JPH0262955B2 - - Google Patents
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- JPH0262955B2 JPH0262955B2 JP59042540A JP4254084A JPH0262955B2 JP H0262955 B2 JPH0262955 B2 JP H0262955B2 JP 59042540 A JP59042540 A JP 59042540A JP 4254084 A JP4254084 A JP 4254084A JP H0262955 B2 JPH0262955 B2 JP H0262955B2
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- JP
- Japan
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- laser diode
- diode chip
- optical fiber
- output optical
- output
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
- G02B6/4203—Optical features
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザダイオードチツプ、集光素
子、出力用光フアイバを互に最適な位置に固定す
るレーザダイオードモジユール製造に関するもの
である。
子、出力用光フアイバを互に最適な位置に固定す
るレーザダイオードモジユール製造に関するもの
である。
＜従来技術＞
第１図は従来のレーザダイオードモジユールの
構成例を示す。出力用光フアイバ１の結合用端面
は集光用球レンズ２と対向し、集光用球レンズ２
はレーザダイオードチツプ３の活性層と対向して
いる。レーザダイオードチツプ３はヒートシンク
４上に取付けられ、レーザダイオードチツプ３に
電流注入用ワイヤ５が接続されている。これらを
組立ててレーザダイオードモジユールを製造する
場合には以下のような手順で行う。まずレーザダ
イオードチツプ３をヒートシンク４にホンデイン
グし、電流注入用ワイヤ５をレーザダイオードチ
ツプ３に取りつけてこれに電流を流し、レーザダ
イオードチツプ３を発光させる。次に集光用球レ
ンズ２の光軸を３方向、つまり互に直交するｘ、
ｙ、ｚ方向に微調することによつてレーザダイオ
ードチツプ３の活性層に対し最適位置に調節す
る。さらに出力用光フアイバ１の光軸を３方向に
調整することによつてこれら出力用光フアイバ
１、集光用球レンズ２、レーザダイオードチツプ
３の光軸を互に一致し、かつこれらの間隔が最適
になるように、すなわち光出力が出力用光フアイ
バ１から最も多く出射されるように調節して互に
固定する。
構成例を示す。出力用光フアイバ１の結合用端面
は集光用球レンズ２と対向し、集光用球レンズ２
はレーザダイオードチツプ３の活性層と対向して
いる。レーザダイオードチツプ３はヒートシンク
４上に取付けられ、レーザダイオードチツプ３に
電流注入用ワイヤ５が接続されている。これらを
組立ててレーザダイオードモジユールを製造する
場合には以下のような手順で行う。まずレーザダ
イオードチツプ３をヒートシンク４にホンデイン
グし、電流注入用ワイヤ５をレーザダイオードチ
ツプ３に取りつけてこれに電流を流し、レーザダ
イオードチツプ３を発光させる。次に集光用球レ
ンズ２の光軸を３方向、つまり互に直交するｘ、
ｙ、ｚ方向に微調することによつてレーザダイオ
ードチツプ３の活性層に対し最適位置に調節す
る。さらに出力用光フアイバ１の光軸を３方向に
調整することによつてこれら出力用光フアイバ
１、集光用球レンズ２、レーザダイオードチツプ
３の光軸を互に一致し、かつこれらの間隔が最適
になるように、すなわち光出力が出力用光フアイ
バ１から最も多く出射されるように調節して互に
固定する。
このように従来においてはレーザダイオードを
発振させた状態で光軸の調整や固定組立を行うた
め、ヒートシンク４を取り付けた状態で調整しな
ければならない事や、通電した状態で組立をしな
ければならない事等のために信頼性に問題が生じ
る事や、製造時の効率が悪い等の欠点があつた。
つまりレーザダイオードチツプ３はハーメチツク
シールをしないで発振させると劣化し、信頼性が
低下するおそれがあり、このため例えば窒素ガス
を流し、その雰囲気で前記調整を行うと、出力用
光フアイバ１、集光用球レンズ２、レーザダイオ
ードチツプ３の調節を同時に行うことが困難とな
る。
発振させた状態で光軸の調整や固定組立を行うた
め、ヒートシンク４を取り付けた状態で調整しな
ければならない事や、通電した状態で組立をしな
ければならない事等のために信頼性に問題が生じ
る事や、製造時の効率が悪い等の欠点があつた。
つまりレーザダイオードチツプ３はハーメチツク
シールをしないで発振させると劣化し、信頼性が
低下するおそれがあり、このため例えば窒素ガス
を流し、その雰囲気で前記調整を行うと、出力用
光フアイバ１、集光用球レンズ２、レーザダイオ
ードチツプ３の調節を同時に行うことが困難とな
る。
なお、レーザダイオードモジユールの構成法と
しては、第１図に示したように出力用光フアイバ
１と集光用球レンズ２とが分離した個別レンズ方
式と呼ばれる構成のほかに、出力用光フアイバ１
の結合用端面にマイクロレンズ等集光機能をもつ
た素子が設けられている構成が知られている。こ
のような構成法は先端レンズ方式と呼ばれ、例え
ば「光・量子エレクトロニクス研究会資料
OQE76−85」に紹介されている。この方法にお
いてもレーザダイオードチツプを発光させた状態
で組立を行うことから生ずる問題点は個別レンズ
方式と共用である。
しては、第１図に示したように出力用光フアイバ
１と集光用球レンズ２とが分離した個別レンズ方
式と呼ばれる構成のほかに、出力用光フアイバ１
の結合用端面にマイクロレンズ等集光機能をもつ
た素子が設けられている構成が知られている。こ
のような構成法は先端レンズ方式と呼ばれ、例え
ば「光・量子エレクトロニクス研究会資料
OQE76−85」に紹介されている。この方法にお
いてもレーザダイオードチツプを発光させた状態
で組立を行うことから生ずる問題点は個別レンズ
方式と共用である。
以下の実施例は先端レンズ方式について説明す
るが、個別レンズ方式についてもほぼ同様の手順
でレーザダイオードモジユールが製造できる。
るが、個別レンズ方式についてもほぼ同様の手順
でレーザダイオードモジユールが製造できる。
＜発明の概要＞
この発明の目的はこれらの問題を解決するため
にレーザダイオードチツプを非発光状態のままで
最適な状態になるように出力用光フアイバ、集光
素子、レーザダイオードチツプを相互に固定する
レーザダイオードモジユールの製造法を提供する
ことにある。
にレーザダイオードチツプを非発光状態のままで
最適な状態になるように出力用光フアイバ、集光
素子、レーザダイオードチツプを相互に固定する
レーザダイオードモジユールの製造法を提供する
ことにある。
この発明によれば出力用光フアイバの出射端か
ら、レーザダイオードチツプの発振波長の近傍の
波長の変調された信号光を入射し、その出力用光
フアイバの結合用端面からその信号光をレーザダ
イオードチツプの活性層に照射し、その時のレー
ザダイオードチツプの端子電圧を検波して得られ
る変調信号を測定し、その端子電圧の変調信号が
最大になるように上記レーザダイオードチツプ、
集光素子、出力用光フアイバの各光軸およびこれ
らの間隔を調整する。
ら、レーザダイオードチツプの発振波長の近傍の
波長の変調された信号光を入射し、その出力用光
フアイバの結合用端面からその信号光をレーザダ
イオードチツプの活性層に照射し、その時のレー
ザダイオードチツプの端子電圧を検波して得られ
る変調信号を測定し、その端子電圧の変調信号が
最大になるように上記レーザダイオードチツプ、
集光素子、出力用光フアイバの各光軸およびこれ
らの間隔を調整する。
＜実施例＞
第２図はこの発明の１実施例を説明する構造図
を示し、第１図と対応する部分には同一符号を付
けてある。この例では出力用光フアイバ１及びレ
ーザダイオードチツプ３間の集光素子として、出
力用光フアイバ１の結合用端面に集光素子付けた
場合であつて出力用光フアイバ１の結合用端面に
はエツチング等で形成されたマイクロレンズ等集
光機能を持つた集光素子６が装着されている。こ
の発明の方法を以下に説明する。今出力用光フア
イバ１にその出射面側より、外部からレーザダイ
オードチツプ３から出射する波長と同じ波長をも
ち、変調信号により輝度変調された信号光を入射
させ、集光素子６で集光されたビームスポツトを
レーザダイオードチツプ３の活性層に照射させ
る。レーザダイオードチツプ３はPn接合素子で
あるから活性層に発振波長の光があたると、その
光はその活性層に吸収され、光起電力効果によつ
て端子電圧が発生する。したがつて端子電圧を電
流注入用ワイヤ５を通じて測定し、その端子電圧
が最も大きくなるように出力用光フアイバ１、レ
ーザダイオードチツプ３を光軸調整することによ
つて出力用光フアイバ１の光軸とレーザダイオー
ドチツプ３の光軸と更に集光素子６の光軸とが３
方向とも最適に合つた状態となり、またこれら
間、つまりこの例では集光素子６及びレーザダイ
オードチツプ３間の間隔が最適となる。信号光を
変調した状態で端子電圧の変化を検出すると、す
なわち端子電圧を検波し、変調信号を検出し、そ
の変調信号が大きくなるようにすると雑音に影響
され難く検出感度が大きくなる事は通常の選択レ
ベルメータを利用する場合と同様である。
を示し、第１図と対応する部分には同一符号を付
けてある。この例では出力用光フアイバ１及びレ
ーザダイオードチツプ３間の集光素子として、出
力用光フアイバ１の結合用端面に集光素子付けた
場合であつて出力用光フアイバ１の結合用端面に
はエツチング等で形成されたマイクロレンズ等集
光機能を持つた集光素子６が装着されている。こ
の発明の方法を以下に説明する。今出力用光フア
イバ１にその出射面側より、外部からレーザダイ
オードチツプ３から出射する波長と同じ波長をも
ち、変調信号により輝度変調された信号光を入射
させ、集光素子６で集光されたビームスポツトを
レーザダイオードチツプ３の活性層に照射させ
る。レーザダイオードチツプ３はPn接合素子で
あるから活性層に発振波長の光があたると、その
光はその活性層に吸収され、光起電力効果によつ
て端子電圧が発生する。したがつて端子電圧を電
流注入用ワイヤ５を通じて測定し、その端子電圧
が最も大きくなるように出力用光フアイバ１、レ
ーザダイオードチツプ３を光軸調整することによ
つて出力用光フアイバ１の光軸とレーザダイオー
ドチツプ３の光軸と更に集光素子６の光軸とが３
方向とも最適に合つた状態となり、またこれら
間、つまりこの例では集光素子６及びレーザダイ
オードチツプ３間の間隔が最適となる。信号光を
変調した状態で端子電圧の変化を検出すると、す
なわち端子電圧を検波し、変調信号を検出し、そ
の変調信号が大きくなるようにすると雑音に影響
され難く検出感度が大きくなる事は通常の選択レ
ベルメータを利用する場合と同様である。
次に実際のレーザダイオードについて行つた実
験結果について説明する。第３図は近接した波長
0.88μｍで発振する２つのレーザダイオードを用
いて、レーザダイオードチツプの端子電圧の注入
ビームスポツト位置依存性について測定した測定
系を示す。光源用レーザダイオード７は直流電源
８よりも電流注入によりレーザ発振する。この光
源用レーザダイオード７はトラツキングスコープ
９により例えば100MHzの変調信号により強度変
調される。光源用レーザダイオード７からの光は
集光用レンズ１０により集光され、光アイソレー
タ１１を通じ集光用レンズ１２により集光されて
レーザダイオードチツプ３の活性層に入射され
る。レーザダイオードチツプ３の電流注入用ワイ
ヤ５に得られた電気信号より10MHzの変調信号成
分がフイルタ１３で取出され、22dBの増幅器１
４で増幅されてトラツキングスコープ９に入力さ
れる。
験結果について説明する。第３図は近接した波長
0.88μｍで発振する２つのレーザダイオードを用
いて、レーザダイオードチツプの端子電圧の注入
ビームスポツト位置依存性について測定した測定
系を示す。光源用レーザダイオード７は直流電源
８よりも電流注入によりレーザ発振する。この光
源用レーザダイオード７はトラツキングスコープ
９により例えば100MHzの変調信号により強度変
調される。光源用レーザダイオード７からの光は
集光用レンズ１０により集光され、光アイソレー
タ１１を通じ集光用レンズ１２により集光されて
レーザダイオードチツプ３の活性層に入射され
る。レーザダイオードチツプ３の電流注入用ワイ
ヤ５に得られた電気信号より10MHzの変調信号成
分がフイルタ１３で取出され、22dBの増幅器１
４で増幅されてトラツキングスコープ９に入力さ
れる。
今光源用レーザダイオード７を100MHzで変調
した出力光を20倍の対物集光レンズ１２でレーザ
ダイオードチツプ３の活性層に注入し、電流注入
用ワイヤ５に得られる端子電圧の変調信号電力を
トラツキングスコープ９で測定する。第４図は端
子電圧で検出される変調信号電力のビームスポツ
ト位置依存性と測定した結果を示したものであ
る。ここでΔyはレーザダイオードチツプ３の活
性層の厚さ方向、Δxは活性層に平行な方向、Δz
は光軸方向にビームスポツトを変位させた時の変
調信号電力の変動を示したものである。この結果
から変調信号電力が3dB落ぎる変位量はΔx、Δz
共±5μｍ、Δyは±1μｍとなることがわかる。20
倍の対物集光レンズ１２で絞られたビームスポツ
トサイズは約5μｍと考えられる。したがつて出
力用光フアイバ端に形成された集光素子６でこの
程度にビームスポツトサイズが絞られると非常に
高感度に光軸合せが可能となる。変調信号電力を
光軸合せのフイードバツク制御系へ組み込めば自
動的に光軸合せを行う事ができる。
した出力光を20倍の対物集光レンズ１２でレーザ
ダイオードチツプ３の活性層に注入し、電流注入
用ワイヤ５に得られる端子電圧の変調信号電力を
トラツキングスコープ９で測定する。第４図は端
子電圧で検出される変調信号電力のビームスポツ
ト位置依存性と測定した結果を示したものであ
る。ここでΔyはレーザダイオードチツプ３の活
性層の厚さ方向、Δxは活性層に平行な方向、Δz
は光軸方向にビームスポツトを変位させた時の変
調信号電力の変動を示したものである。この結果
から変調信号電力が3dB落ぎる変位量はΔx、Δz
共±5μｍ、Δyは±1μｍとなることがわかる。20
倍の対物集光レンズ１２で絞られたビームスポツ
トサイズは約5μｍと考えられる。したがつて出
力用光フアイバ端に形成された集光素子６でこの
程度にビームスポツトサイズが絞られると非常に
高感度に光軸合せが可能となる。変調信号電力を
光軸合せのフイードバツク制御系へ組み込めば自
動的に光軸合せを行う事ができる。
なお先に述べたようにこの発明は第１図に示し
たように集光素子が出力用光フアイバ１と離れて
いる場合にも適用され、出力用光フアイバ１、集
光素子２、レーザダイオードチツプ３の光軸合せ
とこれらの間隔を最適なものとすることができ
る。
たように集光素子が出力用光フアイバ１と離れて
いる場合にも適用され、出力用光フアイバ１、集
光素子２、レーザダイオードチツプ３の光軸合せ
とこれらの間隔を最適なものとすることができ
る。
＜効果＞
以上説明したようにこの発明によればレーザダ
イオードチツプに電流を流さない状態（非発光状
態）で出力用光フアイバとレーザダイオードチツ
プと、集光素子との光軸合わせを行うので以下に
記すような利点がある。
イオードチツプに電流を流さない状態（非発光状
態）で出力用光フアイバとレーザダイオードチツ
プと、集光素子との光軸合わせを行うので以下に
記すような利点がある。
(1) レーザダイオードチツプが発光により劣化す
るおそれがなく信頼性が上る。
るおそれがなく信頼性が上る。
(2) 変調信号を測定するため変位検出感度が高
い。
い。
(3) 不活性ガス雰囲気内で行う必要がなく、光軸
合わせを容易に自動化できる。
合わせを容易に自動化できる。
(4) レーザダイオードチツプ側の方をも光軸合わ
せのために変位させることができるため製立工
程に自由度が大きくなる。
せのために変位させることができるため製立工
程に自由度が大きくなる。
第１図は従来のレーザダイオードモジユールの
光軸合わせを説明する構成図、第２図はこの発明
のレーザダイオードモジユール製造法の光軸合わ
せを説明する構成図、第３図はレーザダイオード
チツプの端子電圧を測定する測定系を示す図、第
４図は第３図の測定系で測定した結果を示す端子
電圧で検出した変調信号電力のビームスポツト位
置依存性を示す図である。 １……出力用光フアイバ、２……集光用球レン
ズ、３……レーザダイオードチツプ、４……ヒー
トシンク、５……電流注入用ワイヤ、６……集光
素子。
光軸合わせを説明する構成図、第２図はこの発明
のレーザダイオードモジユール製造法の光軸合わ
せを説明する構成図、第３図はレーザダイオード
チツプの端子電圧を測定する測定系を示す図、第
４図は第３図の測定系で測定した結果を示す端子
電圧で検出した変調信号電力のビームスポツト位
置依存性を示す図である。 １……出力用光フアイバ、２……集光用球レン
ズ、３……レーザダイオードチツプ、４……ヒー
トシンク、５……電流注入用ワイヤ、６……集光
素子。
Claims (1)
- １ レーザダイオードチツプの近傍に集光素子を
介して出力用光フアイバの結合用端面を配し、上
記レーザダイオードチツプからの出射光を上記出
力用光フアイバに結合させるようにこれらレーザ
ダイオードチツプ、集光素子、出力用光フアイバ
を互に固定するレーザダイオードモジユールの製
造法において、上記出力用光フアイバの出射端か
ら、上記レーザダイオードチツプの発振波長の近
傍の波長の変調された信号光を入射し、その出力
用光フアイバの結合用端面から上記信号光を非発
光状態の上記レーザダイオードチツプの活性層に
照射し、その時の上記レーザダイオードチツプの
端子電圧を検波し、該端子電圧の変調信号を測定
し、該端子電圧の変調信号が最大になるように上
記レーザダイオードチツプ、集光素子、出力用光
フアイバの各光軸およびこれら間の間隔を調整す
ることを特徴とするレーザダイオードモジユール
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254084A JPS60186080A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | レ−ザダイオ−ドモジユ−ルの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254084A JPS60186080A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | レ−ザダイオ−ドモジユ−ルの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186080A JPS60186080A (ja) | 1985-09-21 |
| JPH0262955B2 true JPH0262955B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=12638897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4254084A Granted JPS60186080A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | レ−ザダイオ−ドモジユ−ルの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60186080A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5558590A (en) * | 1978-10-25 | 1980-05-01 | Fujitsu Ltd | Location adjustment of light emitting device |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP4254084A patent/JPS60186080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60186080A (ja) | 1985-09-21 |
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