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

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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
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JP
Japan
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semiconductor laser
optical fiber
laser
groove
fiber
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Pending
Application number
JP8409790A
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English (en)
Inventor
Yuichi Odagiri
小田切 雄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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。

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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
〔発明が解決しようとする課題〕
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。
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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
〔実施例〕
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。
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。
ここで、台形状に形成する溝36の製法について説明す
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP8409790A 1990-03-30 1990-03-30 光ファイバ付半導体レーザユニット Pending JPH03282506A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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JPS63181384A (ja) * 1987-01-22 1988-07-26 Mitsubishi Electric Corp 端面発光形半導体発光素子

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