JPH0318806A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
- Publication number
- JPH0318806A JPH0318806A JP15221189A JP15221189A JPH0318806A JP H0318806 A JPH0318806 A JP H0318806A JP 15221189 A JP15221189 A JP 15221189A JP 15221189 A JP15221189 A JP 15221189A JP H0318806 A JPH0318806 A JP H0318806A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- optical fiber
- fixing block
- adhesive
- fixing
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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、光通信や光情報処理の分野で、光源として用
いられるファイバ付半導体レーザモジュールに関するも
のである。
いられるファイバ付半導体レーザモジュールに関するも
のである。
ファイバ付半導体レーザモジュールとしては、第２図に
示すような先球光ファイバｌを用いたものが検討されて
いる（特願昭６３−３０９８７９号公報）、上記先球光
ファイバ１は半導体レーザ（ＬＤ）２との結合効率とし
て、２〜４ｄＢと高結合効率が得られるため、これを用
いれば、安価でかつ小型高性能なファイバ付半導体レー
ザモジュールが実現できる。しかし、上記先球光ファイ
バ１を用いる方法は、位置決め固定に高精度を要すると
いう問題があった。第３図および第４図は、発振波長１
．３−１放射半値全角（ＦＷＨＭ） θ上（第２図の
Ｘ方向）θη（第２図のｙ方向）が各々３０度、２３度
のＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザ２と、先端球半径Ｒ＝１
０−の先球光ファイバ１（単一モード）との結合効率の
距離依存性を示す図である。第３図は光軸方向（２軸）
の距離依存性であり、半導体レーザ２と先球ファイバ１
との距離Δｚ ＝１１ ｇｍで最大結合効率（５６％。
示すような先球光ファイバｌを用いたものが検討されて
いる（特願昭６３−３０９８７９号公報）、上記先球光
ファイバ１は半導体レーザ（ＬＤ）２との結合効率とし
て、２〜４ｄＢと高結合効率が得られるため、これを用
いれば、安価でかつ小型高性能なファイバ付半導体レー
ザモジュールが実現できる。しかし、上記先球光ファイ
バ１を用いる方法は、位置決め固定に高精度を要すると
いう問題があった。第３図および第４図は、発振波長１
．３−１放射半値全角（ＦＷＨＭ） θ上（第２図の
Ｘ方向）θη（第２図のｙ方向）が各々３０度、２３度
のＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザ２と、先端球半径Ｒ＝１
０−の先球光ファイバ１（単一モード）との結合効率の
距離依存性を示す図である。第３図は光軸方向（２軸）
の距離依存性であり、半導体レーザ２と先球ファイバ１
との距離Δｚ ＝１１ ｇｍで最大結合効率（５６％。
２．５ｄＢ）が得られ、１ｄＢトレランス（１ｄＢ劣化
許容位置ずれ量）は第３図から±４．５−であることが
わかる。一方、第４図はΔｚ ＝１１ ｕｆａの場合の
光軸に垂直な方向（第２図におけるＸ＋ｙ方向）の結合
効率の距離依存性である。図から明らかなように１ｄＢ
トレランスは±０．８虜である。
許容位置ずれ量）は第３図から±４．５−であることが
わかる。一方、第４図はΔｚ ＝１１ ｕｆａの場合の
光軸に垂直な方向（第２図におけるＸ＋ｙ方向）の結合
効率の距離依存性である。図から明らかなように１ｄＢ
トレランスは±０．８虜である。
光軸方向の１ｄＢトレランス±４．５ｐは、はんだある
いは接着剤や溶接等を用いた位置決め固定作業で十分実
現できる。しかし、光軸に垂直な方向についてはサブミ
クロン（±０．８ＩＲａ）の精度が要求されるため、第
２図に示す従来例ではつぎに示すような工夫をしていた
。すなわち、第２図に示すように、半導体レーザ２の近
傍に匡体７と一体化された第１の固定用ブロック３を設
け、一方、先球ファイバ１の側にも先端のレンズ部近傍
を。
いは接着剤や溶接等を用いた位置決め固定作業で十分実
現できる。しかし、光軸に垂直な方向についてはサブミ
クロン（±０．８ＩＲａ）の精度が要求されるため、第
２図に示す従来例ではつぎに示すような工夫をしていた
。すなわち、第２図に示すように、半導体レーザ２の近
傍に匡体７と一体化された第１の固定用ブロック３を設
け、一方、先球ファイバ１の側にも先端のレンズ部近傍
を。
光ファイバ挿入固定穴に接着剤５′で接着した第２の固
定用ブロック４を設けている。位置合わせ作業ののち、
図の一２方向に先球ファイバ１を押付けて、第１の固定
用ブロック３に第２の固定用ブロック４を圧着固定し、
その後面固定用ブロック間を接着剤５で固定していた。
定用ブロック４を設けている。位置合わせ作業ののち、
図の一２方向に先球ファイバ１を押付けて、第１の固定
用ブロック３に第２の固定用ブロック４を圧着固定し、
その後面固定用ブロック間を接着剤５で固定していた。
すなわち、位置固定作業時の接着剤の硬化収縮等に起因
する位置ずれを、上記両ブロック３および４間の摩擦力
によって防止しようとするものであった。第２の光ファ
イバ保持部６は、系外からの外力がファイバを介して先
端レンズ部に及ぶのを防ぐためのものである。
する位置ずれを、上記両ブロック３および４間の摩擦力
によって防止しようとするものであった。第２の光ファ
イバ保持部６は、系外からの外力がファイバを介して先
端レンズ部に及ぶのを防ぐためのものである。
上記従来技術においてはつぎのような問題があった。す
なわち第５図に示すように、第１の固定用ブロック３に
第２の固定用ブロック４を圧着固定したのち、両ブロッ
ク間に接着剤５を塗布すると、表面張力によって接着剤
５が両ブロック３．４の間に入り込み、これが潤滑剤の
作用をして両ブロック間の摩擦力を著しく低減させてし
まうという問題点があった。したがって、接着剤が細化
する過程で位置ずれを生じやすく、製品歩留りがよくな
かった。
なわち第５図に示すように、第１の固定用ブロック３に
第２の固定用ブロック４を圧着固定したのち、両ブロッ
ク間に接着剤５を塗布すると、表面張力によって接着剤
５が両ブロック３．４の間に入り込み、これが潤滑剤の
作用をして両ブロック間の摩擦力を著しく低減させてし
まうという問題点があった。したがって、接着剤が細化
する過程で位置ずれを生じやすく、製品歩留りがよくな
かった。
本発明は、先球光ファイバと半導体レーザとの間に位置
決めが高精度にでき、安価で小型、かつ高性能なファイ
バ付半導体レーザモジュールを得ることを目的とする。
決めが高精度にでき、安価で小型、かつ高性能なファイ
バ付半導体レーザモジュールを得ることを目的とする。
上記目的は、第１の固定用ブロック３と第２の固定用ブ
ロック４との接着面における。中心線平均表面粗さＨａ
を０．３ｘ＜Ｈａ＜６．０Ｉｌｆａとすることにより達
成される。
ロック４との接着面における。中心線平均表面粗さＨａ
を０．３ｘ＜Ｈａ＜６．０Ｉｌｆａとすることにより達
成される。
従来技術では第１の固定用ブロックと第２の固定用ブロ
ックとの接着面を、平面に仕上げて圧着固定したのち接
着していたが、第１および第２の固定用ブロック間の摩
擦力が十分でなく、接着剤が硬化収縮する際に位置ずれ
を生じていたが、本発明では上記第１と第２の固定用ブ
ロック接着面の平均表面粗さを一定範囲に保持したため
に、両固定ブロックの隙間に浸入した接着剤が潤滑剤と
なることなく、上記の両固定用ブロックを圧着すること
により十分な摩擦力が得られ、接着剤の硬化収縮に際し
て位置ずれが生じるのを防止することができる。
ックとの接着面を、平面に仕上げて圧着固定したのち接
着していたが、第１および第２の固定用ブロック間の摩
擦力が十分でなく、接着剤が硬化収縮する際に位置ずれ
を生じていたが、本発明では上記第１と第２の固定用ブ
ロック接着面の平均表面粗さを一定範囲に保持したため
に、両固定ブロックの隙間に浸入した接着剤が潤滑剤と
なることなく、上記の両固定用ブロックを圧着すること
により十分な摩擦力が得られ、接着剤の硬化収縮に際し
て位置ずれが生じるのを防止することができる。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による半導体レーザモジュールの一実施
例を示す平面図である。まず、銅−タングステン（Ｃｕ
１０％−Ｗ９０％）合金の角棒を、切削加工によって第
１図に示すように、第１の固定用ブロック３および第２
の光ファイバ固定部６が一体化された構造の形状に加工
したのち、上記第１の固定用ブロック３の接着面以外の
部位に金メツキを施して匡体７を作製した。一方、厚さ
３００．１／ＩＩの石英板に超音波加工もしくはＣＯ□
レーザ加工によって直径１５０〜２００廊の光ファイバ
保持用穴をあけた第２の固定用ブロック４を作製した。
例を示す平面図である。まず、銅−タングステン（Ｃｕ
１０％−Ｗ９０％）合金の角棒を、切削加工によって第
１図に示すように、第１の固定用ブロック３および第２
の光ファイバ固定部６が一体化された構造の形状に加工
したのち、上記第１の固定用ブロック３の接着面以外の
部位に金メツキを施して匡体７を作製した。一方、厚さ
３００．１／ＩＩの石英板に超音波加工もしくはＣＯ□
レーザ加工によって直径１５０〜２００廊の光ファイバ
保持用穴をあけた第２の固定用ブロック４を作製した。
つぎに、上記第１および第２の固定用ブロックの接着面
に、粒度４３０００〜４０００番のダイヤモンド粉末の
噴射加工を施し、所望の粗さに加工した。つぎに発振波
長１．３．、放射半値全角（、Ｆ Ｗ ＨＭ ） θ
ム、θηが各々３０度、２３度のＩｎＧａＡｓＰレーザ
２をヒートシンク２′を介して上記匡体７の所定の部位
に、第１図のように設置した。つぎに上記レーザ２の発
光面を上にして微動台上に重力方向に平行に設置し、第
１の固定用ブロック３の接着面上に、第２の固定用ブロ
ック４である光ファイバ保持用穴を有する石英板を、接
着面を下にして置いた。つぎに重力方向と平行に微動台
に設置した先球ファイバーを。
に、粒度４３０００〜４０００番のダイヤモンド粉末の
噴射加工を施し、所望の粗さに加工した。つぎに発振波
長１．３．、放射半値全角（、Ｆ Ｗ ＨＭ ） θ
ム、θηが各々３０度、２３度のＩｎＧａＡｓＰレーザ
２をヒートシンク２′を介して上記匡体７の所定の部位
に、第１図のように設置した。つぎに上記レーザ２の発
光面を上にして微動台上に重力方向に平行に設置し、第
１の固定用ブロック３の接着面上に、第２の固定用ブロ
ック４である光ファイバ保持用穴を有する石英板を、接
着面を下にして置いた。つぎに重力方向と平行に微動台
に設置した先球ファイバーを。
上方力Ｘ第２の固定用ブロック４の光ファイバ固定用穴
を通し、半導体レーザ２との最適結合位置に合わせたの
ち、第２の固定用ブロック４である石英板のファイバ固
定用穴に、エポキシ樹脂もしくは紫外線硬化樹脂を注入
硬化させ、先球ファイバ１と第２の固定用ブロック４を
接着した。つぎに再度最大結合効率に調整した後、先球
ファイバ１を２軸のマイナス方向に変位させ、第２の固
定用ブロック４を第１の固定用ブロック３に圧着した。
を通し、半導体レーザ２との最適結合位置に合わせたの
ち、第２の固定用ブロック４である石英板のファイバ固
定用穴に、エポキシ樹脂もしくは紫外線硬化樹脂を注入
硬化させ、先球ファイバ１と第２の固定用ブロック４を
接着した。つぎに再度最大結合効率に調整した後、先球
ファイバ１を２軸のマイナス方向に変位させ、第２の固
定用ブロック４を第１の固定用ブロック３に圧着した。
つぎに、両固定用ブロック３．４間にエポキシ樹脂もし
くは紫外線硬化樹脂を注入硬化させて、半導体レーザ２
と先球ファイバ１の位置関係を固定した。最後に、第２
の光ファイバ固定部６に接着剤を注入硬化させて、ファ
イバ付半導体レーザモジュールを完成した。
くは紫外線硬化樹脂を注入硬化させて、半導体レーザ２
と先球ファイバ１の位置関係を固定した。最後に、第２
の光ファイバ固定部６に接着剤を注入硬化させて、ファ
イバ付半導体レーザモジュールを完成した。
上記過程に基づいて、第１、第２の固定用ブロックの接
着面における表面粗さを変えたモジュールを１０種類作
製し、半導体レーザ２と先球ファイバ１との結合効率の
変化を調べた。１０種類のモジュールの接着面における
中心線平均粗さＨａはつぎの通りである。Ｈａ＝０．０
１．０．３゜０．５．０．９，２．０．３．０．４．０
．５．０．６．０．７．０ｍ（中心線平均粗さは、「機
械光学便覧」日本機械学会著ならびに発行、昭和４８年
６月１５日発行、ＰＰ、１７〜１７６参照）。その結果
、接着面の中心線平均粗さＨａが０．３をこえ０．６．
未満のサンプルでは、結合効率の変化がＲｆｌｌｌｌさ
れなかった。一方、Ｈａが０．３−未満の場合は、両固
定用ブロックを圧着固定する工程では結合効率の低下が
なかったが、両固定用ブロック間に接着剤を注入硬化さ
せる工程で０．３〜０．９ｄＢの結合効率低下が５ｉｌ
ｌ ｉｌｌ’ｌされた。また、Ｈａが６−を超える場合
は、両固定用ブロックの圧着工程で０．３〜１．５ｄＢ
の結合効率の低下が観られたが、接着剤注入硬化工程で
は結合効率の低下がなかった。以上の結果から、接着面
の表面粗さＨａを０．３〜０．６−の間に設定すれば、
無変位固定を実現できることが判った。
着面における表面粗さを変えたモジュールを１０種類作
製し、半導体レーザ２と先球ファイバ１との結合効率の
変化を調べた。１０種類のモジュールの接着面における
中心線平均粗さＨａはつぎの通りである。Ｈａ＝０．０
１．０．３゜０．５．０．９，２．０．３．０．４．０
．５．０．６．０．７．０ｍ（中心線平均粗さは、「機
械光学便覧」日本機械学会著ならびに発行、昭和４８年
６月１５日発行、ＰＰ、１７〜１７６参照）。その結果
、接着面の中心線平均粗さＨａが０．３をこえ０．６．
未満のサンプルでは、結合効率の変化がＲｆｌｌｌｌさ
れなかった。一方、Ｈａが０．３−未満の場合は、両固
定用ブロックを圧着固定する工程では結合効率の低下が
なかったが、両固定用ブロック間に接着剤を注入硬化さ
せる工程で０．３〜０．９ｄＢの結合効率低下が５ｉｌ
ｌ ｉｌｌ’ｌされた。また、Ｈａが６−を超える場合
は、両固定用ブロックの圧着工程で０．３〜１．５ｄＢ
の結合効率の低下が観られたが、接着剤注入硬化工程で
は結合効率の低下がなかった。以上の結果から、接着面
の表面粗さＨａを０．３〜０．６−の間に設定すれば、
無変位固定を実現できることが判った。
上記のように本発明による半導体レーザモジュールは、
匡体の所定の位置に設置した半導体レーザと、先端にレ
ンズ部を備え、上記半導体レーザと光学的に結合した先
球光ファイバと、上記半導体レーザの近傍に光軸と垂直
な接着面を有し、かつ上記接着面が上記半導体レーザの
発光面よりも所定の距離だけ前方に位置するように設置
した第１の固定用ブロックと、光軸に平行な光ファイバ
挿入固定穴と光軸に垂直な接着面を備え、上記１妾着面
が第１の固定用ブロックに固定されるとともに、上記光
ファイバ挿入固定穴に接着剤で上記先球光ファイバのレ
ンズ部近傍を保持した、第２の固定用ブロックとからな
る第１の光ファイバ保持部と、該第１の光ファイバ保持
部より所定の距離だけ前方に設けた第２の光ファイバ保
持部とを有する半導体レーザモジュールにおいて、上記
第１と第２の固定用ブロック接着面の中心線平均表面粗
さＨａが、０．３岬＜Ｈａ＜６．０ｍであることにより
、サブミクロン精度の高精度な位置決めが、歩留りよく
実現することができる。また、第１、第２両固定用ブロ
ック間の接着剤に対する面積が増えるため、接着強度が
増し信頼性を高めることができ、高性能でかつ安価なフ
ァイバ付半導体レーザモジュールを得ることが可能であ
る。
匡体の所定の位置に設置した半導体レーザと、先端にレ
ンズ部を備え、上記半導体レーザと光学的に結合した先
球光ファイバと、上記半導体レーザの近傍に光軸と垂直
な接着面を有し、かつ上記接着面が上記半導体レーザの
発光面よりも所定の距離だけ前方に位置するように設置
した第１の固定用ブロックと、光軸に平行な光ファイバ
挿入固定穴と光軸に垂直な接着面を備え、上記１妾着面
が第１の固定用ブロックに固定されるとともに、上記光
ファイバ挿入固定穴に接着剤で上記先球光ファイバのレ
ンズ部近傍を保持した、第２の固定用ブロックとからな
る第１の光ファイバ保持部と、該第１の光ファイバ保持
部より所定の距離だけ前方に設けた第２の光ファイバ保
持部とを有する半導体レーザモジュールにおいて、上記
第１と第２の固定用ブロック接着面の中心線平均表面粗
さＨａが、０．３岬＜Ｈａ＜６．０ｍであることにより
、サブミクロン精度の高精度な位置決めが、歩留りよく
実現することができる。また、第１、第２両固定用ブロ
ック間の接着剤に対する面積が増えるため、接着強度が
増し信頼性を高めることができ、高性能でかつ安価なフ
ァイバ付半導体レーザモジュールを得ることが可能であ
る。
第１図は本発明による半導体レーザモジュールの一実施
例を示す平面図、第２図は従来の半導体レーザモジュー
ルを示す斜視図、第３図は本発明レーザと先球ファイバ
との結合効率の光軸に平行な方向の距離依存性を示す図
、第４図は半導体レーザと先球ファイバとの結合効率の
光軸に垂直な方向の距離依存性を示す図、第５図は従来
モジュールにおける接着剤の塗布状況を示す図である。 １・・・先球光ファイバ ２・・・半導体レーザ３・
・・第１の固定用ブロック ４・・・第２の固定用ブロック ５．５′・・・接着剤 ６・・・第２光ファイバ保持部 ７・・・匡体
例を示す平面図、第２図は従来の半導体レーザモジュー
ルを示す斜視図、第３図は本発明レーザと先球ファイバ
との結合効率の光軸に平行な方向の距離依存性を示す図
、第４図は半導体レーザと先球ファイバとの結合効率の
光軸に垂直な方向の距離依存性を示す図、第５図は従来
モジュールにおける接着剤の塗布状況を示す図である。 １・・・先球光ファイバ ２・・・半導体レーザ３・
・・第１の固定用ブロック ４・・・第２の固定用ブロック ５．５′・・・接着剤 ６・・・第２光ファイバ保持部 ７・・・匡体
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、匡体の所定の位置に設置した半導体レーザと、先端
にレンズ部を備え、上記半導体レーザと光学的に結合し
た先球光ファイバと、上記半導体レーザの近傍に光軸と
垂直な接着面を有し、かつ上記接着面が上記半導体レー
ザの発光面よりも所定の距離だけ前方に位置するように
設置した第１の固定用ブロックと、光軸に平行な光ファ
イバ挿入固定穴と光軸に垂直な接着面を備え、上記接着
面が第１の固定用ブロックに固定されるとともに、上記
光ファイバ挿入固定穴に接着剤で上記先球光ファイバの
レンズ部近傍を保持した、第２の固定用ブロックとから
なる第１の光ファイバ保持部と、該第１の光ファイバ保
持部より所定の距離だけ前方に設けた第２の光ファイバ
保持部とを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記第１と第２の固定用ブロック接着面の中心線平均表面
粗さＨａが、 ０．３μｍ＜Ｈａ＜６．０μｍ であることを特徴とする半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15221189A JPH0318806A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15221189A JPH0318806A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0318806A true JPH0318806A (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=15535500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15221189A Pending JPH0318806A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0318806A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7830945B2 (en) | 2002-07-10 | 2010-11-09 | Fujifilm Corporation | Laser apparatus in which laser diodes and corresponding collimator lenses are fixed to block, and fiber module in which laser apparatus is coupled to optical fiber |
| JP2015184621A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 | 光装置とその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15221189A patent/JPH0318806A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7830945B2 (en) | 2002-07-10 | 2010-11-09 | Fujifilm Corporation | Laser apparatus in which laser diodes and corresponding collimator lenses are fixed to block, and fiber module in which laser apparatus is coupled to optical fiber |
| JP2015184621A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 | 光装置とその製造方法 |
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