JPH0331812A - Laser module with optical isolator - Google Patents

Laser module with optical isolator

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JPH0331812A
JPH0331812A JP16736389A JP16736389A JPH0331812A JP H0331812 A JPH0331812 A JP H0331812A JP 16736389 A JP16736389 A JP 16736389A JP 16736389 A JP16736389 A JP 16736389A JP H0331812 A JPH0331812 A JP H0331812A
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JP
Japan
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optical isolator
optical
semiconductor laser
optical axis
reflected light
Prior art date
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Pending
Application number
JP16736389A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Makio
諭 牧尾
Masahiko Sakakibara
正彦 榊原
Shigeru Takeda
茂 武田
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0331812A publication Critical patent/JPH0331812A/en
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Abstract

PURPOSE:To considerably reduce the feedback of reflected light to a laser by slanting the normal of the incidence end surface of the optical isolator in a plane containing a main axis within a range of 1 - 10 deg. from the optical axis. CONSTITUTION:In the plane (X-Z plane) which is perpendicular to a plane containing the electric vector of the projection light 6a of the semiconductor laser 1 and the optical axis and contains the optical axis, the normal of the incidence end surface of the optical isolator is slanted within a range of 1 - 10 deg. from the optical axis. When the inclination is <=1 deg., the reflected light is fed back to the semiconductor laser. When the inclination exceeds 10 deg., on the other hand, the opposite-directional loss and insertion loss of the optical isolator 8 are considerably deteriorated. It is not evident why the good effect is obtained when the normal is slanted, but this may relate to the backward incidence of no reflected light from the optical isolator 8 on an active layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高速長距離光通信システム等に通用する光ア
イソレータ付し、−ザモジュールに関わり、特に光アイ
ソレータの入射端面に入射する光の方向を規定した光ア
イソレータ付レーザモジュールに関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a module equipped with an optical isolator that is used in high-speed long-distance optical communication systems, etc. The present invention relates to a laser module with an optical isolator that defines the direction.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、光ファイバーの驚異的な進歩により光ファイバー
を用いた通信装置の高速化、犬容星化の研究開発及び実
用化が真Φすに検討されている。これらには発光源とし
てスペクトル線幅の狭い半導体レーザが多用されている
。特に高速大著)、ト光通信システム等に通用される高
性能半導体レーザは光ファイバー等からの反ルl先の帰
還により青f音特性が敏感に影響を受は劣化するので光
アイソレータ付レーザモジュールが必須のものとなった
In recent years, due to the amazing progress of optical fibers, research and development and practical application of optical fiber-based communication devices to increase the speed of communication devices are being seriously considered. Semiconductor lasers with narrow spectral line widths are often used as light emitting sources in these devices. In particular, in high-performance semiconductor lasers used in optical communication systems, etc., the blue frequency sound characteristics are sensitively affected by the feedback from the optical fiber, etc., and the laser module with an optical isolator deteriorates. has become essential.

第5図は光アイソレータ付レーザモジュールの基本構成
を示した図であり、第5図において、1は半導体レーザ
、2は半導体レーザの内部に設けられた活性層(エビタ
ー1tシヤル層)、3は偏光r、4はファラデー回転子
、5は検光子、6aは半導体レーザからの出射光、6b
は45度偏波面が回転した光アイソレータからの出射光
、8は光アイソレータ全体である。
FIG. 5 is a diagram showing the basic configuration of a laser module with an optical isolator. In FIG. 5, 1 is a semiconductor laser, 2 is an active layer (evitor 1t shear layer) provided inside the semiconductor laser, and 3 is a semiconductor laser. Polarized light r, 4 is a Faraday rotator, 5 is an analyzer, 6a is light emitted from a semiconductor laser, 6b
8 is the output light from the optical isolator whose polarization plane has been rotated by 45 degrees, and 8 is the entire optical isolator.

゛活性層2からの出射光6aの電気ベク]・ルは活性層
のエピタキシャル層と平行である。ここで、電気ベクト
ルとは光の電界(電気力波)の−\クトルを言う。この
光は偏光子3を通過し、ファラデー回転子4で偏波面が
45度回転し、ちょうど45度回転した状態で取り付け
られている検光子5を通過する。光アイソレータからの
出射光6bはその他のレンズ等により光フィバ−に結合
される。
The electric vector of the emitted light 6a from the active layer 2 is parallel to the epitaxial layer of the active layer. Here, the electric vector refers to the -\ vector of the electric field (electric force wave) of light. This light passes through a polarizer 3, the plane of polarization is rotated by 45 degrees by a Faraday rotator 4, and passes through an analyzer 5, which is attached with the plane rotated by exactly 45 degrees. The emitted light 6b from the optical isolator is coupled to the optical fiber by another lens or the like.

ここでの問題は光ファイバー及びレンズ等からの反射光
7aは光アイソレータ8により除去されるが、光アイソ
レータの入射面即ち偏光子3の端面からの反射光7bは
除去されずにそのまま半導体レーザ1の活性層に戻るこ
とである。
The problem here is that the reflected light 7a from the optical fiber, lens, etc. is removed by the optical isolator 8, but the reflected light 7b from the incident surface of the optical isolator, that is, the end face of the polarizer 3, is not removed and remains as it is in the semiconductor laser 1. It is to return to the active layer.

これを避けるために、従来の光アイソレータは第2図に
示すように、光アイソレータの入射端面の法線n′を半
導体レーザの出射光6aの電気ベクトルを含む平面(Y
−Z平面内)内でθ′だけ傾けていた。ここに示すx、
  y、  z座標は第5図に示したものと一致してい
る。この方法によればわずかな傾きで反射光7bは半導
体レーザの活性層に到達しなくなり、半導体レーザの劣
化を防ぎ安定な出射光を取り出すことができるという利
点があった。
In order to avoid this, conventional optical isolators, as shown in FIG.
-Z plane) by θ'. x shown here,
The y and z coordinates match those shown in FIG. This method has the advantage that a slight inclination prevents the reflected light 7b from reaching the active layer of the semiconductor laser, thereby preventing deterioration of the semiconductor laser and allowing stable emitted light to be extracted.

また、特開昭54−29661号公報には、偏光子板と
ファラデー回転板と1/4波長板を有する光アイソレー
タにおいて、各板の表面の法線が入射光線方向に対して
傾斜させることによって、消光比の大きくかつ小形のも
のを得られることが開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 54-29661 discloses an optical isolator having a polarizer plate, a Faraday rotation plate, and a quarter-wave plate, in which the normal line of the surface of each plate is inclined with respect to the direction of incident light. , it is disclosed that a device with a large extinction ratio and a small size can be obtained.

あるいは、特開昭59−204293号公報には、半導
体レーザーダイオードの光軸を光アイソレータの光軸に
対して傾斜させることによって入射角での反射の影響を
除去したものが開示されている。
Alternatively, JP-A-59-204293 discloses a device in which the optical axis of a semiconductor laser diode is tilted with respect to the optical axis of an optical isolator to eliminate the influence of reflection at the incident angle.

〔本発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the present invention]

上記従来技術の光アイソレータ付レーザモジュールにあ
っては、確かに光アイソレータの入射端面からの反射光
の半導体レーザへの帰還を低減できるという利点はある
が、入射光の光軸と光アイソレークの入射端面の法線ベ
クトルとの傾きにより光アイソレータの特性である逆方
向損失と挿入損失を大きく劣化してしまうという欠点が
あった。
The conventional laser module with an optical isolator described above certainly has the advantage of reducing the return of reflected light from the incident end facet of the optical isolator to the semiconductor laser, but the optical axis of the incident light and the incidence of the optical isolator There is a drawback that the inclination with respect to the normal vector of the end face significantly deteriorates the reverse direction loss and insertion loss, which are the characteristics of an optical isolator.

即ち、このような構成では反射光7bの影響は低減でき
るが光アイソレータの本来持っている良好な特性を生か
せないという問題点があった。
That is, in such a configuration, although the influence of the reflected light 7b can be reduced, there is a problem in that the inherently good characteristics of the optical isolator cannot be utilized.

また、前記の特開昭54−29661号公報に記載の光
アイソレータは、174波長板を必須とするものであっ
て、傾斜させる方向を特定していない為に特性のバラツ
キが大きいという問題点があった。このことは、前記の
特開昭59−204293号公報に記載のものについて
も同様であった。即ち、光アイソレータの傾向と角度が
重要であるという認識は、今までの誰もがなさなかった
Furthermore, the optical isolator described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-29661 requires a 174-wavelength plate, and since the direction in which it is tilted is not specified, there is a problem that the characteristics vary widely. there were. This was also the case with the one described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-204293. That is, until now, no one had recognized that the tendency and angle of the optical isolator were important.

本発明の目的は光アイソレータから半導体レーザに帰還
する反射光を低減し、かつ光アイソレータの特性を劣化
しない高性能なレーザモジュールを提供することである
An object of the present invention is to provide a high-performance laser module that reduces reflected light returning from an optical isolator to a semiconductor laser and does not deteriorate the characteristics of the optical isolator.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は半導体レーザからの出射光をアイソレータを透
過させた後、光ファイバーに入射せしめる光アイソレー
タ付レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザの出
射光の電気ベクトルと光軸を含む平面に対して垂直な平
面であって光軸を含む平面(X−Z平面)内で前記光ア
イソレータの入射端面の法線を光軸より1度以上10度
以下の範囲で簡けたことを特徴とする光アイソレータ付
レーザモジュールである。
The present invention provides a laser module with an optical isolator in which light emitted from a semiconductor laser is transmitted through an isolator and then inputted into an optical fiber. A laser module with an optical isolator, characterized in that the normal line of the incident end face of the optical isolator is set within a plane (X-Z plane) including the optical axis within a range of 1 degree or more and 10 degrees or less from the optical axis. be.

本発明は半導体レーザの出射光の電気ベクトルと光軸を
含む平面内で前記光アイソレータの入射端面の法線を光
軸より1度以上10度以下の範囲で傾けることによって
、従来の方法より極めて光アイソレータの特性の劣化が
少ないレーザモジュールが得られることを見出したこと
によるものである。ここで傾きを1度以上10度以下と
規定したのは1度未満では反射光が半導体レーザに帰還
してしまい好ましくない為であり、10度を越えると光
アイソレータの逆方向損失と挿入損失を太き(劣化する
ためである。本発明において半導体レーザ1と光アイソ
レータ8との間の距離は一般に散開程度であって、本発
明の効果が何故得られるのか理由が未だ必ずしも明らか
でないが光アイソレータからの反射光が活性層に送入し
ないことと関係しているようである。
The present invention is more effective than conventional methods by tilting the normal line of the incident end face of the optical isolator within the plane containing the electric vector of the emitted light of the semiconductor laser and the optical axis within the range of 1 degree or more and 10 degrees or less from the optical axis. This is based on the discovery that a laser module with less deterioration in the characteristics of the optical isolator can be obtained. The reason why the inclination is defined as 1 degree or more and 10 degrees or less is because if it is less than 1 degree, the reflected light will return to the semiconductor laser, which is undesirable.If it exceeds 10 degrees, the reverse direction loss and insertion loss of the optical isolator will increase. In the present invention, the distance between the semiconductor laser 1 and the optical isolator 8 is generally on the order of divergence, and although it is not yet clear why the effects of the present invention can be obtained, the optical isolator This seems to be related to the fact that the reflected light from the active layer does not enter the active layer.

C実施例〕 以下本発明の実施例に゛ついて詳しく説明するが本発明
はこの実施例に限るものではない。
Example C] Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.

第1図は、本発明の一実施例を説明する構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of the present invention.

ここに示すX、Y、Z座標は第5図に示したものと一敗
している。第1図は半導体レーザ1からの出射光6aを
光アイソレータ8を透過させた後、光ファイバーに入射
せしめる光アイソレータ付レーザモジュールである。こ
のレーザモジュールでは半導体レーザ1の出射光6aの
電気ベクトルと光軸を含む平面と垂直な平面内で前記光
アイソし一夕の入射端面の法線nを光軸よりθ度傾けた
+14成となっている。ここで用いた光アイソレータ8
は偏光ビームスプリッタよりなる偏光子3、ファラデー
回転P4および偏光ビームスプリ7タよりなる検光子5
で構成されている。
The X, Y, and Z coordinates shown here are completely different from those shown in FIG. FIG. 1 shows a laser module with an optical isolator in which light 6a emitted from a semiconductor laser 1 is transmitted through an optical isolator 8 and then input into an optical fiber. In this laser module, the optical beam is isolated in a plane perpendicular to the plane containing the electric vector of the emitted light 6a of the semiconductor laser 1 and the optical axis. It has become. Optical isolator 8 used here
is a polarizer 3 consisting of a polarizing beam splitter, a Faraday rotation P4, and an analyzer 5 consisting of a polarizing beam splitter 7.
It consists of

第2図は、比較例として示したものであり、上記実施例
と異なる点は光アイソレータの入射端面の法線n′を半
導体レーザの出射光6aの電気ベクトルを含む平面でθ
′だけ傾けたことである。
FIG. 2 is shown as a comparative example, and the difference from the above embodiment is that the normal n' of the incident end face of the optical isolator is set to θ in a plane containing the electric vector of the output light 6a of the semiconductor laser.
′ is tilted.

第4図は比較例の逆方向Il失と挿入14失の入射角θ
′との関係を示したものである。ここに示すように入射
角が1度以上になると、急激に光アイソレータの特性で
ある逆方向損失と挿入損失が劣化することがわかった。
Figure 4 shows the incident angle θ of the backward direction Il loss and insertion 14 loss in the comparative example.
′ shows the relationship between As shown here, it has been found that when the incident angle becomes 1 degree or more, the reverse direction loss and insertion loss, which are the characteristics of the optical isolator, deteriorate rapidly.

この場合、4度光軸より傾けた時、逆方向損失は8dB
も低下し、挿入損失は0.15dB増加した。
In this case, when tilted from the optical axis by 4 degrees, the reverse direction loss is 8 dB.
The insertion loss also decreased by 0.15 dB.

第3図は、本発明の入射角θに対する逆方向損失及び挿
入損失の変化を測定したものである。第4図に示した比
較例と比べてみると判るように、本発明のレーザモジュ
ールでは入射角に対して逆方向損失が極めて大きい。ま
た、この逆方向jii失は比較例と異なり入射角θが1
0度以下ではほとんど変化しない。このように入射角θ
を大きく取ることが出来るので、半導体レーザー、の反
射光の帰還を大きく減少することが可能であることがわ
かった。しかし、この場合でも入射角θが10度以上で
は挿入損失が大きくなるという傾向がみられた。また、
光アイソレータの入射端1mの1噴きは1度以上でない
と半導体レーザへ反射光が帰還してしまい好ましくない
ことがわかった。
FIG. 3 shows measurements of changes in reverse direction loss and insertion loss with respect to the incident angle θ of the present invention. As can be seen from a comparison with the comparative example shown in FIG. 4, the laser module of the present invention has an extremely large reverse direction loss with respect to the incident angle. Also, unlike the comparative example, this backward jii loss occurs when the incident angle θ is 1.
There is almost no change below 0 degrees. In this way, the angle of incidence θ
It has been found that it is possible to greatly reduce the feedback of the reflected light from the semiconductor laser because it is possible to increase the . However, even in this case, there was a tendency that the insertion loss increased when the incident angle θ was 10 degrees or more. Also,
It has been found that unless the number of injections per meter of the incident end of the optical isolator is one or more times, the reflected light will return to the semiconductor laser, which is not preferable.

実施例では光アイソレータ全体を傾けたが偏光子を単独
で傾けても良い。
In the embodiment, the entire optical isolator is tilted, but the polarizer alone may be tilted.

(発明の効果) 本発明によれば、光アイソレークの逆方向損失及び挿入
t1失の劣化を防ぎつつ、光アイソレータの入射端面か
ら半導体レーザへの反射光の帰還を著しく低減でき、高
性能なレーザモジュールを得ることが出来る。
(Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to significantly reduce the return of reflected light from the incident end face of the optical isolator to the semiconductor laser while preventing the deterioration of the reverse direction loss and insertion t1 loss of the optical isolator. You can get the module.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示した図、第2図は比較例
を示した図、第3図は第1図に示した光アイソレータの
特性を示した図、第4図は第2図に示した比較例の光ア
イソレータの特性を示した図、第5図は光アイソレータ
付レーザモジュールの基本構成を示した図である。 に半導体し・−ザ、2:エピタキシャル層、3:偏光子
、4:ファラデー回転子、5:検光子、6a:レーザか
らの出射光、6b;光アイソレータからの出射光、7a
:光ファイバー及びレンズ等からの反射光、7b:光ア
イソレークの入射端面からの反射光、8 光アイソレー
ク。 出  願 人 日立金属株式会社 を 叉 第1 図 第 図 第5 図 第 図 入射角θ 入射角θ′
Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, Fig. 2 shows a comparative example, Fig. 3 shows the characteristics of the optical isolator shown in Fig. 1, and Fig. 4 shows a comparative example. FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the optical isolator of the comparative example shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a diagram showing the basic configuration of a laser module with an optical isolator. 2: Epitaxial layer, 3: Polarizer, 4: Faraday rotator, 5: Analyzer, 6a: Light emitted from the laser, 6b; Light emitted from the optical isolator, 7a
: Reflected light from optical fibers, lenses, etc., 7b: Reflected light from the incident end face of optical isolake, 8: Optical isolake. Applicant Hitachi Metals, Ltd. Figure 1 Figure 5 Figure 5 Angle of incidence θ Angle of incidence θ'

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体レーザからの出射光を光アイソレータを透
過させた後、光ファイバーに入射せしめる光アイソレー
タ付レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザの出
射光の電気ベクトルと光軸を含む平面に対して垂直な平
面であって光軸を含む平面内で前記光アイソレータの入
射端面の法線を光軸より1度以上10度以下の範囲で傾
けたことを特徴とする光アイソレータ付レーザモジュー
ル。
(1) In a laser module with an optical isolator in which light emitted from a semiconductor laser is transmitted through an optical isolator and then input into an optical fiber, a plane perpendicular to a plane containing the electric vector and optical axis of the emitted light from the semiconductor laser. A laser module with an optical isolator, characterized in that the normal line of the incident end face of the optical isolator is tilted within a plane including the optical axis within a range of 1 degree or more and 10 degrees or less from the optical axis.
JP16736389A 1989-06-29 1989-06-29 Laser module with optical isolator Pending JPH0331812A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0293409A (en) * 1988-09-29 1990-04-04 Mitsubishi Electric Corp Optical isolator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0293409A (en) * 1988-09-29 1990-04-04 Mitsubishi Electric Corp Optical isolator

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