JPH03137616A - 光アイソレータおよび光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュール - Google Patents
光アイソレータおよび光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュールInfo
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- JPH03137616A JPH03137616A JP27683689A JP27683689A JPH03137616A JP H03137616 A JPH03137616 A JP H03137616A JP 27683689 A JP27683689 A JP 27683689A JP 27683689 A JP27683689 A JP 27683689A JP H03137616 A JPH03137616 A JP H03137616A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
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〕
本発明は光アイソレータおよび光アイソレータ内蔵半導
体レーザモジュールに関し、特にアイソレーションに優
れかつ小型化が可能な光アイソレータおよび光アイソレ
ータ内蔵半導体レーザモジュールに関するものである。
体レーザモジュールに関し、特にアイソレーションに優
れかつ小型化が可能な光アイソレータおよび光アイソレ
ータ内蔵半導体レーザモジュールに関するものである。
光フアイバ通信に用いられる半導体レーザは光出力用の
ファイバを備えたモジュールとして供給され、その終端
にコネクタを設けて伝送用のファイバに接続する場合が
多い。この場合、コネクタ部で生ずる反射戻り光は半導
体レーザに再注入さｈ、半導体レーザの動作状態を不安
定化させることが知られている。このことは高速度長距
離伝送を行なう場合には特に大きな障害になる。このた
め、反射戻り光を除去するアイソレータを内蔵した半導
体レーザモジュールが開発されている。
ファイバを備えたモジュールとして供給され、その終端
にコネクタを設けて伝送用のファイバに接続する場合が
多い。この場合、コネクタ部で生ずる反射戻り光は半導
体レーザに再注入さｈ、半導体レーザの動作状態を不安
定化させることが知られている。このことは高速度長距
離伝送を行なう場合には特に大きな障害になる。このた
め、反射戻り光を除去するアイソレータを内蔵した半導
体レーザモジュールが開発されている。
第３図ば、スギエ（Ｔ、Ｓｕｇｉｅ）とサルワタリ（Ｍ
、Ｓａｒｕｗａｔａｒｉ）の両氏により発表された論文
ｒＡｎＥｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｎｏｎｒｅｃｉｐｒｏｃａ
ｌ Ｃ１ｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＬａｓｅｒ−ｔｏ−Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｕｐｌｉ
ｎｇ ａ ＹＩＧ ５ｐｈｅｒｅＪ （ＪＯＵＲＮＡ
ＬＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、
ＶＯＬ、ＬＴ−１，ＮＯ，１，−ＭＡＲＣＨ１９８３）
の中で説明されているアイソレータ内蔵型半導体レーザ
モジュールの構造を示したものである。同図において、
半導体レーザｌより放射された光ビームはＹＩＧ球２球
心１り収束ビームに変換され、さらにレンズ２２および
偏光子２３を経由して光ファイバ２０に結合する。ＹＩ
Ｇ球２球心１囲に配置されたリング状の磁石１９により
、光軸方向の磁界がＹＩＧ球２球心１加されており、Ｙ
ＩＧ球２球心１過するビームの偏光方向はファラデー効
果により４５度だけ回転する。偏光子２３としては方解
石のプレートが用いられている。
、Ｓａｒｕｗａｔａｒｉ）の両氏により発表された論文
ｒＡｎＥｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｎｏｎｒｅｃｉｐｒｏｃａ
ｌ Ｃ１ｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＬａｓｅｒ−ｔｏ−Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｕｐｌｉ
ｎｇ ａ ＹＩＧ ５ｐｈｅｒｅＪ （ＪＯＵＲＮＡ
ＬＯＦ ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、
ＶＯＬ、ＬＴ−１，ＮＯ，１，−ＭＡＲＣＨ１９８３）
の中で説明されているアイソレータ内蔵型半導体レーザ
モジュールの構造を示したものである。同図において、
半導体レーザｌより放射された光ビームはＹＩＧ球２球
心１り収束ビームに変換され、さらにレンズ２２および
偏光子２３を経由して光ファイバ２０に結合する。ＹＩ
Ｇ球２球心１囲に配置されたリング状の磁石１９により
、光軸方向の磁界がＹＩＧ球２球心１加されており、Ｙ
ＩＧ球２球心１過するビームの偏光方向はファラデー効
果により４５度だけ回転する。偏光子２３としては方解
石のプレートが用いられている。
このような構造のモジュールでは、半導体レーザから出
射する光は効率よくファイバに結合し、逆に、ファイバ
の中を逆方向に戻って来る光は半導体レーザに戻らず、
半導体レーザは安定に動作する。その原理について以下
説明する。
射する光は効率よくファイバに結合し、逆に、ファイバ
の中を逆方向に戻って来る光は半導体レーザに戻らず、
半導体レーザは安定に動作する。その原理について以下
説明する。
半導体レーザから出射するビームは一般にＴＥ偏光であ
り、図において紙面に垂直な方向に偏光している。この
ビームの偏光方向はＹＩＧ球２球心１って４５度だけ回
転したのち偏光子に入射するが、そのときには常光屈折
率のみを感じるので、光ビームは分離されずにそのまま
ファイバに結合する。逆に、ファイバを逆方向に進んで
来た光は偏光方向が不定であるから、偏光子２３によっ
て常光屈折率のみを感じる光と異常光屈折率を感じる光
の二つのビームに分かれる。このうち、常光屈折率のみ
を感じた光は半導体レーザの偏光方向に対し４５度回転
しているが、ＹＩＧ球を通過するさいにさらに４５度回
転するので半導体レーザに戻ったときには合計９０度回
転してＴＭ偏光になっており、半導体レーザの動作に影
響を与えない。また、異常光屈折率を感じた光のビーム
は横方向にシフトし、半導体レーザに戻ったときには発
光点からずれたところに戻るので同じく半導体レーザの
動作に影響を与えない。従って、このモジュールは反射
戻り光の影響が除去されており、安定な動作をさせるこ
とができる。
り、図において紙面に垂直な方向に偏光している。この
ビームの偏光方向はＹＩＧ球２球心１って４５度だけ回
転したのち偏光子に入射するが、そのときには常光屈折
率のみを感じるので、光ビームは分離されずにそのまま
ファイバに結合する。逆に、ファイバを逆方向に進んで
来た光は偏光方向が不定であるから、偏光子２３によっ
て常光屈折率のみを感じる光と異常光屈折率を感じる光
の二つのビームに分かれる。このうち、常光屈折率のみ
を感じた光は半導体レーザの偏光方向に対し４５度回転
しているが、ＹＩＧ球を通過するさいにさらに４５度回
転するので半導体レーザに戻ったときには合計９０度回
転してＴＭ偏光になっており、半導体レーザの動作に影
響を与えない。また、異常光屈折率を感じた光のビーム
は横方向にシフトし、半導体レーザに戻ったときには発
光点からずれたところに戻るので同じく半導体レーザの
動作に影響を与えない。従って、このモジュールは反射
戻り光の影響が除去されており、安定な動作をさせるこ
とができる。
第４図は、近間、渡辺、後藤、三浦、峠氏らにより発表
された論文「光アイソレータ内蔵ＤＦＢ−ＬＤモジュー
ル」（昭和６０年度電子通信学会半導体・材料部門全国
大会３０５）の中で説明されているアイソレータ内蔵型
半導体レーザモジュールの構造を示したものである。同
図において、半導体レーザ１より放射された光ビームは
第一レンズ１５により平行ビームに変換され、ルチルプ
リズム、ＹＩＧ結晶および磁石から成るアイソレータ２
５を通過したのち、第二レンズ１４によって収束されて
、光ファイバ２０に結合する。
された論文「光アイソレータ内蔵ＤＦＢ−ＬＤモジュー
ル」（昭和６０年度電子通信学会半導体・材料部門全国
大会３０５）の中で説明されているアイソレータ内蔵型
半導体レーザモジュールの構造を示したものである。同
図において、半導体レーザ１より放射された光ビームは
第一レンズ１５により平行ビームに変換され、ルチルプ
リズム、ＹＩＧ結晶および磁石から成るアイソレータ２
５を通過したのち、第二レンズ１４によって収束されて
、光ファイバ２０に結合する。
この場合、プリズムが二個用いられているところが第３
図の場合と異なっている。
図の場合と異なっている。
ところで、一般に半導体レーザは温度が変化すると、発
振しきい値、微分量子効率２発振波長が変化することが
知られている。特に発振波長が変化すると、半導体レー
ザから雑音が発生したりファイバの分散が変化したりし
て、伝送特性に好ましくない影響を与える。またファラ
デー回転素子は材料にもよるが温度変化によってファラ
デー回転角が変化し、反射戻り光に対するアイソレーシ
ョンが劣化する。従って、半導体レーザとファラデー回
転素子はモジュールに内蔵されたペルチェ素子によって
温度制御されることが望ましいが、前述のモジュールは
それが不可能である。
振しきい値、微分量子効率２発振波長が変化することが
知られている。特に発振波長が変化すると、半導体レー
ザから雑音が発生したりファイバの分散が変化したりし
て、伝送特性に好ましくない影響を与える。またファラ
デー回転素子は材料にもよるが温度変化によってファラ
デー回転角が変化し、反射戻り光に対するアイソレーシ
ョンが劣化する。従って、半導体レーザとファラデー回
転素子はモジュールに内蔵されたペルチェ素子によって
温度制御されることが望ましいが、前述のモジュールは
それが不可能である。
同時に前述のアイソレータ内蔵型半導体レーザモジュー
ルは同軸型の形状であり、ＤＩＰ型の形状のモジュール
と比較すると、小型化が困難であるのみならず通信機器
に搭載するさいの実装性が悪い。
ルは同軸型の形状であり、ＤＩＰ型の形状のモジュール
と比較すると、小型化が困難であるのみならず通信機器
に搭載するさいの実装性が悪い。
また、上述した従来のアイソレータ内蔵型半導体レーザ
モジュールは、いずれもＹＩＧ結晶をファラデー回転素
子として用いているが、その価値は高価である。
モジュールは、いずれもＹＩＧ結晶をファラデー回転素
子として用いているが、その価値は高価である。
また、前述のアイソレータ内蔵型半導体レーザモジュー
ルではアイソレータやその前後の部分が気密封止されて
おらず、低温条件下での結露を防止することができない
ので、信頼性が悪い。
ルではアイソレータやその前後の部分が気密封止されて
おらず、低温条件下での結露を防止することができない
ので、信頼性が悪い。
その他、第４図の例のようにファラデー回転素子や偏光
子、検光子を円筒形の磁石の内部に取付けようとすると
接着剤を使用せねばならず、その点でも信頼性に欠ける
。
子、検光子を円筒形の磁石の内部に取付けようとすると
接着剤を使用せねばならず、その点でも信頼性に欠ける
。
ところで、光アイソレータのアイソレーション比バ一般
に３０ｄＢ程度であり、高アイソレージ３ンが必用とさ
れる場合には１個のアイソレータだけでは不十分になり
２個のアイソレータが必要になる。第４図のような構造
の光アイソレータ内蔵レーザモジュールにおいてアイソ
レータを２個にするためには同図においてアイソレータ
２５を二段継続に配置して接合すればよい。論文「二段
光フイソレータ内蔵ＤＦＢレーザモジュールの相対雑音
強度特性」（電子情報通信学会技術報告０Ｃ８８８−５
９）ではモジュール内部の各部品の保持構造については
一切開示していないが、そのような光学系の構成方法に
ついて述べられている。
に３０ｄＢ程度であり、高アイソレージ３ンが必用とさ
れる場合には１個のアイソレータだけでは不十分になり
２個のアイソレータが必要になる。第４図のような構造
の光アイソレータ内蔵レーザモジュールにおいてアイソ
レータを２個にするためには同図においてアイソレータ
２５を二段継続に配置して接合すればよい。論文「二段
光フイソレータ内蔵ＤＦＢレーザモジュールの相対雑音
強度特性」（電子情報通信学会技術報告０Ｃ８８８−５
９）ではモジュール内部の各部品の保持構造については
一切開示していないが、そのような光学系の構成方法に
ついて述べられている。
しかしこのような構成方法では前述の如き問題点がその
まま残ることは明らかであり、さらにモジュール全体の
寸法が大型化することになる。
まま残ることは明らかであり、さらにモジュール全体の
寸法が大型化することになる。
本発明の光アイソレータは、ファラデー回転素子、偏光
子、検光子、磁石およびホルダから成る光アイソレータ
において、前記ファラデー回転素子として第１および第
２のファラデー回転素子を含み、前記偏光子として第１
および第２の偏光子を含み、前記磁石が管状の磁石であ
り、前記第１の偏光子、前記第１のファラデー回転素子
、前記第２の偏光子、前記第２のファラデー回転素子お
よび前記検光子の順に配列されて前記ホルダにより保持
され、かつ前記第１のファラデー回転素子、前記第２の
偏光子および前記第２のファラデー回転素子が前記磁石
の内部に収容されていることを特徴としている。
子、検光子、磁石およびホルダから成る光アイソレータ
において、前記ファラデー回転素子として第１および第
２のファラデー回転素子を含み、前記偏光子として第１
および第２の偏光子を含み、前記磁石が管状の磁石であ
り、前記第１の偏光子、前記第１のファラデー回転素子
、前記第２の偏光子、前記第２のファラデー回転素子お
よび前記検光子の順に配列されて前記ホルダにより保持
され、かつ前記第１のファラデー回転素子、前記第２の
偏光子および前記第２のファラデー回転素子が前記磁石
の内部に収容されていることを特徴としている。
さらに、上記の構成に加えて、前記ホルダが第１、第２
および第３の金属ホルダから構成されてこの順序で配列
されており、前記第１の偏光子が前記第１の金属ホルダ
により、前記第２の偏光子が前記第２の金属ホルダによ
り、前記検光子が前記第３の金属ホルダによりそれぞれ
保持されており、前記第１．第２および第３の金属ホル
ダが相互に接合固定されていることを特徴としている構
成や、前記第１および第２の偏光子、前記第１゜第２の
ファラデー回転素子および検光子が、両面または片面に
中央の円形部分を除いて周辺部分にメタライズされてお
り、前記ホルダにハンダ付けまたはろう付けにより接着
固定されていることを特徴としている構成あるいは前記
第１のファラデー回転素子、前記第２の偏光子および前
記第２のファラデー回転素子がこの順序で配列されると
ともに、それぞれの間に金属スペーサが挿入されてハン
ダ付けにより接着・固定されていることを特徴としてい
る構成とすると、更に、著しい効果が得られる。
および第３の金属ホルダから構成されてこの順序で配列
されており、前記第１の偏光子が前記第１の金属ホルダ
により、前記第２の偏光子が前記第２の金属ホルダによ
り、前記検光子が前記第３の金属ホルダによりそれぞれ
保持されており、前記第１．第２および第３の金属ホル
ダが相互に接合固定されていることを特徴としている構
成や、前記第１および第２の偏光子、前記第１゜第２の
ファラデー回転素子および検光子が、両面または片面に
中央の円形部分を除いて周辺部分にメタライズされてお
り、前記ホルダにハンダ付けまたはろう付けにより接着
固定されていることを特徴としている構成あるいは前記
第１のファラデー回転素子、前記第２の偏光子および前
記第２のファラデー回転素子がこの順序で配列されると
ともに、それぞれの間に金属スペーサが挿入されてハン
ダ付けにより接着・固定されていることを特徴としてい
る構成とすると、更に、著しい効果が得られる。
また本発明の光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュー
ルは、金属ケース内に半導体レーザおよび光アイソレー
タが実装され、光出力用光ファイバを備えた光アイソレ
ータ内蔵半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体
レーザ、チップキャリア、金属ベース、集光用レンズ、
先端部を金属管により保護された前記光ファイバ、前記
金属管よりもわずかに大きい内径を有するスライドリン
グ、側壁に光ファイバを通過させる導入孔を有する前記
金属ケースおよび光アイソレータから成り、前記金属ベ
ースが平坦部と垂直面を有するとともに前記平坦部から
垂直面に連なる貫通孔を有し、前記半導体レーザが前記
チップキャリアを介して前記平坦部にマウントされ、前
記集光用レンズが前記貫通孔の内部に固定され、前記光
アイソレータが前記金属ベースの前記垂直面に固定され
、前記金属管が前記スライドリングを介して前記光アイ
ソレータに接合固定され、前記金属ベースが前記ケース
の内部に固定され、前記金属管が前記導入孔を通過して
ハンダによって封止されて成り、かつ前記光アイソレー
タが前述の構成であることを特徴としている。
ルは、金属ケース内に半導体レーザおよび光アイソレー
タが実装され、光出力用光ファイバを備えた光アイソレ
ータ内蔵半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体
レーザ、チップキャリア、金属ベース、集光用レンズ、
先端部を金属管により保護された前記光ファイバ、前記
金属管よりもわずかに大きい内径を有するスライドリン
グ、側壁に光ファイバを通過させる導入孔を有する前記
金属ケースおよび光アイソレータから成り、前記金属ベ
ースが平坦部と垂直面を有するとともに前記平坦部から
垂直面に連なる貫通孔を有し、前記半導体レーザが前記
チップキャリアを介して前記平坦部にマウントされ、前
記集光用レンズが前記貫通孔の内部に固定され、前記光
アイソレータが前記金属ベースの前記垂直面に固定され
、前記金属管が前記スライドリングを介して前記光アイ
ソレータに接合固定され、前記金属ベースが前記ケース
の内部に固定され、前記金属管が前記導入孔を通過して
ハンダによって封止されて成り、かつ前記光アイソレー
タが前述の構成であることを特徴としている。
〔実施例１〕
第１図は本発明の光アイソレータの一実施例の断面図で
、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の矢印方向に見た光アイ
ソレータの正面図である。同図の光アイソレータはファ
ラデー回転素子３１Ａ、３１Ｂ。
、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の矢印方向に見た光アイ
ソレータの正面図である。同図の光アイソレータはファ
ラデー回転素子３１Ａ、３１Ｂ。
磁石３２、偏光子３３Ａ、３３Ｂ、検光子３４、ホルダ
３５、ホルダ３６、ホルダ３７、スペーサ３８Ａ、スペ
ーサ３８Ｂから構成され、以下に説明するような方法で
組立てられている。
３５、ホルダ３６、ホルダ３７、スペーサ３８Ａ、スペ
ーサ３８Ｂから構成され、以下に説明するような方法で
組立てられている。
ファラデー回転素子３１Ａ、３１Ｂとしては、日比谷（
Ｔ、Ｈｉｂｉｙａ）氏らにより発表された論文ｒ Ｇｒ
ｏｗｔｈａｎｄ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈ
ａｓｅＥｐｉｔａｘｉａｌ Ｂ１−３ｕｂｓｔｉｔｕｔ
ｅｄ Ｇａｒｎｅｔ Ｆｉｌｍｓ ｆｏｒ ０ｐｔｉｃ
ａｌＩｓｏｌａｔｏｒ （ＮＥＣＲｅｓ、＆ Ｄｅｖｅ
ｌｏｐ、Ｎｏ、８０．Ｊａｎｕａｒｙ １９８６）の中
で紹介されているビスマス置換ガーネット厚膜を利用し
ている。このガーネット厚膜は、量産性に優れ、わずか
な磁界で飽和磁界に達しその回転能も大きいので、経済
的でかつ小型のアイソレータ内蔵型半導体レーザモジュ
ールを実現する場合に有利である。
Ｔ、Ｈｉｂｉｙａ）氏らにより発表された論文ｒ Ｇｒ
ｏｗｔｈａｎｄ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈ
ａｓｅＥｐｉｔａｘｉａｌ Ｂ１−３ｕｂｓｔｉｔｕｔ
ｅｄ Ｇａｒｎｅｔ Ｆｉｌｍｓ ｆｏｒ ０ｐｔｉｃ
ａｌＩｓｏｌａｔｏｒ （ＮＥＣＲｅｓ、＆ Ｄｅｖｅ
ｌｏｐ、Ｎｏ、８０．Ｊａｎｕａｒｙ １９８６）の中
で紹介されているビスマス置換ガーネット厚膜を利用し
ている。このガーネット厚膜は、量産性に優れ、わずか
な磁界で飽和磁界に達しその回転能も大きいので、経済
的でかつ小型のアイソレータ内蔵型半導体レーザモジュ
ールを実現する場合に有利である。
前記のファラデー回転素子、偏光子および検光子は正方
形のチップに切出された後、中心部の円形部分を除く周
辺部分にメタライズを施され、ホルダ３５．ホルダ３６
またはホルダ３７のいずれかに対してハンダ付けして固
定される。第１図においては偏光子３３Ａはホルダ３５
に、検光子３４はホルダ３７に固定されており、ファラ
デー回転素子３１Ａ、偏光子３３Ｂおよびファラデー回
転素子３１Ｂはこの順序で配列されてスペーサ３８Ａ、
スペーサ３８Ｂを介して相互にハンダ付は固定され、さ
らにホルダ３６に固定されている。
形のチップに切出された後、中心部の円形部分を除く周
辺部分にメタライズを施され、ホルダ３５．ホルダ３６
またはホルダ３７のいずれかに対してハンダ付けして固
定される。第１図においては偏光子３３Ａはホルダ３５
に、検光子３４はホルダ３７に固定されており、ファラ
デー回転素子３１Ａ、偏光子３３Ｂおよびファラデー回
転素子３１Ｂはこの順序で配列されてスペーサ３８Ａ、
スペーサ３８Ｂを介して相互にハンダ付は固定され、さ
らにホルダ３６に固定されている。
磁石３２は同様にハンダ付けによりホルダ３６に固定さ
れている。さらにホルダ３５．３６および３７は溶接に
より接合されて一体化されている。
れている。さらにホルダ３５．３６および３７は溶接に
より接合されて一体化されている。
このような構成により次のようなことが言える。
まずアイソレータの機能が二段階になっているので高ア
イソレーションが得られる。
イソレーションが得られる。
次に偏光子、検光子が合計で３枚であり、単純にアイソ
レータを二段に配置した場合より少なくなるので占有空
間が少なくなる。同時に磁石が１個で済むのでその意味
でも同じことが言える。
レータを二段に配置した場合より少なくなるので占有空
間が少なくなる。同時に磁石が１個で済むのでその意味
でも同じことが言える。
〔実施例２〕
第２図（ａ）、 （ｂ）は実施例１の光アイソレータを
内蔵した半導体レーザモジュールの一実施例。
内蔵した半導体レーザモジュールの一実施例。
ｆｆζ造図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である
。同図において半導体レーザ１はヒートシンク２および
チップキャリア３を介してモニタ用フォトダイオード５
とともにベース４の上にマウントされている。ベース４
にはレンズ７が内包されており、ベース４の先端部には
実施例１の光アイソレータ３０が溶接により固定されて
いる。さらに光アイソレータ３０の先端部には先端をフ
ェルール９で保護された光ファイバ２０がスライドリン
グ８を介して溶接により固定されている。これら一連の
構造により半導体レーザｌからの出力光は光ファイバ２
０へ導びかれる。ベース４はベルチェ素子１０を介して
ケース１１の内部にとりつけられ、フェルール９とケー
ス１１はハンダ１２により接続封止されている。サーミ
スタ６はチップ状のものであり、半導体レーザ１に隣接
してチップキャリア３の上にマウントされている。
。同図において半導体レーザ１はヒートシンク２および
チップキャリア３を介してモニタ用フォトダイオード５
とともにベース４の上にマウントされている。ベース４
にはレンズ７が内包されており、ベース４の先端部には
実施例１の光アイソレータ３０が溶接により固定されて
いる。さらに光アイソレータ３０の先端部には先端をフ
ェルール９で保護された光ファイバ２０がスライドリン
グ８を介して溶接により固定されている。これら一連の
構造により半導体レーザｌからの出力光は光ファイバ２
０へ導びかれる。ベース４はベルチェ素子１０を介して
ケース１１の内部にとりつけられ、フェルール９とケー
ス１１はハンダ１２により接続封止されている。サーミ
スタ６はチップ状のものであり、半導体レーザ１に隣接
してチップキャリア３の上にマウントされている。
この構造の場合、チップキャリア３がマウントされるベ
ース４からフェルールに至るまでの支持系は金属部品を
用いて溶接により組立てられており、かつファラデー素
子、偏光子や検光子がそれら金属部品に直接取りつけら
れているので機械的な強度に優れている。云い換えれば
、ファラデー回転素子、偏光子や検光子を支持するホル
ダが同時に光アイソレータの前後の光学系を機械的に連
結する構造部材として活用されているため、モジュール
内部に組込む場合にも占有空間を節約して小型化を図る
ことができる。
ース４からフェルールに至るまでの支持系は金属部品を
用いて溶接により組立てられており、かつファラデー素
子、偏光子や検光子がそれら金属部品に直接取りつけら
れているので機械的な強度に優れている。云い換えれば
、ファラデー回転素子、偏光子や検光子を支持するホル
ダが同時に光アイソレータの前後の光学系を機械的に連
結する構造部材として活用されているため、モジュール
内部に組込む場合にも占有空間を節約して小型化を図る
ことができる。
またこの場合、光アイソレータがベルチェ素子の上に接
地されたベースに連結されているので、周囲温度の変化
による光アイソレータの特性変動を相当程度補償できる
。
地されたベースに連結されているので、周囲温度の変化
による光アイソレータの特性変動を相当程度補償できる
。
さらにこの構造の光アイソレータ内蔵型半導体レーザモ
ジュールの場合、半導体レーザ１から光ファイバ２０の
端面に至るまでの光学系全体がＤ■Ｐパッケージ内部に
気密封止されているので、低温条件下での結露の危険は
防止されている。
ジュールの場合、半導体レーザ１から光ファイバ２０の
端面に至るまでの光学系全体がＤ■Ｐパッケージ内部に
気密封止されているので、低温条件下での結露の危険は
防止されている。
以上説明したように本発明の光アイソレータおよび光ア
イソレータ内蔵半導体レーザモジュールは、それぞれ前
述の如き構成となっているので、信頼性が高く小型化が
容易であり、かつ温度補償が可能であるとともに完全に
気密封止を施して結露を防止することが可能になると同
時に高アイソレーションを実現できる。
イソレータ内蔵半導体レーザモジュールは、それぞれ前
述の如き構成となっているので、信頼性が高く小型化が
容易であり、かつ温度補償が可能であるとともに完全に
気密封止を施して結露を防止することが可能になると同
時に高アイソレーションを実現できる。
第１図は本発明の光アイソレータの一実施例を示す構造
概略図、第２図は本発明の光アイソレータ内蔵半導体レ
ーザモジュールの一実施例を示す構造概略図、第３図は
従来の光アイソレータの構成を示す図、第４図は従来の
光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュールの構造を示
す断面図である。 ｌ・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・ヒートシ
ンク、３・・・・・・チップキャリア、４・・団・ベー
ス、５・・団・モニタ用フォトダイオード、６・・・・
・・サーミスタ、７パ°°°“レンズ、８・・・・・・
スライドリング、９・・・・・・フェルール、１０・・
・・・・ベルチェ素子、１１・・川・ケース、１２・・
・・・・ハンダ、１９・・・・・・磁石、２０・・・・
・・光ファイバ、２１・・・・・・ＹＩＧ球、２２・・
・・・・レンズ、２３・・・・・・偏光子、３０・川・
・光アイソレータ、３１Ａ。 ３１Ｂ・・・・・・ファラデー回転素子、３２・・川・
磁石、３３Ａ、３３Ｂ・・・・・・偏光子、３４・・川
・検光子、３５・・・・・・ホルダ、３６・・川・ホル
ダ、３７・・・用ボルダＣ１３８Ａ、３８Ｂ・・・・・
・スペーサ。
概略図、第２図は本発明の光アイソレータ内蔵半導体レ
ーザモジュールの一実施例を示す構造概略図、第３図は
従来の光アイソレータの構成を示す図、第４図は従来の
光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュールの構造を示
す断面図である。 ｌ・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・ヒートシ
ンク、３・・・・・・チップキャリア、４・・団・ベー
ス、５・・団・モニタ用フォトダイオード、６・・・・
・・サーミスタ、７パ°°°“レンズ、８・・・・・・
スライドリング、９・・・・・・フェルール、１０・・
・・・・ベルチェ素子、１１・・川・ケース、１２・・
・・・・ハンダ、１９・・・・・・磁石、２０・・・・
・・光ファイバ、２１・・・・・・ＹＩＧ球、２２・・
・・・・レンズ、２３・・・・・・偏光子、３０・川・
・光アイソレータ、３１Ａ。 ３１Ｂ・・・・・・ファラデー回転素子、３２・・川・
磁石、３３Ａ、３３Ｂ・・・・・・偏光子、３４・・川
・検光子、３５・・・・・・ホルダ、３６・・川・ホル
ダ、３７・・・用ボルダＣ１３８Ａ、３８Ｂ・・・・・
・スペーサ。
Claims (5)
- （１）ファラデー回転素子、偏光子、検光子、磁石およ
びホルダから成る光アイソレータにおいて、前記ファラ
デー回転素子として第１および第２のファラデー回転素
子を含み、前記偏光子として第１および第２の偏光子を
含み、前記磁石が管状の磁石であり、前記第１の偏光子
、前記第１のファラデー回転素子、前記第２の偏光子、
前記第２のファラデー回転素子および前記検光子の順に
配列されて前記ホルダにより保持され、かつ前記第１の
ファラデー回転素子、前記第２の偏光子および前記第２
のファラデー回転素子が前記磁石の内部に収容されてい
ることを特徴とする光アイソレータ。 - （２）前記ホルダが第１、第２および第３の金属ホルダ
から構成されてこの順序で配列されており、前記第１の
偏光子が前記第１の金属ホルダにより、前記第２の偏光
子が前記第２の金属ホルダにより、前記検光子が前記第
３の金属ホルダによりそれぞれ保持されており、前記第
１、第２および第３の金属ホルダが相互に接合固定され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
アイソレータ。 - （３）前記第１および第２の偏光子、前記第１、第２の
ファラデー回転素子および検光子が、両面または片面に
中央の円形部分を除いて周辺部分にメタライズされてお
り、前記ホルダにハンダ付けまたはろう付けにより接着
固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光アイソレータ。 - （４）前記第１のファラデー回転素子、前記第２の偏光
子および前記第２のファラデー回転素子がこの順序で配
列されるとともに、それぞれの間に金属スペーサが挿入
されてハンダ付けまたはろう付けにより接着・固定され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
アイソレータ。 - （５）金属ケース内に半導体レーザおよび光アイソレー
タが実装され、光出力用光ファイバを備えた光アイソレ
ータ内蔵半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体
レーザ、チップキャリア、金属ベース、集光用レンズ、
先端部を金属管により保護された前記光ファイバ、前記
金属管よりもわずかい大きい内径を有するスライドリン
グ、側壁に光ファイバを通過させる導入孔を有する前記
金属ケースおよび光アイソレータから成り、前記金属ベ
ースが平坦部と垂直面を有するとともに前記平坦部から
垂直面に連なる貫通孔を有し、前記半導体レーザが前記
チップキャリアを介して前記平坦部にマウントされ、前
記集光用レンズが前記貫通孔の内部に固定され、前記光
アイソレータが前記金属ベースの前記垂直面に固定され
、前記金属管が前記スライドリングを介して前記光アイ
ソレータに接合固定され、前記金属ベースが前記ケース
の内部に固定され、前記金属管が前記導入孔を通過して
ハンダによって封止されて成り、かつ前記光アイソレー
タが特許請求の範囲第１項記載の光アイソレータである
ことを特徴とする光アイソレータ内蔵半導体レーザモジ
ュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27683689A JPH03137616A (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 光アイソレータおよび光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27683689A JPH03137616A (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 光アイソレータおよび光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137616A true JPH03137616A (ja) | 1991-06-12 |
Family
ID=17575081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27683689A Pending JPH03137616A (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 光アイソレータおよび光アイソレータ内蔵半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03137616A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5760946A (en) * | 1994-01-21 | 1998-06-02 | Fujitsu Limited | Optical isolator, faraday rotator suitable for use in the same, and laser diode module incorporating the same |
| US5917643A (en) * | 1993-03-12 | 1999-06-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Optical isolator |
| US6028702A (en) * | 1994-10-11 | 2000-02-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical isolator |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP27683689A patent/JPH03137616A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917643A (en) * | 1993-03-12 | 1999-06-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Optical isolator |
| US5760946A (en) * | 1994-01-21 | 1998-06-02 | Fujitsu Limited | Optical isolator, faraday rotator suitable for use in the same, and laser diode module incorporating the same |
| US6028702A (en) * | 1994-10-11 | 2000-02-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical isolator |
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