JP2003014992A - 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム - Google Patents
半導体レーザモジュールおよび光伝送システムInfo
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送路からの反射戻り光に起因するノイズを
抑制するための半導体レーザモジュールおよび光伝送シ
ステムを提供する。 【解決手段】 窓４を有するパッケージ１内部に、光を
出力する半導体レーザチップ２と、半導体レーザチップ
２から出力された光を、光伝送路５と結合するように光
学設計されたレンズ６と、レンズ６と窓４との間に設置
された光アイソレータ７と、各部材の温度を一定に保つ
ための温度制御機構１０と、光伝送路５を覆うように保
持している管状のフェルール１２とを備えた半導体レー
ザモジュールにおいて、フェルール１２のパッケージ１
側の端面に、パッケージ１の窓４から出射される光の偏
波面と一致するように偏光子１５が設置される。
抑制するための半導体レーザモジュールおよび光伝送シ
ステムを提供する。 【解決手段】 窓４を有するパッケージ１内部に、光を
出力する半導体レーザチップ２と、半導体レーザチップ
２から出力された光を、光伝送路５と結合するように光
学設計されたレンズ６と、レンズ６と窓４との間に設置
された光アイソレータ７と、各部材の温度を一定に保つ
ための温度制御機構１０と、光伝送路５を覆うように保
持している管状のフェルール１２とを備えた半導体レー
ザモジュールにおいて、フェルール１２のパッケージ１
側の端面に、パッケージ１の窓４から出射される光の偏
波面と一致するように偏光子１５が設置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザチッ
プと光ファイバとが光結合されてなる半導体レーザモジ
ュールに関する。特に、光ファイバからの反射戻り光を
抑制する光結合機構を有する半導体レーザモジュールに
関するものである。
プと光ファイバとが光結合されてなる半導体レーザモジ
ュールに関する。特に、光ファイバからの反射戻り光を
抑制する光結合機構を有する半導体レーザモジュールに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信ネットワークの発達に伴
い、長距離で高品質の光通信システムが実用化されてき
ている。特に多チャンネルのＣＡＴＶ映像伝送において
は、光通信が必要不可欠となってきている。
い、長距離で高品質の光通信システムが実用化されてき
ている。特に多チャンネルのＣＡＴＶ映像伝送において
は、光通信が必要不可欠となってきている。
【０００３】図６に従来の光通信システムの模式図を示
す。従来の光通信システムは、送信のみのシステムであ
り、送信元である放送局（以下、Ｈ．Ｅ．（ヘッドエン
ド）とする）２１から、受信先である一般家庭２３に映
像情報を配信している。Ｈ．Ｅ．２１から発信された映
像情報の信号は、分岐点（以下、Ｎｏｄｅとする）２２
までは光信号であり、光ファイバを介して伝送されてい
るが、Ｎｏｄｅ２２から各家庭２３までは電気信号であ
り、同軸ケーブルを介して伝送される。光ファイバ中を
伝送する半導体レーザとしては、単一波長で発振するた
めノイズが少なく、長距離ファイバ伝送を行っても信号
の劣化が少ないＤＦＢ（分布帰還型）レーザを用いてい
る。
す。従来の光通信システムは、送信のみのシステムであ
り、送信元である放送局（以下、Ｈ．Ｅ．（ヘッドエン
ド）とする）２１から、受信先である一般家庭２３に映
像情報を配信している。Ｈ．Ｅ．２１から発信された映
像情報の信号は、分岐点（以下、Ｎｏｄｅとする）２２
までは光信号であり、光ファイバを介して伝送されてい
るが、Ｎｏｄｅ２２から各家庭２３までは電気信号であ
り、同軸ケーブルを介して伝送される。光ファイバ中を
伝送する半導体レーザとしては、単一波長で発振するた
めノイズが少なく、長距離ファイバ伝送を行っても信号
の劣化が少ないＤＦＢ（分布帰還型）レーザを用いてい
る。
【０００４】図７に、従来の半導体レーザモジュールの
構造を示す。図７を用いて、従来の半導体レーザモジュ
ールについて説明する。上述した半導体レーザは、ＤＦ
Ｂレーザを用いている。パッケージ１内部において、Ｄ
ＦＢレーザを出力するＤＦＢレーザチップ２と、ＤＦＢ
レーザチップ２からの出力をモニターする受光素子３
と、ＤＦＢレーザチップ２から出力されたレーザ光を、
光ファイバ５と結合させるために集光する非球面レンズ
６と、光ファイバ５からの反射戻り光を減衰させる光ア
イソレータ７と、ＤＦＢレーザチップ２や光アイソレー
タ７の温度を検知するためのサーミスタ８が金属製のベ
ース９上に設置され、ベース９はペルチェクーラ１０上
に設置されている。
構造を示す。図７を用いて、従来の半導体レーザモジュ
ールについて説明する。上述した半導体レーザは、ＤＦ
Ｂレーザを用いている。パッケージ１内部において、Ｄ
ＦＢレーザを出力するＤＦＢレーザチップ２と、ＤＦＢ
レーザチップ２からの出力をモニターする受光素子３
と、ＤＦＢレーザチップ２から出力されたレーザ光を、
光ファイバ５と結合させるために集光する非球面レンズ
６と、光ファイバ５からの反射戻り光を減衰させる光ア
イソレータ７と、ＤＦＢレーザチップ２や光アイソレー
タ７の温度を検知するためのサーミスタ８が金属製のベ
ース９上に設置され、ベース９はペルチェクーラ１０上
に設置されている。
【０００５】ここで、光アイソレータ７は、レーザーチ
ップ２からパッケージ１外部へのレーザ光は透過させる
が、逆向きの、パッケージ１外部からのレーザ光は、減
衰させる。ペルチェ素子によって構成されるペルチェク
ーラ１０は、ベース９上の部材をベース９を介して一定
の温度に制御している。ＤＦＢレーザチップ２および、
光アイソレータ７は、温度によって特性が変化するの
で、最適な温度となるように制御される。また、温度
は、サーミスタ８によって検知されている。
ップ２からパッケージ１外部へのレーザ光は透過させる
が、逆向きの、パッケージ１外部からのレーザ光は、減
衰させる。ペルチェ素子によって構成されるペルチェク
ーラ１０は、ベース９上の部材をベース９を介して一定
の温度に制御している。ＤＦＢレーザチップ２および、
光アイソレータ７は、温度によって特性が変化するの
で、最適な温度となるように制御される。また、温度
は、サーミスタ８によって検知されている。
【０００６】また、パッケージ１には、レーザ光が外部
に出射される窓４が設けられている。さらに、パッケー
ジ１の窓４の外側には、口金１４が取り付けられてい
る。パッケージ１内部には、不活性気体が充填され、漏
れないようにキャップ１１が溶接でパッケージ１に取り
付けられている。
に出射される窓４が設けられている。さらに、パッケー
ジ１の窓４の外側には、口金１４が取り付けられてい
る。パッケージ１内部には、不活性気体が充填され、漏
れないようにキャップ１１が溶接でパッケージ１に取り
付けられている。
【０００７】光ファイバ５は、ステンレスの筒であるフ
ェルール１２で保持されている。フェルール１２を保持
しているフェルールホルダ１３は、ＹＡＧ溶接によって
パッケージ１の口金１４に固着されている。光ファイバ
５は、窓４から出射されるレーザ光が、効率よく結合さ
れるように調芯されている。
ェルール１２で保持されている。フェルール１２を保持
しているフェルールホルダ１３は、ＹＡＧ溶接によって
パッケージ１の口金１４に固着されている。光ファイバ
５は、窓４から出射されるレーザ光が、効率よく結合さ
れるように調芯されている。
【０００８】ＤＦＢレーザを光ファイバに伝送させるシ
ステムにおける送信方式としては２種類の方式がある。
１つは、ＤＦＢレーザを直接変調する直接変調方式であ
り、もう１つは、ＤＦＢレーザをＤＣ駆動し、ＤＦＢレ
ーザモジュールの先に光接続された、外部変調器により
変調する外部変調方式である。外部変調方式は、直接変
調方式とは異なり、レーザのチャープ現象が発生しない
ため、より高品質な長距離伝送が可能となる。
ステムにおける送信方式としては２種類の方式がある。
１つは、ＤＦＢレーザを直接変調する直接変調方式であ
り、もう１つは、ＤＦＢレーザをＤＣ駆動し、ＤＦＢレ
ーザモジュールの先に光接続された、外部変調器により
変調する外部変調方式である。外部変調方式は、直接変
調方式とは異なり、レーザのチャープ現象が発生しない
ため、より高品質な長距離伝送が可能となる。
【０００９】直接変調方式を用いる場合は、光ファイバ
５にシングルモードファイバを用いる。また、外部変調
方式を用いる場合は、外部変調器との光結合効率を高め
るために、レーザ光の偏波面を保持したまま伝送するこ
とができる偏波面保存ファイバを用いる。
５にシングルモードファイバを用いる。また、外部変調
方式を用いる場合は、外部変調器との光結合効率を高め
るために、レーザ光の偏波面を保持したまま伝送するこ
とができる偏波面保存ファイバを用いる。
【００１０】以上説明した構成の半導体レーザモジュー
ルは、光アイソレータ７がＤＦＢレーザチップ２と同様
に温度制御されているために、安定した光アイソレーシ
ョン比を保つことが可能である。そのため、光ファイバ
からの反射戻り光が光アイソレータで確実に減衰され、
反射戻り光によるノイズが発生しにくい。なお、上述し
た半導体レーザモジュールは、特開平３−１７８１８１
号公報に開示されている。
ルは、光アイソレータ７がＤＦＢレーザチップ２と同様
に温度制御されているために、安定した光アイソレーシ
ョン比を保つことが可能である。そのため、光ファイバ
からの反射戻り光が光アイソレータで確実に減衰され、
反射戻り光によるノイズが発生しにくい。なお、上述し
た半導体レーザモジュールは、特開平３−１７８１８１
号公報に開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ここ数
年で送信のみのシステムよりもむしろインターネット等
も利用できる双方向の光通信システムの要望が高まって
きた。図５に、直接変調方式を用いた双方向光通信シス
テムの摸式図を示す。なお、図５では、第１送受信装置
であるＨ．Ｅ．２１と、第２送受信装置であるＮｏｄｅ
２２のみ図示し、Ｎｏｄｅ２２の先にある一般家庭は省
略してある。図６のシステムと同様に、図５のシステム
においても、Ｈ．Ｅ．２１とＮｏｄｅ２２間は、光ファ
イバ等の光伝送路で結ばれている。図５のシステムが図
６のシステムと異なる点は、Ｈ．Ｅ．２１およびＮｏｄ
ｅ２２の間で、送信および受信が行える双方向通信がで
きることである。
年で送信のみのシステムよりもむしろインターネット等
も利用できる双方向の光通信システムの要望が高まって
きた。図５に、直接変調方式を用いた双方向光通信シス
テムの摸式図を示す。なお、図５では、第１送受信装置
であるＨ．Ｅ．２１と、第２送受信装置であるＮｏｄｅ
２２のみ図示し、Ｎｏｄｅ２２の先にある一般家庭は省
略してある。図６のシステムと同様に、図５のシステム
においても、Ｈ．Ｅ．２１とＮｏｄｅ２２間は、光ファ
イバ等の光伝送路で結ばれている。図５のシステムが図
６のシステムと異なる点は、Ｈ．Ｅ．２１およびＮｏｄ
ｅ２２の間で、送信および受信が行える双方向通信がで
きることである。
【００１２】Ｈ．Ｅ．２１の送信部２４からの信号は、
Ｈ．Ｅ．２１のＤＦＢレーザモジュール２６ａで、電気
信号から光信号に変換されて伝送され、各Ｎｏｄｅ２２
の受光部２７ｂに送られ、光信号から電気信号に戻され
る。また、各Ｎｏｄｅ２２のＤＦＢレーザモジュール２
６ｂから送信された光信号は、Ｈ．Ｅ．２１の各受光部
２７ａで電気信号に戻されて、受信部２５に送られる。
Ｈ．Ｅ．２１のＤＦＢレーザモジュール２６ａで、電気
信号から光信号に変換されて伝送され、各Ｎｏｄｅ２２
の受光部２７ｂに送られ、光信号から電気信号に戻され
る。また、各Ｎｏｄｅ２２のＤＦＢレーザモジュール２
６ｂから送信された光信号は、Ｈ．Ｅ．２１の各受光部
２７ａで電気信号に戻されて、受信部２５に送られる。
【００１３】Ｎｏｄｅ２２のＤＦＢレーザモジュール２
６ｂは、信号を送信していないときは、単にＤＣ駆動
（無変調）状態となり、光ファイバからの反射戻り光に
よって低周波領域にノイズが発生する。図８は、ＤＦＢ
レーザモジュールの無変調時の低周波ノイズを示す図で
ある。図８において、低周波数領域には、スパイク状の
ノイズが発生していることがわかる。Ｈ．Ｅ．２１は、
各Ｎｏｄｅ２２からの光信号を一括して電気信号に変換
して受信部２５に送るので、前記ノイズが発生している
周波数あるいはその近傍の周波数の信号を他のＮｏｄｅ
２２が送信している場合には、この信号は、前記ノイズ
の影響を受ける。つまり、映像やデータの伝送特性が劣
化する。
６ｂは、信号を送信していないときは、単にＤＣ駆動
（無変調）状態となり、光ファイバからの反射戻り光に
よって低周波領域にノイズが発生する。図８は、ＤＦＢ
レーザモジュールの無変調時の低周波ノイズを示す図で
ある。図８において、低周波数領域には、スパイク状の
ノイズが発生していることがわかる。Ｈ．Ｅ．２１は、
各Ｎｏｄｅ２２からの光信号を一括して電気信号に変換
して受信部２５に送るので、前記ノイズが発生している
周波数あるいはその近傍の周波数の信号を他のＮｏｄｅ
２２が送信している場合には、この信号は、前記ノイズ
の影響を受ける。つまり、映像やデータの伝送特性が劣
化する。
【００１４】伝送特性の劣化を防ぐには、反射戻り光を
従来の半導体レーザモジュールよりもさらに低減させる
必要がある。そのための方法としては、主に以下に示す
２つが挙げられる。
従来の半導体レーザモジュールよりもさらに低減させる
必要がある。そのための方法としては、主に以下に示す
２つが挙げられる。
【００１５】第１の方法は、上り方向レーザに本来使用
する信号の周波数とは異なる変調信号を常時印加するこ
とにより、反射戻り光耐性を向上させる方法である。し
かし、この方法は、システムすべての電気回路の設計を
改善する必要がある。
する信号の周波数とは異なる変調信号を常時印加するこ
とにより、反射戻り光耐性を向上させる方法である。し
かし、この方法は、システムすべての電気回路の設計を
改善する必要がある。
【００１６】第２の方法は、光ファイバからの戻り光に
対して十分な光アイソレーション特性を持つようなレー
ザモジュールを使用する方法である。この方法は、シス
テムはそのまま変更することなく、ＤＦＢレーザモジュ
ールのみを替えるだけで対応できる。
対して十分な光アイソレーション特性を持つようなレー
ザモジュールを使用する方法である。この方法は、シス
テムはそのまま変更することなく、ＤＦＢレーザモジュ
ールのみを替えるだけで対応できる。
【００１７】したがって、従来の送信のみのシステムか
ら双方向のシステムへの変更による、伝送特性の劣化を
防ぐ方法としては、第２の方法を用いるほうが容易であ
る。
ら双方向のシステムへの変更による、伝送特性の劣化を
防ぐ方法としては、第２の方法を用いるほうが容易であ
る。
【００１８】ところで、通常の光伝送路での反射減衰量
は、途中接続されているコネクタの種類や数にもよる
が、ＤＦＢレーザモジュールからの出力に対して約−３
０ｄＢである。ここで、図９に、伝送路での反射減衰量
を−３０ｄＢとしたときのノイズとＤＦＢレーザモジュ
ールの光アイソレーション比の関係を示す。光アイソレ
ーション比が４０ｄＢ以上になるとかなりノイズは減少
し、４５ｄＢ以上になるとほとんどノイズは発生しない
ことが図９よりわかる。実用上、ノイズは５ｄＢ以下に
することが望ましいので、光アイソレーション比として
３８ｄＢ以上が必要であることが図９よりわかる。
は、途中接続されているコネクタの種類や数にもよる
が、ＤＦＢレーザモジュールからの出力に対して約−３
０ｄＢである。ここで、図９に、伝送路での反射減衰量
を−３０ｄＢとしたときのノイズとＤＦＢレーザモジュ
ールの光アイソレーション比の関係を示す。光アイソレ
ーション比が４０ｄＢ以上になるとかなりノイズは減少
し、４５ｄＢ以上になるとほとんどノイズは発生しない
ことが図９よりわかる。実用上、ノイズは５ｄＢ以下に
することが望ましいので、光アイソレーション比として
３８ｄＢ以上が必要であることが図９よりわかる。
【００１９】従来より用いられている１段タイプの光ア
イソレータであっても、レーザの発振波長が、その光ア
イソレータの光アイソレーション比の最高値であれば、
３８ｄＢ以上の光アイソレーション比は問題ない。しか
し、実際には、レーザの波長のばらつきや光アイソレー
タの個体差等のため、光アイソレーション比を４０ｄＢ
以上確保することは難しい。
イソレータであっても、レーザの発振波長が、その光ア
イソレータの光アイソレーション比の最高値であれば、
３８ｄＢ以上の光アイソレーション比は問題ない。しか
し、実際には、レーザの波長のばらつきや光アイソレー
タの個体差等のため、光アイソレーション比を４０ｄＢ
以上確保することは難しい。
【００２０】通常の光アイソレータは１段タイプのもの
であり、さらに、特性のよいものに１．５段タイプの光
アイソレータがある。図１０に１．５段タイプの光アイ
ソレータの側断面図を示す。通常の１段タイプの光アイ
ソレータは、２枚の偏光子で挟まれたファラデー回転子
と、前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石とよりな
る。図１０に示すように、１．５段タイプの光アイソレ
ータは、３枚の偏光子１７と、各偏光子１７の間に配置
された２個のファラデー回転子１８と、回転角を制御す
るためにファラデー回転子１８に磁界を与える磁石１９
を備える構造である。図１１に光アイソレーション比の
波長特性を示す。○は、１段タイプの光アイソレータの
特性であり、△は、１．５段タイプの光アイソレータの
特性である。図１１より、１．５段タイプの光アイソレ
ータの光アイソレーション比は確実に５０ｄＢを超えて
いることがわかる。１．５段タイプの光アイソレータを
用いることで、ノイズの問題は解決される。
であり、さらに、特性のよいものに１．５段タイプの光
アイソレータがある。図１０に１．５段タイプの光アイ
ソレータの側断面図を示す。通常の１段タイプの光アイ
ソレータは、２枚の偏光子で挟まれたファラデー回転子
と、前記ファラデー回転子に磁界を与える磁石とよりな
る。図１０に示すように、１．５段タイプの光アイソレ
ータは、３枚の偏光子１７と、各偏光子１７の間に配置
された２個のファラデー回転子１８と、回転角を制御す
るためにファラデー回転子１８に磁界を与える磁石１９
を備える構造である。図１１に光アイソレーション比の
波長特性を示す。○は、１段タイプの光アイソレータの
特性であり、△は、１．５段タイプの光アイソレータの
特性である。図１１より、１．５段タイプの光アイソレ
ータの光アイソレーション比は確実に５０ｄＢを超えて
いることがわかる。１．５段タイプの光アイソレータを
用いることで、ノイズの問題は解決される。
【００２１】しかし、１．５段タイプの光アイソレータ
は、１段タイプの光アイソレータに比べて、構造上、光
の伝播方向に長くなっている。そのため、図７の従来の
半導体レーザモジュールの光アイソレータの替わりに用
いると、窓４に当たってしまう。そこで、他の部材を動
かして、同一のパッケージ１内に納まるような配置とし
ても、光アイソレータの有効径に対し、非球面レンズ側
での光束径が大きいため、光アイソレータを通過できな
いレーザ光が出てくる。そのため、十分な光結合が得ら
れなくなるという問題がある。
は、１段タイプの光アイソレータに比べて、構造上、光
の伝播方向に長くなっている。そのため、図７の従来の
半導体レーザモジュールの光アイソレータの替わりに用
いると、窓４に当たってしまう。そこで、他の部材を動
かして、同一のパッケージ１内に納まるような配置とし
ても、光アイソレータの有効径に対し、非球面レンズ側
での光束径が大きいため、光アイソレータを通過できな
いレーザ光が出てくる。そのため、十分な光結合が得ら
れなくなるという問題がある。
【００２２】一方、反射戻り光を減少させる別の方法と
して特開平６−８８９２６号公報に開示された、端面に
光アイソレータを取り付けた光ファイバがある。しか
し、この構造では、光アイソレータが温度制御されてい
ないため、光アイソレーション比が温度に対して安定で
あることが必要である。図１２に光アイソレータの光ア
イソレーション比の温度特性を示す。図１２より、１段
タイプの光アイソレータでは、温度変化に対して不安定
であるが、１．５段タイプの光アイソレータは、温度変
化に対して安定であり、４５ｄＢ以上の光アイソレーシ
ョン比が確保されることがわかる。そのため、１．５段
タイプの光アイソレータを用いて構成すれば、温度変化
に対して安定する。また、この構成では、レーザ光を十
分絞ったところに光アイソレータが設置されるので、光
結合損失は発生しない。
して特開平６−８８９２６号公報に開示された、端面に
光アイソレータを取り付けた光ファイバがある。しか
し、この構造では、光アイソレータが温度制御されてい
ないため、光アイソレーション比が温度に対して安定で
あることが必要である。図１２に光アイソレータの光ア
イソレーション比の温度特性を示す。図１２より、１段
タイプの光アイソレータでは、温度変化に対して不安定
であるが、１．５段タイプの光アイソレータは、温度変
化に対して安定であり、４５ｄＢ以上の光アイソレーシ
ョン比が確保されることがわかる。そのため、１．５段
タイプの光アイソレータを用いて構成すれば、温度変化
に対して安定する。また、この構成では、レーザ光を十
分絞ったところに光アイソレータが設置されるので、光
結合損失は発生しない。
【００２３】しかし、１．５段タイプの光アイソレータ
は構造上長くなるため、パッケージ１の窓４に光アイソ
レータ部分が当たらないように、出射されるレーザ光の
焦点位置は口金１４から十分離れた位置とする必要があ
る。そうすると、口金１４とフェルールホルダ１３との
ＹＡＧ溶接固定部と、前記焦点位置との距離が離れる。
このとき、前記ＹＡＧ溶接固定部での環境温度に対する
応力変形が発生すると、焦点位置における変位が、１段
タイプに比べると大きくなる。そのため、環境温度が大
きく変化するシステムではこの構成では支障がある。
は構造上長くなるため、パッケージ１の窓４に光アイソ
レータ部分が当たらないように、出射されるレーザ光の
焦点位置は口金１４から十分離れた位置とする必要があ
る。そうすると、口金１４とフェルールホルダ１３との
ＹＡＧ溶接固定部と、前記焦点位置との距離が離れる。
このとき、前記ＹＡＧ溶接固定部での環境温度に対する
応力変形が発生すると、焦点位置における変位が、１段
タイプに比べると大きくなる。そのため、環境温度が大
きく変化するシステムではこの構成では支障がある。
【００２４】このように、１．５段タイプの光アイソレ
ータは、波長特性および温度特性においては、１段タイ
プのものに比べて優れているが、１段タイプのものに比
べて、構造上長くなるため、上述した問題が生じてしま
う。
ータは、波長特性および温度特性においては、１段タイ
プのものに比べて優れているが、１段タイプのものに比
べて、構造上長くなるため、上述した問題が生じてしま
う。
【００２５】さらに、直接変調方式ではなく、外部変調
方式を用いる場合には、ＤＦＢレーザモジュールの先に
外部変調器が接続されるため、直接変調方式よりもさら
に反射が大きくなる。したがって、より光アイソレーシ
ョン比の高いＤＦＢレーザモジュールが必要とされる。
方式を用いる場合には、ＤＦＢレーザモジュールの先に
外部変調器が接続されるため、直接変調方式よりもさら
に反射が大きくなる。したがって、より光アイソレーシ
ョン比の高いＤＦＢレーザモジュールが必要とされる。
【００２６】本発明は、かかる事情に鑑みなされたもの
であり、伝送路からの反射戻り光に起因するノイズを抑
制するための半導体レーザモジュールおよび光伝送シス
テムを提供することを目的とする。
であり、伝送路からの反射戻り光に起因するノイズを抑
制するための半導体レーザモジュールおよび光伝送シス
テムを提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、不活性気体によって封止され、気密性を確
保することが可能な窓を有するパッケージ内部に、光を
出力する半導体レーザチップと、前記半導体レーザチッ
プから出力された光を集光して、前記パッケージの前記
窓の外側で、前記集光された光が光伝送路と結合するよ
うにする光学設計されたレンズと、前記レンズと前記窓
との間に設置された光アイソレータと、前記半導体レー
ザチップと前記レンズと前記光アイソレータの各部材の
温度を一定に保つための温度制御機構と、前記光伝送路
を覆うように保持している管状のフェルールとを備える
半導体レーザモジュールにおいて、前記フェルールの前
記パッケージ側の端面に、前記パッケージの前記窓から
出射される光の偏波面と一致するように偏光子が設置さ
れている。それによって、前記偏光子と前記光アイソレ
ータの両方によって反射戻り光を減衰させることができ
るので、反射戻り光によるノイズを減少させることがで
きる。また、従来の半導体レーザモジュールをあまり変
更せずに実現できるので、容易に、低コストで実現でき
る。
ジュールは、不活性気体によって封止され、気密性を確
保することが可能な窓を有するパッケージ内部に、光を
出力する半導体レーザチップと、前記半導体レーザチッ
プから出力された光を集光して、前記パッケージの前記
窓の外側で、前記集光された光が光伝送路と結合するよ
うにする光学設計されたレンズと、前記レンズと前記窓
との間に設置された光アイソレータと、前記半導体レー
ザチップと前記レンズと前記光アイソレータの各部材の
温度を一定に保つための温度制御機構と、前記光伝送路
を覆うように保持している管状のフェルールとを備える
半導体レーザモジュールにおいて、前記フェルールの前
記パッケージ側の端面に、前記パッケージの前記窓から
出射される光の偏波面と一致するように偏光子が設置さ
れている。それによって、前記偏光子と前記光アイソレ
ータの両方によって反射戻り光を減衰させることができ
るので、反射戻り光によるノイズを減少させることがで
きる。また、従来の半導体レーザモジュールをあまり変
更せずに実現できるので、容易に、低コストで実現でき
る。
【００２８】また、本発明の他の半導体レーザモジュー
ルは、不活性気体によって封止され、気密性を確保する
ことが可能な窓を有するパッケージ内部に、光を出力す
る半導体レーザチップと、前記半導体レーザチップから
出力された光を集光して、前記パッケージの前記窓の外
側で、前記集光された光が光伝送路と結合するようにす
る光学設計されたレンズと、前記レンズと前記窓との間
に設置された光アイソレータと、前記半導体レーザチッ
プと前記レンズと前記光アイソレータの各部材の温度を
一定に保つための温度制御機構と、前記光伝送路を覆う
ように保持している管状のフェルールとを備える半導体
レーザモジュールにおいて、前記フェルールの前記パッ
ケージ側の端面に、外部光アイソレータが設置されてい
る。
ルは、不活性気体によって封止され、気密性を確保する
ことが可能な窓を有するパッケージ内部に、光を出力す
る半導体レーザチップと、前記半導体レーザチップから
出力された光を集光して、前記パッケージの前記窓の外
側で、前記集光された光が光伝送路と結合するようにす
る光学設計されたレンズと、前記レンズと前記窓との間
に設置された光アイソレータと、前記半導体レーザチッ
プと前記レンズと前記光アイソレータの各部材の温度を
一定に保つための温度制御機構と、前記光伝送路を覆う
ように保持している管状のフェルールとを備える半導体
レーザモジュールにおいて、前記フェルールの前記パッ
ケージ側の端面に、外部光アイソレータが設置されてい
る。
【００２９】さらに好ましくは、前記外部光アイソレー
タは、前記パッケージから出射される光の所定方向の偏
波のみを通過させる第１偏光子と、前記第１偏光子を通
過する光の偏波面を所定の回転角で回転させるファラデ
ー回転子と、前記ファラデー回転子に磁界を与えている
磁石と、前記ファラデー回転子を通過する光の偏波面と
一致する偏波面である第２偏光子を備えている。それに
よって、反射戻り光を減衰させることができる。
タは、前記パッケージから出射される光の所定方向の偏
波のみを通過させる第１偏光子と、前記第１偏光子を通
過する光の偏波面を所定の回転角で回転させるファラデ
ー回転子と、前記ファラデー回転子に磁界を与えている
磁石と、前記ファラデー回転子を通過する光の偏波面と
一致する偏波面である第２偏光子を備えている。それに
よって、反射戻り光を減衰させることができる。
【００３０】さらに好ましくは、前記光伝送路は、前記
パッケージ側の端面が斜めに研磨された光ファイバとす
る。それによって、前記パッケージから出射されたレー
ザ光が前記光ファイバ端面反射することなく、光結合す
ることができる。
パッケージ側の端面が斜めに研磨された光ファイバとす
る。それによって、前記パッケージから出射されたレー
ザ光が前記光ファイバ端面反射することなく、光結合す
ることができる。
【００３１】さらに好ましくは、前記光伝送路は、偏波
面保存ファイバとする。偏波面保存ファイバを用いれ
ば、レーザ光の偏波面を保持したまま伝送できる。それ
によって、前記半導体レーザモジュールから出射された
レーザ光を外部変調器によって変調する場合には、前記
外部変調器との光結合を高めることができる。
面保存ファイバとする。偏波面保存ファイバを用いれ
ば、レーザ光の偏波面を保持したまま伝送できる。それ
によって、前記半導体レーザモジュールから出射された
レーザ光を外部変調器によって変調する場合には、前記
外部変調器との光結合を高めることができる。
【００３２】また、本発明の光伝送システムにおいて
は、前記半導体レーザモジュールを有する第１送受信装
置と、前記半導体レーザモジュールを有する複数の第２
送受信装置とが光伝送路で接続され、前記第１送受信装
置とそれぞれの前記第２送受信装置とが、お互いに光信
号を送信および受信し合って、双方向通信を行うことが
できる。それによって、このシステムを双方向光通信シ
ステムとして用いても、反射戻り光が少ないため、ノイ
ズが少なく、高品質な光通信が実現できる。
は、前記半導体レーザモジュールを有する第１送受信装
置と、前記半導体レーザモジュールを有する複数の第２
送受信装置とが光伝送路で接続され、前記第１送受信装
置とそれぞれの前記第２送受信装置とが、お互いに光信
号を送信および受信し合って、双方向通信を行うことが
できる。それによって、このシステムを双方向光通信シ
ステムとして用いても、反射戻り光が少ないため、ノイ
ズが少なく、高品質な光通信が実現できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１にかかる半導体レーザモジュールの構成
図である。本発明の実施の形態１にかかる半導体レーザ
モジュールの基本的な構成は、図７に示す従来の技術で
説明した従来の半導体レーザモジュールと同一である。
異なる点は、図１に示すように、フェルール端面に偏光
子が設置されていることである。以下に、図を用いて本
発明の実施の形態１にかかる半導体レーザモジュールに
ついて説明する。
の実施の形態１にかかる半導体レーザモジュールの構成
図である。本発明の実施の形態１にかかる半導体レーザ
モジュールの基本的な構成は、図７に示す従来の技術で
説明した従来の半導体レーザモジュールと同一である。
異なる点は、図１に示すように、フェルール端面に偏光
子が設置されていることである。以下に、図を用いて本
発明の実施の形態１にかかる半導体レーザモジュールに
ついて説明する。
【００３４】１は、パッケージであり、バタフライ型と
される。２は、ＤＦＢレーザ光を出力するＤＦＢレーザ
チップである。３は、ＤＦＢレーザチップ２からの出力
をモニターする受光素子である。６は、ＤＦＢレーザチ
ップ２から出力されたレーザ光を集光し、パッケージ１
の外側に配置される光ファイバ５と光結合するように光
学設計された非球面レンズである。８は、温度を検知す
るサーミスタである。
される。２は、ＤＦＢレーザ光を出力するＤＦＢレーザ
チップである。３は、ＤＦＢレーザチップ２からの出力
をモニターする受光素子である。６は、ＤＦＢレーザチ
ップ２から出力されたレーザ光を集光し、パッケージ１
の外側に配置される光ファイバ５と光結合するように光
学設計された非球面レンズである。８は、温度を検知す
るサーミスタである。
【００３５】４は、ＤＦＢレーザチップ２で出力された
レーザ光がパッケージ１内から外部に出射されるために
設けられた窓である。レーザ光は、パッケージ１から窓
４を介して、外部に出射される。１４は、口金であり、
パッケージ１の外部に配置され、窓４の箇所に固定され
ている。
レーザ光がパッケージ１内から外部に出射されるために
設けられた窓である。レーザ光は、パッケージ１から窓
４を介して、外部に出射される。１４は、口金であり、
パッケージ１の外部に配置され、窓４の箇所に固定され
ている。
【００３６】７は、光アイソレータであり、２枚の偏光
子に挟まれたファラデー回転子とそのファラデー回転子
に磁場を与えるための磁石から構成されている。光アイ
ソレータ７は、レンズ６と窓４の間に配置されている。
光アイソレータ７は、レーザーチップ２からパッケージ
１外部へのレーザ光は通過させるが、逆向きの、光ファ
イバ５より反射してくる反射戻り光は減衰させる。
子に挟まれたファラデー回転子とそのファラデー回転子
に磁場を与えるための磁石から構成されている。光アイ
ソレータ７は、レンズ６と窓４の間に配置されている。
光アイソレータ７は、レーザーチップ２からパッケージ
１外部へのレーザ光は通過させるが、逆向きの、光ファ
イバ５より反射してくる反射戻り光は減衰させる。
【００３７】ＤＦＢレーザチップ２と、受光素子３と、
非球面レンズ６と、光アイソレータ７と、サーミスタ８
とは、金属製のベース９上に設置されている。また、ベ
ース９はペルチェクーラ１０上に配置されている。サー
ミスタ８で検知する温度に応じて、ペルチェクーラ１０
は、ベース９上の各部材をベース９を介して一定の温度
に制御している。
非球面レンズ６と、光アイソレータ７と、サーミスタ８
とは、金属製のベース９上に設置されている。また、ベ
ース９はペルチェクーラ１０上に配置されている。サー
ミスタ８で検知する温度に応じて、ペルチェクーラ１０
は、ベース９上の各部材をベース９を介して一定の温度
に制御している。
【００３８】前述したペルチェクーラ１０とその上に設
置されている各部材は、パッケージ１内部に設置されて
いる。パッケージ１内は、不活性気体が充填された後、
漏れないようにキャップ１１が溶接され、密閉されてい
る。また、窓４も、気密性の高い構造となっているの
で、不活性気体が漏れることはない。
置されている各部材は、パッケージ１内部に設置されて
いる。パッケージ１内は、不活性気体が充填された後、
漏れないようにキャップ１１が溶接され、密閉されてい
る。また、窓４も、気密性の高い構造となっているの
で、不活性気体が漏れることはない。
【００３９】光ファイバ５は、ステンレスの筒である管
状のフェルール１２に保持されている。フェルール１２
は、光ファイバ５を、パッケージ１側の端部から覆って
いる。また、フェルール１２は、フェルールホルダ１３
によって保持されている。フェルールホルダ１３は、パ
ッケージ１の口金１４にＹＡＧ溶接によって固着されて
いる。光ファイバ５は、窓４からパッケージ１外部に出
射されるレーザ光に対して、最大光結合するように調芯
されている。
状のフェルール１２に保持されている。フェルール１２
は、光ファイバ５を、パッケージ１側の端部から覆って
いる。また、フェルール１２は、フェルールホルダ１３
によって保持されている。フェルールホルダ１３は、パ
ッケージ１の口金１４にＹＡＧ溶接によって固着されて
いる。光ファイバ５は、窓４からパッケージ１外部に出
射されるレーザ光に対して、最大光結合するように調芯
されている。
【００４０】フェルール１２のパッケージ１側の端面に
は、偏光子１５が設置されている。偏光子１５は、パッ
ケージ１から出射されるレーザ光の偏波面と一致するよ
うに設置されている。偏光子１５とフェルール１２との
間には、多重反射が起こらぬように、反射防止膜が形成
される。また、偏光子１５とフェルール１２との間に接
着剤を充填して両者を接着し、接着剤の屈折率を、両者
と近いものにすることで、多重反射を防止してもよい。
は、偏光子１５が設置されている。偏光子１５は、パッ
ケージ１から出射されるレーザ光の偏波面と一致するよ
うに設置されている。偏光子１５とフェルール１２との
間には、多重反射が起こらぬように、反射防止膜が形成
される。また、偏光子１５とフェルール１２との間に接
着剤を充填して両者を接着し、接着剤の屈折率を、両者
と近いものにすることで、多重反射を防止してもよい。
【００４１】窓４からパッケージ１外部に出射されるレ
ーザ光の光ファイバ５端面での反射を抑制し、光アイソ
レータ７と光ファイバ５間での多重反射を防止するため
に、光ファイバ５のパッケージ１側の端面は、斜め研磨
されている。さらに、窓４からパッケージ１外部に出射
されるレーザ光が、斜め研磨された光ファイバ５に最適
結合するために、上述したパッケージ１内に設置された
光学部品は斜めに調整固定されている。
ーザ光の光ファイバ５端面での反射を抑制し、光アイソ
レータ７と光ファイバ５間での多重反射を防止するため
に、光ファイバ５のパッケージ１側の端面は、斜め研磨
されている。さらに、窓４からパッケージ１外部に出射
されるレーザ光が、斜め研磨された光ファイバ５に最適
結合するために、上述したパッケージ１内に設置された
光学部品は斜めに調整固定されている。
【００４２】以上のような構成の半導体レーザモジュー
ルにおける動作について説明する。ＤＦＢレーザチップ
２から出力されたレーザ光は、非球面レンズ６によって
集光されて、光アイソレータ７を通過し、窓４を介して
パッケージ１の外部に出射される。出射されたレーザ光
の偏波面に合わせて偏光子１５は設置されているので、
出射されたレーザ光は、偏光子１５を通過する。偏光子
１５を通過後、出射されたレーザ光は、光ファイバ５に
光結合し、光ファイバ５によって伝送される。上述した
ように、フェルール１２端面および光ファイバ５端面で
の多重反射は起こらない。
ルにおける動作について説明する。ＤＦＢレーザチップ
２から出力されたレーザ光は、非球面レンズ６によって
集光されて、光アイソレータ７を通過し、窓４を介して
パッケージ１の外部に出射される。出射されたレーザ光
の偏波面に合わせて偏光子１５は設置されているので、
出射されたレーザ光は、偏光子１５を通過する。偏光子
１５を通過後、出射されたレーザ光は、光ファイバ５に
光結合し、光ファイバ５によって伝送される。上述した
ように、フェルール１２端面および光ファイバ５端面で
の多重反射は起こらない。
【００４３】また、光ファイバ５からパッケージ１への
反射戻り光が生じるが、反射戻り光は、ランダムに偏光
しているため、偏光子１５を通過するときに必要な成分
のみが選択される。そのため、パッケージ１内部への反
射戻り光の光強度は、従来の半導体レーザモジュールに
比べて、１／１０に減衰されている。また、パッケージ
１内部では、光アイソレータ７によって、さらに反射戻
り光は、減衰させられる。
反射戻り光が生じるが、反射戻り光は、ランダムに偏光
しているため、偏光子１５を通過するときに必要な成分
のみが選択される。そのため、パッケージ１内部への反
射戻り光の光強度は、従来の半導体レーザモジュールに
比べて、１／１０に減衰されている。また、パッケージ
１内部では、光アイソレータ７によって、さらに反射戻
り光は、減衰させられる。
【００４４】なお、ＤＦＢレーザチップ２および光アイ
ソレータ７は、温度によって特性が変化する。そのた
め、上述したように、ＤＦＢレーザチップ２および、光
アイソレータ７が最適に作動する温度になるよう、ペル
チェクーラ１０によって制御されている。
ソレータ７は、温度によって特性が変化する。そのた
め、上述したように、ＤＦＢレーザチップ２および、光
アイソレータ７が最適に作動する温度になるよう、ペル
チェクーラ１０によって制御されている。
【００４５】図３に、本発明の光アイソレーション比の
波長特性を、図４に、本発明の光アイソレーション比の
温度特性を示す。なお、図中●は、実施の形態１の場合
の特性であり、▲は、後述する実施の形態２の場合の特
性である。また、参考のために、図１１、図１２で示し
た、１段タイプのアイソレータのみを用いた場合の特性
（○で示されている）と、１．５段タイプの光アイソレ
ータのみを用いた場合の特性（△で示されている）も図
示してある。
波長特性を、図４に、本発明の光アイソレーション比の
温度特性を示す。なお、図中●は、実施の形態１の場合
の特性であり、▲は、後述する実施の形態２の場合の特
性である。また、参考のために、図１１、図１２で示し
た、１段タイプのアイソレータのみを用いた場合の特性
（○で示されている）と、１．５段タイプの光アイソレ
ータのみを用いた場合の特性（△で示されている）も図
示してある。
【００４６】図よりわかるように、偏光子１５をフェル
ール１２の端面に備えたことによる効果とパッケージ１
内部の光アイソレータ７の効果により、実施の形態１の
半導体レーザモジュールは、少なくとも３８ｄＢ以上の
光アイソレーション比を得ている。このため、従来の課
題である反射戻り光によるノイズの発生を抑制すること
が可能となる。また、図１の実施の形態１の半導体レー
ザモジュールの構成は、図７の従来の半導体レーザモジ
ュールの構成とほとんど変わらないので、従来の半導体
レーザモジュールを利用して、実施の形態１の半導体レ
ーザモジュールに容易に変更できる。
ール１２の端面に備えたことによる効果とパッケージ１
内部の光アイソレータ７の効果により、実施の形態１の
半導体レーザモジュールは、少なくとも３８ｄＢ以上の
光アイソレーション比を得ている。このため、従来の課
題である反射戻り光によるノイズの発生を抑制すること
が可能となる。また、図１の実施の形態１の半導体レー
ザモジュールの構成は、図７の従来の半導体レーザモジ
ュールの構成とほとんど変わらないので、従来の半導体
レーザモジュールを利用して、実施の形態１の半導体レ
ーザモジュールに容易に変更できる。
【００４７】また、上述したＤＦＢレーザモジュールを
図５に示す双方向光通信システムに用いることで、反射
戻り光が少ないため、ノイズが少なく、高品質な光伝送
システムが実現できる。
図５に示す双方向光通信システムに用いることで、反射
戻り光が少ないため、ノイズが少なく、高品質な光伝送
システムが実現できる。
【００４８】このように、本発明の実施の形態１にかか
る半導体レーザモジュールおよび光伝送システムにおい
ては、フェルール１２の端面に偏光子１５を取り付けた
ので、光ファイバ５からの反射戻り光を減衰させ、ノイ
ズの発生を抑制するＤＦＢレーザモジュールが実現でき
る。また、従来の半導体レーザモジュールの構造を利用
して、かつ大幅な変更を施す必要なく実現できるので、
容易に、低コストで実現できる。また、このＤＦＢレー
ザモジュールを用いて、双方向光通信システムを構成す
ることによって、高品質な光伝送システムが実現でき
る。
る半導体レーザモジュールおよび光伝送システムにおい
ては、フェルール１２の端面に偏光子１５を取り付けた
ので、光ファイバ５からの反射戻り光を減衰させ、ノイ
ズの発生を抑制するＤＦＢレーザモジュールが実現でき
る。また、従来の半導体レーザモジュールの構造を利用
して、かつ大幅な変更を施す必要なく実現できるので、
容易に、低コストで実現できる。また、このＤＦＢレー
ザモジュールを用いて、双方向光通信システムを構成す
ることによって、高品質な光伝送システムが実現でき
る。
【００４９】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２にかかるフェルール周辺の側断面図である。本発
明の実施の形態２にかかる半導体レーザモジュールの基
本的な構成は、図１に示す実施の形態１にかかるＤＦＢ
レーザモジュールと同一である。異なる点は、図２に示
すように、フェルール端面に、光アイソレータが設置さ
れていることである。以下に、図を用いて本発明の実施
の形態２にかかる半導体レーザモジュールについて説明
する。
形態２にかかるフェルール周辺の側断面図である。本発
明の実施の形態２にかかる半導体レーザモジュールの基
本的な構成は、図１に示す実施の形態１にかかるＤＦＢ
レーザモジュールと同一である。異なる点は、図２に示
すように、フェルール端面に、光アイソレータが設置さ
れていることである。以下に、図を用いて本発明の実施
の形態２にかかる半導体レーザモジュールについて説明
する。
【００５０】図２に示すように、実施の形態２にかかる
半導体レーザモジュールは、フェルール１２の端面に第
１偏光子１６ａと、ファラデー回転子１６ｂと、磁石１
６ｃと、第２偏光子１６ｄとからなる外部光アイソレー
タ１６が設置されている。第１偏光子１６ａは、パッケ
ージ１から出射されるレーザ光の所定方向の偏波のみを
通過させる。ファラデー回転子１６ｂは、第１偏光子１
６ａを通過したレーザ光を所定の回転角で回転させる。
磁石１６ｃは、ファラデー回転子１６ｂに磁界を与える
ことで、回転角を制御する。第２偏光子１６ｄの偏波面
は、ファラデー回転子１６ｂを通過するレーザ光の偏波
面と同一となるようにされる。このような構成により、
外部光アイソレータ１６は、パッケージ１から光ファイ
バ５へのレーザ光を通し、光ファイバ５からの反射戻り
光を減衰させる機能を持つ。
半導体レーザモジュールは、フェルール１２の端面に第
１偏光子１６ａと、ファラデー回転子１６ｂと、磁石１
６ｃと、第２偏光子１６ｄとからなる外部光アイソレー
タ１６が設置されている。第１偏光子１６ａは、パッケ
ージ１から出射されるレーザ光の所定方向の偏波のみを
通過させる。ファラデー回転子１６ｂは、第１偏光子１
６ａを通過したレーザ光を所定の回転角で回転させる。
磁石１６ｃは、ファラデー回転子１６ｂに磁界を与える
ことで、回転角を制御する。第２偏光子１６ｄの偏波面
は、ファラデー回転子１６ｂを通過するレーザ光の偏波
面と同一となるようにされる。このような構成により、
外部光アイソレータ１６は、パッケージ１から光ファイ
バ５へのレーザ光を通し、光ファイバ５からの反射戻り
光を減衰させる機能を持つ。
【００５１】なお、フェルール１２の端面には、第２偏
光子１６ｄが設置されるが、フェルール１２と第２偏光
子１６ｄとの間で、多重反射が起こらぬように、フェル
ール１２と第２偏光子１６ｄとの間には反射防止膜が形
成される。また、フェルール１２と第２偏光子１６ｄと
の間に接着剤を充填して両者を接着し、接着剤の屈折率
を、両者と近いものにすることで、多重反射を防止して
もよい。
光子１６ｄが設置されるが、フェルール１２と第２偏光
子１６ｄとの間で、多重反射が起こらぬように、フェル
ール１２と第２偏光子１６ｄとの間には反射防止膜が形
成される。また、フェルール１２と第２偏光子１６ｄと
の間に接着剤を充填して両者を接着し、接着剤の屈折率
を、両者と近いものにすることで、多重反射を防止して
もよい。
【００５２】パッケージ１から外部に出射されたレーザ
光は、外部光アイソレータ１６を通過後、光ファイバ５
に光結合し、光ファイバ５によって伝送される。また、
光ファイバ５からパッケージ１への反射戻り光が生じる
が、パッケージ１から出射されたレーザ光の反射戻り光
は、外部光アイソレータ１６で減衰され、さらに、パッ
ケージ１内で、光アイソレータ７で減衰される。そのと
きの、光アイソレーション比の波長および温度特性を図
３および図４に示す。前述したように、図３および図４
において、実施の形態２の光アイソレーション比は、▲
で図示されている。
光は、外部光アイソレータ１６を通過後、光ファイバ５
に光結合し、光ファイバ５によって伝送される。また、
光ファイバ５からパッケージ１への反射戻り光が生じる
が、パッケージ１から出射されたレーザ光の反射戻り光
は、外部光アイソレータ１６で減衰され、さらに、パッ
ケージ１内で、光アイソレータ７で減衰される。そのと
きの、光アイソレーション比の波長および温度特性を図
３および図４に示す。前述したように、図３および図４
において、実施の形態２の光アイソレーション比は、▲
で図示されている。
【００５３】図よりわかるように、外部光アイソレータ
１６をフェルール１２の端面に備えたことによる効果と
パッケージ１内部の光アイソレータ７の効果により、
１．５段タイプの光アイソレータ以上の特性を実現でき
るため、広い温度範囲と波長範囲で安定した光アイソレ
ーション比を実現できる。このため、従来の課題である
ノイズの発生を抑制することが可能となる。また、実施
の形態２の半導体レーザモジュールの構成は、従来の半
導体レーザモジュールの構成とほとんど変わらないの
で、容易に、低コストで変更できる。
１６をフェルール１２の端面に備えたことによる効果と
パッケージ１内部の光アイソレータ７の効果により、
１．５段タイプの光アイソレータ以上の特性を実現でき
るため、広い温度範囲と波長範囲で安定した光アイソレ
ーション比を実現できる。このため、従来の課題である
ノイズの発生を抑制することが可能となる。また、実施
の形態２の半導体レーザモジュールの構成は、従来の半
導体レーザモジュールの構成とほとんど変わらないの
で、容易に、低コストで変更できる。
【００５４】また、実施の形態２の半導体レーザモジュ
ールは、十分な光アイソレーション比が得られるので、
特に長距離伝送用の外部変調方式で用いられるのが望ま
しい。外部変調方式は、ＤＦＢレーザモジュールから出
射されたレーザ光を外部変調器によって変調する方式で
ある。この場合には、外部変調器との光結合を高めるた
めに、光ファイバ５には、偏波面保存ファイバを用い
る。
ールは、十分な光アイソレーション比が得られるので、
特に長距離伝送用の外部変調方式で用いられるのが望ま
しい。外部変調方式は、ＤＦＢレーザモジュールから出
射されたレーザ光を外部変調器によって変調する方式で
ある。この場合には、外部変調器との光結合を高めるた
めに、光ファイバ５には、偏波面保存ファイバを用い
る。
【００５５】また、上述したＤＦＢレーザモジュールを
図５に示す双方向光通信システムに用いれば、反射戻り
光が少ないため、ノイズが少なく、高品質な光伝送シス
テムが実現できる。
図５に示す双方向光通信システムに用いれば、反射戻り
光が少ないため、ノイズが少なく、高品質な光伝送シス
テムが実現できる。
【００５６】このように、本発明の実施の形態２にかか
る半導体レーザモジュールおよび光伝送システムにおい
ては、フェルール１２の端面に外部光アイソレータ１６
を取り付けたので、光ファイバ５からの反射戻り光を減
少させ、ノイズの発生を抑制するＤＦＢレーザモジュー
ルが実現できる。また、従来の半導体レーザモジュール
の構造を利用して、かつ大幅な変更を施す必要なく実現
できるので、容易に、低コストで実現できる。また、こ
のＤＦＢレーザモジュールを用いて、双方向光通信シス
テムを構成することによって、高品質な光伝送システム
が実現できる。
る半導体レーザモジュールおよび光伝送システムにおい
ては、フェルール１２の端面に外部光アイソレータ１６
を取り付けたので、光ファイバ５からの反射戻り光を減
少させ、ノイズの発生を抑制するＤＦＢレーザモジュー
ルが実現できる。また、従来の半導体レーザモジュール
の構造を利用して、かつ大幅な変更を施す必要なく実現
できるので、容易に、低コストで実現できる。また、こ
のＤＦＢレーザモジュールを用いて、双方向光通信シス
テムを構成することによって、高品質な光伝送システム
が実現できる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パッケ
ージ内の半導体レーザチップで出力したレーザ光をパッ
ケージ外部に出射して、光伝送路に光結合させる半導体
レーザモジュールにおいて、光伝送路を保持しているフ
ェルールのパッケージ側の端面に偏光子を設置したの
で、反射戻り光がより減衰されて、ノイズの発生を抑制
することができる。また、従来の半導体レーザモジュー
ルを利用して、大幅な変更をすることなく実現できるの
で、容易に、低コストで実現できる。また、この半導体
レーザモジュールを用いて、双方向光通信システムを構
成することで、高品質な光伝送システムが実現できる。
ージ内の半導体レーザチップで出力したレーザ光をパッ
ケージ外部に出射して、光伝送路に光結合させる半導体
レーザモジュールにおいて、光伝送路を保持しているフ
ェルールのパッケージ側の端面に偏光子を設置したの
で、反射戻り光がより減衰されて、ノイズの発生を抑制
することができる。また、従来の半導体レーザモジュー
ルを利用して、大幅な変更をすることなく実現できるの
で、容易に、低コストで実現できる。また、この半導体
レーザモジュールを用いて、双方向光通信システムを構
成することで、高品質な光伝送システムが実現できる。
【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体レーザモ
ジュールの構成図
ジュールの構成図
【図２】本発明の実施の形態２にかかるフェルール周辺
の側断面図
の側断面図
【図３】本発明の光アイソレーション比の波長特性を示
す図
す図
【図４】本発明の光アイソレーション比の温度特性を示
す図
す図
【図５】直接変調方式を用いた双方向光通信システムの
摸式図
摸式図
【図６】従来の光通信システムの摸式図
【図７】従来の半導体レーザモジュールの構成図
【図８】ＤＦＢレーザモジュールの無変調時の低周波ノ
イズを示す図
イズを示す図
【図９】低周波ノイズと光アイソレーション比との関係
を示す図
を示す図
【図１０】１．５段タイプの光アイソレータの側面断面
図
図
【図１１】１段および１．５段タイプのアイソレータの
光アイソレーション比の波長特性を示す図
光アイソレーション比の波長特性を示す図
【図１２】１段および１．５段タイプのアイソレータの
光アイソレーション比の温度特性を示す図
光アイソレーション比の温度特性を示す図
１ パッケージ
２ ＤＦＢレーザチップ
３ 受光素子
４ 窓ガラス
５ 光ファイバ
６ レンズ
７ 光アイソレータ
８ サーミスタ
９ ベース
１０ ペルチェクーラ
１１ キャップ
１２ フェルール
１３ フェルールホルダ
１４ 口金
１５ 偏光子
１６ 外部光アイソレータ
１６ａ 第１偏光子
１６ｂ ファラデー回転子
１６ｃ 磁石
１６ｄ 第２偏光子
２１ Ｈ．Ｅ．
２２ Ｎｏｄｅ
２３ 一般家庭
２４ 送信部
２５ 受信部
２６ａ、２６ｂ ＤＦＢレーザモジュール
２７ａ、２７ｂ 受光部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H037 BA03 CA00 CA03 CA10 CA15
DA02 DA04 DA05 DA15 DA17
DA36
5F073 AA64 AB25 AB27 AB28 AB30
BA01 EA27 FA02 FA07 FA08
5K002 AA05 BA13 DA04 FA01
Claims (6)
- 【請求項１】 不活性気体によって封止され、気密性を
確保することが可能な窓を有するパッケージ内部に、光
を出力する半導体レーザチップと、前記半導体レーザチ
ップから出力された光を集光して、前記パッケージの前
記窓の外側で、前記集光された光が光伝送路と結合する
ようにする光学設計されたレンズと、前記レンズと前記
窓との間に設置された光アイソレータと、前記半導体レ
ーザチップと前記レンズと前記光アイソレータの各部材
の温度を一定に保つための温度制御機構と、前記光伝送
路を覆うように保持している管状のフェルールとを備え
た半導体レーザモジュールにおいて、 前記フェルールの前記パッケージ側の端面に、前記パッ
ケージの前記窓から出射される光の偏波面と一致するよ
うに偏光子が設置されたことを特徴とする半導体レーザ
モジュール。 - 【請求項２】 不活性気体によって封止され、気密性を
確保することが可能な窓を有するパッケージ内部に、光
を出力する半導体レーザチップと、前記半導体レーザチ
ップから出力された光を集光して、前記パッケージの前
記窓の外側で、前記集光された光が光伝送路と結合する
ようにする光学設計されたレンズと、前記レンズと前記
窓との間に設置された光アイソレータと、前記半導体レ
ーザチップと前記レンズと前記光アイソレータの各部材
の温度を一定に保つための温度制御機構と、前記光伝送
路を覆うように保持している管状のフェルールとを備え
た半導体レーザモジュールにおいて、 前記フェルールの前記パッケージ側の端面に、外部光ア
イソレータが設置されたことを特徴とする半導体レーザ
モジュール。 - 【請求項３】 前記外部光アイソレータは、前記パッケ
ージから出射される光の所定方向の偏波のみを通過させ
る第１偏光子と、前記第１偏光子を通過する光の偏波面
を所定の回転角で回転させるファラデー回転子と、前記
ファラデー回転子に磁界を与えている磁石と、前記ファ
ラデー回転子を通過する光の偏波面と一致する偏波面で
ある第２偏光子を備えた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。 - 【請求項４】 前記光伝送路は、前記パッケージ側の端
面が斜めに研磨された光ファイバであることを特徴とす
る請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体レー
ザモジュール。 - 【請求項５】 前記光伝送路は、偏波面保存ファイバで
あることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
に記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の半導体レーザモジュールを有する第１送受信装置と、
前記半導体レーザモジュールを有する複数の第２送受信
装置とが光伝送路で接続され、 前記第１送受信装置とそれぞれの前記第２送受信装置と
が、お互いに光信号を送信および受信し合う、双方向通
信を行うことを特徴とする光伝送システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201090A JP2003014992A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム |
| US10/185,174 US6822997B2 (en) | 2001-07-02 | 2002-06-28 | Semiconductor laser module and optical transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201090A JP2003014992A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014992A true JP2003014992A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19038108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001201090A Withdrawn JP2003014992A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2003014992A (ja) |
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-
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- 2001-07-02 JP JP2001201090A patent/JP2003014992A/ja not_active Withdrawn
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2002
- 2002-06-28 US US10/185,174 patent/US6822997B2/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |