JPH0536407U - 半導体レーザモジユール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低コストの半導体レーザモジュールを提供す
る。 【構成】半導体レーザモジュールをモールドプラスチッ
クケースで覆い、電気的な絶縁をとることを特徴とす
る。 【効果】半導体レーザモジュール本体の電気的絶縁を、
部品価格を抑えて低コストに実現することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は半導体レーザの出射光の光ファイバに結合させるための半導体レーザ モジュールに関し、特に半導体レーザ端子とケースの電気的絶縁性を有する半導 体レーザモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

光通信網は、幹線系から支線系，加入者系へとその需要が拡大されてきており 、これに伴ない伝送装置に対する低価格化の要求が強まってきている。この支線 系，加入者系用の光源としては、将来的に低コスト化が予測される半導体レーザ モジュールが主流となりつつある。

【０００３】 半導体レーザモジュールに使用される半導体レーザとしては、量産性，取り扱 いの容易さ，低コスト化に優れる等の理由で、通常パッケージに気密封止されて 実装されたものが使用されている。このパッケージとしては、民生用のコンパク トディスク（ＣＤ）に使用されている直５．６ｍｍの円筒形小型パッケージが主 流となっている。このパッケージでは、汎用性の点から半導体レーザの陽極（ア ノード）端子がパッケージシステムと電気的に共通になるように接続されたもの が主に使用されている。この半導体レーザパッケージを用いて構成された半導体 レーザモジュールでは、その本体に取り付けられたフランジ部分で装置に固定さ れると同時に、モジュール本体が電気的にクランドに接続される。

【０００４】 半導体レーザモジュールを駆動するＩＣとしては、通常比較的変調速度が低い （〜数十Ｍｂ／ｓ程度）場合にはＴＴＬ回路が、また高速変調の場合（１００Ｍ ｂ／ｓ以上）にはＥＣＬ回路が使用されている。これらのＩＣでは駆動するため の電源の極性が異なり、ＴＴＬでは正極性電源が、またＥＣＬでは負極性電源が 使用されている。半導体レーザモジュールを正極性電源で駆動する場合には、半 導体レーザパッケージの陽極端子が正電位となるため、モジュールの本体が装置 のグランド部分に接触する場合には電気的ショートが起こり、半導体レーザモジ ュールの特性不良を起こし、半導体レーザが劣化する場合もある。このような不 良を防止するためには、半導体レーザモジュールを外部と電気的に絶縁する必要 がある。装置として正負２種類の電源を用意できる場合には絶縁の必要は無くな るが、主にＩＣ駆動用として正電源が必要な低速の光通信装置では、低価格化の ために単一極性の電源しか用意されていない。従って、半導体レーザモジュール として簡単に電気的フローティングをとることが要求されている。

【０００５】 図２に、正電源で使用する場合の従来の半導体レーザモジュールの断面図を示 す。

【０００６】 半導体レーザ１は半導体レーザパッケージ２の中に実装され、半導体レーザの アノード端子がパッケージのステムと同電位になるように接続されている。絶縁 リング６はセラミックと金属とがろう付けにより接合されている。この絶縁リン グに半導体レーザ１が実装された半導体レーザパッケージ２を溶接固定し、これ を光ファイバ結合系内蔵ホルダ４に接合する時点で、半導体レーザから出射され たレーザ光が光ファイバ３に最適に結合するように、光軸に垂直な方向の調整を 行ないレーザスポット溶接により固定を行なう（レーザスポット溶接跡を１１に 示す）。

【０００７】 この構造により、半導体レーザパッケージ（アノード端子）に正の電位が印加 された場合でもモジュール本体とは電気的に絶縁されているため、フランジ１３ 部分でグランドに接続されていても電気的にショートすることは無い。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前述の従来の半導体レーザモジュールの電気的絶縁のために、セラミックと金 属をろう付けした絶縁リングを使用しており、金属材料としてはセラミックとの ろう付け性の良いコバール材を使用する必要がある。コバール材は機械的加工が 困難，材料自体が高価，錆防止のためのメッキが必要である等の問題があり、ま たろう付けに高度の技術を必要とするため、低価格化や小型化が図りにくいとい う欠点がある。また、光学系構成部分の中間にセラミックのろう付け部分が存在 し、温度や外力によるストレスによる経時的な劣化の可能性があり、信頼性の面 でも問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の半導体レーザモジュールでは、半導体レーザパッケージの電気的絶縁 のために、半導体レーザモジュール本体をモールドプラスチックケースで覆った ことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案の半導体レーザモジュールの縦断面図を示す。

【００１１】 半導体レーザ１は半導体レーザパッケージ２内に実装され、半導体レーザのア ノード端子がパッケージのステムと同電位になるように接続されている。半導体 レーザ１から出射されたレーザ光が光ファイバ３に最適に結合するように、半導 体レーザパッケージ２と光学結合系内蔵ホルダ４とは光軸に垂直方向に調整され た後、レーザスポット溶接により互いに固定される。この半導体レーザパッケー ジ２と絶縁用のモールドプラスチックケース５とが接着剤１２により固定されて いる。モールドプラスチック５は、電気的に絶縁性が得られる材料で形成されて おり、また装置（図示せず）に固定するためのフランジ１３も一体で形成されて いる。従って、半導体レーザパッケージ（アノード端子）に正電位が印加され、 フランジ部分で装置のグランドに接続されても電気的なショートは起こらず安定 した特性が得られる。

【００１２】 図３は、本考案の半導体レーザモジュールの具体的実施例の縦断面図を示す。

【００１３】 半導体レーザパッケージ２内に実装された半導体レーザ１から出射されたレー ザ光が、レンズホルダ８に固定されたレンズ７によって適正な位置に集光するよ うに、半導体レーザパッケージとレンズホルダとを光軸に垂直な方向に擦り合わ せて調整した後、最適位置でレーザスポット溶接により固定を行なう（レーザス ポット溶接跡を黒塗り１１で示す）。さらに、光ファイバ３を固定したフェルー ル９をサポート１０を介して光軸に垂直方向、及び光軸方向に調整し、半導体レ ーザ１から出射されたレーザ光が光ファイバ３に最適に結合される位置でレーザ スポット溶接により固定を行なう。このようにして組み立てられた半導体レーザ モジュールをモールドにより形成されたカバー５０に挿入して、接着１２により 固定する。モールドケースには、装置に取り付けるためのフランジ１３が形成さ れており、装置のグランドに接続しても電気的なショートが起こる心配はない。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の半導体レーザモジュールでは、半導体レーザモ ジュールをモールドプラスチックで形成されたカバーで覆うことにより、半導体 レーザモジュールを正電源で駆動し、かつモジュール本体を装置のグランドに接 続する場合でも、セラミック等の高価な材料を用いることなく、低コストの光半 導体レーザモジュールを製造できるという効果がある。また、モールドのカバー にはフランジが一体で形成でき、金属では切削加工が困難な形状でも容易に成形 できるという特徴があり、小型化も容易である。従って、変調速度が比較的低く 、低価格化を要求される光通信装置において、電源回路の制約から半導体レーザ パッケージを半導体レーザモジュール内部で電気的に絶縁する必要がある場合で も、本考案により電気的絶縁のためのコストアップを抑えた低価格な半導体レー ザモジュールを実現することができ、光通信装置全体として低価格化を実現する ことが可能となる。

【００１５】 また、半導体レーザモジュールの光学系構成部分はモールドプラスチックで覆 われており、部品の接合部は金属同士が溶接により固定されているため、熱や外 力によるストレスに対して光学系が長期的に安定に固定される。

【００１６】 これにより、半導体レーザパッケージの電気的絶縁によるコストアップを抑え た、低価格な半導体レーザモジュールを実現することができ、また特性面でも信 頼性面でも良好な性能な半導体レーザモジュールが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の半導体レーザモジュールの縦断面図

【図２】従来の半導体レーザモジュールの縦断面図

【図３】本考案の半導体レーザモジュールの実施例の縦
断面図

【符号の説明】 １ 半導体レーザ ２ 半導体レーザパッケージ ３ 光ファイバ ４ 光学結合系内蔵ホルダ ５，５０ カバー ６ 絶縁リング ７ レンズ ８ レンズホルダ ９ フェルール １０ サポート １１ ＹＡＧ溶接跡 １２ 接着剤 １３ フランジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザを気密封止した半導体レー
   ザパッケージと、前記半導体レーザと光ファイバを光学
   的に結合するレンズと、前記光ファイバとレンズを保持
   する部材とを収納するケースが、プラスチック・モール
   ドケースであることを特徴とする半導体レーザモジュー
   ル。