 8, 1 is a light emitting element, 2 is a first lens, 3 is a second lens, 14 is a CCD camera for observation, 1
Reference numeral 5 denotes a lens which is arranged on the front of the CCD camera 14. 16 is a monitor for displaying an image, 17 is the light emitting element 1
The ray 18 of the light emitted from the light source 17 represents the focal point of the ray 17.
【００１１】ここで、第１レンズ２の中心軸と発光素子
１のオフセット量をＤ、集光点１８と第１レンズ２の中
心軸とのオフセット量をＬとし、発光素子１と第１レン
ズ２と第２レンズ３との間の光学定数や相対位置等から
算出される横倍率をＭとする。このとき、ＬはＤとＭに
より一意的に導くことができ、Ｌ＝Ｄ・Ｍとなる。すな
わち、Ｍは定数であるため、オフセット量Ｌを測定でき
ればオフセット量Ｄは直ちに計算される。Here, the offset amount between the central axis of the first lens 2 and the light emitting element 1 is D, the offset amount between the focal point 18 and the central axis of the first lens 2 is L, and the light emitting element 1 and the first lens The lateral magnification calculated from the optical constant and the relative position between the second lens 2 and the second lens 3 is M. At this time, L can be uniquely derived from D and M, and L = DM. That is, since M is a constant, if the offset amount L can be measured, the offset amount D is immediately calculated.
【００１２】オフセット量Ｌの測定は、図８の観察系を
利用して、まず第１レンズ２の中心軸をＣＣＤカメラ１
４により特定してその点をメモリする。次に集光点１８
の位置をＣＣＤカメラ１４により特定し、第１レンズ２
の中心軸と集光点１８の距離がＬとなる。Ｌが特定され
るとオフセット量Ｄは直ちに計算される。In order to measure the offset amount L, the center axis of the first lens 2 is first set by using the observation system shown in FIG.
4 and the point is memorized. Next, focus point 18
Is specified by the CCD camera 14, and the first lens 2
L is the distance between the central axis and the light-converging point 18. When L is specified, the offset amount D is calculated immediately.
【００１３】このように、実験的に導出したり戻り光量
が抑えられるオフセット量になるように発光素子１を第
１レンズ２に対して移動させることで、発光素子１と第
１レンズ２のオフセット調整は終了する。さらに、光フ
ァイバ４との調整は次の方法による。As described above, by moving the light emitting element 1 with respect to the first lens 2 so as to be an offset amount which is experimentally derived or the amount of return light is suppressed, the offset between the light emitting element 1 and the first lens 2 is obtained. The adjustment ends. Further, adjustment with the optical fiber 4 is performed by the following method.
【００１４】光ファイバ４の片側にはこの光ファイバ４
に入射する光量をモニタする計測器（図示せず）が接続
され、光ファイバ４を光軸方向及びそれに直交する方向
の合計３方向に微調整し、入射する光量が最大となる位
置を探す。One side of the optical fiber 4 is
A measuring instrument (not shown) for monitoring the amount of incident light is connected, and the optical fiber 4 is finely adjusted in a total of three directions of the optical axis direction and a direction orthogonal thereto, and a position where the amount of incident light is maximum is searched for.
【００１５】以上示してきたように、前述のような従来
の技術では、半導体レーザモジュールの特性のばらつき
が大きくなるか、または特性ばらつきを抑えるためには
多大な光軸の調整時間が必要となり、量産性に乏しく、
高価格な半導体レーザモジュールとなっていた。As described above, in the above-described conventional technology, the characteristic variation of the semiconductor laser module becomes large, or a large amount of optical axis adjustment time is required to suppress the characteristic variation. Poor mass production,
It was a high-priced semiconductor laser module.
【００１６】そこで、本発明は、量産性を可能とすると
ともに低価格化し、更に戻り光対策を簡略化するととも
にアセンブリも容易な高性能の半導体レーザモジュール
を提供することを目的とする。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high-performance semiconductor laser module which enables mass production, reduces cost, simplifies countermeasures against return light, and is easy to assemble.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、同軸型の容器
内に半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ装置を
保持するレーザホルダと、前記半導体レーザチップから
出射される光を集光するレンズと、光ファイバが挿入固
定されたフェルールが挿入される第１の穴と、前記レン
ズが挿入固定される第２の穴と、前記第１の穴と前記第
２の穴を貫通する第３の穴とを有したレセプタクルと、
前記レーザホルダを光軸方向に移動可能とするとともに
前記レセプタクルの一端に対して摺動可能であって且つ
前記レセプタクルを光軸と垂直な方向に移動可能に連接
したリングとから構成される半導体レーザモジュールで
あって、前記第２の穴に挿入されるレンズの中心軸と前
記第１の穴に挿入される光ファイバの中心軸とがオフセ
ットを持ち、前記光ファイバに入射される光量が所望の
値を示すように、前記半導体レーザ装置を保持するレー
ザホルダを位置決めして組み立て可能としたことを特徴
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a laser holder for holding a semiconductor laser device having a semiconductor laser chip mounted in a coaxial container, and a lens for condensing light emitted from the semiconductor laser chip. A first hole into which a ferrule into which an optical fiber is inserted and fixed; a second hole into which the lens is inserted and fixed; and a third hole penetrating the first hole and the second hole. A receptacle having:
A semiconductor laser comprising: a ring that allows the laser holder to move in the optical axis direction and that is slidable with respect to one end of the receptacle, and that connects the receptacle so as to be movable in a direction perpendicular to the optical axis. In the module, the center axis of the lens inserted into the second hole and the center axis of the optical fiber inserted into the first hole have an offset, and the amount of light incident on the optical fiber is a desired amount. A laser holder for holding the semiconductor laser device is positioned so as to show a value, and can be assembled.
【００１８】この構成では、観察系による光軸調整を省
略し、光軸調整を１回のみに短縮することができ、大量
生産性・低価格化を図ることができ、品質の高信頼性化
を図ることができる。In this configuration, the optical axis adjustment by the observation system can be omitted, the optical axis adjustment can be reduced to only one time, mass productivity can be reduced, the price can be reduced, and the quality can be highly reliable. Can be achieved.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、同軸型
の容器内に半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ
装置を保持するレーザホルダと、前記半導体レーザチッ
プから出射される光を集光するレンズと、光ファイバが
挿入固定されたフェルールが挿入される第１の穴と、前
記レンズが挿入固定される第２の穴と、前記第１の穴と
前記第２の穴を貫通する第３の穴とを有したレセプタク
ルと、前記レーザホルダを光軸方向に移動可能とすると
ともに前記レセプタクルの一端に対して摺動可能であっ
て且つ前記レセプタクルを光軸と垂直な方向に移動可能
に連接したリングとから構成される半導体レーザモジュ
ールであって、前記第２の穴に挿入されるレンズの中心
軸と前記第１の穴に挿入される光ファイバの中心軸とが
オフセットを持ち、前記光ファイバに入射される光量が
所望の値を示すように、前記半導体レーザ装置を保持す
るレーザホルダを位置決めして組み立て可能としたこと
を特徴とする半導体レーザモジュールであり、光ファイ
バからの戻り光が半導体レーザチップに帰還しないとい
う作用を有する。According to the first aspect of the present invention, there is provided a laser holder for holding a semiconductor laser device having a semiconductor laser chip mounted in a coaxial container, and condensing light emitted from the semiconductor laser chip. A first hole into which a ferrule into which an optical fiber is inserted and fixed; a second hole into which the lens is inserted and fixed; and a second hole penetrating through the first hole and the second hole. A receptacle having a third hole, the laser holder being movable in an optical axis direction, being slidable with respect to one end of the receptacle, and being capable of moving the receptacle in a direction perpendicular to the optical axis. And a center axis of a lens inserted into the second hole and an center axis of an optical fiber inserted into the first hole. A semiconductor laser module characterized in that a laser holder for holding the semiconductor laser device is positioned and assemblable so that the amount of light incident on the optical fiber indicates a desired value, and a return from the optical fiber is provided. This has the effect that light does not return to the semiconductor laser chip.
【００２０】請求項２に記載の発明は、同軸型の容器内
に半導体レーザチップを搭載した半導体レーザ装置を保
持するレーザホルダと、前記半導体レーザチップから出
射される光を集光するレンズと、光ファイバが挿入固定
されたフェルールが挿入される第１の穴と、前記レンズ
が挿入固定される第２の穴と、前記第１の穴と前記第２
の穴を貫通する第３の穴とを有したレセプタクルとから
構成され、前記レーザホルダ及び前記レセプタクルが光
軸と垂直な方向に移動可能とした半導体レーザモジュー
ルであって、前記第２の穴に挿入されるレンズの中心軸
と前記第１の穴に挿入される光ファイバの中心軸とがオ
フセットを持ち、前記光ファイバに入射される光量が所
望の値を示すように、前記半導体レーザ装置を保持する
レーザホルダを位置決めして組み立て可能としたことを
特徴とする半導体レーザモジュールであり、部品点数を
削減でき、光ファイバからの戻り光が半導体レーザチッ
プに帰還しないという作用を有する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser holder for holding a semiconductor laser device having a semiconductor laser chip mounted in a coaxial container, a lens for condensing light emitted from the semiconductor laser chip, A first hole into which a ferrule into which an optical fiber is inserted and fixed is inserted; a second hole into which the lens is inserted and fixed;
And a receptacle having a third hole penetrating through the hole, wherein the laser holder and the receptacle are movable in a direction perpendicular to the optical axis. The semiconductor laser device is adjusted so that the center axis of the lens to be inserted and the center axis of the optical fiber inserted into the first hole have an offset, and the amount of light incident on the optical fiber shows a desired value. A semiconductor laser module characterized by being capable of assembling by positioning a laser holder to be held. The semiconductor laser module has an effect that the number of parts can be reduced and return light from an optical fiber does not return to a semiconductor laser chip.
【００２１】請求項３に記載の発明は、前記第２の穴に
挿入されるレンズの中心軸と前記第１の穴に挿入される
光ファイバの中心軸との前記オフセットの値が、１００
μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする請求項
１または２に記載の半導体レーザモジュールであり、結
合効率の低下を招かずに光ファイバからの戻り光を低減
するという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, the offset value between the central axis of the lens inserted into the second hole and the central axis of the optical fiber inserted into the first hole is 100.
3. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein said semiconductor laser module has a size of not less than μm and not more than 300 μm, and has an effect of reducing return light from an optical fiber without lowering coupling efficiency.
【００２２】請求項４に記載の発明は、前記半導体レー
ザチップから前記レンズの第１主点までの距離と、前記
レンズの第２主点から前記ファイバ端面までの距離との
比で表される像倍率が１以下であることを特徴とする請
求項１から３のいずれかに記載の半導体レーザモジュー
ルであり、像倍率を１以下にしたため、半導体レーザチ
ップの位置ずれに対し結合効率の変化が小さくなるとい
う作用を有する。According to a fourth aspect of the present invention, the distance from the semiconductor laser chip to the first principal point of the lens and the distance from the second principal point of the lens to the end face of the fiber are represented by a ratio. 4. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the image magnification is 1 or less, and since the image magnification is set to 1 or less, a change in coupling efficiency with respect to a position shift of the semiconductor laser chip. It has the effect of being smaller.
【００２３】請求項５に記載の発明は、前記第３の穴の
直径が０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴
とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体レーザ
モジュールであり、平行光束に近い光のみを透過させる
ため、半導体レーザチップの位置ずれに対し結合効率の
変化が小さくなるという作用を有する。According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser module according to any one of the first to fourth aspects, the diameter of the third hole is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less. In addition, since only light close to a parallel light beam is transmitted, there is an effect that a change in coupling efficiency with respect to a displacement of the semiconductor laser chip is reduced.
【００２４】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態である
半導体レーザモジュールを示す断面図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor laser module according to one embodiment of the present invention.
【００２５】図１において、半導体レーザ装置２０は、
直径５．６ｍｍのステム２１、このステム２１の上に接
着等により固定されたヒートシンク２２、このヒートシ
ンク２２の上に固定されるた半導体レーザチップ２３を
備えている。２４はキャップであり、このキャップ２４
は光透過用の窓２５を備え、この窓２５はガラス窓２６
により封止されている。また、ステム２１には溶接ある
いは接着等により筒状のレーザホルダ２７を同軸配置と
して連結している。Referring to FIG. 1, a semiconductor laser device 20 comprises:
A stem 21 having a diameter of 5.6 mm, a heat sink 22 fixed on the stem 21 by adhesion or the like, and a semiconductor laser chip 23 fixed on the heat sink 22 are provided. Reference numeral 24 denotes a cap.
Has a window 25 for light transmission, and this window 25 is a glass window 26
Is sealed. A cylindrical laser holder 27 is coaxially connected to the stem 21 by welding or bonding.
【００２６】３３はレセプタクルであり、光ファイバが
挿入固定された直径２．５ｍｍのフェルール（図示せ
ず）が挿入される第１の穴２８と、レンズ３１が挿入さ
れる第２の穴２９、及び第１の穴２８と第２の穴２９を
貫通する第３の穴３０とから構成されている。レーザホ
ルダ２７はレセプタクル３３に取り付けたリング３２に
嵌合され、このリング３２の内周に沿って光軸方向に移
動可能であり、またリング３２の右端はレセプタクル３
３の左端と光軸と垂直な方向に摺動可能な構成となって
いる。Reference numeral 33 denotes a receptacle, which has a first hole 28 into which a 2.5 mm-diameter ferrule (not shown) into which an optical fiber is inserted and fixed, a second hole 29 into which a lens 31 is inserted, And a third hole 30 penetrating the first hole 28 and the second hole 29. The laser holder 27 is fitted to a ring 32 attached to the receptacle 33, is movable in the optical axis direction along the inner periphery of the ring 32, and the right end of the ring 32 is
3 is slidable in a direction perpendicular to the left end and the optical axis.
【００２７】ここで、レセプタクル３３の第１の穴２８
はフェルール外径に対して数μｍの公差で加工されるた
め、光ファイバの中心軸と第１の穴２８の中心軸はほぼ
一致すると考えてよい。一方、第２の穴２９はレンズ３
１の外径に対し数μｍの公差で加工されるため、レンズ
３１の中心軸と第２の穴２９の中心軸はほぼ一致すると
考えてよい。Here, the first hole 28 of the receptacle 33
Is processed with a tolerance of several μm with respect to the outer diameter of the ferrule, it may be considered that the center axis of the optical fiber and the center axis of the first hole 28 substantially coincide. On the other hand, the second hole 29 is the lens 3
Since the processing is performed with a tolerance of several μm with respect to the outer diameter of 1, the center axis of the lens 31 and the center axis of the second hole 29 may be considered to be substantially the same.
【００２８】本発明では、レンズ３１の中心軸と光ファ
イバの中心軸がオフセットを持つことを特徴としている
が、実際には第１の穴２８と第２の穴２９の中心軸を偏
心させてレセプタクル３３を加工することを意味する。
上記したように、第１の穴２８の中心軸と光ファイバの
中心軸は一致し、第２の穴２９の中心軸とレンズ３１の
中心軸は一致しているため、第１の穴２８の中心軸と第
２の穴２９の中心軸を偏芯させ加工すると、レンズ３１
の中心軸と光ファイバの中心軸は精度良く所望のオフセ
ット量を達成することが可能となる。The present invention is characterized in that the central axis of the lens 31 and the central axis of the optical fiber are offset, but in practice, the central axes of the first hole 28 and the second hole 29 are decentered. This means that the receptacle 33 is processed.
As described above, the center axis of the first hole 28 and the center axis of the optical fiber coincide with each other, and the center axis of the second hole 29 and the center axis of the lens 31 coincide with each other. When the center axis and the center axis of the second hole 29 are decentered and processed, the lens 31
And the central axis of the optical fiber can accurately achieve a desired offset amount.
【００２９】なお、第１の穴２８の中心軸と第２の穴２
９の中心軸間のオフセット量は１００μｍ以上３００μ
ｍ以下程度が好ましい。オフセット量が１００μｍ未満
では戻り光対策が不十分であり、半導体レーザの発振が
不安定となる。また、オフセット量が３００μｍを越え
ると光ファイバへの結合効率が低下し、半導体レーザに
多大な電流を流す必要があり、消費電力の増加や発熱に
よる半導体レーザの寿命低下を引き起こすことがある。The center axis of the first hole 28 and the second hole 2
The offset amount between the central axes of 9 is 100 μm or more and 300 μm
m or less is preferable. If the offset amount is less than 100 μm, the countermeasures against return light are insufficient, and the oscillation of the semiconductor laser becomes unstable. On the other hand, if the offset amount exceeds 300 μm, the coupling efficiency to the optical fiber decreases, and a large amount of current needs to be passed through the semiconductor laser, which may increase power consumption and shorten the life of the semiconductor laser due to heat generation.
【００３０】半導体レーザモジュールの組立方法は以下
のとおりである。レンズ３１が挿入固定されたレセプタ
クル３３とレーザホルダ２７に保持された半導体レーザ
装置２０とリング３２とを組立治具上（図示せず）に固
定する。半導体レーザ装置２０にはレーザ駆動装置（図
示せず）が接続され、半導体レーザチップ２３からレー
ザ光が放射される。一方、レセプタクル３３の第１の穴
２８には光ファイバが挿入固定されたフェルール（図示
せず）が挿入され、光ファイバの他の一端には光ファイ
バ内に入射される光量をモニタする光パワーメータ（図
示せず）が接続される。The method of assembling the semiconductor laser module is as follows. The receptacle 33 into which the lens 31 is inserted and fixed, the semiconductor laser device 20 held by the laser holder 27, and the ring 32 are fixed on an assembly jig (not shown). A laser driving device (not shown) is connected to the semiconductor laser device 20, and laser light is emitted from the semiconductor laser chip 23. On the other hand, a ferrule (not shown) in which an optical fiber is inserted and fixed is inserted into the first hole 28 of the receptacle 33, and the other end of the optical fiber has an optical power for monitoring the amount of light incident into the optical fiber. A meter (not shown) is connected.
【００３１】上記した接続状態から、半導体レーザ装置
２０とレーザホルダ２７の組立体をレンズ３１に対して
相対的に光軸方向と光軸に垂直な方向に移動させ、光パ
ワーメータの読みが最大値を示す所を探す。光パワーメ
ータの読みが最大値を示す所にて調整は終了し、レーザ
ホルダ２７とリング３２の境界線上及びリング３２とレ
セプタクル３３の境界線上を溶接あるいは接着等により
固定する。From the above connection state, the assembly of the semiconductor laser device 20 and the laser holder 27 is moved relative to the lens 31 in the direction of the optical axis and the direction perpendicular to the optical axis so that the reading of the optical power meter is maximized. Find where the value is shown. The adjustment is completed when the reading of the optical power meter indicates the maximum value, and the boundary between the laser holder 27 and the ring 32 and the boundary between the ring 32 and the receptacle 33 are fixed by welding or bonding.
【００３２】図２は、調整後の半導体レーザチップ２３
とレンズ３１とファイバＦとの位置関係を模式的に示す
図である。本発明では、予めレンズ３１の中心軸と光フ
ァイバの中心軸がオフセットを持つように配置したた
め、調整後の半導体レーザチップ２３の中心軸とレンズ
３１の中心軸も一致せず、従ってレンズ３１面あるいは
ファイバ面からの戻り光は半導体レーザへ帰還すること
はない。FIG. 2 shows the semiconductor laser chip 23 after the adjustment.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a positional relationship between a lens 31 and a fiber F. In the present invention, since the center axis of the lens 31 and the center axis of the optical fiber are previously arranged so as to have an offset, the center axis of the semiconductor laser chip 23 after adjustment and the center axis of the lens 31 do not coincide with each other. Alternatively, the return light from the fiber surface does not return to the semiconductor laser.
【００３３】次に、像倍率を１以下にすることによる組
立性の向上について説明する。図３は像倍率が１．６、
１、０．７４及び０．５８のときの半導体レーザチップ
の軸ずれ量と光ファイバに入射される光の結合効率の関
係を示す図である。図に示すように、像倍率を低くする
ことにより、結合効率の最大値は低下するが、軸ずれに
対し広いトレランスを有することが分かる。例えば、結
合効率の低下２ｄＢ以内を確保できる軸ずれ許容量は、
像倍率が１．６では±１０μｍであるのに対し、像倍率
が０．５８では±２０μｍまで広げることが可能とな
る。Next, the improvement of the assemblability by setting the image magnification to 1 or less will be described. FIG. 3 shows an image magnification of 1.6,
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the amount of axial deviation of the semiconductor laser chip and the coupling efficiency of light incident on the optical fiber at 1, 0.74, and 0.58. As shown in the figure, it can be seen that the lower the image magnification, the lower the maximum value of the coupling efficiency, but has a wider tolerance for the axial deviation. For example, the allowable amount of axis deviation that can keep the reduction of coupling efficiency within 2 dB is:
When the image magnification is 1.6, it is ± 10 μm, whereas when the image magnification is 0.58, it can be expanded to ± 20 μm.
【００３４】軸ずれ許容量が広いと、光軸合わせが容易
になるばかりでなく、溶接や接着等による固定時に生じ
る位置ずれに対して、結合効率の変化が小さく、従っ
て、組立性が向上し信頼性を高くすることができる。If the allowable amount of the axis deviation is large, not only the optical axis alignment becomes easy, but also the change in the coupling efficiency with respect to the positional deviation caused at the time of fixing by welding, bonding or the like is small, so that the assembling property is improved. Reliability can be increased.
【００３５】像倍率と軸ずれ許容量との間には、像倍率
が低いほど軸ずれ許容量は広くなるという関係が成立す
るが、特に部品公差や位置決め誤差等から要求される軸
ずれ許容量を確保するためには、像倍率１以下が必要と
なってくる。A relationship is established between the image magnification and the allowable amount of axis deviation that the lower the image magnification is, the larger the allowable amount of axis deviation is. However, in particular, the allowable amount of axis deviation required due to component tolerance, positioning error and the like. In order to ensure the above, an image magnification of 1 or less is required.
【００３６】また、本発明では、フェルールが挿入され
る第１の穴２８とレンズ３１が挿入固定される第２の穴
２９との間に存在する第３の穴３０の直径を０．２ｍｍ
以上で０．５ｍｍ以下としている。これは、前述の軸ず
れ許容量のさらなる拡大を目的としたものである。以
下、第３の穴を「絞り」と呼ぶこととする。In the present invention, the diameter of the third hole 30 existing between the first hole 28 into which the ferrule is inserted and the second hole 29 into which the lens 31 is inserted and fixed is 0.2 mm.
This is 0.5 mm or less. This is for the purpose of further expanding the allowable amount of axis deviation described above. Hereinafter, the third hole is referred to as “aperture”.
【００３７】絞り３０の直径を０．２ｍｍ以上で０．５
ｍｍ以下にすると、絞り３０から透過する光は直径０．
２ｍｍ以上で０．５ｍｍ以下の細い光束となり、光軸に
対して傾斜角の小さな光線の集合体となる。光ファイバ
のうち、光通信に用いられるＧＩファイバでは、コア中
心では約１１度の入射角をもつ光線まで入射伝搬可能で
あるが、半径が大きくなるにつれて、その許容入射角は
低下し、コア最外周では０度の入射角しか入射伝搬でき
ない。つまり、絞り３０の直径が十分に大きくて入射角
が大きな光線を含む場合、光ファイバ中心付近で結像し
た理想状態では光ファイバ内を入射伝搬できるが、組立
時の不注意等により軸ずれが発生した場合、結像点が光
ファイバ中心からずれてしまう。その結果、入射角の大
きな光は光ファイバ内を伝搬できず結合効率の低下を招
く。When the diameter of the diaphragm 30 is 0.2 mm or more and 0.5
When the diameter is smaller than 0.1 mm, the light transmitted from the stop 30 has a diameter of 0.
It becomes a thin light beam of 2 mm or more and 0.5 mm or less, and becomes an aggregate of light beams having a small inclination angle with respect to the optical axis. Among optical fibers, the GI fiber used for optical communication can enter and propagate light rays having an incident angle of about 11 degrees at the center of the core, but as the radius increases, the allowable incident angle decreases, and At the outer circumference, only the incident angle of 0 degree can be incident and propagated. In other words, if the diameter of the diaphragm 30 is sufficiently large to include a light beam having a large incident angle, the light can propagate through the optical fiber in an ideal state where an image is formed in the vicinity of the center of the optical fiber. When this occurs, the imaging point is shifted from the center of the optical fiber. As a result, light having a large incident angle cannot propagate through the optical fiber, resulting in a decrease in coupling efficiency.
【００３８】一方、本発明では、レンズ３１の後ろの絞
り３０の直径を十分に小さくしたため、その光線の入射
角は低く、従って理想状態からずれ、光ファイバ中心か
らずれた位置に結像しても、結合効率の低下は小さい。On the other hand, in the present invention, since the diameter of the stop 30 behind the lens 31 is made sufficiently small, the incident angle of the light beam is low, so that it deviates from the ideal state and forms an image at a position deviated from the center of the optical fiber. However, the decrease in coupling efficiency is small.
【００３９】図４は上記説明を示す図であり、絞り３０
の直径が０．３ｍｍと１．５ｍｍを比較したものであ
る。図４に示すように、絞り３０の直径が０．３ｍｍで
は、±１５μｍ以上の結合効率不変領域が存在し、結像
点が多少ずれても結合効率の低下は生じず、安定性のあ
る信頼性の高い半導体レーザモジュールを達成できるこ
とが分かる。なお、絞り３０の直径の範囲は０．２〜
０．５ｍｍとした。絞り３０の直径が０．２ｍｍ未満で
は、結合効率が低すぎ、半導体レーザに多大な電流を流
す必要があり、消費電力の増加や発熱による半導体レー
ザの寿命低下を引き起こすことがある。また、絞り３０
の直径が０．５ｍｍ以上では前述した様に、入射角の小
さな光線の実現は難しく、十分な特性を得ることが難し
い。FIG. 4 is a diagram showing the above description.
Is a comparison between 0.3 mm and 1.5 mm in diameter. As shown in FIG. 4, when the diameter of the diaphragm 30 is 0.3 mm, there is a coupling efficiency invariable region of ± 15 μm or more, and even if the imaging point is slightly shifted, the coupling efficiency does not decrease, and the reliability is stable. It can be seen that a semiconductor laser module with high performance can be achieved. The range of the diameter of the diaphragm 30 is 0.2 to
0.5 mm. If the diameter of the aperture 30 is less than 0.2 mm, the coupling efficiency is too low, and a large amount of current needs to flow through the semiconductor laser, which may increase power consumption and reduce the life of the semiconductor laser due to heat generation. Also, the aperture 30
Is 0.5 mm or more, as described above, it is difficult to realize a light beam with a small incident angle, and it is difficult to obtain sufficient characteristics.
【００４０】以上示してきたように、本発明の実施の形
態では、観察系による光軸調整を省略でき、半導体レー
ザモジュールの光軸調整は１回だけで済み、大量生産に
つながり、低価格化を図ることができる。また、半導体
レーザモジュールの高性能化を図ることができる。As described above, in the embodiment of the present invention, the optical axis adjustment by the observation system can be omitted, the optical axis adjustment of the semiconductor laser module needs to be performed only once, leading to mass production, and lower cost. Can be achieved. Further, the performance of the semiconductor laser module can be improved.
【００４１】更に、本発明の実施の形態では、位置決め
許容範囲が拡大し大量生産性、低価格化を図ることがで
き、位置決め許容範囲内での特性劣化が抑えられ、品質
の高信頼性化を図ることができる。Further, according to the embodiment of the present invention, the allowable range of positioning can be expanded, mass productivity and low cost can be achieved, characteristic deterioration within the allowable range of positioning can be suppressed, and high reliability of quality can be achieved. Can be achieved.
【００４２】なお、本発明の実施の形態ではリングを挿
入し半導体レーザチップが光ファイバに対し３軸方向に
調整可能な構造で説明したが、リングを省略し、レーザ
ホルダとレセプタクルが光軸と垂直な方向にのみ摺動で
きるような構造にしても、同様な効果が得られることは
言うまでもない。Although the embodiment of the present invention has been described with a structure in which a ring is inserted and the semiconductor laser chip can be adjusted in three axial directions with respect to the optical fiber, the ring is omitted and the laser holder and the receptacle are connected to the optical axis. It goes without saying that a similar effect can be obtained even if the structure is such that it can slide only in the vertical direction.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明では、レセプタクル内に光ファイ
バが挿入固定されたフェルールが挿入される第１の穴の
中心軸と、レンズが挿入される第２の穴の中心軸がオフ
セットを持つので、レンズ及び光ファイバからの戻り光
は半導体レーザチップに帰還せず、半導体レーザの発振
を安定化させることができる。According to the present invention, the central axis of the first hole into which the ferrule in which the optical fiber is inserted and fixed in the receptacle is offset from the central axis of the second hole into which the lens is inserted. The return light from the lens and the optical fiber does not return to the semiconductor laser chip, and the oscillation of the semiconductor laser can be stabilized.
【００４４】また、像倍率を１以下にしたため、軸ずれ
許容量を広くすることができ、半導体レーザモジュール
の組立性が向上し品質の信頼性も高くなる。Further, since the image magnification is set to 1 or less, the allowable amount of axis deviation can be widened, the assemblability of the semiconductor laser module is improved, and the reliability of the quality is also improved.
【００４５】更に、レンズ後の第３の穴の直径を０．２
ｍｍ以上で０．５ｍｍ以下としたため、入射角の小さな
光線を取り出すことができ、軸ずれに対する品質特性を
安定化し得る。Further, the diameter of the third hole after the lens is set to 0.2.
Since it is not less than 0.5 mm and not more than 0.5 mm, a light beam having a small incident angle can be extracted, and the quality characteristics against the axial deviation can be stabilized.
【図１】本発明の一実施の形態である半導体レーザモジ
ュールを示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor laser module according to an embodiment of the present invention;
【図２】調整後の半導体レーザチップとレンズとファイ
バとの位置関係を模式的に示す図FIG. 2 is a diagram schematically showing a positional relationship between a semiconductor laser chip, a lens, and a fiber after adjustment.
【図３】像倍率が１．６、１、０．７４及び０．５８の
ときの半導体レーザチップの軸ずれ量と光ファイバに入
射される光の結合効率の関係を示す図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of axial deviation of a semiconductor laser chip and the coupling efficiency of light incident on an optical fiber when the image magnification is 1.6, 1, 0.74, and 0.58.
【図４】本発明の一実施の形態である半導体レーザモジ
ュールの軸ずれ特性を示す図FIG. 4 is a view showing an axis shift characteristic of the semiconductor laser module according to one embodiment of the present invention;
【図５】従来の半導体レーザモジュールを示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing a conventional semiconductor laser module.
【図６】従来の技術におけるオフセットを示す模式図FIG. 6 is a schematic diagram showing an offset according to a conventional technique.
【図７】従来の技術におけるオフセットを示す模式図FIG. 7 is a schematic diagram showing an offset according to a conventional technique.
【図８】オフセット量を測定する観察系の模式図FIG. 8 is a schematic diagram of an observation system for measuring an offset amount.
【符号の説明】 ２０ 半導体レーザ装置 ２１ ステム ２２ ヒートシンク ２３ 半導体レーザチップ ２４ キャップ ２５ 窓 ２６ ガラス窓 ２７ レーザホルダ ２８ 第１の穴 ２９ 第２の穴 ３０ 第３の穴 ３１ レンズ ３２ リング ３３ レセプタクルDESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Semiconductor laser device 21 Stem 22 Heat sink 23 Semiconductor laser chip 24 Cap 25 Window 26 Glass window 27 Laser holder 28 First hole 29 Second hole 30 Third hole 31 Lens 32 Ring 33 Receptacle
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10097270AJPH11295559A (en) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | Semiconductor laser module |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10097270AJPH11295559A (en) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | Semiconductor laser module |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295559Atrue JPH11295559A (en) | 1999-10-29 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10097270APendingJPH11295559A (en) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | Semiconductor laser module |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11295559A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6749347B1 (en) | 2000-03-30 | 2004-06-15 | Fujitsu Limited | Laser diode module and assembling method therefor |
| JP2004288742A (en)* | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical module |
| KR100480252B1 (en)* | 2002-10-10 | 2005-04-07 | 삼성전자주식회사 | Bi-directional optical transceiver module with double cap |
| US7263112B2 (en) | 2003-06-03 | 2007-08-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module including a Peltier device therein and having a co-axial type package |
| JP2008292676A (en)* | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical subassembly |
| JP2016183863A (en)* | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 京セラ株式会社 | Optical sensor |
| CN108681018A (en)* | 2018-05-25 | 2018-10-19 | 珠海百亚电子科技有限公司 | The mold and preparation method thereof of laser module, fixator |
| JP2023010387A (en)* | 2021-07-09 | 2023-01-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Light emitting device, manufacturing method, and waveguide structure |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6749347B1 (en) | 2000-03-30 | 2004-06-15 | Fujitsu Limited | Laser diode module and assembling method therefor |
| KR100480252B1 (en)* | 2002-10-10 | 2005-04-07 | 삼성전자주식회사 | Bi-directional optical transceiver module with double cap |
| JP2004288742A (en)* | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical module |
| US7037001B2 (en) | 2003-03-19 | 2006-05-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module having an extension member for connecting a device to a lead terminal disposed behind the sub-mount |
| US7263112B2 (en) | 2003-06-03 | 2007-08-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module including a Peltier device therein and having a co-axial type package |
| JP2008292676A (en)* | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical subassembly |
| JP2016183863A (en)* | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 京セラ株式会社 | Optical sensor |
| CN108681018A (en)* | 2018-05-25 | 2018-10-19 | 珠海百亚电子科技有限公司 | The mold and preparation method thereof of laser module, fixator |
| JP2023010387A (en)* | 2021-07-09 | 2023-01-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Light emitting device, manufacturing method, and waveguide structure |
| US12282199B2 (en) | 2021-07-09 | 2025-04-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light emitting device, manufacturing method therefor, and waveguide structure |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5127072A (en) | Laser module with compliant optical fiber coupling | |
| US4988159A (en) | Fiber tailed optoelectronic transducer | |
| US6205274B1 (en) | Fiber optic header for an edge emitting laser | |
| US20060251362A1 (en) | Subassembly and optical module | |
| JPH1096839A (en) | Method for manufacturing semiconductor laser module | |
| US6595701B2 (en) | Laser diode module | |
| JP3130435B2 (en) | Manufacturing method of optical coupling device between light source and optical fiber | |
| US7275877B2 (en) | Optical module having individual housing for an optical processing unit and an optical sub-assembly | |
| JP2002335036A (en) | Optical module and method of manufacturing the same | |
| EP0631164B1 (en) | Optical element module | |
| JP2002014257A (en) | Semiconductor laser module | |
| JPH06120609A (en) | Light emitting device, light receiving device, and manufacturing method thereof | |
| JP2006208929A (en) | Optical power monitor and its manufacturing method | |
| JPH11295559A (en) | Semiconductor laser module | |
| JPH11218652A (en) | Light source assembly of optical fiber and its manufacture | |
| JP2002156562A (en) | Semiconductor laser module and method of manufacturing the same | |
| JPH07120643A (en) | Semiconductor laser with lens and its manufacture | |
| JP2003167159A (en) | Lens component with optical fiber | |
| JP2002341189A (en) | Optical module | |
| JP2000171665A (en) | LD module | |
| KR100583649B1 (en) | Collimating detection device and optical module packaging device using the same | |
| JP3295327B2 (en) | Bidirectional optical module | |
| JPH07151934A (en) | Optical collimator fiber and method of manufacturing optical collimator fiber | |
| JP4446614B2 (en) | Optical device and optical module | |
| JPH0943455A (en) | Optical module |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date:20040209 | |
| A131 | Notification of reasons for refusal | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date:20040217 | |
| A02 | Decision of refusal | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date:20040824 |