JPH1144831A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
- Publication number
- JPH1144831A JPH1144831A JP9201563A JP20156397A JPH1144831A JP H1144831 A JPH1144831 A JP H1144831A JP 9201563 A JP9201563 A JP 9201563A JP 20156397 A JP20156397 A JP 20156397A JP H1144831 A JPH1144831 A JP H1144831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- optical waveguide
- optical fiber
- face
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の結合効率が得られるとともに、反射光
によるレーザの雑音特性の劣化を低減でき、さらに高い
歩留りで安価に製作可能にする。 【解決手段】 光導波路の入射光の進行方向と光導波路
の光軸が一致しないように光導波路を配置する。入射端
面が傾斜していない光導波路を用いる場合には、光導波
路の入射光の進行方向と光導波路端面の法線（光導波路
の光軸）との成す角θ2 は、 0.7≦θ2≦10.2 の範囲に
設定する。また、入射端面が傾斜している斜め研磨光導
波路を用いる場合（斜め研磨角度φ）には、光導波路の
入射光の進行方向と光導波路の光軸とのなす角｜φ−θ
2｜は、0.7 ≦｜φ−θ2｜≦10.2の範囲に設定する。
によるレーザの雑音特性の劣化を低減でき、さらに高い
歩留りで安価に製作可能にする。 【解決手段】 光導波路の入射光の進行方向と光導波路
の光軸が一致しないように光導波路を配置する。入射端
面が傾斜していない光導波路を用いる場合には、光導波
路の入射光の進行方向と光導波路端面の法線（光導波路
の光軸）との成す角θ2 は、 0.7≦θ2≦10.2 の範囲に
設定する。また、入射端面が傾斜している斜め研磨光導
波路を用いる場合（斜め研磨角度φ）には、光導波路の
入射光の進行方向と光導波路の光軸とのなす角｜φ−θ
2｜は、0.7 ≦｜φ−θ2｜≦10.2の範囲に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を光信号
に変換する半導体レーザと、この光信号を伝送する光フ
ァイバまたは光導波路とを結合した半導体レーザモジュ
ールに関する。特に、光アナログ変調を用い、光反射点
が多く存在する光伝送路に接続して使用される半導体レ
ーザモジュールに関する。
に変換する半導体レーザと、この光信号を伝送する光フ
ァイバまたは光導波路とを結合した半導体レーザモジュ
ールに関する。特に、光アナログ変調を用い、光反射点
が多く存在する光伝送路に接続して使用される半導体レ
ーザモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の半導体レーザモジュール
の構成を示す。図６(a) の半導体レーザモジュールは、
半導体レーザ５１と光ファイバ５４との間に、半導体レ
ーザ５１の出射光を集光して光ファイバ５４に結合する
レンズ５２，５３を配置した構成である。この構成で
は、半導体レーザ５１、レンズ５２，５３および光ファ
イバ５４の位置調整が難しく、モジュールを製作する際
に手間がかかり、歩留りが低くなっていた。
の構成を示す。図６(a) の半導体レーザモジュールは、
半導体レーザ５１と光ファイバ５４との間に、半導体レ
ーザ５１の出射光を集光して光ファイバ５４に結合する
レンズ５２，５３を配置した構成である。この構成で
は、半導体レーザ５１、レンズ５２，５３および光ファ
イバ５４の位置調整が難しく、モジュールを製作する際
に手間がかかり、歩留りが低くなっていた。
【０００３】図６(b) の半導体レーザモジュールは、半
導体レーザ５１の出射光を直接光ファイバ５４に結合す
る構成である。この構成では、レンズを用いないので位
置調整は容易になるが、高い結合効率が得られなかっ
た。
導体レーザ５１の出射光を直接光ファイバ５４に結合す
る構成である。この構成では、レンズを用いないので位
置調整は容易になるが、高い結合効率が得られなかっ
た。
【０００４】図６(c) の半導体レーザモジュールは、活
性領域５５およびスポットサイズ変換領域５６を有する
半導体レーザ（以下「スポットサイズ変換付き半導体レ
ーザ」という）５７を用い、スポットサイズ変換領域５
６から出射される光を直接光ファイバ５４に結合する構
成である。スポットサイズ変換領域５６では、垂直（厚
さ）方向または水平（幅）方向を細くすることによりビ
ームが閉じ込められなくなり、逆にビームが広がってス
ポットサイズが拡大する。すなわち、導波路出射端での
ビーム形状はガウス形状ではなく、ビームのピーク点強
度が著しく強い非ガウス形状となる。これにより、半導
体レーザと光ファイバ５４との間にレンズが不要とな
り、さらに位置調整精度も緩和されるので、モジュール
製作上の困難さが低減し、歩留りを向上させることがで
きる。また、光ファイバ５４とのスポットサイズを近づ
けることができるので、レンズを用いなくても高い結合
効率を得ることができる。
性領域５５およびスポットサイズ変換領域５６を有する
半導体レーザ（以下「スポットサイズ変換付き半導体レ
ーザ」という）５７を用い、スポットサイズ変換領域５
６から出射される光を直接光ファイバ５４に結合する構
成である。スポットサイズ変換領域５６では、垂直（厚
さ）方向または水平（幅）方向を細くすることによりビ
ームが閉じ込められなくなり、逆にビームが広がってス
ポットサイズが拡大する。すなわち、導波路出射端での
ビーム形状はガウス形状ではなく、ビームのピーク点強
度が著しく強い非ガウス形状となる。これにより、半導
体レーザと光ファイバ５４との間にレンズが不要とな
り、さらに位置調整精度も緩和されるので、モジュール
製作上の困難さが低減し、歩留りを向上させることがで
きる。また、光ファイバ５４とのスポットサイズを近づ
けることができるので、レンズを用いなくても高い結合
効率を得ることができる。
【０００５】図６(d) の半導体レーザモジュールは、同
様のスポットサイズ変換付き半導体レーザ５７と、端面
を斜めに研磨した斜め研磨光ファイバ５８を用い、半導
体レーザの光軸と光ファイバの光軸との間に所定の角度
（傾斜角）をつけて配置した構成である。このような配
置により、半導体レーザからの出射光が斜め研磨光ファ
イバ５８の端面で反射して半導体レーザに戻ることを抑
制するとともに、光ファイバの入射光の進行方向と光フ
ァイバの光軸を一致させることが可能となり、光の結合
効率を最大にすることができる（参考文献：特開平３−
９３２８５号公報）。
様のスポットサイズ変換付き半導体レーザ５７と、端面
を斜めに研磨した斜め研磨光ファイバ５８を用い、半導
体レーザの光軸と光ファイバの光軸との間に所定の角度
（傾斜角）をつけて配置した構成である。このような配
置により、半導体レーザからの出射光が斜め研磨光ファ
イバ５８の端面で反射して半導体レーザに戻ることを抑
制するとともに、光ファイバの入射光の進行方向と光フ
ァイバの光軸を一致させることが可能となり、光の結合
効率を最大にすることができる（参考文献：特開平３−
９３２８５号公報）。
【０００６】ここで、光ファイバの入射光の進行方向と
光ファイバの光軸を一致させる場合の条件について図７
を参照して説明する。光ファイバの光軸と光ファイバ端
面の法線との成す角（斜め研磨角度）をφ、半導体レー
ザの出射光の光軸と光ファイバ端面の法線との成す角を
θ1 、光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバ端面
の法線との成す角をθ2 、半導体レーザと光ファイバ端
面との間に存在する媒体（一般的には空気）の屈折率を
ｎ1 、光ファイバのコアの屈折率をｎ2 、光ファイバの
傾斜角をαとすると、 sinθ2／sinθ1＝ｎ1／ｎ2 …(1) θ2 ＝φ …(2) θ1 ＝φ＋α …(3) であり、αとφとの間には、 α＝ sin-1((ｎ2／ｎ1)sinφ) −φ …(4) の関係が成立する。
光ファイバの光軸を一致させる場合の条件について図７
を参照して説明する。光ファイバの光軸と光ファイバ端
面の法線との成す角（斜め研磨角度）をφ、半導体レー
ザの出射光の光軸と光ファイバ端面の法線との成す角を
θ1 、光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバ端面
の法線との成す角をθ2 、半導体レーザと光ファイバ端
面との間に存在する媒体（一般的には空気）の屈折率を
ｎ1 、光ファイバのコアの屈折率をｎ2 、光ファイバの
傾斜角をαとすると、 sinθ2／sinθ1＝ｎ1／ｎ2 …(1) θ2 ＝φ …(2) θ1 ＝φ＋α …(3) であり、αとφとの間には、 α＝ sin-1((ｎ2／ｎ1)sinφ) −φ …(4) の関係が成立する。
【０００７】たとえば、φ＝10度、ｎ1 ＝１、ｎ2 ＝1.
46の場合にはα＝4.7 となる。すなわち、斜め研磨角度
10度の光ファイバを 4.7度傾けて配置することにより、
光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバの光軸とを
一致させ、光の結合効率を最大にすることができる。
46の場合にはα＝4.7 となる。すなわち、斜め研磨角度
10度の光ファイバを 4.7度傾けて配置することにより、
光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバの光軸とを
一致させ、光の結合効率を最大にすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図６(c),(d) に示すス
ポットサイズ変換付き半導体レーザ５７を用いたモジュ
ールは、図６(a),(b) の半導体レーザモジュールに比べ
て高い結合効率を実現でき、かつモジュール製作の容易
さに優れている。
ポットサイズ変換付き半導体レーザ５７を用いたモジュ
ールは、図６(a),(b) の半導体レーザモジュールに比べ
て高い結合効率を実現でき、かつモジュール製作の容易
さに優れている。
【０００９】しかし、従来の半導体レーザモジュールで
は結合効率の改善に重点が置かれ、図６(c),(d) に示す
半導体レーザモジュールでもレーザ端面と光ファイバ端
面の距離をいかに接近させるかが課題になっていた。そ
のため、レーザ端面と光ファイバ端面とを接触させ、半
導体レーザを破壊してしまう事故が多く、歩留りを低下
させる要因になっていた。
は結合効率の改善に重点が置かれ、図６(c),(d) に示す
半導体レーザモジュールでもレーザ端面と光ファイバ端
面の距離をいかに接近させるかが課題になっていた。そ
のため、レーザ端面と光ファイバ端面とを接触させ、半
導体レーザを破壊してしまう事故が多く、歩留りを低下
させる要因になっていた。
【００１０】また、光ファイバ伝送路では、図８に示す
ように種々の反射光が発生する。反射光１は、光ファイ
バ７２の端面で反射して半導体レーザ７１に戻る光であ
る。反射光２は、光ファイバ７２に接続されるコネクタ
７３で反射して半導体レーザ７１に戻る光である。反射
光３は、光ファイバ７２に接続される多数のコネクタ７
３での多重反射によって生じ、半導体レーザ７１に戻る
光である。反射光４は、光ファイバ７２に接続されるコ
ネクタ７３で反射して半導体レーザ７１に戻り、さらに
半導体レーザ７１の端面で反射して光ファイバ７２に入
射される光であり、そのビート成分によって雑音特性を
劣化させる。このように、反射光は半導体レーザ７１へ
の戻り光となったり、多重反射光によるビート成分を生
じさせて雑音特性を劣化させる一因になっている。
ように種々の反射光が発生する。反射光１は、光ファイ
バ７２の端面で反射して半導体レーザ７１に戻る光であ
る。反射光２は、光ファイバ７２に接続されるコネクタ
７３で反射して半導体レーザ７１に戻る光である。反射
光３は、光ファイバ７２に接続される多数のコネクタ７
３での多重反射によって生じ、半導体レーザ７１に戻る
光である。反射光４は、光ファイバ７２に接続されるコ
ネクタ７３で反射して半導体レーザ７１に戻り、さらに
半導体レーザ７１の端面で反射して光ファイバ７２に入
射される光であり、そのビート成分によって雑音特性を
劣化させる。このように、反射光は半導体レーザ７１へ
の戻り光となったり、多重反射光によるビート成分を生
じさせて雑音特性を劣化させる一因になっている。
【００１１】図９は、反射光１〜４に対する雑音特性の
劣化の様子を示す。レーザ固有の雑音に加えて、反射光
１，２は低周波領域で雑音を増加させる。反射光３は、
高周波領域まで雑音を増加させる。反射光４は広い周波
数範囲にわたって雑音を大きく増加させる。
劣化の様子を示す。レーザ固有の雑音に加えて、反射光
１，２は低周波領域で雑音を増加させる。反射光３は、
高周波領域まで雑音を増加させる。反射光４は広い周波
数範囲にわたって雑音を大きく増加させる。
【００１２】ここで、図６(b),(c) に示すように、レー
ザ端面と光ファイバ端面が平行になっている場合には、
図１０(a) に示すように反射光１，２，３，４の影響を
受けて雑音特性が劣化する。
ザ端面と光ファイバ端面が平行になっている場合には、
図１０(a) に示すように反射光１，２，３，４の影響を
受けて雑音特性が劣化する。
【００１３】一方、図６(d) に示すように、レーザ端面
と光ファイバ端面が平行ではなく、かつ光ファイバの入
射光の進行方向と光ファイバの光軸が一致する場合に
は、図１０(b) に示すように反射光１は抑制できるが、
反射光２，３，４は屈折してレーザ端面に直角に戻るの
で雑音特性が劣化する。特に、反射光４はレーザ端面で
反射して光ファイバに入射される際にも高い結合効率と
なり、雑音特性が大きく劣化する。
と光ファイバ端面が平行ではなく、かつ光ファイバの入
射光の進行方向と光ファイバの光軸が一致する場合に
は、図１０(b) に示すように反射光１は抑制できるが、
反射光２，３，４は屈折してレーザ端面に直角に戻るの
で雑音特性が劣化する。特に、反射光４はレーザ端面で
反射して光ファイバに入射される際にも高い結合効率と
なり、雑音特性が大きく劣化する。
【００１４】このように、図６(d) に示す構成は、反射
光１の影響を回避しながら光の結合効率を最大にするこ
とができるが、反射光２，３，４に対してはむしろ結合
効率を高くなり不利である。すなわち、半導体レーザモ
ジュールの結合効率は出射光ばかりでなく反射光につい
ても当てはまるので、図６(d) に示す構成は反射光２，
３，４により雑音特性が大きく劣化する問題があった。
光１の影響を回避しながら光の結合効率を最大にするこ
とができるが、反射光２，３，４に対してはむしろ結合
効率を高くなり不利である。すなわち、半導体レーザモ
ジュールの結合効率は出射光ばかりでなく反射光につい
ても当てはまるので、図６(d) に示す構成は反射光２，
３，４により雑音特性が大きく劣化する問題があった。
【００１５】本発明は、所定の結合効率が得られるとと
もに、反射光によるレーザの雑音特性の劣化を低減で
き、さらに高い歩留りで安価に製作できる半導体レーザ
モジュールを提供することを目的とする。
もに、反射光によるレーザの雑音特性の劣化を低減で
き、さらに高い歩留りで安価に製作できる半導体レーザ
モジュールを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、光導波路の入射光の進行方向と光導波路の
光軸が一致しないように光導波路（光ファイバを含む）
を配置することを特徴とする。
ジュールは、光導波路の入射光の進行方向と光導波路の
光軸が一致しないように光導波路（光ファイバを含む）
を配置することを特徴とする。
【００１７】たとえば、入射端面が傾斜していない光導
波路を用いる場合（斜め研磨角度φ＝０）には、図１
(a) に示すように、光導波路の入射光の進行方向と光導
波路端面の法線（光導波路の光軸）との成す角θ2 は、 θ2≠０ …(5) とする（請求項１）。ただし、θ2 は、所定の結合効率
を得ながら反射光による雑音特性の劣化を低減するため
に、 0.7≦θ2≦10.2 …(6) の範囲に設定する（請求項３，４）。
波路を用いる場合（斜め研磨角度φ＝０）には、図１
(a) に示すように、光導波路の入射光の進行方向と光導
波路端面の法線（光導波路の光軸）との成す角θ2 は、 θ2≠０ …(5) とする（請求項１）。ただし、θ2 は、所定の結合効率
を得ながら反射光による雑音特性の劣化を低減するため
に、 0.7≦θ2≦10.2 …(6) の範囲に設定する（請求項３，４）。
【００１８】このとき、半導体レーザの出射光の光軸と
光導波路端面の法線との成す角（入射角）θ1 は、ｎ1
＝１、ｎ2 ＝1.46（石英ガラスファイバ）とすると (1)
式より、 １≦θ1≦15 …(7) となる。
光導波路端面の法線との成す角（入射角）θ1 は、ｎ1
＝１、ｎ2 ＝1.46（石英ガラスファイバ）とすると (1)
式より、 １≦θ1≦15 …(7) となる。
【００１９】また、入射端面が傾斜している斜め研磨光
導波路を用いる場合（斜め研磨角度φ≠０）には、図１
(b) に示すように、光導波路の入射光の進行方向と光導
波路の光軸とのなす角｜φ−θ2 ｜は、 ｜φ−θ2 ｜≠０ …(8) とする（請求項１）。ただし、｜φ−θ2 ｜は、所定の
結合効率を得ながら反射光による雑音特性の劣化を低減
するために、 0.7≦｜φ−θ2｜≦10.2 …(9) の範囲に設定する（請求項３，５）。
導波路を用いる場合（斜め研磨角度φ≠０）には、図１
(b) に示すように、光導波路の入射光の進行方向と光導
波路の光軸とのなす角｜φ−θ2 ｜は、 ｜φ−θ2 ｜≠０ …(8) とする（請求項１）。ただし、｜φ−θ2 ｜は、所定の
結合効率を得ながら反射光による雑音特性の劣化を低減
するために、 0.7≦｜φ−θ2｜≦10.2 …(9) の範囲に設定する（請求項３，５）。
【００２０】従来の構成は、θ2 ＝φとして光の結合効
率が最大になるように光導波路を配置していた。本発明
では、θ2 ≠φとすることにより光の結合効率は低下す
るが、同時に反射光２，３，４もレーザ端面に垂直に入
射されなくなるので、侵入効率が低下し、また反射光４
も結合効率が低い角度で光導波路に再入射されることに
なるので、これらの反射光に起因する雑音特性の劣化を
低減することができる。
率が最大になるように光導波路を配置していた。本発明
では、θ2 ≠φとすることにより光の結合効率は低下す
るが、同時に反射光２，３，４もレーザ端面に垂直に入
射されなくなるので、侵入効率が低下し、また反射光４
も結合効率が低い角度で光導波路に再入射されることに
なるので、これらの反射光に起因する雑音特性の劣化を
低減することができる。
【００２１】
（第１の実施形態）図２は、本発明の半導体レーザモジ
ュールの第１の実施形態を示す。本実施形態では、光導
波路として光ファイバを用いるものとする。
ュールの第１の実施形態を示す。本実施形態では、光導
波路として光ファイバを用いるものとする。
【００２２】図において、基板１１上に、スポットサイ
ズ変換付き半導体レーザ１２と、光ファイバ１３が固定
される。ここで、スポットサイズ変換付き半導体レーザ
１２の出射端面と光ファイバ１３の入射端面の角度（レ
ーザ出射光の光軸と光ファイバの光軸との成す角＝入射
角）θ1 は、(7) 式に示すように、 １≦θ1≦15 に設定する。なお、これは光ファイバ１３としてｎ2＝
1.46 の石英ガラスファイバを用いた場合であり、例え
ばフッ化物ガラス、カルコゲナイド、多成分酸化物ガラ
スを用いた場合には、それぞれの屈折率に応じてθ1 の
範囲が設定される。また、θ1 は、図２(a) に示すよう
に基板１１に対して水平方向に設定してもよいし、図２
(b) に示すように基板１１に対して垂直方向に設定して
もよい。
ズ変換付き半導体レーザ１２と、光ファイバ１３が固定
される。ここで、スポットサイズ変換付き半導体レーザ
１２の出射端面と光ファイバ１３の入射端面の角度（レ
ーザ出射光の光軸と光ファイバの光軸との成す角＝入射
角）θ1 は、(7) 式に示すように、 １≦θ1≦15 に設定する。なお、これは光ファイバ１３としてｎ2＝
1.46 の石英ガラスファイバを用いた場合であり、例え
ばフッ化物ガラス、カルコゲナイド、多成分酸化物ガラ
スを用いた場合には、それぞれの屈折率に応じてθ1 の
範囲が設定される。また、θ1 は、図２(a) に示すよう
に基板１１に対して水平方向に設定してもよいし、図２
(b) に示すように基板１１に対して垂直方向に設定して
もよい。
【００２３】このとき、光ファイバの入射光の進行方向
と光ファイバ端面の法線（光ファイバの光軸）との成す
角θ2 は、(6) 式に示すように、 0.7≦θ2≦10.2 となり、所定の結合効率を得ながら反射光による雑音特
性の劣化を低減することができる。
と光ファイバ端面の法線（光ファイバの光軸）との成す
角θ2 は、(6) 式に示すように、 0.7≦θ2≦10.2 となり、所定の結合効率を得ながら反射光による雑音特
性の劣化を低減することができる。
【００２４】図３は、本発明の半導体レーザモジュール
における雑音特性および結合効率特性を示す。図３(a)
は雑音特性であり、横軸はθ2 、縦軸は相対強度雑音
（ＲＩＮ）である。破線は反射光の影響がない半導体
レーザの雑音特性であり、破線は反射光の影響を受け
た半導体レーザの雑音特性を示す。実線は本発明の半導
体レーザの雑音特性を示す。θ2 を大きくしていくと、
0.7度程度から反射光（特に図７に示す反射光４）によ
る影響が減少し、雑音特性が良好になる。
における雑音特性および結合効率特性を示す。図３(a)
は雑音特性であり、横軸はθ2 、縦軸は相対強度雑音
（ＲＩＮ）である。破線は反射光の影響がない半導体
レーザの雑音特性であり、破線は反射光の影響を受け
た半導体レーザの雑音特性を示す。実線は本発明の半導
体レーザの雑音特性を示す。θ2 を大きくしていくと、
0.7度程度から反射光（特に図７に示す反射光４）によ
る影響が減少し、雑音特性が良好になる。
【００２５】図３(b) は結合効率特性であり、横軸はθ
2 、縦軸は結合効率である。破線は必要とされる最低限
の結合効率を示す。実線は本発明の半導体レーザによる
結合効率を示す。θ2 を大きくしていくと結合効率は低
下するが、10.2度程度までは所定の結合効率を確保する
ことができる。
2 、縦軸は結合効率である。破線は必要とされる最低限
の結合効率を示す。実線は本発明の半導体レーザによる
結合効率を示す。θ2 を大きくしていくと結合効率は低
下するが、10.2度程度までは所定の結合効率を確保する
ことができる。
【００２６】図４は、本発明の半導体レーザモジュール
における反射光１〜４の様子を示す。なお、ここに示す
反射光１〜４は、図８に示すものに対応する。反射光１
は、斜め研磨光ファイバを用いた場合と同様に抑制でき
る。反射光２，３は、光ファイバ１３の傾斜角α（＝θ
1 ）に応じて斜めに戻ってくるので、侵入効率が低下し
て雑音特性の劣化を低減することができる。雑音特性劣
化の大きな要因となっている反射光４は、反射光２，３
と同様にレーザ端面に対して斜めに戻ってくるので、レ
ーザ端面で反射して光ファイバ１３に再入射されても低
い結合効率になり、雑音特性の劣化を低減することがで
きる。
における反射光１〜４の様子を示す。なお、ここに示す
反射光１〜４は、図８に示すものに対応する。反射光１
は、斜め研磨光ファイバを用いた場合と同様に抑制でき
る。反射光２，３は、光ファイバ１３の傾斜角α（＝θ
1 ）に応じて斜めに戻ってくるので、侵入効率が低下し
て雑音特性の劣化を低減することができる。雑音特性劣
化の大きな要因となっている反射光４は、反射光２，３
と同様にレーザ端面に対して斜めに戻ってくるので、レ
ーザ端面で反射して光ファイバ１３に再入射されても低
い結合効率になり、雑音特性の劣化を低減することがで
きる。
【００２７】このように、光ファイバの入射光の進行方
向と光ファイバ端面の法線（光ファイバの光軸）との成
す角θ2 について (6)式の条件を満たすことにより、半
導体レーザと光ファイバとの間で所定の結合効率を確保
しながら、反射光によるレーザの雑音特性の劣化を低減
することができる。
向と光ファイバ端面の法線（光ファイバの光軸）との成
す角θ2 について (6)式の条件を満たすことにより、半
導体レーザと光ファイバとの間で所定の結合効率を確保
しながら、反射光によるレーザの雑音特性の劣化を低減
することができる。
【００２８】（第２の実施形態）図５は、本発明の半導
体レーザモジュールの第２の実施形態を示す。本実施形
態では、光導波路として光ファイバを用いるものとす
る。
体レーザモジュールの第２の実施形態を示す。本実施形
態では、光導波路として光ファイバを用いるものとす
る。
【００２９】本実施形態の特徴は、光ファイバ端面が傾
斜している斜め研磨光ファイバ（斜め研磨角度φ）１４
を用い、光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバの
光軸とのなす角｜φ−θ2 ｜について、(9) 式に示すよ
うに、 0.7≦｜φ−θ2 ｜≦10.2 の範囲に設定するところにある。(1) 式を用いてθ2 を
θ1 で置き換えると、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sinθ1)｜≦10.2 …(10) となる。
斜している斜め研磨光ファイバ（斜め研磨角度φ）１４
を用い、光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバの
光軸とのなす角｜φ−θ2 ｜について、(9) 式に示すよ
うに、 0.7≦｜φ−θ2 ｜≦10.2 の範囲に設定するところにある。(1) 式を用いてθ2 を
θ1 で置き換えると、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sinθ1)｜≦10.2 …(10) となる。
【００３０】図５(a) は、φ＝θ1 の場合である。これ
により、スポットサイズ変換付き半導体レーザ１２の光
軸と、斜め研磨光ファイバ１４の光軸を一致させること
ができる。この場合には、(10)式は、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sinφ)｜≦10.2 …(11) と表すことができるので、これによりφの取りうる範囲
が決まる。
により、スポットサイズ変換付き半導体レーザ１２の光
軸と、斜め研磨光ファイバ１４の光軸を一致させること
ができる。この場合には、(10)式は、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sinφ)｜≦10.2 …(11) と表すことができるので、これによりφの取りうる範囲
が決まる。
【００３１】図５(b) は、図５(a) の斜め研磨光ファイ
バ１４を右回りに回転させた場合である。この場合に
は、(10)式は、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sin(φ＋α))｜≦10.2 …(12) と表すことができるので、これによりφとαの取りうる
範囲が決まる。なお、右回りに回転させる途中で｜φ−
θ2 ｜＜0.7 となる位置があり、その範囲を避ける必要
がある。
バ１４を右回りに回転させた場合である。この場合に
は、(10)式は、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sin(φ＋α))｜≦10.2 …(12) と表すことができるので、これによりφとαの取りうる
範囲が決まる。なお、右回りに回転させる途中で｜φ−
θ2 ｜＜0.7 となる位置があり、その範囲を避ける必要
がある。
【００３２】図５(c) は、図５(a) の斜め研磨光ファイ
バ１４を左回りに回転させた場合である。この場合に
は、(10)式は、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sin(φ−α))｜≦10.2 …(13) と表すことができるので、これによりφとαの取りうる
範囲が決まる。なお、左回りに回転される途中でレーザ
端面と光ファイバ端面が平行になり、θ1 ＝θ2＝０と
なる位置があるが、図８の反射光１に対しては無反射コ
ーティング等の対策をとることにより対応できる。
バ１４を左回りに回転させた場合である。この場合に
は、(10)式は、 0.7≦｜φ− sin-1((ｎ1／ｎ2) sin(φ−α))｜≦10.2 …(13) と表すことができるので、これによりφとαの取りうる
範囲が決まる。なお、左回りに回転される途中でレーザ
端面と光ファイバ端面が平行になり、θ1 ＝θ2＝０と
なる位置があるが、図８の反射光１に対しては無反射コ
ーティング等の対策をとることにより対応できる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザモジュールは、スポットサイズ変換付き半導体レー
ザを光源とし、光導波路の入射光の進行方向と光導波路
の光軸とのなす角を 0.7度から10.2度の範囲に設定する
ことにより、所定の結合効率を確保しながら反射光によ
る雑音特性の劣化を低減することができる。これによ
り、低雑音、高歩留り、かつ安価な半導体レーザモジュ
ールを実現することができる。
ーザモジュールは、スポットサイズ変換付き半導体レー
ザを光源とし、光導波路の入射光の進行方向と光導波路
の光軸とのなす角を 0.7度から10.2度の範囲に設定する
ことにより、所定の結合効率を確保しながら反射光によ
る雑音特性の劣化を低減することができる。これによ
り、低雑音、高歩留り、かつ安価な半導体レーザモジュ
ールを実現することができる。
【図１】本発明の半導体レーザモジュールにおける半導
体レーザと光導波路の位置関係を示す図。
体レーザと光導波路の位置関係を示す図。
【図２】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図３】本発明の半導体レーザモジュールにおける雑音
特性および結合効率特性を示す図。
特性および結合効率特性を示す図。
【図４】本発明の半導体レーザモジュールにおける反射
光１〜４の様子を示す図。
光１〜４の様子を示す図。
【図５】本発明の半導体レーザモジュールの第２の実施
形態を示す図。
形態を示す図。
【図６】従来の半導体レーザモジュールの構成を示す
図。
図。
【図７】光ファイバの入射光の進行方向と光ファイバの
光軸を一致させる場合の条件を説明する図。
光軸を一致させる場合の条件を説明する図。
【図８】光ファイバ伝送路における反射光の種類を示す
図。
図。
【図９】反射光１〜４に対する雑音特性を示す図。
【図１０】従来技術における反射光の影響を示す図。
１１ 基板 １２ スポットサイズ変換付き半導体レーザ １３ 光ファイバ １４ 斜め研磨光ファイバ ５１ 半導体レーザ ５２，５３ レンズ ５４ 光ファイバ ５５ 活性領域 ５６ スポットサイズ変換領域 ５７ スポットサイズ変換付き半導体レーザ ５８ 斜め研磨光ファイバ ７１ 半導体レーザ ７２ 光ファイバ ７３ コネクタ
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体レーザと、この半導体レーザから
の出射光を結合する光導波路とを備えた半導体レーザモ
ジュールにおいて、 前記光導波路の入射光の進行方向が光導波路の光軸に対
して斜めになるように前記光導波路を配置したことを特
徴とする半導体レーザモジュール。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザモジュー
ルにおいて、 半導体レーザは、出射光のスポットサイズを変換する構
造を有することを特徴とする半導体レーザモジュール。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の半導体
レーザモジュールにおいて、 前記光導波路の入射光の進行方向と光導波路の光軸との
なす角が 0.7度以上かつ10.2度以下になるように前記光
導波路を配置したことを特徴とする半導体レーザモジュ
ール。 - 【請求項４】 請求項３に記載の半導体レーザモジュー
ルにおいて、 入射端面が傾斜していない光導波路を用い、光導波路の
入射光の進行方向と光導波路端面の法線（光導波路の光
軸）との成す角θ2 が 0.7≦θ2≦10.2 の範囲に設定されたことを特徴とする半導体レーザモジ
ュール。 - 【請求項５】 請求項３に記載の半導体レーザモジュー
ルにおいて、 入射端面が傾斜している光導波路を用い、光導波路の光
軸と光導波路端面の法線との成す角をφ、光導波路の入
射光の進行方向と光導波路端面の法線との成す角をθ2
としたときに、光導波路の入射光の進行方向と光導波路
の光軸とのなす角｜φ−θ2 ｜が、 0.7≦｜φ−θ2｜≦10.2 の範囲に設定されたことを特徴とする半導体レーザモジ
ュール。 - 【請求項６】 請求項５に記載の半導体レーザモジュー
ルにおいて、 半導体レーザの光軸と光導波路の光軸が平行であること
を特徴とする半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201563A JPH1144831A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201563A JPH1144831A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144831A true JPH1144831A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16443136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9201563A Pending JPH1144831A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144831A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695492B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-02-24 | Seiko Epson Corporation | Optical module and production method therefor |
| WO2018139406A1 (ja) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | オリンパス株式会社 | 内視鏡および内視鏡の製造方法 |
| US10972707B2 (en) | 2017-01-24 | 2021-04-06 | Olympus Corporation | Endoscope and method of manufacturing endoscope |
| CN119148295A (zh) * | 2024-10-08 | 2024-12-17 | 华中科技大学 | 一种空芯光纤与单模光纤的耦合结构及其耦合方法 |
-
1997
- 1997-07-28 JP JP9201563A patent/JPH1144831A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695492B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-02-24 | Seiko Epson Corporation | Optical module and production method therefor |
| WO2018139406A1 (ja) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | オリンパス株式会社 | 内視鏡および内視鏡の製造方法 |
| US10972707B2 (en) | 2017-01-24 | 2021-04-06 | Olympus Corporation | Endoscope and method of manufacturing endoscope |
| CN119148295A (zh) * | 2024-10-08 | 2024-12-17 | 华中科技大学 | 一种空芯光纤与单模光纤的耦合结构及其耦合方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6130972A (en) | Lensed optical fiber and laser module | |
| US7444046B2 (en) | Diode laser array coupling optic and system | |
| JP2009260118A (ja) | 光学モジュール | |
| US4611883A (en) | Two-dimensional optics element for correcting aberrations | |
| JP2836583B2 (ja) | 受光素子と光ファイバの光学的結合構造 | |
| CN1115388A (zh) | 光学器件 | |
| JPH1144831A (ja) | 半導体レーザモジュール | |
| JPS59197184A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP2002243987A (ja) | 光結合装置 | |
| KR20000067535A (ko) | 광소자모듈 | |
| JPH06230237A (ja) | 光回路 | |
| US12142701B2 (en) | Light receiving device | |
| JP2000035522A (ja) | 光素子及び光部品 | |
| JPH0720359A (ja) | 光デバイス | |
| JP3243013B2 (ja) | シェーディング補正機能をもつ光走査装置 | |
| JP3302839B2 (ja) | 光通信用ユニット | |
| JPH10246841A (ja) | 半導体レーザモジュール | |
| JPS622217A (ja) | 単一モ−ド・フアイバ付き半導体レ−ザ | |
| JP4069923B2 (ja) | 光結合装置及び光学レンズアレイの製造方法 | |
| JP3092355B2 (ja) | 光ヘッド | |
| JPH058804B2 (ja) | ||
| JPH023522Y2 (ja) | ||
| JPH07294776A (ja) | 光受信モジュール | |
| JPH05232356A (ja) | 半導体レーザとファイバとの光結合器 | |
| US6661587B2 (en) | Confocal optical design for optical coupling |