JPH03282506A - 光ファイバ付半導体レーザユニット - Google Patents
光ファイバ付半導体レーザユニットInfo
- Publication number
- JPH03282506A JPH03282506A JP8409790A JP8409790A JPH03282506A JP H03282506 A JPH03282506 A JP H03282506A JP 8409790 A JP8409790 A JP 8409790A JP 8409790 A JP8409790 A JP 8409790A JP H03282506 A JPH03282506 A JP H03282506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- optical fiber
- laser
- groove
- fiber
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005997 bromomethyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000276 potassium ferrocyanide Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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】
〔産業上の利用分計〕
本発明は光ファイバ付半導体レーザユニットに関する。
従来、光ファイバ付半導体レーザユニットにおける半導
体レーザと光ファイバの光学的な結合には、レンズを使
用するものと、光ファイバ端面を加工するなどして直接
結合するものとの2種類がある。これらの従来例として
は1984年11月米国ジョーシア州アトランタのアイ
・トリプル・イー、グローバル・テレコミュニケーショ
ンズ・コンファレンスで報告され、同論分誌の1161
頁から1165頁に記載されたニー・ドール(A、DO
LL)等の論文に詳しい。
体レーザと光ファイバの光学的な結合には、レンズを使
用するものと、光ファイバ端面を加工するなどして直接
結合するものとの2種類がある。これらの従来例として
は1984年11月米国ジョーシア州アトランタのアイ
・トリプル・イー、グローバル・テレコミュニケーショ
ンズ・コンファレンスで報告され、同論分誌の1161
頁から1165頁に記載されたニー・ドール(A、DO
LL)等の論文に詳しい。
レンズを使用するものは、光学系の許容誤差を大きくと
れる反面、半導体レーザから光ファイバまでの間隔が1
0−以上にもなり、小型化には適さない。その点、光フ
ァイバ端面を加工する直接結合方式は、小型化には極め
て有利である。
れる反面、半導体レーザから光ファイバまでの間隔が1
0−以上にもなり、小型化には適さない。その点、光フ
ァイバ端面を加工する直接結合方式は、小型化には極め
て有利である。
光学系の小形化による利点をあげると次のことが言える
。
。
(イ)実装スペースに余裕ができ、モジュール内に駆動
回路等の電子回路を実装することが容易となる。
回路等の電子回路を実装することが容易となる。
(ロ)駆動回路が半導体レーザ近傍に配置されると、配
線長を短くでき、リードインダクタンスが低減される。
線長を短くでき、リードインダクタンスが低減される。
これにより半導体レーザの出力光の波形応答が改善され
、高速変調が容易となる。
、高速変調が容易となる。
(ハ)光学系の部品点数が減るため、モジュール化への
工程が簡略化する。
工程が簡略化する。
以上のように光学系の小形化は、光通信システムの高速
化、大容量化と結びついて、特に単一軸モードレーザと
単一モード光ファイバとを用いた小形光モジュールの需
要増加となって増々重要になってきている。
化、大容量化と結びついて、特に単一軸モードレーザと
単一モード光ファイバとを用いた小形光モジュールの需
要増加となって増々重要になってきている。
従来の光ファイバ端面を加工した結合系の構造は、第3
図で示すように、金属製のパイプ20中を通して半田剤
21で固定した先球ファイバ(素線)22が半導体レー
ザ23と直接結合したものである。この場合プイプ20
は基盤24上にYAGレーザ溶接や超音波半田ゴテによ
る半田付は等で固定される。
図で示すように、金属製のパイプ20中を通して半田剤
21で固定した先球ファイバ(素線)22が半導体レー
ザ23と直接結合したものである。この場合プイプ20
は基盤24上にYAGレーザ溶接や超音波半田ゴテによ
る半田付は等で固定される。
しかしながら、半導体レーザ23の固定されたヒートシ
ンク26を基盤24上に実装するとき、固定用の半田剤
25の厚みが50〜100μmの範囲でバラ付く。この
ため、先球ファイバ22の軸ずれに対する損失増加の程
度が大きいことも手伝って、バイブ20の固定中に光軸
ずれを起こしてしまい、その結果ファイバ入力が十分取
れなくなるという問題がある。
ンク26を基盤24上に実装するとき、固定用の半田剤
25の厚みが50〜100μmの範囲でバラ付く。この
ため、先球ファイバ22の軸ずれに対する損失増加の程
度が大きいことも手伝って、バイブ20の固定中に光軸
ずれを起こしてしまい、その結果ファイバ入力が十分取
れなくなるという問題がある。
本発明は上述の欠点を除去した光ファイバ付半導体レー
ザユニットを提供することにある。
ザユニットを提供することにある。
本発明の光ファイバ付半導体レーザユニットは、共振器
軸方向に沿ってレーザ発振部と溝形成部とに分割され前
記レーザ発振部が活性層近傍に回折格子を有する単一軸
モードレーザとして構成された半導体レーザと、端末部
が前記溝形成部の溝上に固定されて前記レーザ発振部の
発光面と光学的に直接結合する光ファイバとを備え、こ
の光ファイバの前記端末部を含む前記半導体レーザの周
辺を光学的に透明な接着材によって被覆して構成される
。
軸方向に沿ってレーザ発振部と溝形成部とに分割され前
記レーザ発振部が活性層近傍に回折格子を有する単一軸
モードレーザとして構成された半導体レーザと、端末部
が前記溝形成部の溝上に固定されて前記レーザ発振部の
発光面と光学的に直接結合する光ファイバとを備え、こ
の光ファイバの前記端末部を含む前記半導体レーザの周
辺を光学的に透明な接着材によって被覆して構成される
。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の斜視図であり、第2図は本
実施例の正面図である。
実施例の正面図である。
半導体レーザ30は、レーザ発振部31と溝形成部32
とに分割されている。レーザ発振部31は回折格子33
を活性層34の近傍に設けた単一軸モードレーザである
。溝形成部32には、レーザ発振部31からの出力光が
結合されるファイバ端末部35固定用の溝36が形成さ
れている。このファイバ端末部35とレーザ発振部31
との周囲は、光学的に透明な接着剤37で覆われており
、ファイバ端末部35の溝36への固定にも接着剤37
カを使われている。
とに分割されている。レーザ発振部31は回折格子33
を活性層34の近傍に設けた単一軸モードレーザである
。溝形成部32には、レーザ発振部31からの出力光が
結合されるファイバ端末部35固定用の溝36が形成さ
れている。このファイバ端末部35とレーザ発振部31
との周囲は、光学的に透明な接着剤37で覆われており
、ファイバ端末部35の溝36への固定にも接着剤37
カを使われている。
ここで、台形状に形成する溝36の製法について説明す
る。
る。
(011)面の半導体基板38上に半導体層を積層させ
、電極金属39を蒸着させて半導体レーザ用ウェハの結
晶成長を終える。エツチングで溝36を形成する場合、
まず、溝形成部32の電極金属39を除去して、半導体
面が表出するようにする。次に、チッ化ケイ素(S i
3N4)膜をマスキングとして使用するため、プラズ
マCVDで半導体面上に密着させる。溝36の幅に相当
する部分のSi3N、膜はバッフアートフッ酸で除去す
る。
、電極金属39を蒸着させて半導体レーザ用ウェハの結
晶成長を終える。エツチングで溝36を形成する場合、
まず、溝形成部32の電極金属39を除去して、半導体
面が表出するようにする。次に、チッ化ケイ素(S i
3N4)膜をマスキングとして使用するため、プラズ
マCVDで半導体面上に密着させる。溝36の幅に相当
する部分のSi3N、膜はバッフアートフッ酸で除去す
る。
半導体層のエツチングにあたっては、インジウム・リン
(Ink)の場合、メチルアルコールに2.5%濃度の
臭素を融かしこんだブロムメチル液が使用され、インジ
ウム・ガリウム・ヒ素・リン(InGaAsP)の場合
、水酸化カリウムとフェロシアン化カリウムと水を2:
1:6の混合比にしたエツチング液が使用される。上記
のエツチング液を併用していくと、カット面を(111
)面とするV溝または台形溝が形成される。このときの
カット角θは54.74°である。
(Ink)の場合、メチルアルコールに2.5%濃度の
臭素を融かしこんだブロムメチル液が使用され、インジ
ウム・ガリウム・ヒ素・リン(InGaAsP)の場合
、水酸化カリウムとフェロシアン化カリウムと水を2:
1:6の混合比にしたエツチング液が使用される。上記
のエツチング液を併用していくと、カット面を(111
)面とするV溝または台形溝が形成される。このときの
カット角θは54.74°である。
ファイバ端末部35を実装する溝36はその幅Wを精度
よくエツチングする必要がある。今、最上部の半導体層
から活性層34までの層厚をt、ファイバ素線の外径を
lとすると、ファイバのコアの中心が活性層の高さと一
致するためには次式を満足する必要がある。
よくエツチングする必要がある。今、最上部の半導体層
から活性層34までの層厚をt、ファイバ素線の外径を
lとすると、ファイバのコアの中心が活性層の高さと一
致するためには次式を満足する必要がある。
W= 2 (u + t cosθ)/sinθ通常t
が2μm、(lが125±1μmであるから、Wの範囲
としては 154.7μm≦W≦157.1μm を満
足すればよい。
が2μm、(lが125±1μmであるから、Wの範囲
としては 154.7μm≦W≦157.1μm を満
足すればよい。
この溝36にファイバ端末部35を実装する場合、接合
面に垂直な方向の最適位置からのずれは、最大でも1.
7μmとなり、したがって実装前後の光出力変動を0.
5dB以内に抑えることが出来る。
面に垂直な方向の最適位置からのずれは、最大でも1.
7μmとなり、したがって実装前後の光出力変動を0.
5dB以内に抑えることが出来る。
ファイバ端末部35には、結合効率を高めるためとファ
イバ端面保護を目的に、本実施例では曲率半径40μm
の先球ファイバを採用した。このため最悪でも一6dB
台の結合効率は可能である。
イバ端面保護を目的に、本実施例では曲率半径40μm
の先球ファイバを採用した。このため最悪でも一6dB
台の結合効率は可能である。
次に、ファイバ端末部35の固定に使用する接着剤37
について説明する。接着剤37を使用する部分は、ファ
イバ端末部35の固定とともに発振部31の発光面とフ
ァイバ端末部35との間である。
について説明する。接着剤37を使用する部分は、ファ
イバ端末部35の固定とともに発振部31の発光面とフ
ァイバ端末部35との間である。
本実施例で使用するレーザ発振部31は単一軸モードレ
ーザであるため、ファブリ・ペロタイプのような襞開面
を必要としない。実際には接着剤37がレーザ発振部3
1の発光面に接触した時点で反射率が変わるため、初期
値のレーザ電流閾値や微分量子効率とは若干の変動は見
られるが特性への影響は殆んど考えなくてもよい。
ーザであるため、ファブリ・ペロタイプのような襞開面
を必要としない。実際には接着剤37がレーザ発振部3
1の発光面に接触した時点で反射率が変わるため、初期
値のレーザ電流閾値や微分量子効率とは若干の変動は見
られるが特性への影響は殆んど考えなくてもよい。
第1図に示す実指例ではレーザ発振部31と溝形成部3
2の境界付近を中心に接着剤で埋めたが、半導体レーザ
30及びファイバ端末部35を全て接着剤で埋めること
も可能である。通常の接着剤37の屈折率は1.5前後
であるから、半導体レーザ30の発光面に1゜5の屈折
率に合った無反射コート処置をすればファブリ・ペロモ
ードの問題を除くことができる。
2の境界付近を中心に接着剤で埋めたが、半導体レーザ
30及びファイバ端末部35を全て接着剤で埋めること
も可能である。通常の接着剤37の屈折率は1.5前後
であるから、半導体レーザ30の発光面に1゜5の屈折
率に合った無反射コート処置をすればファブリ・ペロモ
ードの問題を除くことができる。
以上説明したように本発明は、ファイバ端末部の固定に
際して光軸ずれが小さく光す力低下を小さく抑えること
ができ、したがって、従来のファイバ加工方式で考えら
れていた一10dBの結合効率を一6dB程度にまで改
善でき、しかも、半導体レーザとファイバ端末部とを一
体にした構成であるので、経時変化に対しても安定にで
きる効果がある。
際して光軸ずれが小さく光す力低下を小さく抑えること
ができ、したがって、従来のファイバ加工方式で考えら
れていた一10dBの結合効率を一6dB程度にまで改
善でき、しかも、半導体レーザとファイバ端末部とを一
体にした構成であるので、経時変化に対しても安定にで
きる効果がある。
第1図は本発明の一実施例の斜視図、第2図は第1図に
示す実施例の正面図、第3図は従来例の側面図である。 30・・・・・・半導体レーザ、31・・・・・・レー
ザ発振部、32・・・・・・溝形成部、33・・・・・
・回折格子、34・・・・・活性層、35・・・・・・
ファイバ端末部、36・・・・・・溝、37・・・・・
・接着剤、38・・・・・・半導体基板、39・・・・
・・電極金属。
示す実施例の正面図、第3図は従来例の側面図である。 30・・・・・・半導体レーザ、31・・・・・・レー
ザ発振部、32・・・・・・溝形成部、33・・・・・
・回折格子、34・・・・・活性層、35・・・・・・
ファイバ端末部、36・・・・・・溝、37・・・・・
・接着剤、38・・・・・・半導体基板、39・・・・
・・電極金属。
Claims (1)
- 共振器軸方向に沿ってレーザ発振部と溝形成部とに分割
され前記レーザ発振部が活性層近傍に回折格子を有する
単一軸モードレーザとして構成された半導体レーザと、
端末部が前記溝形成部の溝上に固定されて前記レーザ発
振部の発光面と光学的に直接結合する光ファイバとを備
え、この光ファイバの前記端末部を含む前記半導体レー
ザの周辺を光学的に透明な接着材によって被覆したこと
を特徴とする光ファイバ付半導体レーザユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8409790A JPH03282506A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 光ファイバ付半導体レーザユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8409790A JPH03282506A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 光ファイバ付半導体レーザユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03282506A true JPH03282506A (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=13821015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8409790A Pending JPH03282506A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 光ファイバ付半導体レーザユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03282506A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013530428A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-07-25 | アルカテル−ルーセント | 光電子素子に結合された光ファイバを位置合わせして固定する方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52148140A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Joint structure of optical fibre with optical semiconductor component |
| JPS60198791A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Hitachi Ltd | 光結合方式 |
| JPS61502706A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-11-20 | ブリティシュ・テレコミュニケ−ションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ | 導波路の接続構造および接続方法 |
| JPS63181384A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | 端面発光形半導体発光素子 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8409790A patent/JPH03282506A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52148140A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Joint structure of optical fibre with optical semiconductor component |
| JPS60198791A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-08 | Hitachi Ltd | 光結合方式 |
| JPS61502706A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-11-20 | ブリティシュ・テレコミュニケ−ションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ | 導波路の接続構造および接続方法 |
| JPS63181384A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | 端面発光形半導体発光素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013530428A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-07-25 | アルカテル−ルーセント | 光電子素子に結合された光ファイバを位置合わせして固定する方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3062884B2 (ja) | Soi光導波路を利用したハイブリッド光集積回路用基板の製造方法 | |
| US5446814A (en) | Molded reflective optical waveguide | |
| EP0723171A2 (en) | Optical module | |
| JP3059171B1 (ja) | 光ファイバ出力半導体装置 | |
| JPH07261053A (ja) | 光合分波モジュール | |
| EP0827211B1 (en) | A method of making a photo detector with an integrated mirror | |
| JP5834461B2 (ja) | 半導体レーザモジュール及びその製造方法 | |
| JPH1184183A (ja) | 光モジュール | |
| JPH1039162A (ja) | 光半導体装置並びに半導体受光素子および光ファイバーの形成方法 | |
| US6979136B2 (en) | Fiber type optical module | |
| JPH06194544A (ja) | 光結合構造 | |
| US5297218A (en) | Optical semiconductor laser and optical waveguide alignment device | |
| JP3042453B2 (ja) | 受光モジュール | |
| CN115752420A (zh) | 基于lnoi平台的集成光纤陀螺仪 | |
| US5224184A (en) | Optical multi-chip interconnect | |
| JPS59197184A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH04241477A (ja) | 半導体デバイス用サブマウントおよび半導体光デバイスモジュール | |
| JP2000275480A (ja) | 光モジュール | |
| JP3027649B2 (ja) | 光半導体素子モジュール | |
| JPS6251515B2 (ja) | ||
| JP3302839B2 (ja) | 光通信用ユニット | |
| JP2002107582A (ja) | 光モジュール | |
| JP3884903B2 (ja) | 光モジュール、光伝送装置及びその製造方法 | |
| JPH11177178A (ja) | 半導体レーザモジュ−ル | |
| JP2757350B2 (ja) | 光半導体モジュール |