JP2002148489A - 半導体レーザモジュールおよびその半導体レーザモジュールを用いたラマンアンプ - Google Patents

半導体レーザモジュールおよびその半導体レーザモジュールを用いたラマンアンプ

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雄一郎 入江
Jun Miyokawa
純 三代川
Takeshi Aikiyo
武 愛清
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用環境温度変化によらず高出力でノイズが
小さく波長安定性の良好な信頼性の高い半導体レーザモ
ジュールを提供する。 【解決手段】 パッケージ27の底板26上に、ベース
側板材17と底板側板材18とペルチェ素子19とを有
するサーモモジュール25を搭載し、その上にベース2
を搭載し、その上にレーザダイオード1と、レーザダイ
オード1から出射するレーザ光をレーザダイオード1に
帰還する第1の光ファイバ4と、第1の光ファイバ4を
その長手方向2点位置で支持する固定手段6,7を搭載
する。ベース2は、サーモモジュール25上に接触する
レーザダイオード搭載部材8とその上に設ける固定手段
搭載部材5とにより形成する。レーザダイオード搭載部
材8は固定手段搭載部材5の線膨張係数とサーモモジュ
ール25のベース側板材17の線膨張係数との間の範囲
内の線膨張係数を有する材質により形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野に用い
られる半導体レーザモジュールおよびその半導体レーザ
モジュールを用いたラマンアンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】情報社会の発展により、通信情報量が飛
躍的に増大する傾向にあり、このような情報の増大化に
伴い、波長多重伝送(WDM伝送)が通信分野に広く受
け入れられ、今や波長多重伝送の時代を迎えている。波
長多重光伝送は、複数の波長の光を1本の光ファイバで
伝送できるため、大容量高速通信に適した光伝送方式で
あり、現在、この伝送技術の検討が盛んに行なわれてい
る。
【0003】波長多重伝送は、現在、エルビウムドープ
ファイバ(EDF)型光増幅器の利得帯域である波長
1.55μm帯で行なうことを検討しているが、波長多
重伝送の帯域をさらに広帯域で行なえるようにするため
に、ラマン増幅に対する期待が高まっている。
【0004】ラマン増幅は、光ファイバに強い光(励起
光)を入射したときに、誘導ラマン散乱により、励起光
波長から約100nm程度長波長側にゲインが現われ、
このように励起された状態の光ファイバに、上記ゲイン
を有する波長域の信号光を入射すると、その信号光が増
幅されるという現象を利用した光信号の増幅方法であ
る。
【0005】したがって、ラマン増幅ではEDFを増幅
媒体としなくても、既設の光ファイバを増幅媒体として
使用することができ、また、任意の波長において増幅利
得を得ることができる。このため、ラマン増幅を利用す
ることにより、波長多重伝送における信号光のチャンネ
ル数を増加させることができる。
【0006】ただし、ラマン利得は、(通常の既設の)
通信用光ファイバを使用した場合、100mWの励起光
入力で約3dBと小さい。このため、ラマンアンプを複
数設け、これらのアンプによる増幅を多重化することに
より強い励起光を得ることが必要となり、一般に、多重
化によりトータルで500mW〜1W程度の励起光とす
ることが検討されている。
【0007】また、ラマン増幅(特に前方励起)では、
増幅の起こる過程が早く起こるため、ポンプ光強度が揺
らいでいると、ラマン利得が揺らぐことになり、これが
そのまま信号光強度の揺らぎとして出てしまう。このた
め、励起光のノイズを小さくすることが重要となる。
【0008】したがって、ラマン増幅を波長多重伝送用
に適用するためには、ラマンアンプの励起光源を、ノイ
ズが小さく、かつ、例えば300mW以上の高出力を有
し、さらに、波長安定性の良好な光源とする必要があ
り、このような特性を有する励起光源用の半導体レーザ
モジュールの開発が非常に重要となっている。
【0009】ところで、半導体レーザモジュールは、半
導体レーザ(レーザダイオード)からのレーザ光を光伝
送側の光ファイバに光学的に結合させたデバイスであ
り、上記のような励起光源としてのみならず、信号光光
源としても適用され、その構成も様々なものが提案され
ている。図16には、半導体レーザモジュールの一例と
して、波長安定性を良好にするためにファイバグレーテ
ィング技術を用いた、信号光光源用の半導体レーザモジ
ュールが示されている。
【0010】この提案の半導体レーザモジュールは、特
開2000―208869号に提案されたものであり、
同図において、パッケージ27内に設けられたサーモモ
ジュール25上にベース2が搭載されている。また、該
ベース上2のLDボンディング部21上にヒートシンク
22を介して、レーザダイオード1が搭載固定されてい
る。
【0011】前記ベース2上には、前記レーザダイオー
ド1に光結合される第1の光ファイバ4が搭載され、第
1の光ファイバ4はその先端側に形成されたファイバレ
ンズ14の先端側をレーザダイオード1の一端31側に
向けて配置されている。第1の光ファイバ4は金属製の
スリーブ3に支持された状態で、前記ベース2の上側に
突出する固定アーム63に固定部62でレーザ溶接固定
されている。
【0012】なお、上記のようにスリーブ3とベース2
をレーザ溶接により固定するので、ベース2を熱伝導率
が低く、レーザ溶接性に富む金属製にする必要があり、
また、ベース2上には第1の光ファイバ4を搭載するこ
とから、ベース2の材質は、第1の光ファイバ4を形成
するガラス系材料と線膨張係数が近い材質であることが
好ましい。そのため、従来の半導体レーザモジュールに
おいて、ベース2はFe−Ni−Co合金であるコバー
ル(商標)により形成されていることが一般的である。
【0013】前記第1の光ファイバ4は設定波長の光を
反射する回折格子としてのグレーティング12を有して
おり、第1の光ファイバ4は、前記レーザダイオード1
の一端31側から出射される光を、ファイバレンズ14
を介して受光し、この受光した光のうち前記設定波長の
光を前記レーザダイオード1に帰還させる構成と成して
いる。
【0014】また、第1の光ファイバ4の後端側にはモ
ニタフォトダイオード9が対向配置されており、モニタ
フォトダイオード9はパッケージ27内に固定されたモ
ニタフォトダイオード固定部39に固定されている。モ
ニタフォトダイオード9は、第1の光ファイバ4を透過
したレーザ光を受光することによりレーザダイオード1
の出力をモニタする。
【0015】前記レーザダイオード1の他端30側には
該レーザダイオード1の他端30側から出射される光を
受光して伝送する第2の光ファイバ13が間隔を介して
対向配置されている。第2の光ファイバ13の接続端面
側はフェルール59に挿入固定されており、フェルール
59はパッケージ27の後端側に固定されている。
【0016】レーザダイオード1の他端30と第2の光
ファイバ13との間には、レーザダイオード1側から順
に、コリメートレンズ51、光透過板55、集光レンズ
57が互いに間隔を介して配置されており、コリメート
レンズ51は前記ベース2に固定され、集光レンズ57
はレンズホルダ56に固定されてパッケージ27に固定
されている。
【0017】なお、上記のような従来の半導体レーザモ
ジュールにおいて、通常、前記サーモモジュール25は
前記パッケージ27の底板26上に搭載されており、パ
ッケージ27の底板26はCu−W合金のCuW20
(重量比はCuが20%、Wが80%)等により形成さ
れている。また、通常、図17の(a)に示すように、
サーモモジュール25は、ベース側板材17と、底板側
板材18と、これら板材17,18に狭着されるペルチ
ェ素子19とを有しており、サーモモジュール25のベ
ース側板材17と底板側板材18は共にAlによ
り形成されている。
【0018】上記半導体レーザモジュールにおいて、第
1の光ファイバ4と第2の光ファイバ13は、いずれも
レーザダイオード1と調心されている。そして、レーザ
ダイオード1の一端31側から出射されたレーザ光を第
1の光ファイバ4で受光して前記設定波長の光をレーザ
ダイオード1に帰還しながら、レーザダイオード1の他
端30側からの出射光を第2の光ファイバ13によって
受光し、第2の光ファイバ13内を伝送し、所望の用途
に供される。
【0019】なお、上記のように、レーザダイオード1
の一端31側から出射されたレーザ光のうち設定波長の
光をレーザダイオード1に帰還しながらレーザ光発振を
行なう構成とすると、第1の光ファイバ4の先端とレー
ザダイオード1との間隔を小さくすることができるた
め、半導体レーザモジュールのRIN(Relativ
e Intensity Noise)を小さくでき
る。
【0020】また、半導体レーザモジュールにおいて、
レーザダイオード1を駆動するために電流を流すと、発
熱によりレーザダイオード1の温度が上昇する。この温
度上昇はレーザダイオード1の発振波長と光出力の変化
を引き起こす原因となるため、半導体レーザモジュール
の使用時には、レーザダイオード1の近傍に固定された
サーミスタ(図示せず)によりレーザダイオード1の温
度を測定し、この測定値に基づいてサーモモジュール2
5を作動させ、サーモモジュール25に流す電流を制御
することによってレーザダイオード1の温度を一定に保
つ制御が行われる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
半導体レーザモジュールにおいては、レーザダイオード
1からの出射光を第1の光ファイバ4により受光し、こ
の光のうち設定波長の光をグレーティング12で反射し
てレーザダイオード1に帰還させる構成であるために、
第1の光ファイバ4のレーザダイオード1に対する位置
ずれが生じると、レーザダイオード1と第1の光ファイ
バ4との光結合効率が大きく低下してしまう。
【0022】しかしながら、上記従来の半導体レーザモ
ジュールは、第1の光ファイバ4をその長手方向の1点
の位置で固定部62で挟持固定する構成であるために、
第1の光ファイバ4を適切に調心固定することが困難で
あり、第1の光ファイバ4のレーザダイオード1に対す
る位置ずれが生じ易いといった問題があった。
【0023】また、上記のような従来の半導体レーザモ
ジュールは、通常、ベース2をコバールにより形成し、
サーモモジュールのベース側板材17をAlによ
り形成しており、両者の線膨張係数が大きく異なること
から、半導体レーザモジュール使用時のサーモモジュー
ル25の作動に伴って、図17の(b)に示すようにベ
ース2が撓み、レーザダイオード1と第1の光ファイバ
4との位置が調心位置からずれ、レーザダイオード1と
第1の光ファイバ4との光結合効率が低下してしまうと
いった問題が生じた。
【0024】また、例えば半導体レーザモジュールを使
用せずに75〜85℃の高温環境下で放置したときに
も、上記ベース2とサーモモジュール25のベース側板
材17との線膨張係数の違いによって同様にベース2が
撓み、レーザダイオード1と光第1のファイバ4との光
結合がずれ、半導体レーザモジュールを使用しようとし
たときに、完全に元の状態に戻らずに光結合のずれが残
ったままとなってしまうといった問題もあった。
【0025】特に、従来の半導体レーザモジュールにお
いては、スリーブ3の固定部62は、ベース2の上側に
突出形成された固定アーム63の先端側であり、図のY
方向の高さが高い位置に形成されているために、ベース
2の撓みが生じたときにスリーブ3が大きく位置ずれ
し、レーザダイオード1と第1の光ファイバ4との光結
合効率の低下の割合が大きかった。
【0026】そして、上記のように、半導体レーザモジ
ュールの使用時および放置時の使用環境温度変化に応じ
てレーザダイオード1と第1の光ファイバ4との光結合
効率が低下すると、第1の光ファイバ4によって受光し
てレーザダイオード1に帰還する光の強度が小さくな
り、半導体レーザモジュールから高出力で波長が安定し
た光を出力して伝送させることが困難であった。
【0027】したがって、上記従来の半導体レーザモジ
ュールの構成を例えば信号光源や前記ラマン増幅用の励
起光源として適用しようとすると、波長が安定した必要
な出力を得ることができず、波長多重伝送システムなど
の構築が困難であった。
【0028】本発明は上記従来の課題を解決するために
成されたものであり、その第1の目的は、レーザダイオ
ードと該レーザダイオードからのレーザ光を受けて設定
波長の光をレーザダイオードに帰還させる光ファイバと
を、温度変化によらず高精度で光結合することができる
信頼性の高い半導体レーザモジュールを提供することに
ある。また、本発明の第2の目的は、上記のような半導
体レーザモジュールを用いることにより、ノイズが小さ
く、高出力で波長安定性の良好な励起光源を有する、波
長多重伝送に好適のラマンアンプを提供することにあ
る。
【0029】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第1の発明の半導体レ
ーザモジュールは、ベース上に、レーザダイオードと該
レーザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが
搭載され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レー
ザダイオードの一端側に向けて配置されており、前記第
1の光ファイバは設定波長の光を反射する回折格子を有
して前記レーザダイオードの一端側から出射される光の
うち前記設定波長の光を前記レーザダイオードに帰還さ
せる構成と成し、前記レーザダイオードの他端側には該
レーザダイオードの他端側から出射される光を受光して
伝送する第2の光ファイバが対向配置されている半導体
レーザモジュールであって、前記第1の光ファイバは光
ファイバ支持手段に支持された状態で光ファイバ長手方
向に間隔を介した複数点位置で固定手段により前記ベー
スに固定されている構成をもって課題を解決する手段と
している。
【0030】また、第2の発明の半導体レーザモジュー
ルは、上記第1の発明の構成に加え、前記第1の光ファ
イバの長手方向に間隔を介した複数点位置にそれぞれ設
けられた固定手段のうち、レーザダイオードに最も近い
側に位置する固定手段は前記第1の光ファイバを両側部
がわから挟持する挟持部を備えた一体部品により形成さ
れている構成をもって課題を解決する手段としている。
【0031】さらに、第3の発明の半導体レーザモジュ
ールは、ベース上に、レーザダイオードと該レーザダイ
オードに光結合される第1の光ファイバとが搭載され、
該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダイオー
ドの一端側に向けて配置されており、前記第1の光ファ
イバは固定手段により前記ベースに固定されており、前
記第1の光ファイバは設定波長の光を反射する回折格子
を有して前記レーザダイオードの一端側から出射される
光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイオードに帰
還させる構成と成し、前記レーザダイオードの他端側に
は該レーザダイオードの他端側から出射される光を受光
して伝送する第2の光ファイバが対向配置されており、
前記ベースはサーモモジュール上に搭載されており、少
なくとも前記サーモモジュール、前記ベース、前記レー
ザダイオード、前記第1の光ファイバ、前記固定手段を
収容するパッケージを有し、該パッケージの底板に前記
サーモモジュールが搭載され、該サーモモジュールは、
ベース側板材と、底板側板材と、これら板材に狭着され
るペルチェ素子とを有する半導体レーザモジュールであ
って、前記ベースは前記サーモモジュール上に接触させ
て配置されて前記レーザダイオードを搭載するレーザダ
イオード搭載部材と、該レーザダイオード搭載部材のレ
ーザダイオード搭載領域を避けた位置に配置されて前記
固定手段を搭載する固定手段搭載部材とを有して構成さ
れ、前記レーザダイオード搭載部材は前記固定手段搭載
部材の線膨張係数と前記サーモモジュールのベース側板
材の線膨張係数との間の範囲内の線膨張係数を有する材
質により形成されている構成をもって課題を解決する手
段としている。
【0032】さらに、第4の発明の半導体レーザモジュ
ールは、ベース上に、レーザダイオードと該レーザダイ
オードに光結合される第1の光ファイバとが搭載され、
該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダイオー
ドの一端側に向けて配置されており、前記第1の光ファ
イバは固定手段により前記ベースに固定されており、前
記第1の光ファイバは設定波長の光を反射する回折格子
を有して前記レーザダイオードの一端側から出射される
光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイオードに帰
還させる構成と成し、前記レーザダイオードの他端側に
は該レーザダイオードの他端側から出射される光を受光
して伝送する第2の光ファイバが対向配置されており、
前記ベースはサーモモジュール上に搭載されており、少
なくとも前記サーモモジュール、前記ベース、前記レー
ザダイオード、前記第1の光ファイバ、前記固定手段を
収容するパッケージを有し、該パッケージの底板に前記
サーモモジュールが搭載されている半導体レーザモジュ
ールであって、前記ベースは前記サーモモジュール上に
接触させて配置されて前記レーザダイオードを搭載する
レーザダイオード搭載部材と、該レーザダイオード搭載
部材のレーザダイオード搭載領域を避けた位置に配置さ
れて前記固定手段を搭載する固定手段搭載部材とを有し
て構成され、前記パッケージの底板は前記ベースのレー
ザダイオード搭載部材と略同一の線膨張係数を有する材
質で形成されている構成をもって課題を解決する手段と
している。
【0033】さらに、第5の発明の半導体レーザモジュ
ールは、ベース上に、レーザダイオードと該レーザダイ
オードに光結合される第1の光ファイバとが搭載され、
該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダイオー
ドの一端側に向けて配置されており、前記第1の光ファ
イバは光ファイバ支持手段に支持された状態で固定手段
により両側部がわから挟持されて前記ベースに固定され
ており、前記第1の光ファイバは設定波長の光を反射す
る回折格子を有して前記レーザダイオードの一端側から
出射される光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイ
オードに帰還させる構成と成し、前記レーザダイオード
の他端側には該レーザダイオードの他端側から出射され
る光を受光して伝送する第2の光ファイバが対向配置さ
れており、前記ベースはサーモモジュール上に搭載され
ている半導体レーザモジュールであって、前記ベースに
は前記固定手段を搭載する固定手段搭載部が形成され、
該固定手段搭載部と前記固定手段とをレーザ溶接してな
る第1のレーザ溶接部と、前記固定手段と前記光ファイ
バ支持手段とをレーザ溶接してなる第2のレーザ溶接部
とは、前記パッケージ底板に対し垂直な方向の高さが略
同じ高さに形成されている構成をもって課題を解決する
手段としている。
【0034】さらに、第6の発明の半導体レーザモジュ
ールは、上記第3乃至第5のいずれか一つの発明の構成
に加え、前記固定手段は複数設けられて互いに光ファイ
バ長手方向に間隔を介した複数点位置で第1の光ファイ
バをベースに固定する態様と成している構成をもって課
題を解決する手段としている。
【0035】さらに、第7の発明の半導体レーザモジュ
ールは、ベース上に、レーザダイオードと該レーザダイ
オードに光結合される第1の光ファイバとが搭載され、
該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダイオー
ドの一端側に向けて配置されており、前記第1の光ファ
イバは固定手段により前記ベースに固定されており、前
記第1の光ファイバは設定波長の光を反射する回折格子
を有して前記レーザダイオードの一端側から出射される
光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイオードに帰
還させる構成と成し、前記レーザダイオードの他端側に
は該レーザダイオードの他端側から出射される光を受光
して伝送する第2の光ファイバが対向配置されており、
前記ベースはサーモモジュール上に搭載されている半導
体レーザモジュールであって、前記ベースには前記第1
の光ファイバの側部少なくとも片側の光ファイバ長手方
向の少なくとも一部に沿って、前記ベースの撓みを防止
する撓み防止手段が設けられている構成をもって課題を
解決する手段としている。
【0036】さらに、第8の発明の半導体レーザモジュ
ールは、上記第7の発明の構成に加え、前記撓み防止手
段はレーザダイオードの一端側のレーザ光出射端面と第
1の光ファイバにおけるレーザ光の受光端を結ぶ軸線部
の側部少なくとも片側に設けられている構成をもって課
題を解決する手段としている。
【0037】さらに、第9の発明の半導体レーザモジュ
ールは、上記第7又は第8の発明の構成に加え、前記固
定手段は複数設けられて互いに第1の光ファイバの長手
方向に間隔を介した位置で第1の光ファイバを支持して
ベースに固定する態様と成しており、撓み防止手段はレ
ーザダイオードに最も近い側に位置する固定手段の側部
少なくとも片側に設けられている構成をもって課題を解
決する手段としている。
【0038】さらに、第10の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第7乃至第9のいずれか一つの発明の構
成に加え、前記ベースは固定手段を搭載する固定手段搭
載部材と、レーザダイオードを搭載すると共にサーモモ
ジュール側に接触するレーザダイオード搭載部材とを有
して構成され、前記固定手段搭載部材と撓み防止手段を
一体部材により形成した構成をもって課題を解決する手
段としている。
【0039】さらに、第11の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第7乃至第10のいずれか一つの発明の
構成に加え、前記撓み防止手段は固定手段搭載部材の底
部から少なくとも上側に立設された壁部を第1の光ファ
イバの長手方向に形成して成る構成をもって課題を解決
する手段としている。
【0040】さらに、第12の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第3乃至第11のいずれか一つの発明の
構成に加え、前記ベースの固定手段搭載部材または固定
手段搭載部、固定手段、撓み防止手段の少なくとも一つ
はFe−Ni−Co合金で形成されている構成をもって
課題を解決する手段としている。
【0041】さらに、第13の発明の半導体レーザモジ
ュールは、ベース上に、レーザダイオードと該レーザダ
イオードに光結合される第1の光ファイバとが搭載さ
れ、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダイ
オードの一端側に向けて配置されており、前記第1の光
ファイバは光ファイバ支持手段に支持されており、前記
設定波長の光を反射する回折格子を有して前記レーザダ
イオードの一端側から出射される光のうち前記設定波長
の光を前記レーザダイオードに帰還させる構成と成し、
前記レーザダイオードの他端側には該レーザダイオード
の他端側から出射される光を受光して伝送する第2の光
ファイバが対向配置されており、前記ベースはサーモモ
ジュール上に搭載されている半導体レーザモジュールで
あって、前記第1の光ファイバと前記レーザダイオード
とが調心された状態で光ファイバ支持手段の前記レーザ
ダイオードに近い側の端部とレーザダイオードから遠い
側の端部がそれぞれの箇所において固定手段により両側
から挟持固定されており、前記光ファイバ支持手段のレ
ーザダイオードから遠い側の端部を固定する固定手段は
対の固定部品からなり、この対の固定部品は光ファイバ
支持手段を両側から挟んだ状態で前記ベースに固定され
ており、該固定部品と光ファイバ支持手段とがレーザ溶
接固定されている構成をもって課題を解決する手段とし
ている。
【0042】さらに、第14の発明の半導体レーザモジ
ュールは、第13の発明の構成に加え、前記光ファイバ
支持手段のレーザダイオードから遠い側の端部には、光
ファイバ支持手段と間隔を介してガイド部がベース上に
設けられ、該ガイド部にガイドされた固定部品が光ファ
イバ支持手段の両側部がわに配置されて前記ガイド部に
固定されている構成をもって課題を解決する手段として
いる。
【0043】さらに、第15の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第1乃至第14のいずれか一つの発明の
構成に加え、前記ベースはサーモモジュールにおける第
1の光ファイバ搭載側端部より光ファイバ長手方向に突
出して設けられている構成をもって課題を解決する手段
としている。
【0044】さらに、第16の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第15の発明の構成に加え、前記ベース
はサーモモジュール上に配置されてレーザダイオードを
搭載するレーザダイオード搭載部材と、該レーザダイオ
ード搭載部材のレーザダイオード搭載領域を避けた位置
に配置されて固定手段を搭載する固定手段搭載部材とを
有して構成され、前記固定手段搭載部材は前記レーザダ
イオード搭載部材における第1の光ファイバ搭載側端部
よりも光ファイバ長手方向に突出して設けられている構
成をもって課題を解決する手段としている。
【0045】さらに、第17の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第16の発明の構成に加え、前記レーザ
ダイオード搭載部材はレーザダイオードに最も近い側に
位置する固定手段を機械的に補強する補強部を有してお
り、該補強部の下面はサーモモジュールに接触していな
い構成をもって課題を解決する手段としている。
【0046】さらに、第18の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第1乃至第17のいずれか一つの発明の
構成に加え、前記第1の光ファイバのレーザダイオード
と反対側の端面は前記第1の光ファイバの光軸に対して
斜めに形成されている構成をもって課題を解決する手段
としている。
【0047】さらに、第19の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第1乃至第18のいずれか一つの発明の
構成に加え、前記第2の光ファイバと該第2の光ファイ
バに対向するレーザダイオード端面との間に、前記レー
ザダイオードから出射される光を第2の光ファイバの先
端側に集光する集光レンズが設けられている構成をもっ
て課題を解決する手段としている。
【0048】さらに、第20の発明の半導体レーザモジ
ュールは、第19の発明の構成に加え、前記第2の光フ
ァイバに対向するレーザダイオード端面と集光レンズと
の間にコリメートレンズが設けられている構成をもって
課題を解決する手段としている。
【0049】さらに、第21の発明の半導体レーザモジ
ュールは、第19の発明の構成に加え、前記第2の光フ
ァイバに対向するレーザダイオード端面と集光レンズと
の間に該集光レンズと間隔を介してコリメートレンズが
設けられており、該コリメートレンズと前記集光レンズ
との間にアイソレータが設けられている構成をもって課
題を解決する手段としている。
【0050】さらに、第22の発明の半導体レーザモジ
ュールは、第19又は第20又は第21の発明の構成に
加え、前記集光レンズの入射側に光透過板が設けられて
おり、該光透過板を前記集光レンズの光軸に対して斜め
に配設した構成をもって課題を解決する手段としてい
る。
【0051】さらに、第23の発明の半導体レーザモジ
ュールは、上記第1乃至第22のいずれか一つの発明の
構成に加え、前記第2の光ファイバの先端側にはファイ
バレンズが形成されており、該ファイバレンズの先端側
とレーザダイオードのレーザ光出射端面とが対向配置さ
れている構成をもって課題を解決する手段としている。
【0052】さらに、第24の発明のラマンアンプは、
上記第1乃至第23のいずれか一つの発明の半導体レー
ザモジュールを励起光源として用いた構成をもって課題
を解決する手段としている。
【0053】上記構成の第1、第2の発明の半導体レー
ザモジュールは、ベース上にレーザダイオードを配置
し、該レーザダイオードの一端側から出射される光のう
ち設定波長の光を前記レーザダイオードに帰還させる構
成の第1の光ファイバを、光ファイバ支持手段に支持し
た状態で光ファイバ長手方向に間隔を介した複数点位置
で固定手段により前記ベースに固定している。
【0054】そのため、第1、第2の半導体レーザモジ
ュールにおいて、例えば第1の光ファイバをレーザダイ
オードに最も近い固定手段により固定した後、この固定
部を支点として梃の原理を利用して、第1の光ファイバ
のレーザダイオードから遠い側を調心移動の後に固定す
ることができる。したがって、第1、第2の半導体レー
ザモジュールは、第1の光ファイバをレーザダイオード
に対して適切に調心固定することができ、第1の光ファ
イバの位置ずれを抑制することが可能となる。
【0055】また、第3、第4の本発明の半導体レーザ
モジュールは、ベースはサーモモジュール上に接触配置
されてレーザダイオードを搭載するレーザダイオード搭
載部材と、該レーザダイオード搭載部材のレーザダイオ
ード搭載領域を避けた位置に配置されて光ファイバの固
定手段を搭載する固定手段搭載部材とを有して構成され
ている。
【0056】そして、第3の発明の半導体レーザモジュ
ールは、前記レーザダイオード搭載部材は前記固定手段
搭載部材の線膨張係数と前記サーモモジュールのベース
側板材の線膨張係数との間の範囲内の線膨張係数を有す
る材質により形成されているために、従来のようにサー
モモジュールのベース側板材と線膨張係数が大きく異な
るベースを、前記ベース側板材に接触させて設ける場合
に比べ、半導体レーザモジュールの使用環境温度変化が
生じたときにベースとサーモモジュールのベース側板材
との線膨張係数差に起因して生じるベースの撓みを緩和
できる。
【0057】したがって、第3の発明の半導体レーザモ
ジュールは、半導体レーザモジュールの使用環境温度変
化に伴うレーザダイオードと第1の光ファイバとの光結
合効率の低下を抑制できる。
【0058】また、第4の発明の半導体レーザモジュー
ルは、レーザダイオード搭載部材とパッケージの底板の
線膨張係数を略同一としているので、半導体レーザモジ
ュールの温度変化が生じたときにサーモモジュールの上
下両側に同じ応力が加わり、サーモモジュールの撓みが
相殺される。したがって、第4の発明の半導体レーザモ
ジュールも、半導体レーザモジュールの使用環境温度変
化に伴うレーザダイオードと第1の光ファイバとの光結
合効率の低下を抑制できる。
【0059】第5の発明の半導体レーザモジュールは、
ベースの固定手段搭載部と第1の光ファイバを支持する
光ファイバ支持手段の固定手段とを第1のレーザ溶接部
にてレーザ溶接し、前記固定手段と前記光ファイバ支持
手段とを第2のレーザ溶接部にてレーザ溶接している。
そして、この第1と第2のレーザ溶接部は、半導体レー
ザモジュールのパッケージ底板に対し垂直な方向の高さ
が略同じ高さに形成されているために、第5の発明の半
導体レーザモジュールは、第1の光ファイバの固定部を
ベースに対して高い位置に形成する場合と異なり、たと
えベースの撓みが生じてもその撓みに応じて光ファイバ
支持手段が大きく位置ずれすることはない。
【0060】したがって、第5の発明の半導体レーザモ
ジュールも、半導体レーザモジュールの使用環境温度変
化に伴うレーザダイオードと光ファイバとの光結合効率
の低下を抑制できる。
【0061】さらに、第6の発明の半導体レーザモジュ
ールは、上記第3乃至第5の発明において、第1の光フ
ァイバを固定する固定手段を複数設け、互いに光ファイ
バ長手方向に間隔を介した複数点位置で第1の光ファイ
バをベースに固定する態様と成しているので、第1の光
ファイバのベースへの調心固定を適切に行なうことがで
き、第1の光ファイバの位置ずれを抑制することが可能
となる。
【0062】さらに、第7から第11の発明の半導体レ
ーザモジュールは、ベースに、光ファイバの側部少なく
とも片側の光ファイバ長手方向の少なくとも一部に沿っ
て、前記ベースの撓みを防止する撓み防止手段を設けた
ために、撓み防止手段によってベースの撓みを抑制で
き、半導体レーザモジュールの使用環境温度変化に伴う
レーザダイオードと光ファイバとの光結合効率の低下を
抑制できる。
【0063】さらに、第13、14の発明の半導体レー
ザモジュールは、第1の光ファイバを支持する光ファイ
バ支持手段のレーザダイオードに近い側の端部とレーザ
ダイオードから遠い側の端部を固定手段により固定する
構成とし、光ファイバ支持手段のレーザダイオードから
遠い側の端部を固定する固定手段は、光ファイバ支持手
段を両側から挟んだ状態で前記ベースに固定された対の
固定部品として、該固定部品と光ファイバ支持手段とを
レーザ溶接固定するものである。
【0064】光ファイバ支持手段のレーザダイオードに
近い側の端部を支点としてレーザダイオード素子から遠
い側の光ファイバ支持手段端部側を再調心移動させて
も、この位置での光ファイバ支持手段端部固定時に、固
定位置が再調心位置からずれてしまうと、再調心位置で
の固定後に、さらに最終的な調心作業が必要となるが、
第13、14の発明の半導体レーザモジュールの構成に
すると、前記再調心位置での固定位置が再調心位置から
殆どずれることなく固定される。
【0065】したがって、第13、14の発明の半導体
レーザモジュールは、上記最終的な調心作業は必要な
く、容易に短時間で作製でき、しかも、第1の光ファイ
バを支持する光ファイバ支持手段のレーザダイオードに
近い側の端部とレーザダイオードから遠い側の端部を固
定手段により固定することにより、上記第1、第2、第
6の発明の半導体レーザモジュールと同様に、第1の光
ファイバの位置ずれを抑制することが可能となる。
【0066】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図1には、本発明に係る半導体レー
ザモジュールの第1実施形態例の要部構成が斜視図によ
り示されている。なお、本実施形態例の半導体レーザモ
ジュールもレーザダイオード1等を収容するパッケージ
27を有しており、図1においてはパッケージ27を部
分的に省略した状態で示している。
【0067】同図に示すように、本実施形態例の半導体
レーザモジュールは、従来例と同様に、パッケージ27
内に設けられたサーモモジュール25、ベース2、レー
ザダイオード1、第1の光ファイバ4等を有して構成さ
れている。パッケージ27の側壁には複数のリード端子
60が互いに間隔を介して配設されており、リード端子
60はパッケージ27の外側に向けて突出形成されてい
る。
【0068】本実施形態例が従来例と異なる最も特徴的
な構成は、ベース2の構成およびベース2への第1の光
ファイバ4の固定構造であり、これらの構成により、本
実施形態例の半導体レーザモジュールは、使用環境温度
変化によらずレーザダイオード1と第1の光ファイバ4
を高精度で光結合することができる信頼性の高い半導体
レーザモジュールと成している。
【0069】以下、本実施形態例の具体的な構成につい
て説明する。本実施形態例においてレーザダイオード1
を直接又は間接に搭載するベース2は、レーザダイオー
ド1を搭載するレーザダイオード搭載部材8と、レーザ
ダイオード搭載部材8上に設けられる固定手段搭載部材
5とを有している。固定手段搭載部材5は固定手段6,
7を搭載するものであり、固定手段6,7は互いに光フ
ァイバ長手方向に間隔を介して配置されている。
【0070】第1の光ファイバ4は光ファイバ支持手段
としての金属製スリーブ3に支持固定されており、固定
手段6,7は、スリーブ3の支持固定を介して第1の光
ファイバ4をベース2に固定している。第1の光ファイ
バ4のコアには図示しないグレーティングが形成されて
いる。
【0071】本実施形態例の第1の特徴は、上記のよう
に、第1の光ファイバ4をスリーブ3に支持した状態で
光ファイバ長手方向に間隔を介した複数点(ここでは2
点)の位置で固定手段6,7によりベース2に固定した
ことである。なお、第1の光ファイバ4はレーザダイオ
ード1に調心された状態で、固定手段6,7により両側
から挟持固定されている。
【0072】また、前記ベース2はサーモモジュール2
5上に搭載されており、ベース2のレーザダイオード搭
載部材8がサーモモジュール25上にサーモモジュール
25と接触して配置されている。また、図1、図3に示
すように、レーザダイオード搭載部材8の上部側には該
レーザダイオード搭載部材8と一体部材で構成されるL
Dボンディング部21が設けられてレーザダイオード搭
載領域と成している。前記固定手段搭載部材5はレーザ
ダイオード搭載部材8のレーザダイオード搭載領域を避
けた位置に配置されている。
【0073】なお、図3は、ベース2を分解状態で示す
斜視図であり、同図にハッチングを付して示す銀ロウ接
合部46により、固定手段搭載部材5がレーザダイオー
ド搭載部材8上に固定されている。
【0074】本実施形態例の第2の特徴は、上記の如く
ベース2を固定手段搭載部材5とレーザダイオード搭載
部材8とを有する構成とし、レーザダイオード搭載部材
8を、前記固定手段搭載部材5の線膨張係数と前記サー
モモジュール25のベース側板材17の線膨張係数との
間の範囲内の線膨張係数を有する材質により形成したこ
とである。具体的には、本実施形態例において、固定手
段搭載部材5はコバールにより形成し、レーザダイオー
ド搭載部材8はCu−W合金のCuW10(重量比はC
uが10%、Wが90%)により形成している。
【0075】なお、CuW10は、熱伝導率が180〜
200(W/m・K)であり、コバールの熱伝導率であ
る17〜18(W/m・K)の約10倍の熱伝導率を有
している。
【0076】本実施形態例の第3の特徴は、パッケージ
27の底板26をベース2のレーザダイオード搭載部材
8と同一材質により形成し、それにより、底板26の線
膨張係数とレーザダイオード搭載部材8の線膨張係数を
同一としたことである。
【0077】本実施形態例の第4の特徴は、図1、図2
に示すように、固定手段搭載部としての固定手段搭載部
材5と固定手段6,7とを第1のレーザ溶接部10によ
りレーザ溶接し、前記固定手段6,7と前記スリーブ3
とを第2のレーザ溶接部11(11a,11b)により
レーザ溶接し、前記パッケージ底板26に対し垂直な方
向の、第1のレーザ溶接部10と第2のレーザ溶接部1
1の高さを略同じ高さに形成したことである。
【0078】前記レーザ溶接は、YAGレーザ等により
行われ、パッケージ底板26に対し垂直な方向の、第1
のレーザ溶接部10と第2のレーザ溶接部11の高さの
差は、±500μm以内、好ましくは±50μm以内に
形成されている。
【0079】また、前記固定手段6側の第1、第2のレ
ーザ溶接部10,11の高さは第1の光ファイバ4のレ
ーザ光受光端32の位置および光軸中心位置と同じ高さ
になっている。なお、第1の光ファイバ4のファイバレ
ンズ14は、図6に示す先球形状と成しており、その先
端がレーザ光受光端32である。このレーザ光受光端3
2は、レーザダイオード1の活性層(図示せず)と同一
平面に配置されている。
【0080】ここで、固定手段搭載部材5と固定手段
6,7をレーザ溶接する際、該固定手段搭載部材5の上
面と固定手段6,7の上面とが面一(±100μm以
内)となるようにすれば、製品ごとにレーザ溶接部10
の高さを容易に均一にすることができるので好ましい。
【0081】本実施形態例の第5の特徴は、図2、図4
に示すように、前記ベース2の固定手段搭載部材5に、
前記第1の光ファイバ4の側部両側に、第1の光ファイ
バ4の長手方向に沿って形成された撓み防止手段15を
形成したことである。この撓み防止手段15はベース2
の撓みを防止するものであり、本実施形態例では、撓み
防止手段15は、図4に示すように、固定手段搭載部材
5の底部16から少なくとも上側に立設された壁部を第
1の光ファイバ4の長手方向に形成して成るものであ
る。
【0082】図2に示すように、撓み防止手段15は固
定手段搭載部材5の長手方向全領域(同図の破線枠B内
の領域)に設けられており、撓み防止手段15は、レー
ザダイオード1の一端31のレーザ光出射端面と第1の
光ファイバ4におけるレーザ光の受光端32を結ぶ軸線
部33の側部両側と、レーザダイオード1に近い側に位
置する固定手段6の側部両側にも設けられている。撓み
防止手段15の先端部はレーザダイオード搭載部材8の
LDボンディング部21の配設領域まで伸設されてい
る。
【0083】本実施形態例では、撓み防止手段15は固
定手段搭載部材5と一体部材により形成されており、図
2、図3に示すように、撓み防止手段15を成す壁部と
固定手段固定用壁部35によって前記固定手段6,7の
嵌合凹部37a,37bが形成され、固定手段6,7は
対応する嵌合凹部37a,37bに嵌合した状態で、第
1のレーザ溶接部10により固定手段搭載部材5に溶接
固定されている。
【0084】なお、本実施形態例において、固定手段搭
載部材5を形成する際に、図3に示すように、例えば固
定手段6,7の嵌合凹部37a,37bとスリーブ3の
挿入部38を刳り貫いた形状に成形することにより、撓
み防止手段15を成す壁部と固定手段固定用壁部35を
一体的に形成した固定手段搭載部材5を得ることができ
る。
【0085】本実施形態例の第6の特徴は、固定手段
6,7のうち、レーザダイオード1に近い側に位置する
固定手段6は、図5の(a)、(b)に示すように、第
1の光ファイバ4を両側部がわから挟持する挟持部28
を備えた一体部品により形成されていることである。
【0086】なお、固定手段6の形状は図5の(b)に
示すように挟持部28をアーム状に形成すると、レーザ
溶接部11aを支点としてスリーブ3ごと第1の光ファ
イバ4を回動させた際に、レーザ溶接部11aに加わる
応力が、挟持部28のアームの変形応力に分散され、応
力集中を防止できる。
【0087】本実施形態例の第7の特徴は、前記固定手
段6,7のうち、スリーブ3のレーザダイオード1から
遠い側の端部を固定する固定手段7は対の固定部品7
a,7bからなり、この対の固定部品7a,7bはスリ
ーブ3を両側から挟んだ状態で前記ベース2の固定手段
搭載部材5に固定されており、該固定部品7a,7bは
前記第1のレーザ溶接部11bでスリーブ3とレーザ溶
接固定されていることである。
【0088】本実施形態例において、固定部品7a,7
bを第1の光ファイバ4の長手方向に挟む両側の固定手
段固定用壁部35が、スリーブ3と間隔を介してベース
2上に設けられたガイド部として機能し、固定部品7
a,7bは固定手段固定用壁部35にガイドされ、固定
されている。
【0089】本実施形態例の第8の特徴は、ベース2の
固定手段搭載部材5がサーモモジュール25における第
1の光ファイバ4の搭載側端部より光ファイバ長手方向
に突出して設けられていることである。また、本実施形
態例において、前記スリーブ3はサーモモジュール25
における光ファイバ搭載側端部から突出した固定手段搭
載部材5に固定されている。
【0090】本実施形態例の第9の特徴は、第1の光フ
ァイバ4のレーザダイオード1と反対側の端面(図示せ
ず)を、第1の光ファイバ4の光軸に対して45°程度
斜めに形成したことである。
【0091】なお、本実施形態例において、第1の光フ
ァイバ4のレーザダイオード1と反対側の端面に対向さ
せて、モニタフォトダイオード9が設けられており、モ
ニタフォトダイオード9はモニタフォトダイオード固定
部39に固定されている。モニタフォトダイオード固定
部39は主にアルミナにより形成されており、モニタフ
ォトダイオード固定部39は半田材等によりベース2の
レーザダイオード搭載部材8上に固定されている。
【0092】また、本実施形態例において、図7に示す
ように、前記レーザダイオード1は主にAuSn半田か
ら成る半田材40によってヒートシンク22上に固定さ
れ、ヒートシンク22は主にAuSn又はAuSiを有
する半田材41によってレーザダイオード搭載部材8上
に固定されている。ヒートシンク22はAlNやダイヤ
モンド等の高熱伝導性材料により形成されている。
【0093】また、図1、図8に示すように、レーザダ
イオード1の他端30側に間隔を介し、第2の光ファイ
バ13が対向配置されており、第2の光ファイバ13
は、フェルール59に支持固定された状態でフェルール
ホルダ58に固定されている。
【0094】図1、図2、図8に示すように、前記レー
ザダイオード1の他端30と前記第2の光ファイバ13
との間には、レーザダイオード1の他端30の面に間隔
を介して、レーザ光を平行光とするコリメートレンズ5
1が設けられており、コリメートレンズ51はレンズホ
ルダ52に支持固定された状態で、ベース2のレーザダ
イオード搭載部材8上に搭載固定されている。なお、図
1では、レンズホルダ搭載部47をハッチングにより示
している。
【0095】レーザダイオード搭載部材8には、コリメ
ートレンズ51と間隔を介してアイソレータ53が設け
られ、アイソレータ53はアイソレータホルダ54を介
してレーザダイオード搭載部材8上に固定されている。
アイソレータ53の出射側には、間隔を介して集光レン
ズ57が設けられており、アイソレータ53と集光レン
ズ57との間には光透過板55が設けられている。
【0096】集光レンズ57はレーザダイオード1から
出射される光を第2の光ファイバ13の先端側に集光す
るものであり、集光レンズ57はレンズホルダ56に固
定されている。集光レンズ57の入射側に設けられた光
透過板55は、サファイヤガラスなどにより形成されて
おり、パッケージ27の封止用の機能を有している。ま
た、本実施形態例において、光透過板55は集光レンズ
57の光軸に対して斜めに配設されている。
【0097】なお、本実施形態例において、前記第1の
光ファイバ4をベース2の固定手段搭載部材5に固定す
る作業は、以下のようにして行われている。すなわち、
まず、第1の光ファイバ4とレーザダイオード1とを調
心した状態で、固定手段6によりスリーブ3のレーザダ
イオード1に近い側の端部を両側部がわから挟持固定す
る。
【0098】この調心は、例えば以下のようにして行な
われる。すなわち、ベース2の固定部品搭載部材5上の
嵌合凹部37aに固定部品6を配置し、この固定部品6
の挟持部28(図5参照)間に第1の光ファイバ4を配
置する。なお、挟持部28とスリーブ3との間隔は、0
〜20μm程度とする。その状態で、レーザダイオード
1から遠い側の側のスリーブ3の端部を、例えば調心治
具によって把持し、調心治具を用いてレーザダイオード
1と第1の光ファイバ4とを調心する。なお、このと
き、固定部品6はスリーブ3と共にベース2の固定手段
搭載部材5の表面に沿ってX方向に移動可能とする。
【0099】前記調心の後、固定部品6を第1のレーザ
溶接部10によりベース2の固定手段搭載部材5に固定
する。その後、スリーブ3を固定部品6に第2のレーザ
溶接部11aで溶接固定し、スリーブ3のレーザダイオ
ード1に近い側を固定手段搭載部材5に固定した状態と
する。なお、固定部品6を固定手段搭載部材5に先に固
定し、その後、スリーブ3を固定部品6に溶接固定する
か、あるいは、その逆の工程をとるかは、調心がほどよ
くできるように、適宜選択してもよい。
【0100】その後、固定部品6による挟持部(ここで
はレーザ溶接部11a)を支点としてレーザダイオード
1から遠い側のスリーブ3の端部を、前記調心治具によ
って図1のY方向に調心移動させて、第1の光ファイバ
4とレーザダイオード1とを再調心する。
【0101】そして、ベース2の固定手段搭載部材5の
固定手段固定用壁部35にガイドされる態様で、嵌合凹
部37bに固定部品7a,7bを挿入し、スリーブ3の
両側部がわに静かに配置する。この固定部品7a,7b
は、固定手段固定用壁部35にガイドされて、スリーブ
3の光軸に対して略直交する図のX方向に、ベース2の
固定手段搭載部材5の表面に沿ってスライド移動するも
のであり、このスライド移動によって、スリーブ3の両
側部がわの固定部品7a,7bとスリーブ3の側面との
間隔を0〜約5μmに調整する。
【0102】そして、固定部品7a,7bを、複数の第
1のレーザ溶接部10によって固定手段固定用壁部35
に溶接固定した後、固定部品7a,7bとスリーブ3を
第2のレーザ溶接部11bによりレーザ溶接固定(例え
ばYAG溶接固定)する。
【0103】なお、前記調心作業は、例えば、レーザダ
イオード1からレーザ光を発振させて第1の光ファイバ
4に入射させて伝播させながら、前記のように、調心治
具等を用いてスリーブ3のレーザダイオード1から遠い
側の端部を調心移動させ、第1の光ファイバ4を伝播す
るレーザ光の強度がもっとも強くなる位置を調心位置と
することにより行われる。
【0104】また、スリーブ3の調心移動は、例えば、
調心治具にステッピングモータなどを取り付け、第1の
光ファイバ4を伝播して出射される光の強度を検出する
光強度検出装置を監視しながら、ステッピングモータに
よるスリーブ3の移動量を人が調節して行なってもよい
し、前記光強度検出装置とステッピングモータの駆動装
置を共にコンピュータに接続し、コンピュータ制御によ
り自動的にスリーブ3を調心位置に移動させるようにし
て行なってもよい。
【0105】本実施形態例の半導体レーザモジュールは
以上のように構成されており、本実施形態例の半導体レ
ーザモジュールは、従来例と同様に、レーザダイオード
1の一端31側から出射されたレーザ光を第1の光ファ
イバ4で受光して前記設定波長の光をレーザダイオード
1に帰還しながら、レーザダイオード1の他端30側か
らの出射光を第2の光ファイバ13によって受光し、第
2の光ファイバ13内を伝送させる。
【0106】また、このとき、本実施形態例でも従来例
と同様にサーモモジュール25によるレーザダイオード
1の温度制御が行なわれる。
【0107】本実施形態例によれば、第1の光ファイバ
4をスリーブ3に支持した状態で光ファイバ長手方向に
間隔を介した2点位置で固定手段6,7によりベース2
に固定しているので、ベース2上に、第1の光ファイバ
4をレーザダイオード1に対して適切に調心固定するこ
とができ、第1の光ファイバ4の位置ずれを抑制するこ
とができる。
【0108】また、本実施形態例によれば、サーモモジ
ュール25のベース側板部材17に接触するベース2の
レーザダイオード搭載部材8は、その上側に設けられて
いる固定手段搭載部材5の線膨張係数とサーモモジュー
ル25のベース側板材17の線膨張係数との間の範囲内
の線膨張係数を有する材質(言い換えればコバールとA
の間の線膨張係数を有するCuW10)により
形成しているために、従来例のようにコバールにより形
成したベース2をAlからなるベース側板材17
上に直接接触して設ける場合に比べ、使用環境温度変化
によって生じるベース2の撓みが緩和できる。
【0109】したがって、本実施形態例によれば、使用
環境温度変化に起因したレーザダイオード1と第1の光
ファイバ4との光結合効率低下を抑制することができ
る。
【0110】しかも、レーザダイオード搭載部材8を形
成するCuW10は熱伝導率が良好で、コバールの熱伝
導率の約10倍の熱伝導率を有するために、本実施形態
例においては、レーザダイオード1で発生した熱が、ヒ
ートシンク22、レーザダイオード搭載部材8を介して
効率的にサーモモジュール25側に伝えられるので、サ
ーモモジュール25によってレーザダイオード1を効率
的に冷却することができる。
【0111】そのため、本実施形態例によれば、レーザ
ダイオード1およびサーモモジュール25の消費電力を
小さくでき、消費電力の小さい半導体レーザモジュール
とすることができるし、サーモモジュール25の撓み量
を小さくすることができる。
【0112】また、本実施形態例によれば、レーザダイ
オード搭載部材8とパッケージ27の底板26の線膨張
係数を同一としているので、半導体レーザモジュールの
使用環境温度変化が生じたときにサーモモジュール25
の上下両側に同じ応力が加わり、サーモモジュール25
の撓みが相殺される。したがって、本実施形態例によれ
ば、使用環境温度変化に起因したレーザダイオード1と
第1の光ファイバ4との光結合効率低下をより一層効率
的に抑制することができる。
【0113】さらに、本実施形態例によれば、ベース2
の固定手段搭載部材5と固定手段6,7とをレーザ溶接
してなる第1のレーザ溶接部10と、固定手段6,7と
スリーブ3とをレーザ溶接してなる第2のレーザ溶接部
11とは、パッケージ底板26に対し垂直な方向の高さ
が略同じ高さに形成されているために、たとえ多少ベー
ス2の撓みが生じても、この撓みによってスリーブ3が
第1のレーザ溶接部10を支点に大きく位置ずれするこ
とはなく、したがって、レーザダイオード1と光ファイ
バ2との光結合効率の低下をさらにより一層効率的に抑
制することができる。
【0114】さらに、本実施形態例によれば、ベース2
の固定手段搭載部材5に、光ファイバ4の長手方向に沿
って、ベース2の撓みを防止する撓み防止手段15を設
けているために、撓み防止手段15によってベース2の
光ファイバ長手方向に沿った撓みを抑制できる。
【0115】特に、本実施形態例の半導体レーザモジュ
ールにおいて、レーザダイオード1から出射される光
は、第1の光ファイバ4の先端側から第1の光ファイバ
4に入射するので、レーザダイオード1と第1の光ファ
イバ4との光結合に際し、レーザダイオード1と第1の
光ファイバ4のレーザ光受光端32との位置ずれを抑制
することは極めて重要であり、したがって、上記軸線部
33におけるベース2の撓みを抑制することは極めて重
要である。
【0116】また、同様に、レーザダイオード1に近い
固定手段6によるスリーブ3の固定位置がずれると、例
えば固定手段6よりもレーザダイオード1から遠い固定
手段7によるスリーブ3の固定位置がずれる場合に比
べ、レーザダイオード1と第1の光ファイバ4との光結
合効率低下が大きいため、固定手段6の配設領域におけ
るベース2の撓みを抑制することは極めて重要である。
【0117】そこで、本実施形態例では、撓み防止手段
15を、レーザダイオード1の一端31と第1の光ファ
イバ4におけるレーザ光の受光端32を結ぶ軸線部33
の側部両側と、レーザダイオード1に近い側に位置する
固定手段6の側部両側を含む固定手段搭載部材5の光フ
ァイバ長手方向に沿った領域に設けており、それによ
り、上記軸線部33および固定手段6の配設領域におけ
るベース2の撓みを抑制できるため、半導体レーザモジ
ュールの使用環境温度変化に応じたベース2の撓みを効
果的に抑制でき、レーザダイオード1と第1の光ファイ
バ4との光結合効率低下を非常に効率的に抑制すること
ができる。
【0118】さらに、本実施形態例では、撓み防止手段
15を、固定手段搭載部材5の底部16から少なくとも
上側に立設された壁部を第1の光ファイバ4の長手方向
に形成したものとし、撓み防止手段15を固定手段搭載
部材5と一体部材により形成したために、撓み防止手段
15を固定手段搭載部材5と別部品により構成し、これ
らを接着するときのように撓み防止手段15と固定手段
搭載部材5との接続による強度低下が生じることもな
く、撓み防止手段15を簡単な構成とし、しかも、ベー
ス2の撓みを効果的に抑制することができる。
【0119】さらに、本実施形態例によれば、レーザダ
イオード1に近い側で第1の光ファイバ4を支持固定す
る固定手段6は、第1の光ファイバ4を両側部がわから
挟持する挟持部28を備えた一体部品により形成したた
めに、固定手段6を固定手段7のように第1の光ファイ
バ4を片側ずつ支持する固定部品とした場合に比べ、挟
持部28の両側を第1の光ファイバ4の下方において連
結する連結部49があるので、図2、図5のX方向のベ
ース2の撓みを抑制することができる。したがって、本
実施形態例によれば、レーザダイオード1と第1の光フ
ァイバ4との光結合効率低下をさらにより一層効率的に
抑制することができる。
【0120】さらに、本実施形態例によれば、レーザダ
イオード1から遠い側の端部を固定する固定手段7は、
スリーブ3を両側から挟んだ状態で前記ベース2に固定
された対の固定部品7a,7bとしており、前記固定方
法を用いて第1の光ファイバ4をレーザダイオード1に
対して調心固定することによって、固定部品7a,7b
とスリーブ3とのYAG溶接時のフェルール移動量を少
なくし、スリーブ3の固定部品7a,7bによる固定時
に、スリーブ3のずれが殆どないようにしている。
【0121】そのため、本実施形態例によれば、半導体
レーザモジュール作製に伴う調心作業を正確に行なえ、
かつ、その作業時間を非常に短くすることができ、その
分だけコストも安くすることができる。
【0122】さらに、本実施形態例によれば、ベース2
の固定手段搭載部材5をサーモモジュール25における
光ファイバ搭載側端部より光ファイバ長手方向に突出し
て設けているために、サーモモジュール25に接触して
いない部分(突出部分)はサーモモジュール25の撓み
の影響を受けることはない。
【0123】そして、本実施形態例において、スリーブ
3はサーモモジュール25の端部から突出した固定手段
搭載部材5に固定されているために、スリーブ3がサー
モモジュール25の撓みの影響を非常に受け難くなり、
レーザダイオード1と第1の光ファイバ4との光結合効
率低下をさらにより一層効率的に抑制することができ
る。
【0124】さらに、本実施形態例によれば、固定手段
搭載部材5をコバールにより形成しており、コバールは
第1の光ファイバ4と線膨張係数がほぼ同一であり、し
かもレーザ溶接性に優れているために、第1の光ファイ
バ4との線膨張係数の違いによって第1の光ファイバ4
に悪影響を及ぼすことを抑制できるし、スリーブ3との
レーザ溶接作業性も良好で、製造しやすい半導体レーザ
モジュールとすることができる。
【0125】さらに、本実施形態例によれば、従来例と
同様に、第2の光ファイバ13による光伝送側と反対側
に設けた第1の光ファイバ4によって、レーザダイオー
ド1のレーザ光をレーザダイオード1に帰還させる構成
としているために、第1の光ファイバ4の先端(レーザ
光受光端32)とレーザダイオード1の一端31との距
離を非常に短くでき、ノイズが小さく波長安定性の良好
な半導体レーザモジュールとすることができる。
【0126】さらに、本実施形態例によれば、第1の光
ファイバ4のレーザダイオード1と反対側の端面を、第
1の光ファイバ4の光軸に対して斜めに形成したため
に、第1の光ファイバ4のレーザダイオード1と反対側
の端面で反射した光がレーザダイオード1側に戻ること
を抑制でき、レーザダイオード1からの出力を安定化す
ることができる。
【0127】さらに、本実施形態例では、コリメートレ
ンズ51と集光レンズ57との間に、アイソレータ53
を設けているので、レーザ光が第2の光ファイバ13側
からレーザダイオード1に戻ることを確実に抑制でき、
半導体レーザモジュールの出力を安定化することができ
る。
【0128】さらに、第2の光ファイバ2の入射端側に
設けた光透過板55は、集光レンズ57の光軸に対して
斜めに配設しているので、光透過板55で反射したレー
ザ光がレーザダイオード1に戻ることを抑制でき、半導
体レーザモジュールの出力をより一層安定させることが
できる。
【0129】以上のように、本実施形態例は、使用環境
温度変化によらずレーザダイオード1と第1の光ファイ
バ4を高精度で光結合することができ、ノイズが小さ
く、高出力で波長安定性の良好な、信頼性の高い半導体
レーザモジュールにできる。したがって、本実施形態例
の半導体レーザモジュールを励起光源としてラマンアン
プを構成すると、このラマンアンプは、波長多重伝送用
として適した優れたラマンアンプとすることができる。
【0130】図9には、本発明に係る半導体レーザモジ
ュールの第2実施形態例の要部構成がパッケージ27を
一部省略して斜視図により示されている。本第2実施形
態例は上記第1実施形態例とほぼ同様に構成されてお
り、本第2実施形態例が上記第1実施形態例と異なる特
徴的なことは、サーモモジュール25を上記第1実施形
態例よりもレーザ光軸方向に長く形成し、ベース2のレ
ーザダイオード1と反対側の端面をサーモモジュール2
5より突出させない構成としたことである。
【0131】この構成により、本第2実施形態例の半導
体レーザモジュールは、ベース2のレーザダイオード搭
載部材8の下面全体をサーモモジュール25のベース側
板材17に接触させている。
【0132】本第2実施形態例は以上のように構成され
ており、本第2実施形態例の半導体レーザモジュール
は、ベース2のレーザダイオード搭載部材8の下面全体
をサーモモジュール25に接触させているものの、他の
構成は上記第1実施形態例と同様であるので、本第2実
施形態例も上記第1実施形態例とほぼ同様の効果を奏す
ることができる。
【0133】図10には、本発明に係る半導体レーザモ
ジュールの第3実施形態例における第1の光ファイバ4
の固定構成が斜視図により示されており、この固定構成
の平面図が図10に示されている。また、図11には、
本第3実施形態例におけるベース2の構成が分解図によ
り示されている。
【0134】本第3実施形態例は上記第1実施形態例と
ほぼ同様に構成されており、本第3実施形態例が上記第
1実施形態例と異なる特徴的なことは、ベース2を構成
する固定手段搭載部材5とレーザダイオード搭載部材8
の形状を、図9〜図11に示す構成としたことである。
【0135】すなわち、本第3実施形態例では、撓み防
止手段15を、固定手段搭載部材5とレーザダイオード
搭載部材8の両方により形成しており、レーザダイオー
ド1の一端31と第1の光ファイバ4におけるレーザ光
の受光端32を結ぶ軸線部33の側部両側と、レーザダ
イオード1に近い側に位置する固定手段6の側部両側に
設けた撓み防止手段15は、レーザダイオード搭載部材
8と一体部材により構成している。
【0136】なお、上記第1、第2実施形態例におい
て、第1のレーザ溶接部10は、固定手段搭載部材5と
固定手段6,7とのそれぞれの固定部位に3ヶ所ずつ設
けたが、本第3実施形態例においては、上記それぞれの
固定部位に2ヶ所ずつ設けている。このように、本発明
の半導体レーザモジュールにおいて、上記各固定部位に
おけるレーザ溶接部10の数は特に限定されるものでは
なく適宜設定されるものである。
【0137】本第3実施形態例は以上のように構成され
ており、本第3実施形態例も上記第1実施形態例とほぼ
同様の効果を奏することができる。
【0138】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記各実施形態例では、撓み防止手段15を、レーザダ
イオード1の一端31と第1の光ファイバ4におけるレ
ーザ光の受光端32を結ぶ軸線部33の側部両側と、レ
ーザダイオード1に近い側に位置する固定手段6の側部
両側を含む構成としたが、撓み防止手段15は、第1の
光ファイバ4の少なくとも側部片側の、少なくとも光フ
ァイバ長手方向の一部に沿って設けられて、前記ベース
2の撓みを防止する構成とすればよい。
【0139】なお、撓み防止手段15を少なくとも上記
軸線部33の側部片側に設けると、軸線部33における
ベース2の撓みを抑制することができ、ベース2の撓み
によるレーザダイオード1と第1の光ファイバ4との光
結合効率低下を効率的に抑制できるため、撓み防止手段
15を少なくとも上記軸線部33の側部片側に設けるこ
とが好ましい。
【0140】また、互いに第1の光ファイバ4の長手方
向に間隔を介した位置で第1の光ファイバ4を支持する
態様の固定手段(上記各実施形態例では固定手段6,
7)のうち、少なくともレーザダイオード1に最も近い
側に位置する固定手段の側部片側に撓み防止手段15を
設けると、第1の光ファイバ4のレーザダイオード1に
近い側の支持位置のずれを抑制できるために、ベース2
の撓みによるレーザダイオード1と第1の光ファイバ4
との光結合効率低下を効率的に抑制できるため、撓み防
止手段15をレーザダイオード1に最も近い側に位置す
る固定手段の側部片側に設けることが好ましい。
【0141】さらに、上記第1実施形態例では、撓み防
止手段15は固定手段搭載部材8の底部16から上側に
立設された壁部を光ファイバ長手方向に形成して構成し
たが、撓み防止手段15の構成は特に限定されるもので
なく適宜設定されるものであり、例えば棒状または角材
状の撓み防止手段15を固定手段搭載部材5に接着固定
して設けてもよい。
【0142】さらに、上記各実施形態例では、ベース2
は固定手段搭載部材5とレーザダイオード搭載部材8と
を有する構成としたが、ベース2の構成は特に限定され
るものではなく適宜設定されるものであり、例えばベー
ス2は固定手段6,7を搭載する固定手段搭載部が形成
された1つの部材により形成してもよい。
【0143】この場合でも、固定手段6,7によって、
第1の光ファイバ4をその長手方向に間隔を介した2点
位置で固定することにより、従来例に比べ、第1の光フ
ァイバ4をレーザダイオード1に対して適切に調心固定
することができる。
【0144】また、上記のように、上記固定手段搭載部
を有する1つの部材によりベース2を形成しても、上記
固定手段搭載部と固定手段6,7とをレーザ溶接してな
る第1のレーザ溶接部10と、固定手段6とスリーブ3
とをレーザ溶接してなる第2のレーザ溶接部11とを、
パッケージ底板26に対し垂直な方向の高さが略同じ高
さになるようにすると、ベース2が撓んだときに生じる
スリーブ3の位置ずれを従来の半導体レーザモジュール
に比べて小さくすることができ、レーザダイオード1と
第1の光ファイバ4との光結合効率低下を抑制すること
ができる。
【0145】さらに、上記各実施形態例では、第1の光
ファイバ4は先球形状のファイバレンズ14を有する構
成としたが、第1の光ファイバ4のファイバレンズ14
の形状は特に限定されるものでなく適宜設定されるもの
である。ファイバレンズ14は、例えば図14に示すよ
うに、楔型のアナモルフィック(回転非対称)レンズと
してもよいし、楔型以外のアナモルフィックレンズとし
てもよい。なお、同図において、14aは稜線を示す。
【0146】さらに、上記各実施形態例では、第1の光
ファイバ4の先端側にファイバレンズ14を形成して第
1の光ファイバ4とレーザダイオード1とを光結合した
が、第1の光ファイバ4とレーザダイオード1の間にコ
リメートレンズ51や集光レンズ56と同様のレンズ系
を設けて第1の光ファイバ4とレーザダイオード1とを
光結合する構成も可能である。
【0147】さらに、上記各実施形態例では、第2の光
ファイバ13とレーザダイオード1の他端30側との間
に、コリメートレンズ51、アイソレータ53、集光レ
ンズ57を設けたが、例えばコリメートレンズ51やア
イソレータ53は省略することもできるし、集光レンズ
57を設ける代わりに、例えば図15に示すように、第
2の光ファイバ13の先端側にファイバレンズ23を形
成してもよい。この場合も、ファイバレンズ23は、同
図に示すようなアナモルフィックレンズとしてもよい
し、上記各実施形態例の第1の光ファイバ4のファイバ
レンズ14のような円錐形状のファイバレンズとしても
よい。
【0148】さらに、上記各実施形態例では、レーザダ
イオード搭載部材8を固定部材搭載部材5よりもレーザ
ダイオード1と反対側に突出させて設け、該突出領域に
モニタフォトダイオード9及びモニタフォトダイオード
固定部39を設けたが、例えば図13に示すように、固
定手段搭載部材5をレーザダイオード搭載部材8よりも
突出させて形成し、モニタフォトダイオード固定部39
はベース2と別個に設けてもよい。
【0149】固定手段搭載部材5をレーザダイオード搭
載部材8よりも突出させて形成すると、この突出部分に
搭載されている固定手段6,7やスリーブ3、第1の光
ファイバ4がレーザダイオード搭載部材8の撓みの影響
を受けることを抑制し、レーザダイオード1と第1の光
ファイバ4との光結合効率低下をさらにより一層効率的
に抑制することができる。
【0150】なお、固定手段搭載部材5の突出長Lが長
すぎると、レーザダイオード搭載部材8に対する接着強
度が不足するため、該突出部が振動を受けた場合に接着
が剥がれてしまう可能性があるので、L≦5mmとする
ことが好ましい。
【0151】また、固定手段搭載部材5をレーザダイオ
ード搭載部材8よりも突出させて形成する場合、図13
に示すように、レーザダイオード1に最も近い側に位置
する固定手段6の下部側に補強部20を形成すると、固
定手段搭載部材5の図のY方向の振動を抑制できる。
【0152】すなわち、レーザダイオード搭載部材8は
レーザダイオード1に上記補強部20を形成すると、た
とえ固定手段搭載部材5に前記Y方向の振動が加えられ
たとしても、この振動の支点を固定手段6よりもレーザ
ダイオード1から遠い側にすることができ、レーザダイ
オード1と第1の光ファイバ4との光結合効率低下を抑
制することができる。
【0153】また、上記補強部20を形成し、レーザダ
イオード搭載部材8を第1の光ファイバ4の長手方向に
長く形成することにより、レーザダイオード搭載部材8
と固定手段搭載部材5の接触面積を広く取ることができ
るので、両者を機械的に強固に固定できる。なお、前記
補強部20の下面はサーモモジュール25に接触してい
ないために、補強部20がサーモモジュール25の撓み
の影響を受けることはない。
【0154】また、補強部20の形状は特に限定される
ものでなく適宜設定されるものであり、例えば図13に
示すように直方体形状としてもよいし、同図の斜線Aに
示すようなテーパ面を有する構成としてもよい。なお、
固定手段搭載部材5をレーザダイオード搭載部材8より
も突出させて形成する場合に、補強部20は省略するこ
ともできるが、上記のように補強部20を形成すること
による利点があるので、補強部20を設けることが好ま
しい。
【0155】さらに、上記各実施形態例では、レーザダ
イオード1に最も近い側に位置する固定手段6は図5に
示したような挟持部28を備えた一体部品により形成し
たが、固定手段6の構成は特に限定されるものでなく適
宜設定されるものである。ただし、固定手段6を上記各
実施形態例のように構成すると、ベース2のX方向の撓
みを抑制することができる。
【0156】さらに、上記実施形態例では、レーザダイ
オード搭載部材8とパッケージ27の底板26を同一材
質として線膨張係数を同一としたが、レーザダイオード
搭載部材8とパッケージ27の底板26の線膨張係数が
略同一であれば異なる材質のものとしてもよい。また、
レーザダイオード搭載部材8とパッケージ27の底板2
6の線膨張係数は略同一であることが望ましいが、互い
に異なるものとしてもよい。
【0157】さらに、上記実施形態例ではリード端子6
0をパッケージ27の側壁から外側に突出形成したが、
リード端子60をパッケージ27の側壁から下側に伸設
形成してもよく、リード端子60の配設形態や形状およ
びパッケージ27の形状等は適宜設定されるものであ
る。
【0158】さらに、上記例では、各実施形態例の半導
体レーザモジュールをラマンアンプに適用する例を述べ
たが、本発明の半導体レーザモジュールは、ラマンアン
プ用の励起光源としてのみならず、ラマンアンプ以外の
アンプの励起光源や、信号光光源等、光通信用として様
々に適用されるものである。
【0159】
【発明の効果】第1、第2の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、ベース上にレーザダイオードを配置し、
該レーザダイオードの一端側から出射される光のうち設
定波長の光を前記レーザダイオードに帰還させる構成の
第1の光ファイバを、光ファイバ支持手段に支持した状
態で光ファイバ長手方向に間隔を介した複数点位置で固
定手段によりベースに固定したものであるから、第1の
光ファイバを適切にレーザダイオードに対して調心固定
することができ、第1の光ファイバの位置ずれを抑制す
ることができる。
【0160】したがって、第1の光ファイバとレーザダ
イオードとの光結合効率を良好にし、半導体レーザモジ
ュールの出力を安定化することができる。
【0161】また、第2の発明の半導体レーザモジュー
ルによれば、レーザダイオードに最も近い側で光ファイ
バを支持固定する固定手段を、光ファイバを両側部がわ
から挟持する挟持部を備えた一体部品により形成したも
のであるから、光ファイバを片側ずつ支持する固定部品
に場合に比べ、光ファイバ長手方向に交わる水平方向の
ベースの撓みを抑制することができ、レーザダイオード
と光ファイバとの光結合効率低下を抑制することができ
る。
【0162】さらに、第3の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、ベースを、サーモモジュール上に接触配
置されるレーザダイオード搭載部材とその上側の固定手
段搭載部材とにより形成し、レーザダイオード搭載部材
は固定手段搭載部材の線膨張係数とサーモモジュールの
ベース側板材の線膨張係数との間の範囲内の線膨張係数
を有する材質により形成したものであるから、従来例の
ようにベース側板材と線膨張係数が大きく異なるベース
をサーモモジュール上に接触して設ける場合に比べ、温
度変化によって生じるベースの撓みを緩和することがで
き、使用環境温度変化に起因したレーザダイオードと第
1の光ファイバとの光結合効率低下を抑制することがで
きる。
【0163】さらに、第4の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、ベースを、サーモモジュール上に接触配
置されるレーザダイオード搭載部材とその上側の固定手
段搭載部材とにより形成し、レーザダイオード搭載部材
とパッケージの底板の線膨張係数を略同一としているの
で、半導体レーザモジュールの温度変化が生じたときに
サーモモジュールの上下両側に同じ応力が加わり、サー
モモジュールの撓みが相殺され、使用環境温度変化に起
因したレーザダイオードと第1の光ファイバとの光結合
効率低下を抑制することができる。
【0164】さらに、第5の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、ベースの固定手段搭載部と光ファイバ支
持手段の固定手段とをレーザ溶接してなる第1のレーザ
溶接部と、固定手段と光ファイバ支持手段とをレーザ溶
接してなる第2のレーザ溶接部とは、パッケージ底板に
対し垂直な方向の高さが略同じ高さに形成したものであ
るから、たとえ多少ベースの撓みが生じても、この撓み
によって光ファイバ支持手段が大きく位置ずれすること
はなく、したがって、レーザダイオードと第1の光ファ
イバとの光結合効率の低下を抑制することができる。
【0165】さらに、第6の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、上記第3乃至第5の発明の固定手段を、
光ファイバ長手方向に間隔を介した位置で第1の光ファ
イバをベースに固定する複数の固定手段としたものであ
るから、第1の光ファイバのベースへの調心固定を適切
に行なうことができ、さらに、上記の如く、半導体レー
ザモジュールの温度に起因したレーザダイオードと第1
の光ファイバとの光結合効率の低下を抑制でき、安定し
た出力を得ることができる。
【0166】さらに、第7の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、ベースの光ファイバ側部少なくとも片側
に、光ファイバの長手方向の少なくとも一部に沿って、
ベースの撓みを防止する撓み防止手段を設けているため
に、撓み防止手段によってベースの光ファイバ長手方向
に沿った撓みを抑制できる。
【0167】さらに、第8の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、前記撓み防止手段を、レーザダイオード
の一端側におけるレーザ光の出射端面と光ファイバにお
けるレーザ光の受光端を結ぶ軸線部の側部少なくとも片
側に設けたものであるから、上記軸線部におけるベース
の撓みを抑制し、レーザダイオードと光ファイバとの光
結合効率の低下を効率的に抑制することができる。
【0168】さらに、第9の発明の半導体レーザモジュ
ールによれば、前記撓み防止手段を、レーザダイオード
に最も近い側に位置する固定手段の側部少なくとも片側
を含む固定手段搭載部材の光ファイバ長手方向に沿った
領域に設けたものであるから、レーザダイオードと光フ
ァイバとの光結合効率低下に最も影響を及ぼしやすい固
定手段の配設領域におけるベースの撓みを抑制でき、レ
ーザダイオードと光ファイバとの光結合効率の低下を効
率的に抑制することができる。
【0169】さらに、第10の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、撓み防止手段を固定手段搭載部材と一
体部材により形成したものであるから、撓み防止手段を
固定手段搭載部材と別部品により構成するときのよう
な、撓み防止手段と固定手段搭載部材との接続による強
度低下を回避でき、撓み防止手段によって効率的にベー
スの撓みを防止して、レーザダイオードと光ファイバと
の光結合効率の低下を効率的に抑制することができる。
【0170】さらに、第11の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、撓み防止手段を、固定手段搭載部材の
底部から少なくとも上側に立設された壁部を光ファイバ
長手方向に形成したものとしたので、撓み防止手段を簡
単な構成で、しかも、ベースの撓みを効果的に抑制でき
る手段とすることができる。
【0171】さらに、第12の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、固定手段搭載部材または固定手段搭載
部、固定手段、撓み防止手段の少なくとも一つをFe−
Ni−Co合金により形成したものであるから、光ファ
イバと線膨張係数が同程度であり、しかもレーザ溶接性
に優れているFe−Ni−Co合金を用いて作業性良く
半導体レーザモジュールを製造できるし、固定手段搭載
部材や固定手段搭載部や撓み防止手段の光ファイバとの
線膨張係数の違いによって光ファイバに悪影響を及ぼす
ことを抑制できる。
【0172】さらに、第13、14の発明の半導体レー
ザモジュールによれば、第1の光ファイバを支持する光
ファイバ支持手段のレーザダイオードに近い側の端部と
レーザダイオードから遠い側の端部を固定手段により固
定する構成とし、光ファイバ支持手段のレーザダイオー
ドから遠い側の端部の固定構成を特徴的な構成にするこ
とにより、第1の光ファイバとレーザダイオードとを短
時間で的確に調心固定できるので、容易に短時間で作製
できる半導体レーザモジュールとすることができる。
【0173】特に、第14の発明は、光ファイバ支持手
段のレーザダイオードから遠い側の端部をガイド部にガ
イドされた固定部品により固定することで、第1の光フ
ァイバの調心固定をより一層的確に行なうことができ
る。
【0174】また、第13,14の発明の半導体レーザ
モジュールによれば、第1の光ファイバを支持する光フ
ァイバ支持手段のレーザダイオードに近い側の端部とレ
ーザダイオードから遠い側の端部を固定手段により固定
する(すなわち、第1の光ファイバをその長手方向に間
隔を介した2点位置で固定する)ことにより、上記第
1、第2、第6の発明の半導体レーザモジュールと同様
に、第1の光ファイバの位置ずれを抑制することができ
る。
【0175】さらに、第15の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、ベースをサーモモジュールにおける光
ファイバ搭載側端部より光ファイバ長手方向に突出して
設けているために、サーモモジュールに接触していない
部分(ベースの突出部分)がサーモモジュールの撓みの
影響を受けることを抑制でき、例えばこの部分に光ファ
イバの固定手段を搭載することにより、レーザダイオー
ドと光ファイバとの光結合効率の低下を効率的に抑制す
ることができる。
【0176】さらに、第16の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、ベースの固定手段搭載部材をレーザダ
イオード搭載部材における光ファイバ搭載側端部よりも
光ファイバ長手方向に突出して設けているために、この
突出部分がレーザダイオード搭載部材の撓みの影響を受
けることを抑制でき、例えばこの突出部分に光ファイバ
の固定手段を搭載することにより、レーザダイオードと
光ファイバとの光結合効率低下を効率的に抑制すること
ができる。
【0177】さらに、第17の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、ベースのレーザダイオード搭載部材は
レーザダイオードに近い側に位置する固定手段の下部側
に形成された補強部を有しているために、例えばパッケ
ージ底板に対し垂直な方向の振動が固定手段搭載部材に
加えられたとしても、この振動の支点を上記固定手段よ
りもレーザダイオードから遠い側にすることができ、レ
ーザダイオードと光ファイバとの光結合効率低下を抑制
することができるし、前記補強部の下面をサーモモジュ
ールに接触しないことにより、補強部がサーモモジュー
ルの撓みの影響を受けることを抑制できる。
【0178】さらに、第18の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、第1の光ファイバのレーザダイオード
と反対側の端面を前記第1の光ファイバの光軸に対して
斜めに形成することにより、上記端面で反射した反射光
がレーザダイオード側に戻ることを抑制できるので、出
力が安定した半導体レーザモジュールとすることができ
る。
【0179】さらに、第19の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、第2の光ファイバと該第2の光ファイ
バに対向するレーザダイオード端面との間に、前記レー
ザダイオードから出射される光を第2の光ファイバの先
端側に集光する集光レンズを設けることにより、レーザ
ダイオードと第2の光ファイバとを良好に光結合できる
半導体レーザモジュールとすることができる。
【0180】さらに、第20の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、第2の光ファイバと集光レンズとの間
にコリメートレンズを設けることにより、レーザダイオ
ードと第2の光ファイバとをより一層良好に光結合でき
る半導体レーザモジュールとすることができる。
【0181】さらに、第21の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、第2の光ファイバに対向するレーザダ
イオード端面と集光レンズとの間にコリメートレンズを
設け、該コリメートレンズと前記集光レンズとの間にア
イソレータを設けることにより、第2の光ファイバ側か
らの反射光がレーザダイオード側に戻ることを確実に抑
制でき、出力の安定した半導体レーザモジュールとする
ことができる。
【0182】さらに、第22の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、集光レンズの入射側に光透過板を設
け、該光透過板を前記集光レンズの光軸に対して斜めに
配設することにより、集光レンズ側からの反射光がレー
ザダイオード側に戻ることを抑制でき、出力の安定した
半導体レーザモジュールとすることができる。
【0183】さらに、第23の発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、第2の光ファイバの先端側にファイバ
レンズを形成し、該ファイバレンズの先端側とレーザダ
イオードのレーザ光出射端面とを対向配置することによ
り、レーザダイオードと第2の光ファイバとを良好に光
結合できる半導体レーザモジュールとすることができ
る。
【0184】さらに、第24の発明のラマンアンプによ
れば、上記優れた効果を奏する本発明の半導体レーザモ
ジュールを励起光源として用いることにより、高出力で
波長安定性の良好な励起光源を有する、波長多重伝送に
好適のラマンアンプとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体レーザモジュールの第1実
施形態例を示す要部構成図である。
【図2】上記実施形態例の半導体レーザモジュールのベ
ース周辺要部構成を示す平面図である。
【図3】上記実施形態例におけるベースの構成を分解図
により示す説明図である。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】上記実施形態例に設けられている固定手段の斜
視構成を示す説明図である。
【図6】上記実施形態例に設けられている第1の光ファ
イバのファイバレンズおよびその周辺構成を示す説明図
である。
【図7】上記実施形態例におけるレーザダイオードの配
設領域を示す斜視説明図である。
【図8】上記実施形態例における第2の光ファイバの配
設部側の断面構成を簡略化して示す説明図である。
【図9】本発明に係る半導体レーザモジュールの第2実
施形態例の要部構成を、パッケージを部分的に省略して
示す斜視図である。
【図10】本発明に係る半導体レーザモジュールの第3
実施形態例におけるレーザダイオードと第1の光ファイ
バの固定構成を示す斜視図である。
【図11】図10の平面図である。
【図12】上記第3実施形態例におけるベースの構成を
分解図により示す説明図である。
【図13】本発明に係る半導体レーザモジュールの他の
実施形態例におけるベース周辺構成を示す斜視図であ
る。
【図14】本発明に係る半導体レーザモジュールの他の
実施形態例における第1の光ファイバのファイバレンズ
構成の説明図である。
【図15】本発明に係る半導体レーザモジュールの他の
実施形態例における第2の光ファイバの説明図である。
【図16】従来の半導体レーザモジュール一例を示す断
面説明図である。
【図17】ペルチェ素子の構成(a)と、図16に示し
た半導体レーザモジュールの問題点(b)を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 レーザダイオード 2 ベース 3 スリーブ 4 第1の光ファイバ 5 固定手段搭載部材 6,7 固定手段 8 レーザダイオード搭載部材 10 第1のレーザ溶接部 11 第2のレーザ溶接部 13 第2の光ファイバ 14 ファイバレンズ 15 撓み防止手段 17 ベース側板材 18 底板側板材 19 ペルチェ素子 20 補強部 25 サーモモジュール 30 他端 31 一端 33 軸線部 53 アイソレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 5/024 H01S 5/14 5/14 3/094 S (72)発明者 愛清 武 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA03 CA08 CA10 DA04 DA06 2K002 AA02 AB30 BA01 DA10 HA23 5F072 AB20 PP07 QQ07 YY17 5F073 AB21 AB25 AB27 AB28 AB30 BA09 EA03 FA02 FA07 FA25

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース上に、レーザダイオードと該レー
    ザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが搭載
    され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダ
    イオードの一端側に向けて配置されており、前記第1の
    光ファイバは設定波長の光を反射する回折格子を有して
    前記レーザダイオードの一端側から出射される光のうち
    前記設定波長の光を前記レーザダイオードに帰還させる
    構成と成し、前記レーザダイオードの他端側には該レー
    ザダイオードの他端側から出射される光を受光して伝送
    する第2の光ファイバが対向配置されている半導体レー
    ザモジュールであって、前記第1の光ファイバは光ファ
    イバ支持手段に支持された状態で光ファイバ長手方向に
    間隔を介した複数点位置で固定手段により前記ベースに
    固定されていることを特徴とする半導体レーザモジュー
    ル。
  2. 【請求項2】 第1の光ファイバの長手方向に間隔を介
    した複数点位置にそれぞれ設けられた固定手段のうち、
    レーザダイオードに最も近い側に位置する固定手段は前
    記第1の光ファイバを両側部がわから挟持する挟持部を
    備えた一体部品により形成されていることを特徴とする
    請求項1記載の半導体レーザモジュール。
  3. 【請求項3】 ベース上に、レーザダイオードと該レー
    ザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが搭載
    され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダ
    イオードの一端側に向けて配置されており、前記第1の
    光ファイバは固定手段により前記ベースに固定されてお
    り、前記第1の光ファイバは設定波長の光を反射する回
    折格子を有して前記レーザダイオードの一端側から出射
    される光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイオー
    ドに帰還させる構成と成し、前記レーザダイオードの他
    端側には該レーザダイオードの他端側から出射される光
    を受光して伝送する第2の光ファイバが対向配置されて
    おり、前記ベースはサーモモジュール上に搭載されてお
    り、少なくとも前記サーモモジュール、前記ベース、前
    記レーザダイオード、前記第1の光ファイバ、前記固定
    手段を収容するパッケージを有し、該パッケージの底板
    に前記サーモモジュールが搭載され、該サーモモジュー
    ルは、ベース側板材と、底板側板材と、これら板材に狭
    着されるペルチェ素子とを有する半導体レーザモジュー
    ルであって、前記ベースは前記サーモモジュール上に接
    触させて配置されて前記レーザダイオードを搭載するレ
    ーザダイオード搭載部材と、該レーザダイオード搭載部
    材のレーザダイオード搭載領域を避けた位置に配置され
    て前記固定手段を搭載する固定手段搭載部材とを有して
    構成され、前記レーザダイオード搭載部材は前記固定手
    段搭載部材の線膨張係数と前記サーモモジュールのベー
    ス側板材の線膨張係数との間の範囲内の線膨張係数を有
    する材質により形成されていることを特徴とする半導体
    レーザモジュール。
  4. 【請求項4】 ベース上に、レーザダイオードと該レー
    ザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが搭載
    され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダ
    イオードの一端側に向けて配置されており、前記第1の
    光ファイバは固定手段により前記ベースに固定されてお
    り、前記第1の光ファイバは設定波長の光を反射する回
    折格子を有して前記レーザダイオードの一端側から出射
    される光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイオー
    ドに帰還させる構成と成し、前記レーザダイオードの他
    端側には該レーザダイオードの他端側から出射される光
    を受光して伝送する第2の光ファイバが対向配置されて
    おり、前記ベースはサーモモジュール上に搭載されてお
    り、少なくとも前記サーモモジュール、前記ベース、前
    記レーザダイオード、前記第1の光ファイバ、前記固定
    手段を収容するパッケージを有し、該パッケージの底板
    に前記サーモモジュールが搭載されている半導体レーザ
    モジュールであって、前記ベースは前記サーモモジュー
    ル上に接触させて配置されて前記レーザダイオードを搭
    載するレーザダイオード搭載部材と、該レーザダイオー
    ド搭載部材のレーザダイオード搭載領域を避けた位置に
    配置されて前記固定手段を搭載する固定手段搭載部材と
    を有して構成され、前記パッケージの底板は前記ベース
    のレーザダイオード搭載部材と略同一の線膨張係数を有
    する材質で形成されていることを特徴とする半導体レー
    ザモジュール。
  5. 【請求項5】 ベース上に、レーザダイオードと該レー
    ザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが搭載
    され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダ
    イオードの一端側に向けて配置されており、前記第1の
    光ファイバは光ファイバ支持手段に支持された状態で固
    定手段により両側部がわから挟持されて前記ベースに固
    定されており、前記第1の光ファイバは設定波長の光を
    反射する回折格子を有して前記レーザダイオードの一端
    側から出射される光のうち前記設定波長の光を前記レー
    ザダイオードに帰還させる構成と成し、前記レーザダイ
    オードの他端側には該レーザダイオードの他端側から出
    射される光を受光して伝送する第2の光ファイバが対向
    配置されており、前記ベースはサーモモジュール上に搭
    載されている半導体レーザモジュールであって、前記ベ
    ースには前記固定手段を搭載する固定手段搭載部が形成
    され、該固定手段搭載部と前記固定手段とをレーザ溶接
    してなる第1のレーザ溶接部と、前記固定手段と前記光
    ファイバ支持手段とをレーザ溶接してなる第2のレーザ
    溶接部とは、前記パッケージ底板に対し垂直な方向の高
    さが略同じ高さに形成されていることを特徴とする半導
    体レーザモジュール。
  6. 【請求項6】 固定手段は複数設けられて互いに光ファ
    イバ長手方向に間隔を介した複数点位置で第1の光ファ
    イバをベースに固定する態様と成していることを特徴と
    する請求項3乃至請求項5のいずれか一つに記載の半導
    体レーザモジュール。
  7. 【請求項7】 ベース上に、レーザダイオードと該レー
    ザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが搭載
    され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザダ
    イオードの一端側に向けて配置されており、前記第1の
    光ファイバは固定手段により前記ベースに固定されてお
    り、前記第1の光ファイバは設定波長の光を反射する回
    折格子を有して前記レーザダイオードの一端側から出射
    される光のうち前記設定波長の光を前記レーザダイオー
    ドに帰還させる構成と成し、前記レーザダイオードの他
    端側には該レーザダイオードの他端側から出射される光
    を受光して伝送する第2の光ファイバが対向配置されて
    おり、前記ベースはサーモモジュール上に搭載されてい
    る半導体レーザモジュールであって、前記ベースには前
    記第1の光ファイバの側部少なくとも片側の光ファイバ
    長手方向の少なくとも一部に沿って、前記ベースの撓み
    を防止する撓み防止手段が設けられていることを特徴と
    する半導体レーザモジュール。
  8. 【請求項8】 撓み防止手段はレーザダイオードの一端
    側のレーザ光出射端面と第1の光ファイバにおけるレー
    ザ光の受光端を結ぶ軸線部の側部少なくとも片側に設け
    られていることを特徴とする請求項7記載の半導体レー
    ザモジュール。
  9. 【請求項9】 固定手段は複数設けられて互いに第1の
    光ファイバの長手方向に間隔を介した位置で第1の光フ
    ァイバを支持してベースに固定する態様と成しており、
    撓み防止手段はレーザダイオードに最も近い側に位置す
    る固定手段の側部少なくとも片側に設けられていること
    を特徴とする請求項7又は請求項8記載の半導体レーザ
    モジュール。
  10. 【請求項10】 ベースは固定手段を搭載する固定手段
    搭載部材と、レーザダイオードを搭載すると共にサーモ
    モジュール側に接触するレーザダイオード搭載部材とを
    有して構成され、前記固定手段搭載部材と撓み防止手段
    を一体部材により形成したことを特徴とする請求項7乃
    至請求項9のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュ
    ール。
  11. 【請求項11】 撓み防止手段は固定手段搭載部材の底
    部から少なくとも上側に立設された壁部を第1の光ファ
    イバの長手方向に形成して成ることを特徴とする請求項
    7乃至請求項10のいずれか一つに記載の半導体レーザ
    モジュール。
  12. 【請求項12】 ベースの固定手段搭載部材または固定
    手段搭載部、固定手段、撓み防止手段の少なくとも一つ
    はFe−Ni−Co合金で形成されていることを特徴と
    する請求項3乃至請求項11のいずれか一つに記載の半
    導体レーザモジュール。
  13. 【請求項13】 ベース上に、レーザダイオードと該レ
    ーザダイオードに光結合される第1の光ファイバとが搭
    載され、該第1の光ファイバはその先端側を前記レーザ
    ダイオードの一端側に向けて配置されており、前記第1
    の光ファイバは光ファイバ支持手段に支持されており、
    前記設定波長の光を反射する回折格子を有して前記レー
    ザダイオードの一端側から出射される光のうち前記設定
    波長の光を前記レーザダイオードに帰還させる構成と成
    し、前記レーザダイオードの他端側には該レーザダイオ
    ードの他端側から出射される光を受光して伝送する第2
    の光ファイバが対向配置されており、前記ベースはサー
    モモジュール上に搭載されている半導体レーザモジュー
    ルであって、前記第1の光ファイバと前記レーザダイオ
    ードとが調心された状態で光ファイバ支持手段の前記レ
    ーザダイオードに近い側の端部とレーザダイオードから
    遠い側の端部がそれぞれの箇所において固定手段により
    両側から挟持固定されており、前記光ファイバ支持手段
    のレーザダイオードから遠い側の端部を固定する固定手
    段は対の固定部品からなり、この対の固定部品は光ファ
    イバ支持手段を両側から挟んだ状態で前記ベースに固定
    されており、該固定部品と光ファイバ支持手段とがレー
    ザ溶接固定されていることを特徴とする半導体レーザモ
    ジュール。
  14. 【請求項14】 光ファイバ支持手段のレーザダイオー
    ドから遠い側の端部には、光ファイバ支持手段と間隔を
    介してガイド部がベース上に設けられ、該ガイド部にガ
    イドされた固定部品が光ファイバ支持手段の両側部がわ
    に配置されて前記ガイド部に固定されていることを特徴
    とする請求項13記載の半導体レーザモジュール。
  15. 【請求項15】 ベースはサーモモジュールにおける第
    1の光ファイバ搭載側端部より光ファイバ長手方向に突
    出して設けられていることを特徴とする請求項1乃至請
    求項14のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュー
    ル。
  16. 【請求項16】 ベースはサーモモジュール上に配置さ
    れてレーザダイオードを搭載するレーザダイオード搭載
    部材と、該レーザダイオード搭載部材のレーザダイオー
    ド搭載領域を避けた位置に配置されて固定手段を搭載す
    る固定手段搭載部材とを有して構成され、前記固定手段
    搭載部材は前記レーザダイオード搭載部材における第1
    の光ファイバ搭載側端部よりも光ファイバ長手方向に突
    出して設けられていることを特徴とする請求項15記載
    の半導体レーザモジュール。
  17. 【請求項17】 レーザダイオード搭載部材はレーザダ
    イオードに最も近い側に位置する固定手段を機械的に補
    強する補強部を有しており、該補強部の下面はサーモモ
    ジュールに接触していないことを特徴とする請求項16
    記載の半導体レーザモジュール。
  18. 【請求項18】 第1の光ファイバのレーザダイオード
    と反対側の端面は前記第1の光ファイバの光軸に対して
    斜めに形成されていることを特徴とする請求項1乃至請
    求項17のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュー
    ル。
  19. 【請求項19】 第2の光ファイバと該第2の光ファイ
    バに対向するレーザダイオード端面との間に、前記レー
    ザダイオードから出射される光を第2の光ファイバの先
    端側に集光する集光レンズが設けられていることを特徴
    とする請求項1乃至請求項18のいずれか一つに記載の
    半導体レーザモジュール。
  20. 【請求項20】 第2の光ファイバに対向するレーザダ
    イオード端面と集光レンズとの間にコリメートレンズが
    設けられていることを特徴とする請求項19記載の半導
    体レーザモジュール。
  21. 【請求項21】 第2の光ファイバに対向するレーザダ
    イオード端面と集光レンズとの間に該集光レンズと間隔
    を介してコリメートレンズが設けられており、該コリメ
    ートレンズと前記集光レンズとの間にアイソレータが設
    けられていることを特徴とする請求項19記載の半導体
    レーザモジュール。
  22. 【請求項22】 集光レンズの入射側に光透過板が設け
    られており、該光透過板を前記集光レンズの光軸に対し
    て斜めに配設したことを特徴とする請求項19又は請求
    項20又は請求項21記載の半導体レーザモジュール。
  23. 【請求項23】 第2の光ファイバの先端側にはファイ
    バレンズが形成されており、該ファイバレンズの先端側
    とレーザダイオードのレーザ光出射端面とが対向配置さ
    れていることを特徴とする請求項1乃至請求項22のい
    ずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
  24. 【請求項24】 請求項1乃至請求項23のいずれか一
    つに記載の半導体レーザモジュールを励起光源として用
    いたラマンアンプ。
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