JPH1152196A - レーザダイオードモジュール - Google Patents
レーザダイオードモジュールInfo
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- JPH1152196A JPH1152196A JP20446497A JP20446497A JPH1152196A JP H1152196 A JPH1152196 A JP H1152196A JP 20446497 A JP20446497 A JP 20446497A JP 20446497 A JP20446497 A JP 20446497A JP H1152196 A JPH1152196 A JP H1152196A
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- optical fiber
- core
- laser
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光素子としてのレーザダイオードから供給
されたレーザ光を効率良く光ファイバの出力端まで伝搬
させることのできるレーザダイオードモジュールを得
る。 【解決手段】 第１の方向と第１の方向と直交する第２
の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力するレ
ーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播するコ
アを有しコア端面をコアの光軸方向に対してスポットサ
イズの比に応じた角度の法線を有する面が形成された光
ファイバーとからなる。
されたレーザ光を効率良く光ファイバの出力端まで伝搬
させることのできるレーザダイオードモジュールを得
る。 【解決手段】 第１の方向と第１の方向と直交する第２
の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力するレ
ーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播するコ
アを有しコア端面をコアの光軸方向に対してスポットサ
イズの比に応じた角度の法線を有する面が形成された光
ファイバーとからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発光素子から出
射され直交する２方向のスポットサイズが互いに異なる
レーザ光を光ファイバに効率よく供給できるレーザダイ
オードモジュールの技術に関する。
射され直交する２方向のスポットサイズが互いに異なる
レーザ光を光ファイバに効率よく供給できるレーザダイ
オードモジュールの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光素子でのレーザ光の水平方向のスポ
ットサイズをωLX、垂直方向のスポットサイズをωLY、
また、光ファイバでのレーザ光の水平方向のスポットサ
イズをωFX、垂直方向のスポットサイズをωFYとする
と、発光素子と光ファイバとの間の結合光学系が最適な
倍率で結合されている場合は、発光素子からのレーザ光
を光ファイバに供給する場合に両者の間には式（１）に
示す結合損失が生じる。
ットサイズをωLX、垂直方向のスポットサイズをωLY、
また、光ファイバでのレーザ光の水平方向のスポットサ
イズをωFX、垂直方向のスポットサイズをωFYとする
と、発光素子と光ファイバとの間の結合光学系が最適な
倍率で結合されている場合は、発光素子からのレーザ光
を光ファイバに供給する場合に両者の間には式（１）に
示す結合損失が生じる。
【０００３】
【数１】
【０００４】ここで、ＡLは発光素子の水平方向のスポ
ットサイズと垂直方向のスポットサイズとの比（ωLX／
ωLY）を、ＡFは光ファイバの水平方向のスポットサイ
ズと垂直方向のスポットサイズとの比（ωFX／ωFY）を
それぞれ示すパラメータであって、これらパラメータを
アスペクト比と称して以下の説明を行う。
ットサイズと垂直方向のスポットサイズとの比（ωLX／
ωLY）を、ＡFは光ファイバの水平方向のスポットサイ
ズと垂直方向のスポットサイズとの比（ωFX／ωFY）を
それぞれ示すパラメータであって、これらパラメータを
アスペクト比と称して以下の説明を行う。
【０００５】アスペクト比は、１の場合には水平方向の
スポットサイズと垂直方向のスポットサイズとが等しく
なるのでビーム形状は円形になり、また１以外の値の場
合にビーム形状は楕円になるという、ビームの楕円率を
示すパラメータである。
スポットサイズと垂直方向のスポットサイズとが等しく
なるのでビーム形状は円形になり、また１以外の値の場
合にビーム形状は楕円になるという、ビームの楕円率を
示すパラメータである。
【０００６】現在、通常の光ファイバ通信に用いられて
いる波長１．３ミクロン帯及び１．５５ミクロン帯のレ
ーザ光を発するレーザダイオードや、光ファイバ増幅器
に用いられるエルビウムドープファイバ（ｅｒｂｉｕｍ
ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ）を励起するための波長１．
４８ミクロン帯のレーザ光を発するレーザダイオードの
アスペクト比は、１．１〜１．２程度とほぼ円形に近い
ビームであるので、これらレーザダイオードとアスペク
ト比が１の光ファイバとを結合させた場合には、式
（１）により結合損失は最大でも０．１デシベル以下と
なり、実用上問題のない良好な結合が得られる。
いる波長１．３ミクロン帯及び１．５５ミクロン帯のレ
ーザ光を発するレーザダイオードや、光ファイバ増幅器
に用いられるエルビウムドープファイバ（ｅｒｂｉｕｍ
ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ）を励起するための波長１．
４８ミクロン帯のレーザ光を発するレーザダイオードの
アスペクト比は、１．１〜１．２程度とほぼ円形に近い
ビームであるので、これらレーザダイオードとアスペク
ト比が１の光ファイバとを結合させた場合には、式
（１）により結合損失は最大でも０．１デシベル以下と
なり、実用上問題のない良好な結合が得られる。
【０００７】しかし、上述したエルビウムドープファイ
バを用いた増幅器の低雑音化、高効率化に有利な励起波
長０．９８ミクロン帯のレーザ光を発するレーザダイオ
ードの場合は、そのレーザ光はアスペクト比が２〜３と
偏平な楕円ビームであるため、アスペクト比が１の円形
ビームの光ファイバを用いてこのレーザダイオードとこ
のエルビウムドープファイバ増幅器とを結合させた場合
は、式（１）より、０．５〜１．２デシベルの結合損失
が生じ、このレーザダイオードが発する０．９８ミクロ
ン帯のレーザ光を効率良くこのエルビウムドープファイ
バに供給できない。
バを用いた増幅器の低雑音化、高効率化に有利な励起波
長０．９８ミクロン帯のレーザ光を発するレーザダイオ
ードの場合は、そのレーザ光はアスペクト比が２〜３と
偏平な楕円ビームであるため、アスペクト比が１の円形
ビームの光ファイバを用いてこのレーザダイオードとこ
のエルビウムドープファイバ増幅器とを結合させた場合
は、式（１）より、０．５〜１．２デシベルの結合損失
が生じ、このレーザダイオードが発する０．９８ミクロ
ン帯のレーザ光を効率良くこのエルビウムドープファイ
バに供給できない。
【０００８】そこで、かかる課題を解決するため、特開
平６−１８０４０４号公報に記載された図５に示す発光
モジュールの結合光学系が提案されている。図５中、１
０１は石英系シングルモードファイバ、１０２はコア、
１０３はクラッド、１０８はアスペクト比の大きな発光
素子、１０９は球レンズ、１２１は光ファイバ１０１の
コア１０２の一方端の局部を熱加工してアスペクト比を
大きくしてそのアスペクト比を発光素子１０８でのアス
ペクト比に合わせたコア端面、１８１は発光素子１０８
の発光面である。
平６−１８０４０４号公報に記載された図５に示す発光
モジュールの結合光学系が提案されている。図５中、１
０１は石英系シングルモードファイバ、１０２はコア、
１０３はクラッド、１０８はアスペクト比の大きな発光
素子、１０９は球レンズ、１２１は光ファイバ１０１の
コア１０２の一方端の局部を熱加工してアスペクト比を
大きくしてそのアスペクト比を発光素子１０８でのアス
ペクト比に合わせたコア端面、１８１は発光素子１０８
の発光面である。
【０００９】図５に示す発光モジュールの結合光学系
は、発光素子１０８から発されるアスペクト比の大きな
出射光を、球レンズ１０９を介して、アスペクト比の大
きな光ファイバのコア端面１２１に供給するものであ
る。
は、発光素子１０８から発されるアスペクト比の大きな
出射光を、球レンズ１０９を介して、アスペクト比の大
きな光ファイバのコア端面１２１に供給するものであ
る。
【００１０】即ち、発光素子１０８からの出射光の大き
さ及び形状を球レンズ１０９を用いて拡大して光ファイ
バのコア端面１２１の大きさ及び形状に合わせ、さらに
受光したレーザ光の大きさ及び形状をコア１０２内部で
コア１０２の円形断面の形状に緩やかに合わせるもので
ある。
さ及び形状を球レンズ１０９を用いて拡大して光ファイ
バのコア端面１２１の大きさ及び形状に合わせ、さらに
受光したレーザ光の大きさ及び形状をコア１０２内部で
コア１０２の円形断面の形状に緩やかに合わせるもので
ある。
【００１１】ここで、例えば発光素子のアスペクト比を
ＡL＝３として、光ファイバのアスペクト比ＡFに対する
結合損失を式（１）を用いて求めた結果を図６に示す。
図６に示すように、結合損失は発光素子のアスペクト比
ＡLと光ファイバのアスペクト比ＡFとの差が大きい場合
に大きく、その差が小さい場合に小さくなる。
ＡL＝３として、光ファイバのアスペクト比ＡFに対する
結合損失を式（１）を用いて求めた結果を図６に示す。
図６に示すように、結合損失は発光素子のアスペクト比
ＡLと光ファイバのアスペクト比ＡFとの差が大きい場合
に大きく、その差が小さい場合に小さくなる。
【００１２】そこで、図５に示す結合光学系は、結合損
失を小さくするため、発光素子のアスペクト比ＡLと光
ファイバのアスペクト比ＡFとの差を小さくしている。
失を小さくするため、発光素子のアスペクト比ＡLと光
ファイバのアスペクト比ＡFとの差を小さくしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の結合光
学系の構成は、光ファイバのコアの断面形状を発光素子
からのビームの断面形状に相似にすることで発光素子と
光ファイバとの間の結合損失を理論的に０とすることが
できるが、光ファイバのコアの断面形状を発光素子から
のビームの断面形状に相似にするには、光ファイバ２０
を外部から強制的に加熱しコア内の分子状態の熱変化に
任せて断面形状を変化させることで実現しているので、
製品に固体差が生じる等により実際には理想的な断面形
状を得ることは難しく、また、この加工後の光ファイバ
の出力端から取り出した光出力は、この熱加工に起因す
るコア内での過剰損失、即ち、伝搬損失の分劣化すると
いう問題が生じる。
学系の構成は、光ファイバのコアの断面形状を発光素子
からのビームの断面形状に相似にすることで発光素子と
光ファイバとの間の結合損失を理論的に０とすることが
できるが、光ファイバのコアの断面形状を発光素子から
のビームの断面形状に相似にするには、光ファイバ２０
を外部から強制的に加熱しコア内の分子状態の熱変化に
任せて断面形状を変化させることで実現しているので、
製品に固体差が生じる等により実際には理想的な断面形
状を得ることは難しく、また、この加工後の光ファイバ
の出力端から取り出した光出力は、この熱加工に起因す
るコア内での過剰損失、即ち、伝搬損失の分劣化すると
いう問題が生じる。
【００１４】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、発光素子としてのレーザダイオード
から供給されたレーザ光を効率良く光ファイバの出力端
まで伝搬させることのできるレーザダイオードモジュー
ルを得ることを目的とする。
になされたもので、発光素子としてのレーザダイオード
から供給されたレーザ光を効率良く光ファイバの出力端
まで伝搬させることのできるレーザダイオードモジュー
ルを得ることを目的とする。
【００１５】さらに、発光素子としてのレーザダイオー
ドから供給されたレーザ光の光出力及び波長が安定して
いるレーザダイオードモジュールを得ることを目的とす
る。
ドから供給されたレーザ光の光出力及び波長が安定して
いるレーザダイオードモジュールを得ることを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるレーザ
ダイオードモジュールは、第１の方向と第１の方向と直
交する第２の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を
出力するレーザダイオードと、このレーザ光を受光して
伝播するコアを有しコア端面をコアの光軸方向に対して
スポットサイズの比に応じた角度の法線を有する面が形
成された光ファイバーとからなるものである。
ダイオードモジュールは、第１の方向と第１の方向と直
交する第２の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を
出力するレーザダイオードと、このレーザ光を受光して
伝播するコアを有しコア端面をコアの光軸方向に対して
スポットサイズの比に応じた角度の法線を有する面が形
成された光ファイバーとからなるものである。
【００１７】また、第１の方向と第１の方向と直交する
第２の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力す
るレーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播す
るコアを有する光ファイバーであってコア端面をコアの
光軸方向に対して交わる方向の法線を有する面とすると
共にこの面でのスポットサイズの比を光軸方向に垂直な
面でのスポットサイズの比よりレーザ光のスポットサイ
ズの比に近づけた光ファイバーとからなるものである。
第２の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力す
るレーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播す
るコアを有する光ファイバーであってコア端面をコアの
光軸方向に対して交わる方向の法線を有する面とすると
共にこの面でのスポットサイズの比を光軸方向に垂直な
面でのスポットサイズの比よりレーザ光のスポットサイ
ズの比に近づけた光ファイバーとからなるものである。
【００１８】また、レーザダイオードと光ファイバーと
の間にレンズを設けたものである。
の間にレンズを設けたものである。
【００１９】また、レンズは、レーザ光のスポットサイ
ズの比を１に近づける機能を有するものである。
ズの比を１に近づける機能を有するものである。
【００２０】また、レンズの端面に、レーザダイオード
の発振中心波長近傍において低反射となる光学コーティ
ングを施したものである。
の発振中心波長近傍において低反射となる光学コーティ
ングを施したものである。
【００２１】また、レーザダイオードと光ファイバとの
間に光アイソレータを設けたものである。
間に光アイソレータを設けたものである。
【００２２】また、光ファイバーのコアに特定の波長帯
のレーザ光を透過するフィルタを設けたものである。
のレーザ光を透過するフィルタを設けたものである。
【００２３】また、コア端面に、レーザダイオードの発
振中心波長近傍において低反射となる光学コーティング
を施したものである。
振中心波長近傍において低反射となる光学コーティング
を施したものである。
【００２４】また、光ファイバーは、コア端面側のコア
の断面積を局所的に拡大したものである。
の断面積を局所的に拡大したものである。
【００２５】
実施の形態１．図１は実施の形態１に係るレーザダイオ
ードモジュールの説明図であって、図１（ａ）はレーザ
ダイオードモジュールの上面からの透視図であり、レー
ザダイオードのいわゆる活性層に水平な方向の光結合状
態を示している。また、図１（ｂ）はレーザダイオード
モジュールの側面からの透視図であり、レーザダイオー
ドの活性層と垂直な方向の光結合状態を示している。
ードモジュールの説明図であって、図１（ａ）はレーザ
ダイオードモジュールの上面からの透視図であり、レー
ザダイオードのいわゆる活性層に水平な方向の光結合状
態を示している。また、図１（ｂ）はレーザダイオード
モジュールの側面からの透視図であり、レーザダイオー
ドの活性層と垂直な方向の光結合状態を示している。
【００２６】図１中、１０は水平方向のスポットサイズ
と垂直方向のスポットサイズとが互いに異なり大きなア
スペクト比を有する発光素子としてのレーザダイオード
であり、１１はレーザダイオード１０の発光面であり、
２０はレーザダイオード１０の出射光を受光する端面側
のみがアスペクト比が異なり、かつ、そのアスペクト比
がレーザダイオード１０のアスペクト比に近づくようそ
の端面をレーザ光線軸に対して斜めに切断し受光面が形
成された光ファイバ、２１は光ファイバのコア、２２は
光ファイバ２０のクラッドである。
と垂直方向のスポットサイズとが互いに異なり大きなア
スペクト比を有する発光素子としてのレーザダイオード
であり、１１はレーザダイオード１０の発光面であり、
２０はレーザダイオード１０の出射光を受光する端面側
のみがアスペクト比が異なり、かつ、そのアスペクト比
がレーザダイオード１０のアスペクト比に近づくようそ
の端面をレーザ光線軸に対して斜めに切断し受光面が形
成された光ファイバ、２１は光ファイバのコア、２２は
光ファイバ２０のクラッドである。
【００２７】図１に示す光ファイバ２０は、レーザダイ
オード１０の出射光を受光する端面側でのアスペクト比
がレーザダイオード１０のアスペクト比と同程度となる
ように前記従来例のような加工するのではなく、その端
面でのアスペクト比がレーザダイオード１０のアスペク
ト比よりも小さいアスペクト比となるように、その端面
を初めに処理した（レーザ光線軸に対して斜めに受光面
が形成された）ものをまず用意する。
オード１０の出射光を受光する端面側でのアスペクト比
がレーザダイオード１０のアスペクト比と同程度となる
ように前記従来例のような加工するのではなく、その端
面でのアスペクト比がレーザダイオード１０のアスペク
ト比よりも小さいアスペクト比となるように、その端面
を初めに処理した（レーザ光線軸に対して斜めに受光面
が形成された）ものをまず用意する。
【００２８】そして、光ファイバ２０のその端面側をレ
ーザ光線軸に対して斜めに切断することで、即ち、その
切断されたコア断面に水平方向と垂直方向とに非対象な
形状を与えることで、垂直方向と水平方向のビーム形状
に非対称性を与えアスペクト比がレーザダイオード１０
のアスペクト比に近づくようにしている。
ーザ光線軸に対して斜めに切断することで、即ち、その
切断されたコア断面に水平方向と垂直方向とに非対象な
形状を与えることで、垂直方向と水平方向のビーム形状
に非対称性を与えアスペクト比がレーザダイオード１０
のアスペクト比に近づくようにしている。
【００２９】従って、上記実施の形態１によれば、その
端面の上述した斜め切断やその切断面の研磨等では、前
記従来例のような加熱加工をしていないのでそれに基づ
く過剰損失はほとんど発生せず、前記従来例のように光
ファイバ２０の受光端のコアの形状をレーザダイオード
１０の出光端の形状に相似になるようにアスペクト比を
変える場合よりも、上述したレーザダイオードモジュー
ルはアスペクト比を大きくする加工段階で生じる光ファ
イバ２０の伝搬損失を小さくすることができるため、レ
ーザダイオード１０からの出射光の光出力を光ファイバ
２０に効率よく供給できる。
端面の上述した斜め切断やその切断面の研磨等では、前
記従来例のような加熱加工をしていないのでそれに基づ
く過剰損失はほとんど発生せず、前記従来例のように光
ファイバ２０の受光端のコアの形状をレーザダイオード
１０の出光端の形状に相似になるようにアスペクト比を
変える場合よりも、上述したレーザダイオードモジュー
ルはアスペクト比を大きくする加工段階で生じる光ファ
イバ２０の伝搬損失を小さくすることができるため、レ
ーザダイオード１０からの出射光の光出力を光ファイバ
２０に効率よく供給できる。
【００３０】つまり、レーザダイオード１０から供給さ
れたレーザ光を効率良く光ファイバ２０の出力端まで伝
搬させることのできるレーザダイオードモジュールを得
ることができる。
れたレーザ光を効率良く光ファイバ２０の出力端まで伝
搬させることのできるレーザダイオードモジュールを得
ることができる。
【００３１】また、図１に示すように、光ファイバ２０
の端面はレーザ光線軸に対して斜めに切断されて形成さ
れているので、光ファイバ２０の受光端の面で反射する
レーザ光は、レーザダイオード１０には直接戻りにくく
なるため、レーザダイオード１０の発振状態が安定す
る。即ち、出射光への反射光による干渉の影響が排除さ
れる。
の端面はレーザ光線軸に対して斜めに切断されて形成さ
れているので、光ファイバ２０の受光端の面で反射する
レーザ光は、レーザダイオード１０には直接戻りにくく
なるため、レーザダイオード１０の発振状態が安定す
る。即ち、出射光への反射光による干渉の影響が排除さ
れる。
【００３２】換言すれば、レーザダイオード１０から供
給されたレーザ光の光出力が安定し、また、レーザ光の
発振波長も安定（レーザダイオードの発振特性が安定）
したレーザダイオードモジュールを得ることができる。
給されたレーザ光の光出力が安定し、また、レーザ光の
発振波長も安定（レーザダイオードの発振特性が安定）
したレーザダイオードモジュールを得ることができる。
【００３３】尚、光ファイバ２０は、先端（受光端）を
楕円球状に加工してもよい。水平方向と垂直方向の形状
を非対称にすることでアスペクト比をレーザダイオード
１０のアスペクト比に近づけることができるので、レー
ザダイオード１０の出射光の光出力を効率よく光ファイ
バ２０に供給できる。
楕円球状に加工してもよい。水平方向と垂直方向の形状
を非対称にすることでアスペクト比をレーザダイオード
１０のアスペクト比に近づけることができるので、レー
ザダイオード１０の出射光の光出力を効率よく光ファイ
バ２０に供給できる。
【００３４】尚、実施の形態１に限らず、他の実施の形
態においても、光ファイバ２０の端面はレーザ光線軸に
対して斜めに切断する方向は、図に示された方向に限ら
れるものではなく、個々の場合に応じて他の方向に切断
するものであってもよい。
態においても、光ファイバ２０の端面はレーザ光線軸に
対して斜めに切断する方向は、図に示された方向に限ら
れるものではなく、個々の場合に応じて他の方向に切断
するものであってもよい。
【００３５】実施の形態２．図２は実施の形態２に係る
レーザダイオードモジュールの説明図であって、レーザ
ダイオードのいわゆる活性層に並行な弾面を上面から透
視した光結合状態を示している。図２中、前記従来例及
び実施の形態に対する新たな構成として、３０はレーザ
ダイオード１０と光ファイバ２０とが良好な結合（高効
率な結合）が得られるようレーザダイオード１０と光フ
ァイバ２０との間に設けられた光学レンズである。
レーザダイオードモジュールの説明図であって、レーザ
ダイオードのいわゆる活性層に並行な弾面を上面から透
視した光結合状態を示している。図２中、前記従来例及
び実施の形態に対する新たな構成として、３０はレーザ
ダイオード１０と光ファイバ２０とが良好な結合（高効
率な結合）が得られるようレーザダイオード１０と光フ
ァイバ２０との間に設けられた光学レンズである。
【００３６】図２に示すレーザダイオードモジュール
は、レーザダイオード１０の出射光の大きさ及び形状
を、光学レンズ３０を用いて拡大して光ファイバ２０の
受光端のコアの大きさ及び形状に合わせることで、レー
ザダイオード１０と光ファイバ２０との間の結合倍率が
最適となるように光学系を組むことができる。
は、レーザダイオード１０の出射光の大きさ及び形状
を、光学レンズ３０を用いて拡大して光ファイバ２０の
受光端のコアの大きさ及び形状に合わせることで、レー
ザダイオード１０と光ファイバ２０との間の結合倍率が
最適となるように光学系を組むことができる。
【００３７】従って、上記実施の形態２によれば、レー
ザダイオード１０から供給されたレーザ光を効率良く光
ファイバ２０の出力端まで伝搬させることのできるレー
ザダイオードモジュールを得ることができる。
ザダイオード１０から供給されたレーザ光を効率良く光
ファイバ２０の出力端まで伝搬させることのできるレー
ザダイオードモジュールを得ることができる。
【００３８】尚、図２では光学レンズ１０を１枚として
いるが、その倍率に応じて複数枚にしてもよい。光学レ
ンズを複数にすることで、レーザダイオード１０のビー
ムプロファイルと光ファイバのビームプロファイルとを
一致させることができるので、レーザダイオード１０と
光ファイバ間の結合損失を小さくできる。
いるが、その倍率に応じて複数枚にしてもよい。光学レ
ンズを複数にすることで、レーザダイオード１０のビー
ムプロファイルと光ファイバのビームプロファイルとを
一致させることができるので、レーザダイオード１０と
光ファイバ間の結合損失を小さくできる。
【００３９】実施の形態３．実施の形態２（図２）に示
した光学レンズ３０は、レーザダイオード１０の出射光
を受光して屈折させる場合に、光ファイバの端面のアス
ペクト比に近づけるように、レーザダイオード１０のア
スペクト比を小さくする機能をも持たせたレンズとして
もよい。
した光学レンズ３０は、レーザダイオード１０の出射光
を受光して屈折させる場合に、光ファイバの端面のアス
ペクト比に近づけるように、レーザダイオード１０のア
スペクト比を小さくする機能をも持たせたレンズとして
もよい。
【００４０】従って、上記実施の形態３によれば、この
場合、光ファイバ２０を前述した実施の形態のように切
断加工してアスペクト比を十分に大きくしなくても、こ
のようなレンズを用いてレーザ光のアスペクト比を調節
することで、レーザダイオード１０の出射光を効率よく
結合させることができ、即ち、アスペクト比を大きくし
た伝搬損失の大きな光ファイバ２０を用いなくてもレー
ザダイオード１０と光ファイバ２０との高効率な結合が
得られ、光ファイバ２０のアスペクト比を大きくする加
工時間を減らすことができ、加工によりわずかながら発
生する光ファイバの伝搬損失を低減できる。
場合、光ファイバ２０を前述した実施の形態のように切
断加工してアスペクト比を十分に大きくしなくても、こ
のようなレンズを用いてレーザ光のアスペクト比を調節
することで、レーザダイオード１０の出射光を効率よく
結合させることができ、即ち、アスペクト比を大きくし
た伝搬損失の大きな光ファイバ２０を用いなくてもレー
ザダイオード１０と光ファイバ２０との高効率な結合が
得られ、光ファイバ２０のアスペクト比を大きくする加
工時間を減らすことができ、加工によりわずかながら発
生する光ファイバの伝搬損失を低減できる。
【００４１】従って、レーザダイオード１０から供給さ
れたレーザ光を効率良く光ファイバ２０の出力端まで伝
搬させることのできるレーザダイオードモジュールを得
ることができる。
れたレーザ光を効率良く光ファイバ２０の出力端まで伝
搬させることのできるレーザダイオードモジュールを得
ることができる。
【００４２】実施の形態４．また、実施の形態２（図
２）、３（図３）に示した光学レンズ３０の端面に、レ
ーザダイオード１０のレーザ光の発振中心波長近傍にお
いて低反射となるいわゆる光学コーティングを施しても
よい。
２）、３（図３）に示した光学レンズ３０の端面に、レ
ーザダイオード１０のレーザ光の発振中心波長近傍にお
いて低反射となるいわゆる光学コーティングを施しても
よい。
【００４３】従って、上記実施の形態４によれば、光学
レンズ３０にレーザダイオード１０の出射光を低損失で
入射及び出射させることができるので、光学レンズ３０
の端面で生じる反射損失を低減でき、レーザダイオード
１０から供給されたレーザ光を効率良く光ファイバ２０
の出力端まで伝搬させることのできるレーザダイオード
モジュールを得ることができる。
レンズ３０にレーザダイオード１０の出射光を低損失で
入射及び出射させることができるので、光学レンズ３０
の端面で生じる反射損失を低減でき、レーザダイオード
１０から供給されたレーザ光を効率良く光ファイバ２０
の出力端まで伝搬させることのできるレーザダイオード
モジュールを得ることができる。
【００４４】実施の形態５．図３は実施の形態５に係る
レーザダイオードモジュールの説明図であって、図３
中、前記従来例及び実施の形態に対する新たな構成とし
て、４０は光ファイバ２０と光学レンズ３０との間に設
けられ、レーザダイオード１０から光ファイバ２０への
方向にのみ透過損失が小さく、その逆方向に対しては透
過損失が大きい、光アイソレータである。
レーザダイオードモジュールの説明図であって、図３
中、前記従来例及び実施の形態に対する新たな構成とし
て、４０は光ファイバ２０と光学レンズ３０との間に設
けられ、レーザダイオード１０から光ファイバ２０への
方向にのみ透過損失が小さく、その逆方向に対しては透
過損失が大きい、光アイソレータである。
【００４５】図３に示すレーザダイオードモジュール
は、光アイソレータ４０を用いることで、光ファイバ２
０の端面で生じる反射及び光ファイバ２０の出力端で生
じる反射光をレーザダイオード１０に再入射させにくく
することができるので、レーザダイオード１０を安定に
発振させることができる。その結果、光出力が安定であ
り、かつ、発振波長が安定（発振特性が安定）なレーザ
ダイオードモジュールを得ることができる。
は、光アイソレータ４０を用いることで、光ファイバ２
０の端面で生じる反射及び光ファイバ２０の出力端で生
じる反射光をレーザダイオード１０に再入射させにくく
することができるので、レーザダイオード１０を安定に
発振させることができる。その結果、光出力が安定であ
り、かつ、発振波長が安定（発振特性が安定）なレーザ
ダイオードモジュールを得ることができる。
【００４６】尚、他の光学系は前述した実施の形態と同
様な構成としているので、レーザダイオード１０からの
レーザ光を効率よく光ファイバ出力端に伝搬させること
ができる。
様な構成としているので、レーザダイオード１０からの
レーザ光を効率よく光ファイバ出力端に伝搬させること
ができる。
【００４７】実施の形態６．図４は実施の形態６に係る
レーザダイオードモジュールの説明図であって、レーザ
ダイオードのいわゆる活性層に並行な面を上面から見た
光結合状態を示している。図４中、前記従来例及び実施
の形態に対する新たな構成として、５０はコア２２の出
力端の近傍に設けられコア２２の光の屈折率を部分的に
小さくして構成したいわゆるファイバグレーティングで
ある。
レーザダイオードモジュールの説明図であって、レーザ
ダイオードのいわゆる活性層に並行な面を上面から見た
光結合状態を示している。図４中、前記従来例及び実施
の形態に対する新たな構成として、５０はコア２２の出
力端の近傍に設けられコア２２の光の屈折率を部分的に
小さくして構成したいわゆるファイバグレーティングで
ある。
【００４８】例えば、ファイバグレーティング５０は、
紫外線が照射されると分子状態が変化して光の屈折率が
下がるという性質を有するＧｅＯ2を、シングルモード
ファイバのコア２２にファイバの製造段階で予め添加し
ておき、このコア２２にレーザ光の進行方向についてあ
る間隔をおいて断続的に複数のマスキングを施し、さら
にこのコア２２に紫外線を照射することで、光の屈折率
の大きい部分と小さい部分とがそのマスキングに従って
交互に繰り返すようコア２２に形成される。
紫外線が照射されると分子状態が変化して光の屈折率が
下がるという性質を有するＧｅＯ2を、シングルモード
ファイバのコア２２にファイバの製造段階で予め添加し
ておき、このコア２２にレーザ光の進行方向についてあ
る間隔をおいて断続的に複数のマスキングを施し、さら
にこのコア２２に紫外線を照射することで、光の屈折率
の大きい部分と小さい部分とがそのマスキングに従って
交互に繰り返すようコア２２に形成される。
【００４９】一般に、エルビウムドープファイバに使用
する発振波長が０．９８ミクロン帯のレーザダイオード
モジュールにおいては、エルビウムドープファイバの利
得を大きくするために、例えば０．９７８ミクロン帯付
近に発振波長を固定することが求められている。
する発振波長が０．９８ミクロン帯のレーザダイオード
モジュールにおいては、エルビウムドープファイバの利
得を大きくするために、例えば０．９７８ミクロン帯付
近に発振波長を固定することが求められている。
【００５０】そこで、上述したように、ファイバグレー
ティング５０により、コア２２に光の屈折率が部分的に
小さい部分をある間隔をおいて断続的に複数個形成する
ことにより、ある特定波長の光のみが透過率が高く、そ
の他の波長の光に対しては透過率が低いというフィルタ
を構成することができる。
ティング５０により、コア２２に光の屈折率が部分的に
小さい部分をある間隔をおいて断続的に複数個形成する
ことにより、ある特定波長の光のみが透過率が高く、そ
の他の波長の光に対しては透過率が低いというフィルタ
を構成することができる。
【００５１】従って、図４に示すファイバグレーティン
グ５０に例えば０．９７８ミクロン帯のレーザ光に対し
て透過率が高くそれ以外の波長に対して透過率が低くな
るようにその低下させる光の屈折率を調整して定めるこ
とで、そのエルビウムドープファイバがその特定波長の
レーザ光を透過するという最適な励起レーザダイオード
モジュールを得ることができる。
グ５０に例えば０．９７８ミクロン帯のレーザ光に対し
て透過率が高くそれ以外の波長に対して透過率が低くな
るようにその低下させる光の屈折率を調整して定めるこ
とで、そのエルビウムドープファイバがその特定波長の
レーザ光を透過するという最適な励起レーザダイオード
モジュールを得ることができる。
【００５２】従って、上記実施の形態６によれば、レー
ザダイオード１０から供給されたレーザ光の光出力及び
波長が安定しているレーザダイオードモジュールを得る
ことができる。
ザダイオード１０から供給されたレーザ光の光出力及び
波長が安定しているレーザダイオードモジュールを得る
ことができる。
【００５３】尚、図４に示す構成は、実施の形態２（図
２）に示した構成に単にファイバグレーティング５０を
付加したのみであるので、実施の形態２（図２）に示し
た高架、即ちレーザダイオード１０から供給されたレー
ザ光を効率良く光ファイバの出力端まで伝搬させること
もできることは言うまでもない。
２）に示した構成に単にファイバグレーティング５０を
付加したのみであるので、実施の形態２（図２）に示し
た高架、即ちレーザダイオード１０から供給されたレー
ザ光を効率良く光ファイバの出力端まで伝搬させること
もできることは言うまでもない。
【００５４】実施の形態７．上述した各実施の形態にお
いて、光ファイバ２０の端面には、レーザダイオード１
０のレーザ光の発振中心波長近傍において低反射となる
光学コーティングを施してもよい。
いて、光ファイバ２０の端面には、レーザダイオード１
０のレーザ光の発振中心波長近傍において低反射となる
光学コーティングを施してもよい。
【００５５】この場合、レーザダイオード１０の出射光
を低損失に光ファイバ２０に入射させることができるの
で、レーザダイオード１０から供給されたレーザ光を効
率よく光ファイバ２０の出力端まで伝搬させることがで
きる。
を低損失に光ファイバ２０に入射させることができるの
で、レーザダイオード１０から供給されたレーザ光を効
率よく光ファイバ２０の出力端まで伝搬させることがで
きる。
【００５６】特に前出の実施の形態６（図４）において
このような光学コーティングを施せば、レーザダイオー
ド１０から供給されたレーザ光の光出力及び波長が安定
しているレーザダイオードモジュールを得ることもでき
る。
このような光学コーティングを施せば、レーザダイオー
ド１０から供給されたレーザ光の光出力及び波長が安定
しているレーザダイオードモジュールを得ることもでき
る。
【００５７】実施の形態８．上述した各実施の形態にお
いて、光ファイバ２０は、シングルモードファイバの断
面に直交する２軸に対して熱分布が非対称となるよう、
紫外線が照射されると分子状態が変化して光の屈折率が
下がるという性質を有するＧｅＯ2がファイバの製造段
階でコア２１に予め添加され、その２軸に対して非対称
にコア２１がクラッド２２に拡散されるように加熱処理
されたものを用いてもよい。
いて、光ファイバ２０は、シングルモードファイバの断
面に直交する２軸に対して熱分布が非対称となるよう、
紫外線が照射されると分子状態が変化して光の屈折率が
下がるという性質を有するＧｅＯ2がファイバの製造段
階でコア２１に予め添加され、その２軸に対して非対称
にコア２１がクラッド２２に拡散されるように加熱処理
されたものを用いてもよい。
【００５８】従って、上記実施の形態８によれば、上述
した各実施の形態の効果に加え、一般にシングルモード
ファイバは大量に生産されているので、安価に入手する
ことができ、安価なレーザダイオードモジュールを得る
ことができる。
した各実施の形態の効果に加え、一般にシングルモード
ファイバは大量に生産されているので、安価に入手する
ことができ、安価なレーザダイオードモジュールを得る
ことができる。
【００５９】実施の形態９．また、上述した各実施の形
態において、光ファイバ２０は、前出の従来例である特
開平６−１８０４０４号公報に記載された偏波保持ファ
イバの局部を加熱処理したとしてもよい。
態において、光ファイバ２０は、前出の従来例である特
開平６−１８０４０４号公報に記載された偏波保持ファ
イバの局部を加熱処理したとしてもよい。
【００６０】偏波保持ファイバには、光ファイバを伝搬
する光線の偏波面を固定するために、コア２１の両側対
称位置に応力付与部なる屈折率部が設けられているの
で、紫外線が照射されてＧｅＯ2が拡散する速度が、偏
波に対して平行な軸方向と垂直な軸方向とで互いに異な
り、アスペクト比が１より大きい光ファイバを容易に得
ることができる。その結果、レーザダイオードモジュー
ルを容易に製造することができる。
する光線の偏波面を固定するために、コア２１の両側対
称位置に応力付与部なる屈折率部が設けられているの
で、紫外線が照射されてＧｅＯ2が拡散する速度が、偏
波に対して平行な軸方向と垂直な軸方向とで互いに異な
り、アスペクト比が１より大きい光ファイバを容易に得
ることができる。その結果、レーザダイオードモジュー
ルを容易に製造することができる。
【００６１】
【発明の効果】この発明によれば、発光素子としてのレ
ーザダイオードから供給されたレーザ光を効率良く光フ
ァイバの出力端まで伝搬させることのできるレーザダイ
オードモジュールを得ることができる。
ーザダイオードから供給されたレーザ光を効率良く光フ
ァイバの出力端まで伝搬させることのできるレーザダイ
オードモジュールを得ることができる。
【図１】 実施の形態１のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
の説明図である。
【図２】 実施の形態２のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
の説明図である。
【図３】 実施の形態５のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
の説明図である。
【図４】 実施の形態６のレーザダイオードモジュール
の説明図である。
の説明図である。
【図５】 従来の発光モジュールの結合光学系の説明図
である。
である。
【図６】 レーザダイオードのアスペクト比を３とした
場合の、光ファイバのアスペクト比と結合損失との関係
図である。
場合の、光ファイバのアスペクト比と結合損失との関係
図である。
１０ レーザダイオード、１１ レーザダイオードの発
光面、２０ 光ファイバ、２１ コア、２２ クラッ
ド、３０ レンズ、４０ 光アイソレータ、５０ ファ
イバグレーティング。
光面、２０ 光ファイバ、２１ コア、２２ クラッ
ド、３０ レンズ、４０ 光アイソレータ、５０ ファ
イバグレーティング。
Claims (9)
- 【請求項１】 第１の方向と該第１の方向と直交する第
２の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力する
レーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播する
コアを有しコア端面を前記コアの光軸方向に対して前記
スポットサイズの比に応じた角度の法線を有する面が形
成された光ファイバーとからなるレーザダイオードモジ
ュール。 - 【請求項２】 第１の方向と該第１の方向と直交する第
２の方向のスポットサイズが異なるレーザ光を出力する
レーザダイオードと、このレーザ光を受光して伝播する
コアを有する光ファイバーであってコア端面を前記コア
の光軸方向に対して交わる方向の法線を有する面とする
と共にこの面での前記スポットサイズの比を前記光軸方
向に垂直な面での前記スポットサイズの比より前記レー
ザ光の前記スポットサイズの比に近づけた光ファイバー
とからなるレーザダイオードモジュール。 - 【請求項３】 レーザダイオードと光ファイバーとの間
にレンズを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記
載のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項４】 レンズは、レーザ光のスポットサイズの
比を１に近づける機能を有することを特徴とする請求項
３に記載のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項５】 レンズの端面に、レーザダイオードの発
振中心波長近傍において低反射となる光学コーティング
を施したことを特徴とする請求項３又は４に記載のレー
ザダイオードモジュール。 - 【請求項６】 レーザダイオードと光ファイバとの間に
光アイソレータを設けたことを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項７】 光ファイバーのコアに特定の波長帯のレ
ーザ光を透過するフィルタを設けたことを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載のレーザダイオードモジ
ュール。 - 【請求項８】 コア端面に、レーザダイオードの発振中
心波長近傍において低反射となる光学コーティングを施
したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項９】 光ファイバーは、コア端面側のコアの断
面積を局所的に拡大したものであることを特徴とする請
求項１乃至８のいずれかに記載のレーザダイオードモジ
ュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20446497A JPH1152196A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | レーザダイオードモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20446497A JPH1152196A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | レーザダイオードモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1152196A true JPH1152196A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16490977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20446497A Pending JPH1152196A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | レーザダイオードモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1152196A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197459A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光合波器および光源装置 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20446497A patent/JPH1152196A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197459A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光合波器および光源装置 |
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