JPH0262956B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0262956B2 JPH0262956B2 JP59042541A JP4254184A JPH0262956B2 JP H0262956 B2 JPH0262956 B2 JP H0262956B2 JP 59042541 A JP59042541 A JP 59042541A JP 4254184 A JP4254184 A JP 4254184A JP H0262956 B2 JPH0262956 B2 JP H0262956B2
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- JP
- Japan
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- laser diode
- optical fiber
- diode chip
- output optical
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (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
組み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にボンデイ
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、すなわち互に直交した
ｘ、ｙ、ｚの各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の光軸を互に一致させ、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整し
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
組み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にボンデイ
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、すなわち互に直交した
ｘ、ｙ、ｚの各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の光軸を互に一致させ、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整し
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
発振させた状態での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。
発振させた状態での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とが分離した別個レンズ方
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」に招介されている。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
方式と共通である。
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とが分離した別個レンズ方
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」に招介されている。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
方式と共通である。
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。
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。
＜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、出力用光フアイバ、集光素子、レーザダイオ
ードチツプを最適な状態になるように相互に固定
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、出力用光フアイバ、集光素子、レーザダイオ
ードチツプを最適な状態になるように相互に固定
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
ら参照光を入射し、その出力用光フアイバの結合
用端面から参照光を非発光状態のレーザダイオー
ドチツプの活性層が現われている端面に照射し、
その端面からの反射光を出力用光フアイバに入射
させ、出力用光フアイバより出射される反射光の
強度を測定して、上記レーザダイオードチツプの
端面構造に依存した屈折率分布により反射光の強
度分布を検出し、これをもとにレーザダイオード
チツプ、出力用光フアイバ、集光素子の各光軸、
これら間の間隔が最適になるように調整する。
ら参照光を入射し、その出力用光フアイバの結合
用端面から参照光を非発光状態のレーザダイオー
ドチツプの活性層が現われている端面に照射し、
その端面からの反射光を出力用光フアイバに入射
させ、出力用光フアイバより出射される反射光の
強度を測定して、上記レーザダイオードチツプの
端面構造に依存した屈折率分布により反射光の強
度分布を検出し、これをもとにレーザダイオード
チツプ、出力用光フアイバ、集光素子の各光軸、
これら間の間隔が最適になるように調整する。
＜実施例＞
第２図はこの発明の一実施例を説明するための
構成図で示す。光源６からの参照光をハーフミラ
ー７を介して出力用光フアイバ１の出射面に入射
する。この例では先に述べたように先端レンズ方
式にこの発明を適用した場合であり、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
８が装着されている。この集光素子８を介して出
力用光フアイバ１からの参照光をレーザダイオー
ド３の活性層が現われている端面に照射する。そ
の反射光を集光素子８を介して出力用光フアイバ
１に結合させ、その反射光はハーフミラ７を介し
てパワーメータ９に入力される。
構成図で示す。光源６からの参照光をハーフミラ
ー７を介して出力用光フアイバ１の出射面に入射
する。この例では先に述べたように先端レンズ方
式にこの発明を適用した場合であり、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
８が装着されている。この集光素子８を介して出
力用光フアイバ１からの参照光をレーザダイオー
ド３の活性層が現われている端面に照射する。そ
の反射光を集光素子８を介して出力用光フアイバ
１に結合させ、その反射光はハーフミラ７を介し
てパワーメータ９に入力される。
レーザダイオードチツプ３から出射する波長と
同じ波長の光を光源６から出力用光フアイバ１に
入射させ、集光素子８で集光されたビームスポツ
トがレーザダイオードチツプ３の活性層にあたる
ようにレーザダイオードチツプ３を微動させて位
置調整する。ところで屈折率ｎの媒質に垂直に光
が入射した場合の反射光パワをＰとすると、屈折
率に変動Δnがあつた時の反射光パワの変動ΔPは
次のように表わされる。
同じ波長の光を光源６から出力用光フアイバ１に
入射させ、集光素子８で集光されたビームスポツ
トがレーザダイオードチツプ３の活性層にあたる
ようにレーザダイオードチツプ３を微動させて位
置調整する。ところで屈折率ｎの媒質に垂直に光
が入射した場合の反射光パワをＰとすると、屈折
率に変動Δnがあつた時の反射光パワの変動ΔPは
次のように表わされる。
ΔP／Ｐ＝４／n2−１・Δn ………(1)
(1)式から屈折率変動に比例して反射光パワが変
動することがわかる。したがつてレーザダイオー
ドチツプ３の活性層とクラツデイング層とに屈折
率の差があれば反射光パワの変動として活性層を
検出することができる。つまりパワーメータ９に
より反射光のレベルを測定してレーザダイオード
チツプ３の端面の構造に依存した屈折率分布にも
とづく反射光の強度分布を検出し、活性層を検出
できる。
動することがわかる。したがつてレーザダイオー
ドチツプ３の活性層とクラツデイング層とに屈折
率の差があれば反射光パワの変動として活性層を
検出することができる。つまりパワーメータ９に
より反射光のレベルを測定してレーザダイオード
チツプ３の端面の構造に依存した屈折率分布にも
とづく反射光の強度分布を検出し、活性層を検出
できる。
第３図はGaAlAs／GaAs系のダブルヘテロ構
造埋込型レーザダイオードの構造を示したもので
ある。第４図は第３図のＡ−A′線における屈折
率のプロフアイルを示したものである。Nn形の
GaAs基板１１上の中央部に形のGa0.6Al0.4Asの
クラツデイング層１２が形成され、その上に
GA0.95Al0.05Asの活性層１３が形成され、更にそ
の上にＰ形のGa0.6Al0.4Asのクラツデイング層１
４、ｐ形のGaAs層が順次形成される。これらク
ラツデイング層１２、活性層１３、クラツデイン
グ層１４、GaAs層１５の積層部を挟みこれらと
接触して基板１１上にｎ形のGa0.6Al0.4Asのクラ
ツデイング層１６，１７が形成されている。活性
層１３は厚さ0.2μｍ、幅3μｍ程度であり、クラツ
デイング層１２，１４の各厚さは約2.5μｍであ
る。この構造での活性層１３の屈折率は3.565、
クラツデイング層１２，１４，１６，１７の屈折
率は3.32である。したがつて(1)式からΔP／Ｐ＝
0.084となり、活性層１３とクラツデイング層１
２，１４との反射光パワの変動は約８％以上とな
る。クラツデイング層１２，１４及び活性層１３
の厚さが約2.5μｍと0.2μｍで、照射するビームス
ポツトサイズは集光素子８によつて2μｍ程度以
下とすることができ、よつてビームスポツトをこ
れらクラツデイング層、活性層から外すおそれが
なく、活性層１３を反射光パワの最大位置として
検出することができる。なお横方向に対しても活
性層１３の屈折率が最大となるので反射光パワの
最大値によつて位置調節することができる。この
ように反射光パワをパワーメータ９により電気信
号に変換し、光軸合わ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わせを行う事が可能
である。
造埋込型レーザダイオードの構造を示したもので
ある。第４図は第３図のＡ−A′線における屈折
率のプロフアイルを示したものである。Nn形の
GaAs基板１１上の中央部に形のGa0.6Al0.4Asの
クラツデイング層１２が形成され、その上に
GA0.95Al0.05Asの活性層１３が形成され、更にそ
の上にＰ形のGa0.6Al0.4Asのクラツデイング層１
４、ｐ形のGaAs層が順次形成される。これらク
ラツデイング層１２、活性層１３、クラツデイン
グ層１４、GaAs層１５の積層部を挟みこれらと
接触して基板１１上にｎ形のGa0.6Al0.4Asのクラ
ツデイング層１６，１７が形成されている。活性
層１３は厚さ0.2μｍ、幅3μｍ程度であり、クラツ
デイング層１２，１４の各厚さは約2.5μｍであ
る。この構造での活性層１３の屈折率は3.565、
クラツデイング層１２，１４，１６，１７の屈折
率は3.32である。したがつて(1)式からΔP／Ｐ＝
0.084となり、活性層１３とクラツデイング層１
２，１４との反射光パワの変動は約８％以上とな
る。クラツデイング層１２，１４及び活性層１３
の厚さが約2.5μｍと0.2μｍで、照射するビームス
ポツトサイズは集光素子８によつて2μｍ程度以
下とすることができ、よつてビームスポツトをこ
れらクラツデイング層、活性層から外すおそれが
なく、活性層１３を反射光パワの最大位置として
検出することができる。なお横方向に対しても活
性層１３の屈折率が最大となるので反射光パワの
最大値によつて位置調節することができる。この
ように反射光パワをパワーメータ９により電気信
号に変換し、光軸合わ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わせを行う事が可能
である。
なお先に述べたように第１図に示したような集
光素子を出力用光フアイバ１と離して設ける個別
レンズ方式にもこの発明を適用できる。
光素子を出力用光フアイバ１と離して設ける個別
レンズ方式にもこの発明を適用できる。
＜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、すなわ
ち非発光の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
で以下のような利点がある。
ダイオードチツプに電流を流さない状態、すなわ
ち非発光の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
で以下のような利点がある。
(1) レーザダイオードチツプが発光により劣化す
るおそれがないから信頼性が上る。
るおそれがないから信頼性が上る。
(2) 変位検出感度が高い
(3) 不活性ガス雰囲気中で行う必要がないから光
軸合わせを容易に自動化できる。
軸合わせを容易に自動化できる。
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
チツプの構造を示す断面図、第４図は第３図中の
AA線断面の屈折率プロフアイルを示す図であ
る。 １……出力用光フアイバ、２……集光素子とし
ての集光用球レンズ、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……光源、７……ハーフミラ、８……集
光素子、９……パワメータ、１２，１４……クラ
ツデイング層、１３……活性層。
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
チツプの構造を示す断面図、第４図は第３図中の
AA線断面の屈折率プロフアイルを示す図であ
る。 １……出力用光フアイバ、２……集光素子とし
ての集光用球レンズ、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……光源、７……ハーフミラ、８……集
光素子、９……パワメータ、１２，１４……クラ
ツデイング層、１３……活性層。
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
ら参照光を入射し、その出力用光フアイバの結合
用端面から上記参照光を非発光状態の上記レーザ
ダイオードチツプの端面に照射し、そのレーザダ
イオードチツプの端面からの反射光を上記出力用
光フアイバに再結合させ、その反射光の、レーザ
ダイオードチツプ端面の構造に依存した屈折率分
布による強度分布を上記出力用光フアイバの出射
端において検出し、上記レーザダイオードチツプ
と出力用光フアイバと集光素子との光軸およびこ
れら間の間隔が最適になるように調整することを
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 |
|---|---|---|---|
| JP59042541A JPS60186081A (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 |
|---|---|---|---|
| JP59042541A JPS60186081A (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 |
|---|---|
| JPS60186081A JPS60186081A (ja) | 1985-09-21 |
| JPH0262956B2 true JPH0262956B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=12638922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59042541A Granted JPS60186081A (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) | JPS60186081A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03266806A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置の製造方法 |
| JP6006681B2 (ja) * | 2013-05-27 | 2016-10-12 | 日本電信電話株式会社 | 光デバイスの光軸調整装置および光軸調整方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5710286A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Assembling of semiconductor device |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP59042541A patent/JPS60186081A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60186081A (ja) | 1985-09-21 |
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