JPS5830185A - 半導体レ−ザ結合器 - Google Patents
半導体レ−ザ結合器Info
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- JPS5830185A JPS5830185A JP12858881A JP12858881A JPS5830185A JP S5830185 A JPS5830185 A JP S5830185A JP 12858881 A JP12858881 A JP 12858881A JP 12858881 A JP12858881 A JP 12858881A JP S5830185 A JPS5830185 A JP S5830185A
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- JP
- Japan
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- lens
- semiconductor laser
- offset
- laser
- plane
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (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】
この発明は、半導体レーザと光７アイ′バを光学的に結
合する半導体レーザ結合器に関するものである。
合する半導体レーザ結合器に関するものである。
従来のこの種装置は、第１図のように構成されて−た。
即ちダブルへテロ接合（２Ｉｌｒ有する半導体レーザ＋
１層ｓらの出射ビームは第１のレンズ＋２１ Ｋよって
平行光束Ｕに変換され、半導体レーザパッケージ窓等の
光学部品＋３）ヲ経て第２のレンズ（４）によって集光
され、光ファイバ（５）へ結合される。半導体レーザ１
１）、第１のし７ズ（２）、第２のレンズ（４）は結合
効率を最大に保つためすべての光軸を一致させて配設さ
れている。
１層ｓらの出射ビームは第１のレンズ＋２１ Ｋよって
平行光束Ｕに変換され、半導体レーザパッケージ窓等の
光学部品＋３）ヲ経て第２のレンズ（４）によって集光
され、光ファイバ（５）へ結合される。半導体レーザ１
１）、第１のし７ズ（２）、第２のレンズ（４）は結合
効率を最大に保つためすべての光軸を一致させて配設さ
れている。
さて、ダブルへテロ接合ｔ−専する半導体レーザの特性
は半導体レーザ活性層近傍への外部からの光の注入に対
しきわめて敏感に変化することは良く知られて−る。第
１囚に示した工つな従来の半導体レーザ結合器で蝶、第
１のレンズ（１１ヲ第２のレンズ（２）の間に挿入され
た光学部品（３）から生じるフレネル反射等による反射
光束α２が再び第１のレンズに入射し、半導体レーザ＋
１）の活性層に集光されるため、半導体レーザｄｌの特
性が不安定に変化する欠点があった。なお第１図では平
行光束Ｉｕｌは矢印付の実線でまた反射光束ａ３は矢印
付の破線で示しである。
は半導体レーザ活性層近傍への外部からの光の注入に対
しきわめて敏感に変化することは良く知られて−る。第
１囚に示した工つな従来の半導体レーザ結合器で蝶、第
１のレンズ（１１ヲ第２のレンズ（２）の間に挿入され
た光学部品（３）から生じるフレネル反射等による反射
光束α２が再び第１のレンズに入射し、半導体レーザ＋
１）の活性層に集光されるため、半導体レーザｄｌの特
性が不安定に変化する欠点があった。なお第１図では平
行光束Ｉｕｌは矢印付の実線でまた反射光束ａ３は矢印
付の破線で示しである。
また、すべての素子、光学部品が同一の光軸上にあるこ
とを示すため共通の光軸ｏｏが一点鎖線で示されて−る
。
とを示すため共通の光軸ｏｏが一点鎖線で示されて−る
。
この発明は、この欠点を除去するため、第１のレンズの
光軸を半導体レーザビームの光軸に対し特定の方向にオ
フセットさせたもので、その目的は結合効率の劣化を鐘
小に抑えながら半導体レーザへの反射光の影響を効果的
に抑圧するにある。
光軸を半導体レーザビームの光軸に対し特定の方向にオ
フセットさせたもので、その目的は結合効率の劣化を鐘
小に抑えながら半導体レーザへの反射光の影響を効果的
に抑圧するにある。
第２因はこの発明の一実施例で、ダブルへテロ接合■を
有する半導体レーザ嬬１）、第１のレンズ（２１，第２
のレンズ１４）、第１のし／ズ（２）と第２のレンズ１
４）の間に挿入されたレーザパッケージ窓（３）および
光ファイバ（５）から構成され、第１のレンズ（２）の
光軸ＡＡ は半導体レーザ山のダブルへテロ接合面に
垂直でかつ半導体レーザ出射ビームの光軸ｏｏを含む面
内（ｘ −ｚ平面Ｊで半導体レーザ出射ビームの光軸に
対しぶだけオフセットされてｉる。半導体レーザ（１）
エリの出射ビームはオフセットして設置された第１のレ
ンズ（２）によって平行光束ｌに変換さ九レーザパッケ
ージ窓（３）を経て第２のレンズ（４）により集光され
光ファイバ（５；へ伝送される。さて＠ｌのレンズ（２
）はレーザビーム光軸に対し鍵だけオフセットされてい
るので、平行光束（Ｉｌｕ第１のレンズ１２）の光軸に
対し鋭角＃をなす。この結果。
有する半導体レーザ嬬１）、第１のレンズ（２１，第２
のレンズ１４）、第１のし／ズ（２）と第２のレンズ１
４）の間に挿入されたレーザパッケージ窓（３）および
光ファイバ（５）から構成され、第１のレンズ（２）の
光軸ＡＡ は半導体レーザ山のダブルへテロ接合面に
垂直でかつ半導体レーザ出射ビームの光軸ｏｏを含む面
内（ｘ −ｚ平面Ｊで半導体レーザ出射ビームの光軸に
対しぶだけオフセットされてｉる。半導体レーザ（１）
エリの出射ビームはオフセットして設置された第１のレ
ンズ（２）によって平行光束ｌに変換さ九レーザパッケ
ージ窓（３）を経て第２のレンズ（４）により集光され
光ファイバ（５；へ伝送される。さて＠ｌのレンズ（２
）はレーザビーム光軸に対し鍵だけオフセットされてい
るので、平行光束（Ｉｌｕ第１のレンズ１２）の光軸に
対し鋭角＃をなす。この結果。
第１のレンズ（２１の光軸に対し垂直な平面會有するレ
ーザパッケージ窓（３）Ｋ平行光束は鋭角Ｃで入射する
。したがってレーザパッケージ！ ＋３１ Ｋよる反射
光束ａ’ａＦｉ入射光束に対し２＃の角ｔなし、この反
射光束ａ２ハ再び第１のレンズ（２）に入射し、集光さ
れるがその集光の位ＩｔＦ１半導体レーザ活性層より第
１のレンズ１２）のオフセット量の２倍即ち’２１ｈＸ
離れた位置となる。さて半導体レーザへの反射光の影響
を小さく抑えるＫは。
ーザパッケージ窓（３）Ｋ平行光束は鋭角Ｃで入射する
。したがってレーザパッケージ！ ＋３１ Ｋよる反射
光束ａ’ａＦｉ入射光束に対し２＃の角ｔなし、この反
射光束ａ２ハ再び第１のレンズ（２）に入射し、集光さ
れるがその集光の位ＩｔＦ１半導体レーザ活性層より第
１のレンズ１２）のオフセット量の２倍即ち’２１ｈＸ
離れた位置となる。さて半導体レーザへの反射光の影響
を小さく抑えるＫは。
必ずしも反射光全レーザチップ外にそらせる必要＃Ｓｔ
なく、上述した反射光束■の集光位置と半導体レーザ活
性層との距離をある程度以上大きくすることに工って達
成されることが後で述べる実験結果より明確にされた。
なく、上述した反射光束■の集光位置と半導体レーザ活
性層との距離をある程度以上大きくすることに工って達
成されることが後で述べる実験結果より明確にされた。
、仁のことは第１のレンズ（２）のオフセット量ａ′ｆ
ｔ大きくすることによって実現されるが一万第１のレン
ズ（２］のオフセット量Δχを大きくすれば半導体レー
ザ工りの出射ビームが第１のレンズ（２）の端を通るた
めし／ズの収着の影響をつよくうけたり、また第１のレ
ンズ（２）ラスビルオーバする量が大きくなり結合効率
の低下をまねく。このため最小のオフセット量ΔＸで最
大の反射光の影響の抑制の効果をあげることが効率、の
高いかつ安定した結合器の製作に必要不可欠である。
ｔ大きくすることによって実現されるが一万第１のレン
ズ（２］のオフセット量Δχを大きくすれば半導体レー
ザ工りの出射ビームが第１のレンズ（２）の端を通るた
めし／ズの収着の影響をつよくうけたり、また第１のレ
ンズ（２）ラスビルオーバする量が大きくなり結合効率
の低下をまねく。このため最小のオフセット量ΔＸで最
大の反射光の影響の抑制の効果をあげることが効率、の
高いかつ安定した結合器の製作に必要不可欠である。
この発明はダブルへテロ半導体レーザでは、第１のレン
ズ１２】のオフセットの方向によって、オフセットに反
射光の影響の抑制効果が大中に異なるという実験的に得
た知見に基づいてなされたもので次にこの実験結果につ
いて述べる。
ズ１２】のオフセットの方向によって、オフセットに反
射光の影響の抑制効果が大中に異なるという実験的に得
た知見に基づいてなされたもので次にこの実験結果につ
いて述べる。
第３図は実験の測定系ゾロツクＶｔ−示すもので、半導
体レーザｌ工りの出射ビーム（ｌｌｌｔ第１のレンズ（
２）に１って平行光束に変換しあらかじ一方半導体し−
ザ山工りの後側出射ビームｕシヲ光検出器閏に゛よりて
検出し、第１のし／ズ（２）のオフセットΔＸによるレ
ーザ後側出力の変化ｔＸＹレコーダ（８）で測定する。
体レーザｌ工りの出射ビーム（ｌｌｌｔ第１のレンズ（
２）に１って平行光束に変換しあらかじ一方半導体し−
ザ山工りの後側出射ビームｕシヲ光検出器閏に゛よりて
検出し、第１のし／ズ（２）のオフセットΔＸによるレ
ーザ後側出力の変化ｔＸＹレコーダ（８）で測定する。
反射光によって半導体レーザは）の特性が変化すればレ
ーザ後側出力も変化するので、この測定によって反射光
の影響が確認できる。第４図はこの測定系による測定結
果の一例であり、横軸は第１のレンズ（２）のオフセッ
ト量、縦軸はレーザ後側出力を示す。
ーザ後側出力も変化するので、この測定によって反射光
の影響が確認できる。第４図はこの測定系による測定結
果の一例であり、横軸は第１のレンズ（２）のオフセッ
ト量、縦軸はレーザ後側出力を示す。
なお、レーザ後側出力は反射面（３）がない場合の同出
力で規格化して示して−る。なおここで第１のレンズ（
２）としては直径８００μｍの球レンズを用−ている。
力で規格化して示して−る。なおここで第１のレンズ（
２）としては直径８００μｍの球レンズを用−ている。
第４図の実線は第１のレンズのオフセットの方向を半導
体レーザのダブルへテロ接合面に平行な面内（以下平行
面内と呼ぶ］にとった場合で第４因の破線ハオフセット
の方向を半導体レーザのダブルへテロ接合面に垂直で半
導体レーザ出射ビームの光軸を含む面内（以下垂直面内
と呼ぶ）にとった場合を示す。いずれもオフセツ計量が
０あるいは微小な範囲で、レーザ後側出力が反射（ｉｉ
ｉがない場合に比し異常に増加しており、このことから
この範囲で反射光の影響が顕著であることがわかる。
体レーザのダブルへテロ接合面に平行な面内（以下平行
面内と呼ぶ］にとった場合で第４因の破線ハオフセット
の方向を半導体レーザのダブルへテロ接合面に垂直で半
導体レーザ出射ビームの光軸を含む面内（以下垂直面内
と呼ぶ）にとった場合を示す。いずれもオフセツ計量が
０あるいは微小な範囲で、レーザ後側出力が反射（ｉｉ
ｉがない場合に比し異常に増加しており、このことから
この範囲で反射光の影響が顕著であることがわかる。
さて、この測定結果エリ第１のし／ズの平行面内でのオ
フセラ）Ｋ工って反射の影響を抑制するには５０ｊｍ
Ｐｉ、上のオフセットが必要とされるのに対し、垂直面
内でのオフセットによって反射の影響を抑制するにはｌ
Ｑｓｍ以上のオフセットがあｎば良いことが判明する
。即ち垂直面Ｊ７’３Ｖｃ第１のレンズをオフセットす
ることによって最小のオフセット量で最大の効果が得ら
れるのである。このようにオフセットの方向が垂直面内
と平行面内とによって反射の影響の抑制の効果が異なる
のは、ダブルへテロ接合半導体レーザの活性領域が垂直
面内では高々０．２〜０．３ｓｒｎであるのに平行面内
では通常２〜３ ａｍあることに起因していると推定さ
れる。したがってこの測定結果は、単なる一例としてで
はなくダブルへテロ接合を有する半導体レーザを用−た
場合の一般的特性全あられしてｉると考えらたる。
フセラ）Ｋ工って反射の影響を抑制するには５０ｊｍ
Ｐｉ、上のオフセットが必要とされるのに対し、垂直面
内でのオフセットによって反射の影響を抑制するにはｌ
Ｑｓｍ以上のオフセットがあｎば良いことが判明する
。即ち垂直面Ｊ７’３Ｖｃ第１のレンズをオフセットす
ることによって最小のオフセット量で最大の効果が得ら
れるのである。このようにオフセットの方向が垂直面内
と平行面内とによって反射の影響の抑制の効果が異なる
のは、ダブルへテロ接合半導体レーザの活性領域が垂直
面内では高々０．２〜０．３ｓｒｎであるのに平行面内
では通常２〜３ ａｍあることに起因していると推定さ
れる。したがってこの測定結果は、単なる一例としてで
はなくダブルへテロ接合を有する半導体レーザを用−た
場合の一般的特性全あられしてｉると考えらたる。
このことからこの発明は、ダブルへテロ半導体レーザを
用いた半導体レーザ結合器一般に対して有効なものであ
る。
用いた半導体レーザ結合器一般に対して有効なものであ
る。
なお１以上は反射光の住しる原因としてレーザパッケー
ジ窓（３１を想足したがこの発明は、これに限らずその
他の光学部品が第１のレンズ（２）と第２のレンズ（４
）の間に存在する場合にも適用できる。
ジ窓（３１を想足したがこの発明は、これに限らずその
他の光学部品が第１のレンズ（２）と第２のレンズ（４
）の間に存在する場合にも適用できる。
以上のようにこの発明に係る半導体レーザ結合器では、
第１のレンズを半導体レーザのダブルへテロ接合面に垂
直なかつ半導体レーザビームの光軸を含む面内にオフセ
ットすることに工り、最小のオフセット量で、第１のレ
ンズのあとに設置される半導体レーザパッケージ窓等の
光学部品エリの反射光が半導体レーザの特性に及ぼす影
響を除去でき従ってファイバとの結合効率の低下全最小
限に抑えて反射光による影響のない安定した特性の半導
体レーザ結合器が容易忙実現できる利点がある。
第１のレンズを半導体レーザのダブルへテロ接合面に垂
直なかつ半導体レーザビームの光軸を含む面内にオフセ
ットすることに工り、最小のオフセット量で、第１のレ
ンズのあとに設置される半導体レーザパッケージ窓等の
光学部品エリの反射光が半導体レーザの特性に及ぼす影
響を除去でき従ってファイバとの結合効率の低下全最小
限に抑えて反射光による影響のない安定した特性の半導
体レーザ結合器が容易忙実現できる利点がある。
第１図は従来の半導体レーザ結合器の配置を示すｆ＋視
因、第２図はこの発明による半導体レーザ結合器の配置
を示す斜視図、第３図は、この発明の効果全確認するた
めに行なった測定の測定系上水す構Ｆ！！ｉ、凶、＄４
図位その測定結果を示す図である。 内申ｄｌはダブルヘテロ接合を有する半導体レーザ、
１２＋ｒｉ第１のレンズ、＋３）は反射の原因となる光
学部品、（４１は第２のレンズ、 ＋５１？！光フアイ
バである。 なお、内申同−あるいは相当部分には同−符号上付して
示しである。 代理人 葛 野 信 −
因、第２図はこの発明による半導体レーザ結合器の配置
を示す斜視図、第３図は、この発明の効果全確認するた
めに行なった測定の測定系上水す構Ｆ！！ｉ、凶、＄４
図位その測定結果を示す図である。 内申ｄｌはダブルヘテロ接合を有する半導体レーザ、
１２＋ｒｉ第１のレンズ、＋３）は反射の原因となる光
学部品、（４１は第２のレンズ、 ＋５１？！光フアイ
バである。 なお、内申同−あるいは相当部分には同−符号上付して
示しである。 代理人 葛 野 信 −
Claims (1)
- ダブルへテロ接合を有する半導体レーザよりの出射ビー
ムを第１のレンズによってほぼ平行光束に変換し、それ
を第２のレンズによって再び集光し光ファイバへ入射さ
せる結合レンズ系を有し、かつ上記第１のレンズと第２
のし／ズの間には光学部品が挿入される半導体レーザ結
合器において、ダブルへテロ接合面に垂直でかつ半導体
レーザ結合器において、ダブルへテロ接合面に垂直でか
つ半導体レーザ出射ビームの光軸を含む面内で、第１の
レンズの光軸を半導体レーザ出射ビームの光軸に対しオ
フセットさせたことを特徴とする半導体レーザ結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12858881A JPS5830185A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 半導体レ−ザ結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12858881A JPS5830185A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 半導体レ−ザ結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830185A true JPS5830185A (ja) | 1983-02-22 |
| JPH0459800B2 JPH0459800B2 (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=14988461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12858881A Granted JPS5830185A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 半導体レ−ザ結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830185A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022069323A (ja) * | 2020-10-23 | 2022-05-11 | 住友電気工業株式会社 | 光デバイス |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916888U (ja) * | 1982-07-24 | 1984-02-01 | 東急車輌製造株式会社 | 通風コンテナ用ボトムレ−ル構造 |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP12858881A patent/JPS5830185A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916888U (ja) * | 1982-07-24 | 1984-02-01 | 東急車輌製造株式会社 | 通風コンテナ用ボトムレ−ル構造 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022069323A (ja) * | 2020-10-23 | 2022-05-11 | 住友電気工業株式会社 | 光デバイス |
| US12066669B2 (en) | 2020-10-23 | 2024-08-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical device |
| JP2025029120A (ja) * | 2020-10-23 | 2025-03-05 | 住友電気工業株式会社 | 光デバイス |
| US12566303B2 (en) | 2020-10-23 | 2026-03-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0459800B2 (ja) | 1992-09-24 |
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