JPH0484480A - チップキャリア型複合光素子 - Google Patents
チップキャリア型複合光素子Info
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- JPH0484480A JPH0484480A JP19765390A JP19765390A JPH0484480A JP H0484480 A JPH0484480 A JP H0484480A JP 19765390 A JP19765390 A JP 19765390A JP 19765390 A JP19765390 A JP 19765390A JP H0484480 A JPH0484480 A JP H0484480A
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- Japan
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- semiconductor laser
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Landscapes
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は希土類金属であるエルビウム（Ｅ ｒ３＋）を
ドープした光フアイバアンプの励起光源に関し、特にそ
の励起光源に高出力の半導体レーザ素子を使用した半導
体レーザポンプモジュールの半導体レーザ素子とモニタ
用ホトダイオード素子を１枚の金属製チップキャリアに
積載したチップキャリア型複合光素子に関する。
ドープした光フアイバアンプの励起光源に関し、特にそ
の励起光源に高出力の半導体レーザ素子を使用した半導
体レーザポンプモジュールの半導体レーザ素子とモニタ
用ホトダイオード素子を１枚の金属製チップキャリアに
積載したチップキャリア型複合光素子に関する。
光信号を電気回路によらず、直接増幅できる光増幅器と
して、光フアイバアンプが注目されている。この光フア
イバアンプとして、エルビウム（Ｅｒ”）をドープした
光ファイバがあるが、信号光を増幅するには励起光が必
要とされる。この励起光源として従来は、色素レーザや
固体レーザが使用されていたが、光通信システムとして
商用化されるには小形な半導体レーザの適用が条件とさ
れていた。一方、半導体レーザへの要求条件に、特定の
波長、高出力、高信頼度が求められているが、この条件
を満たす半導体レーザとして波長１４９０ｎｍ前後のレ
ーザが考えられている。
して、光フアイバアンプが注目されている。この光フア
イバアンプとして、エルビウム（Ｅｒ”）をドープした
光ファイバがあるが、信号光を増幅するには励起光が必
要とされる。この励起光源として従来は、色素レーザや
固体レーザが使用されていたが、光通信システムとして
商用化されるには小形な半導体レーザの適用が条件とさ
れていた。一方、半導体レーザへの要求条件に、特定の
波長、高出力、高信頼度が求められているが、この条件
を満たす半導体レーザとして波長１４９０ｎｍ前後のレ
ーザが考えられている。
今、従来の光フアイバアンプ構成例を第５図に示す。本
構成例は、エレビウムドープ光ファイバ１の入射端に波
長合成カプラ２を設け、信号用半導体レーザモジュール
３からの信号光と励起用半導体レーザモジニール４から
の励起光を合成してエレビウムドープ光ファイバ１に入
射し、増幅された信号光が幹線ケーブル５に送出される
よう構成したものである。一方、この増幅光を安定に出
力させるためには励起用半導体レーザモジュール４の励
起光を制御する必要がある。この制御手段の一例として
、エレビウムドーブ光ファイバ１の出射端に、励起用半
導体レーザモジュール４からの励起光、例えば１４９０
ｎｍの波長以下を遮断する短波長フィルタ６と１：１０
程度の分岐比をもつカブラ７を設け、例えば１５３０ｎ
ｍの信号光のみをわずかに反射させて、この反射光をモ
ニタ用ホトダイオードモジニール８に取り込ませる。こ
れにより、出力されるホトカレントから、差動増幅器９
やＬＤ電流制御回路１０等からなるＡＰＣ回路１１を動
作させ、励起用半導体レーザモジュール４を駆動制御さ
せる手段が提案されていた。
構成例は、エレビウムドープ光ファイバ１の入射端に波
長合成カプラ２を設け、信号用半導体レーザモジュール
３からの信号光と励起用半導体レーザモジニール４から
の励起光を合成してエレビウムドープ光ファイバ１に入
射し、増幅された信号光が幹線ケーブル５に送出される
よう構成したものである。一方、この増幅光を安定に出
力させるためには励起用半導体レーザモジュール４の励
起光を制御する必要がある。この制御手段の一例として
、エレビウムドーブ光ファイバ１の出射端に、励起用半
導体レーザモジュール４からの励起光、例えば１４９０
ｎｍの波長以下を遮断する短波長フィルタ６と１：１０
程度の分岐比をもつカブラ７を設け、例えば１５３０ｎ
ｍの信号光のみをわずかに反射させて、この反射光をモ
ニタ用ホトダイオードモジニール８に取り込ませる。こ
れにより、出力されるホトカレントから、差動増幅器９
やＬＤ電流制御回路１０等からなるＡＰＣ回路１１を動
作させ、励起用半導体レーザモジュール４を駆動制御さ
せる手段が提案されていた。
しかしその一方で、光通信装置の小形化や低コスト化が
要求されている現状に対し、従来例では、励起用光源と
モニタ用受光器とが分離されているため、励起用半導体
レーザモジュール４とモニタ用ホトダイオードモジュー
ル８が各１台づつ必要であった。すなわち、モニタ用ホ
トダイオードモジュール８の大きさは通常励起用半導体
レーザモジュール４と同程度の大きさを有することから
、実質励起用半導体レーザモジュール４２台分の取付面
積をパネルに確保する必要があり、小形化への障害とな
っていた。また、モニタ用ホトダイオードモジュール８
そのものの部品点数や組立工数も励起用半導体レーザモ
ジュール４とほぼ同程度必要なことから、その分のコス
ト増も問題となっていた。
要求されている現状に対し、従来例では、励起用光源と
モニタ用受光器とが分離されているため、励起用半導体
レーザモジュール４とモニタ用ホトダイオードモジュー
ル８が各１台づつ必要であった。すなわち、モニタ用ホ
トダイオードモジュール８の大きさは通常励起用半導体
レーザモジュール４と同程度の大きさを有することから
、実質励起用半導体レーザモジュール４２台分の取付面
積をパネルに確保する必要があり、小形化への障害とな
っていた。また、モニタ用ホトダイオードモジュール８
そのものの部品点数や組立工数も励起用半導体レーザモ
ジュール４とほぼ同程度必要なことから、その分のコス
ト増も問題となっていた。
したがって、この問題点を解決するには励起用半導体レ
ーザモジュール４とモニタ用ホトダイオードモジュール
８とを統合すればよいことになるが。従来のモニタ用ホ
トダイオード素子を内蔵した半導体レーザモジュールは
、半導体レーザ素子のモニタ光をモニタしてこの半導体
レーザ素子を駆動制御するものであり、光フアイバアン
プシステムの方式と本質的に異なり、従来の半導体レー
ザモジュールをそのまま使用することはできなかった。
ーザモジュール４とモニタ用ホトダイオードモジュール
８とを統合すればよいことになるが。従来のモニタ用ホ
トダイオード素子を内蔵した半導体レーザモジュールは
、半導体レーザ素子のモニタ光をモニタしてこの半導体
レーザ素子を駆動制御するものであり、光フアイバアン
プシステムの方式と本質的に異なり、従来の半導体レー
ザモジュールをそのまま使用することはできなかった。
例えば、従来の半導体レーザモジュールに組み込まれた
モニタ用ホトダイオード素子と半導体レーザ素子との組
立構造として第６図〜第８図（ａ）〜（ｄ）に示すよう
なチップキャリア型複合光素子があった。これは金属チ
ップキャリア型の半導体レーザ素子１２とセラミックチ
ップキャリア型のモニタ用ホトダイオード素子１３を１
枚の金属製ベース１４に半田等で積載したものであり、
これらを総称して通常はチップキャリア型ＬＤ素子と呼
んでいた。ただし、本文では従来例と区別するため以降
チップキャリア型複合光素子１５と呼称する。同図から
も明らかなように従来のモニタ用ホトダイオード素子１
３は半導体レーザ素子１２からのモニタ光を受光して半
導体レーザ素子１２を制御するものである。しかし、光
フアイバアンプの場合、自己の半導体レーザ光、例えば
１４９０ｎｍの励起光を受光するのではなく、他の半導
体レーザ（この場合、１５３０ｎｍの信号光）からのレ
ーザ光を受光して、同一モジュール内の半導体レーザ（
この場合、励起光）を駆動制御するものであって、従来
のチップキャリア型複合光素子１５を使用することはで
きなかった。
モニタ用ホトダイオード素子と半導体レーザ素子との組
立構造として第６図〜第８図（ａ）〜（ｄ）に示すよう
なチップキャリア型複合光素子があった。これは金属チ
ップキャリア型の半導体レーザ素子１２とセラミックチ
ップキャリア型のモニタ用ホトダイオード素子１３を１
枚の金属製ベース１４に半田等で積載したものであり、
これらを総称して通常はチップキャリア型ＬＤ素子と呼
んでいた。ただし、本文では従来例と区別するため以降
チップキャリア型複合光素子１５と呼称する。同図から
も明らかなように従来のモニタ用ホトダイオード素子１
３は半導体レーザ素子１２からのモニタ光を受光して半
導体レーザ素子１２を制御するものである。しかし、光
フアイバアンプの場合、自己の半導体レーザ光、例えば
１４９０ｎｍの励起光を受光するのではなく、他の半導
体レーザ（この場合、１５３０ｎｍの信号光）からのレ
ーザ光を受光して、同一モジュール内の半導体レーザ（
この場合、励起光）を駆動制御するものであって、従来
のチップキャリア型複合光素子１５を使用することはで
きなかった。
したがって、本発明の目的は、励起用半導体レーザモジ
ュールとモニタ用半導体レーザモジュールとが別々であ
ったものを１つの半導体レーザポンプモジュールに統合
化可能なチップキャリア型複合光素子を提供することに
ある。
ュールとモニタ用半導体レーザモジュールとが別々であ
ったものを１つの半導体レーザポンプモジュールに統合
化可能なチップキャリア型複合光素子を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、半導体レーザ素
子とモニタ用ホトダイオード素子を１枚の金属製チップ
キャリアに積載して成るチップキャリア型複合光素子に
おいて、前記半導体レーザ素子の主発光面と前記モニタ
用ホトダイオード素子の受光面とが互いに反対方向を向
いた状態で前記金属製チップキャリアに積載した構成と
したものである。
子とモニタ用ホトダイオード素子を１枚の金属製チップ
キャリアに積載して成るチップキャリア型複合光素子に
おいて、前記半導体レーザ素子の主発光面と前記モニタ
用ホトダイオード素子の受光面とが互いに反対方向を向
いた状態で前記金属製チップキャリアに積載した構成と
したものである。
このように本発明のチップキャリア型複合光素子を使用
することにより、従来のモニタ用ホトダイオードモジュ
ールを削除することができ、１台の半導体レーザポンプ
モジュールに統合できることから、パネルの小形化と低
コスト化が可能であると共に光フアイバアンプシステム
の商用化に多大な貢献が期待できる。
することにより、従来のモニタ用ホトダイオードモジュ
ールを削除することができ、１台の半導体レーザポンプ
モジュールに統合できることから、パネルの小形化と低
コスト化が可能であると共に光フアイバアンプシステム
の商用化に多大な貢献が期待できる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係るチップキャリア型複合光素子の一
実施例を示す斜視図である。本実施例にあっては、従来
の金属チップキャリア型の半導体レーザ素子１２のチッ
プキャリアと従来の金属製ベース１４とを１つの金属製
チップキャリア２０とし、この金属製チップキャリア２
０の半導体レーザ素子積載部２１に半導体レーザ素子２
２を半田等で積載している。又、従来のセラミックチッ
プキャリア型のモニタ用ホトダイオード素子１３を積載
する金属製チップキャリア２０のホトダイオード積載部
２３にセラミックチップキャリア型のモニタ用ホトダイ
オード素子２４を同じく半田等で積載し、これによって
チップキャリア型複合光素子２５を構成するようにした
ものである。
実施例を示す斜視図である。本実施例にあっては、従来
の金属チップキャリア型の半導体レーザ素子１２のチッ
プキャリアと従来の金属製ベース１４とを１つの金属製
チップキャリア２０とし、この金属製チップキャリア２
０の半導体レーザ素子積載部２１に半導体レーザ素子２
２を半田等で積載している。又、従来のセラミックチッ
プキャリア型のモニタ用ホトダイオード素子１３を積載
する金属製チップキャリア２０のホトダイオード積載部
２３にセラミックチップキャリア型のモニタ用ホトダイ
オード素子２４を同じく半田等で積載し、これによって
チップキャリア型複合光素子２５を構成するようにした
ものである。
ただし、モニタ用ホトダイオード素子２４のレーザ受光
面２４ａは、半導体レーザ素子２２の主発光面、すなわ
ち信号光出射方向Ａとは互いに反対方向を向いた状態で
積載されており、従来の組立構造とは異なった構成とな
っている。また、セラミックチップキャリア型のモニタ
用ホトダイオード素子２４は、セラミック製チップキャ
リア２６に積載されており、このセラミック製チップキ
ャリア２６を介して金属製チップキャリア２０のホトダ
イオード積載部２３に積載されている。
面２４ａは、半導体レーザ素子２２の主発光面、すなわ
ち信号光出射方向Ａとは互いに反対方向を向いた状態で
積載されており、従来の組立構造とは異なった構成とな
っている。また、セラミックチップキャリア型のモニタ
用ホトダイオード素子２４は、セラミック製チップキャ
リア２６に積載されており、このセラミック製チップキ
ャリア２６を介して金属製チップキャリア２０のホトダ
イオード積載部２３に積載されている。
以上のように構成された本発明のチップキャリア型複合
光素子２５を使用することにより、従来、励起用半導体
レーザモジュールとモニタ用ホトダイオードモジュール
とが別々であったものを１つに統合化可能な半導体レー
ザポンプモジュールを実現できるようになった。今、そ
の一実施例を第２図に示す。第２図はチップキャリア型
複合光素子２５をペルチェ素子２７を介して気密パッケ
ージ２８に実装したものであり、この気密パッケージ２
８のレーザ光透過部には窓ガラス２９．３０が配設され
ている。なお、窓ガラス３０は半導体レーザ素子２２０
波長、例えば１４９０７ｍを遮断し、光フアイバアンプ
の信号光、例えば１５３０ｎｍの波長を透過させるフィ
ルター機能を有している。また、レーザ光の入出力とし
て半導体レーザ素子２２からの励起光を取り込む励起用
光ファイバ３１と光フアイバアンプから分岐されてきた
信号光をモニタ用ホトダイオード素子２４に照射するモ
ニタ用光ファイバ３２を取り付けて、前記半導体レーザ
ポンプモジュール３３を構成している。なお、この半導
体レーザポンプモジュール３３の大きさは、従来側々で
あった励起用半導体レーザモジュールと同程度の大きさ
に設計可能であり、容易に実現できる。
光素子２５を使用することにより、従来、励起用半導体
レーザモジュールとモニタ用ホトダイオードモジュール
とが別々であったものを１つに統合化可能な半導体レー
ザポンプモジュールを実現できるようになった。今、そ
の一実施例を第２図に示す。第２図はチップキャリア型
複合光素子２５をペルチェ素子２７を介して気密パッケ
ージ２８に実装したものであり、この気密パッケージ２
８のレーザ光透過部には窓ガラス２９．３０が配設され
ている。なお、窓ガラス３０は半導体レーザ素子２２０
波長、例えば１４９０７ｍを遮断し、光フアイバアンプ
の信号光、例えば１５３０ｎｍの波長を透過させるフィ
ルター機能を有している。また、レーザ光の入出力とし
て半導体レーザ素子２２からの励起光を取り込む励起用
光ファイバ３１と光フアイバアンプから分岐されてきた
信号光をモニタ用ホトダイオード素子２４に照射するモ
ニタ用光ファイバ３２を取り付けて、前記半導体レーザ
ポンプモジュール３３を構成している。なお、この半導
体レーザポンプモジュール３３の大きさは、従来側々で
あった励起用半導体レーザモジュールと同程度の大きさ
に設計可能であり、容易に実現できる。
また、本発明のチップキャリア型複合光素子２５を用い
て実現させた半導体レーザアンプモジュールの適用例を
第３図、第４図に示す。エレビウムドープ光ファイバ３
４のカブラ３５または融着カブラ３６からの分岐光をモ
ニタ用光ファイバ３７にて半導体レーザポンプモジュー
ル３３のモニタホトダイオード素子３３ａに導くだけで
よく、従来の構成例で使用していたモニタ用ホトダイオ
ードモジュールは削除することができる。なお、モニタ
用光ファイバ３７は通常のシングルモードファイバかマ
ルチモードファイバが使用される。また、図中符号３８
は信号用半導体レーザモジュール、３９は波長合成カブ
ラ、４０は幹線光ケーブルであり、さらにＡＰＣ回路等
は省略しである。
て実現させた半導体レーザアンプモジュールの適用例を
第３図、第４図に示す。エレビウムドープ光ファイバ３
４のカブラ３５または融着カブラ３６からの分岐光をモ
ニタ用光ファイバ３７にて半導体レーザポンプモジュー
ル３３のモニタホトダイオード素子３３ａに導くだけで
よく、従来の構成例で使用していたモニタ用ホトダイオ
ードモジュールは削除することができる。なお、モニタ
用光ファイバ３７は通常のシングルモードファイバかマ
ルチモードファイバが使用される。また、図中符号３８
は信号用半導体レーザモジュール、３９は波長合成カブ
ラ、４０は幹線光ケーブルであり、さらにＡＰＣ回路等
は省略しである。
以上の如く、本発明のチップキャリア型複合光素子を使
用することにより、従来のモニタ用ホトダイオードモジ
ュールを削除でき、１台の半導体レーザポンプモジュー
ルに統合できるようになつた。これによって、パネルの
小形化と低コスト化を図ることが可能になると共に光フ
アイバアンプシステムの商用化に多大な貢献を期待でき
るという種々の優れた効果を奏する。
用することにより、従来のモニタ用ホトダイオードモジ
ュールを削除でき、１台の半導体レーザポンプモジュー
ルに統合できるようになつた。これによって、パネルの
小形化と低コスト化を図ることが可能になると共に光フ
アイバアンプシステムの商用化に多大な貢献を期待でき
るという種々の優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係るチップキャリア型複合光素子の一
実施例を示す斜視図、第２図は本発明のチップキャリア
型複合光素子を使用して半導体レーザポンプモジニール
を組み豆でたモジュール構造の横断面図、第３図、第４
図はこの半導体レーザポンプモジュールの適用例を示す
光フアイバアンプシステムの概略構成図、第５図は従来
の光フアイバアンプシステムの概略構成図、第６図は従
来のチップキャリア型複合光素子の一例を示す斜視図、
第７図（ａ）、（ｂ）は従来の金属チップキャリア型の
半導体レーザ素子の平面図と正面図、ｆｆ８図（ａ）〜
（ｄ）は従来のセラミックチップキャリア型のモニタ用
ホトダイオード素子の平面図、正面図、側面図、底面図
である。 ２０・・・・・・金属製チップキャリア、２・・・・・
・半導体レーザ素子、 ４・・・・・・モニタ用ホトダイオード素子、４ａ・・
・・・・レーザ受光面、 ５・・・・・・チップキャリア型複合光素子、６・・・
・・・セラミック製チップキャリア。 出 願 人 代 理 人 日本電気株式会社
実施例を示す斜視図、第２図は本発明のチップキャリア
型複合光素子を使用して半導体レーザポンプモジニール
を組み豆でたモジュール構造の横断面図、第３図、第４
図はこの半導体レーザポンプモジュールの適用例を示す
光フアイバアンプシステムの概略構成図、第５図は従来
の光フアイバアンプシステムの概略構成図、第６図は従
来のチップキャリア型複合光素子の一例を示す斜視図、
第７図（ａ）、（ｂ）は従来の金属チップキャリア型の
半導体レーザ素子の平面図と正面図、ｆｆ８図（ａ）〜
（ｄ）は従来のセラミックチップキャリア型のモニタ用
ホトダイオード素子の平面図、正面図、側面図、底面図
である。 ２０・・・・・・金属製チップキャリア、２・・・・・
・半導体レーザ素子、 ４・・・・・・モニタ用ホトダイオード素子、４ａ・・
・・・・レーザ受光面、 ５・・・・・・チップキャリア型複合光素子、６・・・
・・・セラミック製チップキャリア。 出 願 人 代 理 人 日本電気株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザ素子とモニタ用ホトダイオード素子を
１枚の金属製チップキャリアに積載して成るチップキャ
リア型複合光素子において、前記半導体レーザ素子の主
発光面と前記モニタ用ホトダイオード素子の受光面とが
互いに反対方向を向いた状態で前記金属製チップキャリ
アに積載されていることを特徴とするチップキャリア型
複合光素子。 ２、前記モニタ用ホトダイオード素子をセラミック製チ
ップキャリアに積載し、このセラミック製チップキャリ
アを介して前記金属製チップキャリアに積載したことを
特徴とする請求項１記載のチップキャリア型複合光素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19765390A JPH0484480A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | チップキャリア型複合光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19765390A JPH0484480A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | チップキャリア型複合光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484480A true JPH0484480A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16378082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19765390A Pending JPH0484480A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | チップキャリア型複合光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0484480A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5265115A (en) * | 1991-08-30 | 1993-11-23 | Hoya Corporation | Solid-state laser device having a feedback loop |
| US5267252A (en) * | 1991-08-30 | 1993-11-30 | Hoya Corporation | Solid-state laser device comprising a temperature-controlled thermal conductive support |
| EP0634822A1 (en) * | 1993-07-14 | 1995-01-18 | Corning Incorporated | Packaging of high power semiconductor lasers |
| EP0707360A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-17 | Corning Incorporated | Impurity getters in laser enclosures |
| EP0816884A1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-07 | NEC Corporation | Temperature controlled optical coupling structure |
-
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