JPH0447982Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は多出力レーザモジユールに係り、特に
半導体レーザダイオード（以下、LDとする）と
複数本の光フアイバとの結合効率の向上を図るこ
とができるレーザモジユールに関する。

［従来の技術］ LDチツプからのレーザ光を７本のマルチモー
ド光フアイバに同時に結合させる、７分配モジユ
ールの従来例を第２図に示す。LDチツプ２１は
円板状のLDステム２２上に搭載されると共にガ
ラス窓２３付のキヤツプ２４により気密封止さ
れ、このLDステム２２がガイドスリーブ２５内
に固定されている。

一方、７本の光フアイバ２６はその先端部のナ
イロン被覆が除去され、中心に１本、その周囲に
６本の１−６構成で集束されて光フアイバ束２７
を形成し光フアイバホルダ２８内に挿入固定され
ている。

そして、光フアイバホルダ２８内に挿入された
光フアイバ束２７の先端面を鏡面研磨した後、光
フアイバホルダ２８とガイドスリーブ２５とをそ
れぞれ微動装置に保持させ、光フアイバホルダ２
８をガイドスリーブ２５内に挿入したまま微動装
置によりLDチツプ２１と光フアイバ束２７との
光軸合わせを行なう。光軸合わせが済むと、その
ままの状態で光フアイバホルダ２８とガイドスリ
ーブ２５との間の樹脂を硬化させる。

このような構成のレーザモジユールにおいて、
LDチツプ２１から発せられたレーザ光はキヤツ
プ２４のガラス窓２３を透過した後、鏡面研磨さ
れている光フアイバ束２７の先端面に入射し、各
フアイバ２６に分配される。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、LDは戻り光の影響を受けやすく、
LD出力端面の近傍に反射面が存在するとその反
射光がLDに戻つてLDの発振状態が不安定となる
ことが知られている。例えば、LD出力端面と反
射面との間隔が0.4mm以上のときにはLDの光出力
変動が0.1dB以内、出力光の雑音（相対雑音強
度）が−130dB／Hz程度であつたものが、上記の
間隔を0.4mm以内とすると光出力変動は±1dB、
出力光の雑音は−100dB／Hzにもなつてしまう。
そこで、従来LDチツプ２１とガラス窓２３との
間隔を0.4mm程度以上に設定していた。

また、キヤツプ２４のガラス窓２３は強度の点
から0.2mm程度の厚さが必要となるので、ガラス
窓２３と光フアイバ束２７の先端面との間隔を
0.1mmとしてレーザモジユールを構成すると、LD
チツプ２１から光フアイバ束２７の先端面までの
間隔は0.7mm以上となる。

しかしながら、LDチツプ２１と光フアイバ２
６との結合効率を向上させて各フアイバへの光入
力を大きくするためにはLDチツプ２１に光フア
イバ束２７の先端面を出来る限り近づけることが
望ましく、上述したように両者の間隔を0.7mm以
上に設定すると結合効率が低下するという問題が
あつた。

かくして、本考案の目的は上記従来技術の問題
点を解消し、LDの発振状態を安定に保持しつつ
結合効率の向上を図ることができる多出力レーザ
モジユールを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の多出力レーザモジユールは上記目的を
達成するために、半導体レーザダイオードに複数
本のマルチモード光フアイバを結合して光出力を
多分配する多出力レーザモジユールにおいて、被
覆材が除去された上記複数の光フアイバの先端部
を集束してこれを内挿固定する光フアイバホルダ
と、該光フアイバホルダの先端面上に形成された
ガラス薄膜と、上記光フアイバホルダの外周部を
囲繞し且つ上記光フアイバホルダの先端面より所
定の長さだけ前方に延出して設けられると共にそ
の後端部と上記光フアイバホルダの外周面とが密
封されているガイドスリーブと、上記レーザダイ
オードを搭載すると共にその周縁部と上記ガイド
スリーブの前端部とが密封されているレーザダイ
オードステムとを備えたものである。

［作用］ ガラス薄膜の厚さは１〜50μm程度と極めて薄
く設定することができるので、以上のような構成
とすることによりLDチツプの気密封止を行ない
つつLDチツプ出力端面と光フアイバの入力端面
と間隔を小さくしてこの間隔をLDが安定して発
振し得る最小値0.4mm程度とすることができる。

なお、ガラス薄膜は光フアイバホルダとその
内部に挿入された光フアイバ束を通しての外部と
の気密性を確保すること、及び光フアイバ入力
端面におけるレーザ光の反射率を低減させること
の２つの目的を有している。従つて、の目的を
達成するためにガラス薄膜は光フアイバのコアよ
りも低屈折率でかつLDの発光波長域で透明な材
料であるSiO₂やMgF₂等を用いることが望まし
い、またSiO₂／TiO₂やMgF₂／ZnS等の多層膜に
より無反射コートとしてもよい。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に従つて説明
する。

第１図は本考案の一実施例に係る多出力レーザ
モジユールの構成を示す横断面図である。この実
施例はLDチツプ１を発光素子とし、７本のマル
チモード光フアイバ２から出力を得る７出力カレ
ーザモジユールである。LDチツプ１は円板状の
LDステム３上に設置されており、LDステム３の
周縁部がリング４の一方の面に固定されている。
リング４の他方の面にはガイドスリーブ５の前端
面が接合され、このガイドスリーブ５にその後端
部から光フアイバホルダ６が挿入固定されてい
る。この光フアイバホルダ６にはその先端部の被
覆材が除去された７本の光フアイバ２が束ねて挿
入されており、この光フアイバ束７が導かれてい
る光フアイバホルダ６の先端面上にガラス薄膜８
が形成されている。

このような構成のレーザモジユールは次のよう
にして作成される。

まず、７本の50／125GI光フアイバ２の各先端
部のナイロン被覆材を除去した後、これらを中心
に１本、その周囲に６本の１−６構成で集束し、
先端の光フアイバ束７が光フアイバホルダ６の先
端面に達するようにこれを光フアイバホルダ６内
に挿入して樹脂９で固定する。さらに、光フアイ
バホルダ６及び光フアイバ束７の先端面を鏡面研
磨し、この研磨面上に蒸着法によりSiO₂からな
るガラス薄膜８を厚さ１〜50μm程度形成する。
このガラス薄膜８は光フアイバホルダ６の先端
面、光フアイバ束７の先端面及び光フアイバ束７
を固定した樹脂９の端面を覆うものである。

一方、LDチツプ１をLDステム３上に設置し、
このLDステム３の全周縁部にわたつてこれをリ
ング４に溶接する。この場合、電気抵抗溶接、高
周波加熱溶接、YAGレーザ溶接あるいはCO₂レ
ーザ溶接等を用いることができる。

次に、LDチツプ１と光フアイバ束７との光軸
合わせを行なうが、これら両者間の間隔を0.4mm
に設定した。まず、光フアイバホルダ６をガイド
スリーブ５内に挿入し、ガイドスリーブ５の前端
面をリング４に接触させた状態でガイドスリーブ
５内の光フアイバホルダ６を前後に微動させ、
LDチツプ１と光フアイバ束７の先端面との間隔
を0.4mmとして光フアイバホルダ６とガイドスリ
ーブ５とをその円周上全てにわたつて溶接固定す
る。次いで、ガイドスリーブ５を上下に微動させ
てLDチツプ１と光フアイバ束７との光軸合わせ
を行ない、光軸が合つた状態でガイドスリーブ５
とリング４とをその円周上全てにわたつて溶接す
る。

このガイドスリーブ５とリング４との溶接及び
上述した光フアイバホルダ６とガイドスリーブ５
との溶接にはYAGレーザ溶接あるいはCO₂レー
ザ溶接を用いる。これは、非接触式であること及
び局部的に溶接してレーザモジユール全体の温度
を上げないことを考慮するものであり、溶接後の
軸ずれ量を小さくするためである。

このようにして、溶接前後のLDチツプ１と光
フアイ束７との光軸のずれが10μm以内、間隔0.4
mmのずれが50μm以内でレーザモジユールを組立
てることができた。

ここでLDチツプ１はLDステム３とリング４間
の溶接、リング４とガイドスリーブ５間の溶接、
ガイドスリーブ５と光フアイバホルダ６間の溶接
及びガラス薄膜８により気密封止されている。

本実施例の７出力レーザモジユールの出力を測
定したところ、LDチツプ１と同一のチツプを用
いた第２図の従来例に比べて出力が約5dB増加し
ていることが確認された。

なお、リング４を省いてLDステム３を直接ガ
イドスリーブ５の前端面にYAGレーザ溶接ある
いはCO₂レーザ溶接しても構わない。

また、ガラス薄膜８はSiO₂の他MgF₂，SiO₂／
TiO₂あるいはMgF₂／ZnSから構成してもよく、
その形成方法としてスパツタ法あるいはイオンプ
レーテイング法を用いることもできる。

さらに、上記実施例では７出力のレーザモジユ
ールについて述べたが７出力に限るものではな
く、より多数のあるいはより少ない出力を有する
ものであつてもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、次の如き
優れた効果を発揮する。

(1) LDチツプの気密封止を行ないつつLDチツプ
出力端面と光フアイバ入力端面との間隔を0.4
mm程度に設定して、LDチツプの発振状態を安
定に保持しながら結合効率の向上を図ることが
できる。

(2) 従つて、本考案による多出力レーザモジユー
ルは高出力を得ることができ、種々の光通信シ
ステムに適用する等その有用性は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る多出力レーザ
モジユールの構成を示す横断面図、第２図は従来
例を示す横断面図である。 図中、１はレーザダイオードチツプ、２は光フ
アイバ、３はレーザダイオードステム、４はリン
グ、５はガイドスリーブ、６は光フアイバホル
ダ、７は光フアイバ束、８はガラス薄膜である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 半導体レーザダイオードに複数本のマルチモ
   ード光フアイバを結合して光出力を多分配する
   多出力レーザモジユールにおいて、被覆材が除
   去された上記複数の光フアイバの先端部を集束
   してこれを内挿固定する光フアイバホルダと、
   該光フアイバホルダの先端面上に形成されたガ
   ラス薄膜と、上記光フアイバホルダのの外周部
   を囲繞し且つ上記光フアイバホルダの先端面よ
   り所定の長さだけ前方に延出して設けられると
   共にその後端部と上記光フアイバホルダの外周
   面とが密封されているガイドスリーブと、上記
   レーザダイオードを搭載すると共にその周縁部
   と上記ガイドスリーブの前端部とが密封されて
   いるレーザダイオードステムとを備えたことを
   特徴とする多出力レーザモジユール。 (2) 上記ガラス薄膜がMgF₂，SiO₂，MgF₂／
   ZnSあるいはSiO₂／TiO₂からなることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の多
   出力レーザモジユール。 (3) 上記ガイドスリーブの後端部と上記光フアイ
   バホルダの外周面との密封及び上記ガイドスリ
   ーブの前端面と上記レーザダイオードステムの
   周縁部との密封がYAGレーザ溶接あるいは
   CO₂レーザ溶接によりなされることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   記載の多出力レーザモジユール。