JPH0251107A - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバを介して光を結合させる光結合装
置に係り、特にレーザ素子、レンズ、アイソレータ、光
ファイバの光部品を光結合させ、しかも安定的に固定す
るに好適な光結合装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、たとえば、レーザ素子からの光を光ファイバに結
合する装置において、特開昭６２−６２３２４号公報に
記載のように、レーザ素子から出射した光を円筒状キャ
ップ中に設けたレンズ及び磁気光学素子を通して光結合
する構造になっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、第５図に示すように、円板状のベース
２２には、円筒状の支持部材２３と、これを覆うような
形のパッケージ部材２４のそれぞれの端部が固定されて
いる。さらに、支持部材２３にはレンズ３７ならびに磁
気光学素子２８が固定されている。このような構成での
パッケージの組み立て順序としては、まず、円板状のベ
ース２２上に支持部材３４を介してレーザ素子３３を接
合する。つぎにレンズ３７ならびに磁気光学素子２８を
あらかじめ固定しておいた円筒状の支持部材２３をベー
ス２２に乗せ、レーザ素子３３との光軸調整を行った後
にベース２２に固定する。

さらに、パッケージ部材２４を気密固定することで組み
立ては完了となる。

しかし１円筒状の支持部材２３のレンズ３７ならびに磁
気光学素子２８を光軸中心に配置固定することがむずか
しいことあるいはこの支持部材２３とベース２２とを光
軸調整した後固定することの困難性について配慮がなさ
れておらず、パッケージからの出射光をファイバに入射
させるには、光結合が得られない可能性があった。

本発明の目的は、光ファイバを介して光の結合をさせる
光結合装置に係り、特にレーザ素子、レンズ、アイソレ
ータ、光ファイバの光部品を容易に光軸調整でき、しか
も安定的に固定するに好適な光結合装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、レーザ素子、レンズ、アイソレータ、光フ
ァイバを適切に配置できるように単一材質からなるサブ
マウント基板を予め加工しておき。

この上に前記部品を順次接合固定することにより達成さ
れる。

〔作用〕

第１図に示すように、単一材質からなるサブマウント１
１上にはそれぞれ受光素子３５．レーザダイオード素子
３３．レンズ１２．アイソレータ２８、光ファイバ１３
が適切な所に配置されている。これらの位置は、サブマ
ウント１１上に高精度に加工した溝によって固定されて
いるため、各部品を光軸＠整することなく安定した光結
合を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。レー
ザダイオード素子３３はサブマウント１１上にＳｉ、Ｓ
ｉＣなどからなるヒートシンク３３′を介してＰｂ−８
ｎ半田、Ａｕ−８ｎなどのろう材で接合固定されている
。このレーザダイオード素子からの発振光を効率よく集
光するために、たとえば集束性ロッドレンズ１２を使用
する。

このレンズは円柱形状で両端面を除く部分にはＮ　ｉ　
、　Ａ　ｕなどのメタルコーティング処理されている。

一方、サブマウント１１で集束性ロッドレンズ］、２を
配置する部分には１円型溝を加工しておき、上記レンズ
をこの溝にそってＰｂ−３ｎ半田あるいは低融点ガラス
等を溶解しながら固定する。つぎに、ファラデー効果を
使ってレーザダイオード素子への戻り光を除去できる光
アイソレータ２８を配置する。この光アイソレータ２８
の構造はＹ　Ｉ　Ｇ　（ＹａＦ　ｅｓｏｘｚ）からなる
結晶とこの両側に偏光子、検光子を備え、これらを囲む
磁石によって光を回転させるものである。光アイソレー
タを通過した光は、フェルール１３中に固定した光ファ
イバ１４に入射する。光アイソレータ２８及び光ファイ
バをサブマウント１１上に固定する方法は、ロッドレン
ズ１２と同様に円型溝でＰｂ−８ｎ半田あるいは低融点
ガラス等で行う。

サブマウント１１上の円型溝は、第２図に示す工程で形
成する。まず、角状ブロックの中央に光アイソレータ２
８の外形が入るようにドリルあるいはり−マで穴加工す
る。つぎに、この穴のセンタにロッドレンズ１２が入る
ように穴加工する。このようにして加工した穴の中心軸
を通る面で、角状ブロックを２分割する。最後にレーザ
ダイオード素子３３を固定する部分の高さを削り出すこ
とにより、サブマウント１１は完成する。

レーザダイオード素子３３の光出力をモニタするため、
素子裏面からの出射光を受光素子３５に受ける。また、
レーザダイオード素子３３は温度変化に伴って発振波長
、光出力が変動する。このため素子の温度をサーミスタ
１５で測定し、レーザ温度をコントロールするためにペ
ルチェ素子１６をサブマウント１１の下に設ける。レー
ザダイオード素子３３．受光素子３５．光アイソレータ
２８などを気密保護するために、角型の金属ケース１７
内に入れる。このケースは、外部電極基板への実装を容
易するために、バタフライ型ケース（リード１４ピン、
ビン間か＜２．５４　　■）を使用する。ケースの材質
は、光アイソレータ２８への磁力の影響を防止するため
に、非磁性のステンレス（ＳｕＳ４０３）、オーステナ
イト系ステンレス、Ｃｕなどが適している。

本実施例によれば、レーザダイオード素子３３から発振
した光はサブマウント１１」−に高精度加工した円型溝
により集束性ロッドレンズ、光アイソレータを通して光
ファイバに集光することができ、また、単一材質のサブ
マウント上への光部品固定で温度変化が起ってもそれぞ
れが同一方向に膨張収縮し、光軸ずれを起こすことはな
い。

第１の実施例の変形例として、第３図に示ように、サブ
マウント１１上にはレーザダイオード素子３３とこの光
を集光する集束性ロッドレンズ１２を接合固定後、この
部分にキャップ１８を設は気密封止する。一方、光アイ
ソレータ２８と光ファイバ１４は円筒状の段付きパイプ
１９に固定した後、上記レンズ付レーザダイオード素子
３３と光結合を行う、この場合、光軸ずれを補正する手
段として、ケース１７上のベルチェ素子１６はステム側
面に取り付ける。このように配置すると、たとえレンズ
付レーザダイオードと光フアイバ側との軸ずれがあって
も、レーザダイオード側を移動することで光軸調整でき
る。上記実施例は、レーザダイオード素子３３と集束性
ロッドレンズ１２とを組み合せた例を示したが、この組
み合せはレーザダイオード素子単独の場合レンズ、光ア
イソレータ、光ファイバを１組みにするあるいはレーザ
素子、レンズ、アイソレータを組み合せた場合も同様で
ある。

第２の実施例としては、第４図に示すように、レーザダ
イオード素子３３に換えて光ファイバ１４′からの出射
光をレンズ１２′で集光し、光アイソレータ２８を通し
て再び光ファイバ１４に入射させるものである。この際
の光ファイバ、レンズ、光アイソレータのサブマウント
１１への固定は、すでに第１の実施例で示した場合と同
様である。この場合、光ファイバ１４及び１４′の種類
としては、偏波面保存ファイバと単一モードファイバの
組み合せあるいは同一ファイバ同志での結合などが考え
られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、単一材質からなるサブマウント上にそ
れぞれ受光素子、レーザダイオード素子。

レンズ、アイソレータ、光ファイバが光軸にそって適切
な所に配置されているため、それぞれの部品の光軸調整
は不必要であり、光結合の作業時間の短縮、安定した光
結合パッケージを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光結合装置の縦断面図、第
２図はレンズ、アイソレータを固定するサブマウントの
加工工程を示す工程図、第３図は本発明の一実施例を変
形したものの縦断面図、第４図は本発明の第２の実施例
の縦断面図、第５図は従来の実施例を示す断面図である
。 １１・・・サブマウント、１２・・・集束性ロッドレン
ズ。 １４・・・光ファイバ、１６・・・ペルチェ素子、１７
・・・ケース、２８・・・光アイソレータ、３３・・・
レーザダイオード素子、３５川受光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザダイオード素子、レンズ、アイソレータおよ
   び光ファイバをこの順序で配置してレーザと光ファイバ
   とを光結合させてなる結合装置において、前記レーザ素
   子、レンズ、アイソレータ、光ファイバを同一でしかも
   単一材質からなる基板上に接合固定することを特徴とす
   る光結合装置。 ２、前記レーザ素子に換えて光ファイバを使用し、この
   光ファイバからの光を結合することを特徴とする請求項
   １記載の光結合装置。 ３、前記基板材として、Ｓｉ、ＩｎＰ、Ａｌ＿２Ｏ＿３
   、ＳｉＣなどからなることを特徴とする請求項１または
   ２記載の光結合装置。 ４、前記基板材上にＡｌ、Ａｕなどからなる配線パター
   ンを形成し、前記レーザ素子と外部配線との電気接続を
   行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の
   光結合装置。 ５、前記基板材としてＳｉを使用し、このＳｉ基板をフ
   ォトエッチングプロセス技術で加工することを特徴とす
   る請求項１、２または４記載の光結合装置。