JP2003258354A - 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
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- JP2003258354A JP2003258354A JP2002060999A JP2002060999A JP2003258354A JP 2003258354 A JP2003258354 A JP 2003258354A JP 2002060999 A JP2002060999 A JP 2002060999A JP 2002060999 A JP2002060999 A JP 2002060999A JP 2003258354 A JP2003258354 A JP 2003258354A
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- optical isolator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光アイソレータの固定や位置決めが容易にか
つ確実に行なわれる半導体レーザモジュールを提供す
る。 【解決手段】 一領域の断面が凸形状となる凸部Wを有
した第2ベース51を有し、光アイソレータ10は、そ
の一部分が、凸部Wの側壁51aに接触するように固定
される。特に、凸部Wは、その側壁51aに光アイソレ
ータ10が接触した状態において、光アイソレータ10
が最適な位置に配置されるような位置に形成される。ま
た、側壁51aは、光アイソレータ10との接触面とし
て利用する他にも、光アイソレータ10の配置の基準と
なる目印として利用することもできる。さらに、光アイ
ソレータ10の支持プレート12は、光アイソレータの
配置時の取り扱いが容易でかつYAGレーザによる溶接
が効率良く行なわれるように、側部にテーパ面を有す
る。
つ確実に行なわれる半導体レーザモジュールを提供す
る。 【解決手段】 一領域の断面が凸形状となる凸部Wを有
した第2ベース51を有し、光アイソレータ10は、そ
の一部分が、凸部Wの側壁51aに接触するように固定
される。特に、凸部Wは、その側壁51aに光アイソレ
ータ10が接触した状態において、光アイソレータ10
が最適な位置に配置されるような位置に形成される。ま
た、側壁51aは、光アイソレータ10との接触面とし
て利用する他にも、光アイソレータ10の配置の基準と
なる目印として利用することもできる。さらに、光アイ
ソレータ10の支持プレート12は、光アイソレータの
配置時の取り扱いが容易でかつYAGレーザによる溶接
が効率良く行なわれるように、側部にテーパ面を有す
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、光アイソレータを
搭載した半導体レーザモジュールに関し、特に光アイソ
レータの固定や位置決めが容易にかつ確実に行なわれる
半導体レーザモジュールに関する。
搭載した半導体レーザモジュールに関し、特に光アイソ
レータの固定や位置決めが容易にかつ確実に行なわれる
半導体レーザモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザ素子は、通常、光ファイバ
との結合を確実に行ない、さらに安定かつ高品質なレー
ザ発振を行なうために、種々の光学部品、センサ、ペル
チェモジュール等とともに半導体レーザモジュールに封
入された形態で提供される。
との結合を確実に行ない、さらに安定かつ高品質なレー
ザ発振を行なうために、種々の光学部品、センサ、ペル
チェモジュール等とともに半導体レーザモジュールに封
入された形態で提供される。
【0003】図7は、従来の半導体レーザモジュールの
構成の一例を示す縦断面図である。図7において、半導
体レーザモジュール100は、Cu−W合金などによっ
て形成されたパッケージ101の内部底面上にペルチェ
モジュール60を備えている。このペルチェモジュール
60上には第1ベース50aが配置され、さらに第1ベ
ース50a上には、キャリア30、サブマウント32、
半導体レーザ素子34が順に配置される。
構成の一例を示す縦断面図である。図7において、半導
体レーザモジュール100は、Cu−W合金などによっ
て形成されたパッケージ101の内部底面上にペルチェ
モジュール60を備えている。このペルチェモジュール
60上には第1ベース50aが配置され、さらに第1ベ
ース50a上には、キャリア30、サブマウント32、
半導体レーザ素子34が順に配置される。
【0004】ここで、ペルチェモジュール60は、通電
の極性に応じて冷却および加熱を行なう素子であるが、
半導体レーザ素子34の温度上昇による発振波長ずれを
防止するために主として冷却器として機能する。
の極性に応じて冷却および加熱を行なう素子であるが、
半導体レーザ素子34の温度上昇による発振波長ずれを
防止するために主として冷却器として機能する。
【0005】また、第1ベース50a上には、上記した
他にもサブマウント40と第2ベース50bが配置され
る。サブマウント40は、半導体レーザ素子34の後端
面側(反射膜側)に配置され、その後端面側から漏れた
光をモニタ検出するためのモニタフォトダイオード42
を設けている。一方、第2ベース50b上には、第1レ
ンズ20および光アイソレータ10が配置される。
他にもサブマウント40と第2ベース50bが配置され
る。サブマウント40は、半導体レーザ素子34の後端
面側(反射膜側)に配置され、その後端面側から漏れた
光をモニタ検出するためのモニタフォトダイオード42
を設けている。一方、第2ベース50b上には、第1レ
ンズ20および光アイソレータ10が配置される。
【0006】以上の構成において、半導体レーザ素子3
4から出射されたレーザ光は、第1レンズ20および光
アイソレータ10を介して、フェルール102近傍に配
置された第2レンズ70によって集光され、光ファイバ
103内へと導かれる。よって、このような半導体レー
ザモジュール100の組立てにおいては、半導体レーザ
素子34から出射されたレーザ光と光ファイバ103と
の高効率な光結合を実現することが必要となり、レーザ
光の光軸を基準とした位置決め、すなわち調芯作業が重
要となる。
4から出射されたレーザ光は、第1レンズ20および光
アイソレータ10を介して、フェルール102近傍に配
置された第2レンズ70によって集光され、光ファイバ
103内へと導かれる。よって、このような半導体レー
ザモジュール100の組立てにおいては、半導体レーザ
素子34から出射されたレーザ光と光ファイバ103と
の高効率な光結合を実現することが必要となり、レーザ
光の光軸を基準とした位置決め、すなわち調芯作業が重
要となる。
【0007】ここで、光アイソレータ10は、光ファイ
バ103側からの反射戻り光を低減するための光学部品
であるが、光アイソレータ10自身の光入射面において
反射戻り光が生じてしまうという背景から、光軸に垂直
となる面に対して一定の角度を有するように配置される
ことがある。特に、その場合の光アイソレータ10とし
て、偏向子/ファラデーローテータ/偏向子を単位とし
たアイソレート光学素子11が、その入射面と光軸に垂
直な面との間で上記した一定の角度(例えば、4度)を
有するように封止したものが知られている。これによ
り、光アイソレータ10の底板に位置する支持プレート
12の端面13と光軸とを、比較的調節しやすい90度
という角度で位置決めするだけで、上記した光入射面の
反射戻り光の問題を解決することができる。
バ103側からの反射戻り光を低減するための光学部品
であるが、光アイソレータ10自身の光入射面において
反射戻り光が生じてしまうという背景から、光軸に垂直
となる面に対して一定の角度を有するように配置される
ことがある。特に、その場合の光アイソレータ10とし
て、偏向子/ファラデーローテータ/偏向子を単位とし
たアイソレート光学素子11が、その入射面と光軸に垂
直な面との間で上記した一定の角度(例えば、4度)を
有するように封止したものが知られている。これによ
り、光アイソレータ10の底板に位置する支持プレート
12の端面13と光軸とを、比較的調節しやすい90度
という角度で位置決めするだけで、上記した光入射面の
反射戻り光の問題を解決することができる。
【0008】また、光アイソレータ10の支持プレート
12を第2ベース50b上に固着させるのに、一般に
は、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネッ
ト)レーザを用いた固着方法(以下、YAGレーザ溶
接)が採用されている。その理由は、ハンダ接合と比較
して、固着範囲を高精度で制御できること、溶接時間が
短時間であること、溶接ずれが小さいことなどの利点が
あるからである。
12を第2ベース50b上に固着させるのに、一般に
は、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネッ
ト)レーザを用いた固着方法(以下、YAGレーザ溶
接)が採用されている。その理由は、ハンダ接合と比較
して、固着範囲を高精度で制御できること、溶接時間が
短時間であること、溶接ずれが小さいことなどの利点が
あるからである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光アイ
ソレータ10の位置決めにおいて、上記した支持プレー
ト12の端面13が光軸に対して何度であるかの確認
は、結局は二次元の目視によって行なう必要があり、そ
の作業に熟練度を要するという問題があった。さらに、
そのような目視による粗配置が不正確であれば、その後
の微調節、すなわち光アイソレータ10を透過したレー
ザ光をモニタすることによる再配置にも時間を多く要し
てしまうという問題も生じる。
ソレータ10の位置決めにおいて、上記した支持プレー
ト12の端面13が光軸に対して何度であるかの確認
は、結局は二次元の目視によって行なう必要があり、そ
の作業に熟練度を要するという問題があった。さらに、
そのような目視による粗配置が不正確であれば、その後
の微調節、すなわち光アイソレータ10を透過したレー
ザ光をモニタすることによる再配置にも時間を多く要し
てしまうという問題も生じる。
【0010】また、光アイソレータ10を上記したYA
Gレーザ溶接によって固着させる際に、上記した支持プ
レート12の底面、すなわち溶接したい部分に、YAG
レーザ光が直接照射されないため、伝熱損失が生じ、溶
接を完了するまでに無駄なエネルギーと時間が発生して
いたという問題がある。以下に、この問題について説明
する。
Gレーザ溶接によって固着させる際に、上記した支持プ
レート12の底面、すなわち溶接したい部分に、YAG
レーザ光が直接照射されないため、伝熱損失が生じ、溶
接を完了するまでに無駄なエネルギーと時間が発生して
いたという問題がある。以下に、この問題について説明
する。
【0011】図8は、上記した伝熱損失の問題を説明す
るための説明図である。特に、図8(a)は、図7に示
したペルチェモジュール60上に位置する構成の平面図
を示し、図8(b)は図8(a)のA−A線断面図を示
す。なお、図8において、図7と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
るための説明図である。特に、図8(a)は、図7に示
したペルチェモジュール60上に位置する構成の平面図
を示し、図8(b)は図8(a)のA−A線断面図を示
す。なお、図8において、図7と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
【0012】図8(a)に示すように、支持プレート1
2と一体化された光アイソレータ10は、第2ベース5
0b上において、光軸9に対するアイソレート光学素子
11の角度を調整しながら位置決めされる。位置決めさ
れると、支持プレート12の側部14(光軸と略平行な
側面を含んだ領域)に対して、YAGレーザ光LBが照
射される。ここで、図8(b)に示すように、支持プレ
ート12の側部14は、互いに垂直な関係にある2つの
面で構成され、YAGレーザ光LBが最初に到達する位
置は、その2つの面が直交する角部分となる。
2と一体化された光アイソレータ10は、第2ベース5
0b上において、光軸9に対するアイソレート光学素子
11の角度を調整しながら位置決めされる。位置決めさ
れると、支持プレート12の側部14(光軸と略平行な
側面を含んだ領域)に対して、YAGレーザ光LBが照
射される。ここで、図8(b)に示すように、支持プレ
ート12の側部14は、互いに垂直な関係にある2つの
面で構成され、YAGレーザ光LBが最初に到達する位
置は、その2つの面が直交する角部分となる。
【0013】ところが、実際に溶融したい部分は、支持
プレート12の底面、すなわち第2ベース50bに接触
する領域R12である。そのため、その領域R12にY
AGレーザ光LBの熱エネルギーが十分に供給されるま
でに、上記角部分から領域R12までの領域で温度上昇
が生じる。これは、無駄な伝熱損失が生じていることを
意味し、この伝熱損失の発生はYAGレーザで要求され
る出力の上昇や照射時間の増大をもたらす。これによ
り、消費電力の増加や部品の過度な加熱による破壊とい
った不利益を被るという問題が生じていた。
プレート12の底面、すなわち第2ベース50bに接触
する領域R12である。そのため、その領域R12にY
AGレーザ光LBの熱エネルギーが十分に供給されるま
でに、上記角部分から領域R12までの領域で温度上昇
が生じる。これは、無駄な伝熱損失が生じていることを
意味し、この伝熱損失の発生はYAGレーザで要求され
る出力の上昇や照射時間の増大をもたらす。これによ
り、消費電力の増加や部品の過度な加熱による破壊とい
った不利益を被るという問題が生じていた。
【0014】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、光アイソレータを配置するベースの形状や光アイソ
レータの支持プレートの形状を工夫することによって、
光アイソレータの固定や位置決めが容易にかつ確実に行
なわれ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。
て、光アイソレータを配置するベースの形状や光アイソ
レータの支持プレートの形状を工夫することによって、
光アイソレータの固定や位置決めが容易にかつ確実に行
なわれ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。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1にかかる発明は、半導体レーザ素子と、ベ
ースと、前記ベース上に配置される光アイソレータとを
具備した半導体レーザモジュールにおいて、前記ベース
は、前記半導体レーザ素子のレーザ光に対向した側壁を
有する凸部を有し、前記光アイソレータは、前記側壁と
所定の距離関係を有した状態で固定されたことを特徴と
している。
に、請求項1にかかる発明は、半導体レーザ素子と、ベ
ースと、前記ベース上に配置される光アイソレータとを
具備した半導体レーザモジュールにおいて、前記ベース
は、前記半導体レーザ素子のレーザ光に対向した側壁を
有する凸部を有し、前記光アイソレータは、前記側壁と
所定の距離関係を有した状態で固定されたことを特徴と
している。
【0016】この発明によれば、ベース上に設けられた
凸部の側壁の位置によって定まる位置に、光アイソレー
タを配置することができる。
凸部の側壁の位置によって定まる位置に、光アイソレー
タを配置することができる。
【0017】また、請求項2にかかる発明は、上記発明
において、前記凸部は、前記光アイソレータが前記ベー
ス上に固定された状態で前記レーザ光の光軸の位置を越
える突出高さを有するとともに、前記レーザ光を前記光
アイソレータに入射させるための開口が設けられたこと
を特徴としている。
において、前記凸部は、前記光アイソレータが前記ベー
ス上に固定された状態で前記レーザ光の光軸の位置を越
える突出高さを有するとともに、前記レーザ光を前記光
アイソレータに入射させるための開口が設けられたこと
を特徴としている。
【0018】また、請求項3にかかる発明は、半導体レ
ーザ素子と、ベースと、前記ベース上に配置される光ア
イソレータとを具備した半導体レーザモジュールにおい
て、前記ベースは、前記半導体レーザ素子のレーザ光に
対向した側壁を有する段差を有し、前記光アイソレータ
は、前記側壁と所定の距離関係を有した状態で固定され
たことを特徴としている。
ーザ素子と、ベースと、前記ベース上に配置される光ア
イソレータとを具備した半導体レーザモジュールにおい
て、前記ベースは、前記半導体レーザ素子のレーザ光に
対向した側壁を有する段差を有し、前記光アイソレータ
は、前記側壁と所定の距離関係を有した状態で固定され
たことを特徴としている。
【0019】この発明によれば、ベース上に設けられた
段差の側壁の位置によって定まる位置に、光アイソレー
タを配置することができる。
段差の側壁の位置によって定まる位置に、光アイソレー
タを配置することができる。
【0020】また、請求項4にかかる発明は、上記発明
において、前記所定の距離関係は、前記光アイソレータ
の一部と前記側壁とが接触した関係であることを特徴と
している。
において、前記所定の距離関係は、前記光アイソレータ
の一部と前記側壁とが接触した関係であることを特徴と
している。
【0021】この発明によれば、ベース上に設けられた
凸部または段差の側壁に光アイソレータの一部を接触さ
せることで、その側壁の位置で定まる位置に、光アイソ
レータを配置することができる。
凸部または段差の側壁に光アイソレータの一部を接触さ
せることで、その側壁の位置で定まる位置に、光アイソ
レータを配置することができる。
【0022】また、請求項5にかかる発明は、上記発明
において、前記光アイソレータは、当該光アイソレータ
内のアイソレート光学素子の入射面が前記レーザ光の光
軸に垂直な面に対して所定の角度を有して固定されてい
ることを特徴としている。
において、前記光アイソレータは、当該光アイソレータ
内のアイソレート光学素子の入射面が前記レーザ光の光
軸に垂直な面に対して所定の角度を有して固定されてい
ることを特徴としている。
【0023】この発明によれば、ベースの凸部または段
差の側壁が半導体レーザ素子のレーザ光に対して垂直に
形成された場合にも、その側壁に光アイソレータを接触
して配置すれば、アイソレート光学素子の入射面で生じ
る反射戻り光の経路を半導体レーザ素子の方向から外す
ことができる。
差の側壁が半導体レーザ素子のレーザ光に対して垂直に
形成された場合にも、その側壁に光アイソレータを接触
して配置すれば、アイソレート光学素子の入射面で生じ
る反射戻り光の経路を半導体レーザ素子の方向から外す
ことができる。
【0024】また、請求項6にかかる発明は、半導体レ
ーザ素子と、ベースと、前記ベース上に配置される光ア
イソレータとを具備した半導体レーザモジュールにおい
て、前記光アイソレータは、前記ベースの表面に接触す
る支持プレート上に一体形成され、前記支持プレート
は、溶接用のレーザ光が照射されるテーパ形状の側部を
有することを特徴としている。
ーザ素子と、ベースと、前記ベース上に配置される光ア
イソレータとを具備した半導体レーザモジュールにおい
て、前記光アイソレータは、前記ベースの表面に接触す
る支持プレート上に一体形成され、前記支持プレート
は、溶接用のレーザ光が照射されるテーパ形状の側部を
有することを特徴としている。
【0025】この発明によれば、光アイソレータをベー
ス上にレーザ溶接させるための溶接用のレーザ光と、そ
のレーザ光が照射される支持プレートの側部の面との関
係を略垂直にすることができる。
ス上にレーザ溶接させるための溶接用のレーザ光と、そ
のレーザ光が照射される支持プレートの側部の面との関
係を略垂直にすることができる。
【0026】また、請求項7にかかる発明は、半導体レ
ーザ素子と、ベースと、前記ベース上に配置される光ア
イソレータとを具備した半導体レーザモジュールにおい
て、前記光アイソレータは、前記ベースの表面に接触す
る支持プレート上に一体形成され、前記支持プレート
は、溶接用のレーザ光が照射されるテーパ面と当該支持
プレートの底面に対して略垂直な他面とで構成された側
部を有することを特徴としている。
ーザ素子と、ベースと、前記ベース上に配置される光ア
イソレータとを具備した半導体レーザモジュールにおい
て、前記光アイソレータは、前記ベースの表面に接触す
る支持プレート上に一体形成され、前記支持プレート
は、溶接用のレーザ光が照射されるテーパ面と当該支持
プレートの底面に対して略垂直な他面とで構成された側
部を有することを特徴としている。
【0027】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる半導体レ
ーザモジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説
明する。なお、この実施の形態により本発明が限定され
るものではない。
ーザモジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説
明する。なお、この実施の形態により本発明が限定され
るものではない。
【0028】(実施の形態1)まず、実施の形態1にか
かる半導体レーザモジュールについて説明する。実施の
形態1にかかる半導体レーザモジュールは、レーザ光に
対向した側壁を有する凸部が設けられたベースと、その
側壁に一部分が接触することによって位置決めされる光
アイソレータとを備えたことを特徴としている。
かる半導体レーザモジュールについて説明する。実施の
形態1にかかる半導体レーザモジュールは、レーザ光に
対向した側壁を有する凸部が設けられたベースと、その
側壁に一部分が接触することによって位置決めされる光
アイソレータとを備えたことを特徴としている。
【0029】図1は、実施の形態1にかかる半導体レー
ザモジュールの一部分の構成を示す図であり、図7に示
したペルチェモジュール60上に配置される構成に相当
する。また特に、図1(a)は、光軸方向の縦断面図で
あり、図1(b)は、その平面図である。なお、図1に
おいて図7と共通する部分には同一符号を付してその説
明を省略する。
ザモジュールの一部分の構成を示す図であり、図7に示
したペルチェモジュール60上に配置される構成に相当
する。また特に、図1(a)は、光軸方向の縦断面図で
あり、図1(b)は、その平面図である。なお、図1に
おいて図7と共通する部分には同一符号を付してその説
明を省略する。
【0030】図1(a)において、第2ベース51は、
図7に示した第2ベース50bに相当し、第1ベース5
0a上に配置される。特に、第2ベース51は、図1
(a)に示すように、光軸9の方向に沿った縦断面が凸
形状となるような凸部Wを有して形成されており、この
点が第2ベース50bと異なる。この凸部Wは、光アイ
ソレータ10の位置決めを容易にするために形成された
もので、その一方の側壁51aが光アイソレータ10の
端面10aに接触する面として機能する。
図7に示した第2ベース50bに相当し、第1ベース5
0a上に配置される。特に、第2ベース51は、図1
(a)に示すように、光軸9の方向に沿った縦断面が凸
形状となるような凸部Wを有して形成されており、この
点が第2ベース50bと異なる。この凸部Wは、光アイ
ソレータ10の位置決めを容易にするために形成された
もので、その一方の側壁51aが光アイソレータ10の
端面10aに接触する面として機能する。
【0031】また、この凸部Wの形成位置は、光アイソ
レータ10の端面10aをその側壁51aに接触させた
状態で、第2ベース51上の一方向における光アイソレ
ータ10の位置決めが完了するような位置である。これ
により、従来における光アイソレータ10の二次元の位
置決めが、凸部Wの端面10aに沿った一次元の位置決
めへと簡略化され、目視による調芯の負担が軽減され
る。
レータ10の端面10aをその側壁51aに接触させた
状態で、第2ベース51上の一方向における光アイソレ
ータ10の位置決めが完了するような位置である。これ
により、従来における光アイソレータ10の二次元の位
置決めが、凸部Wの端面10aに沿った一次元の位置決
めへと簡略化され、目視による調芯の負担が軽減され
る。
【0032】図1(b)で説明すると、光軸9に平行な
X方向の位置決めが不要になり、凸部Wの端面10aに
沿ったY方向の位置決めのみで、光アイソレータ10の
調芯を行なうことができる。実際には、この目視による
粗配置の後に、レーザ光のモニタによる微調節を行なう
場合があるが、その場合にも、少なくとも二次元のうち
の一方向の位置決めが正確であるため、微調節が必要な
範囲も小さくなり、従来と比較して短時間で光アイソレ
ータ10の位置決めを行なうことができる。
X方向の位置決めが不要になり、凸部Wの端面10aに
沿ったY方向の位置決めのみで、光アイソレータ10の
調芯を行なうことができる。実際には、この目視による
粗配置の後に、レーザ光のモニタによる微調節を行なう
場合があるが、その場合にも、少なくとも二次元のうち
の一方向の位置決めが正確であるため、微調節が必要な
範囲も小さくなり、従来と比較して短時間で光アイソレ
ータ10の位置決めを行なうことができる。
【0033】以上に説明したとおり、実施の形態1にか
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10内のアイソレート光学素子11の入射面と光軸9と
が所望の角度に固定されるように、第2ベース51上
に、光アイソレータ10の端面10aを接触させる凸部
Wが設けられているので、第2ベース51の主面上にお
ける光アイソレータ10の位置決めが容易となり、従来
ほどの熟練度を要せずとも、品質の高い半導体レーザモ
ジュールを提供することができる。
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10内のアイソレート光学素子11の入射面と光軸9と
が所望の角度に固定されるように、第2ベース51上
に、光アイソレータ10の端面10aを接触させる凸部
Wが設けられているので、第2ベース51の主面上にお
ける光アイソレータ10の位置決めが容易となり、従来
ほどの熟練度を要せずとも、品質の高い半導体レーザモ
ジュールを提供することができる。
【0034】また、光アイソレータ10の端面10aと
凸部Wの側壁との接触状態は、規格化が容易であるた
め、肉眼による目視によらずとも、CCDカメラ撮像等
を用いた画像認識によって確認することが容易となる。
さらに、上述した実施の形態1の説明では、光アイソレ
ータ10の位置合わせにおいて、光アイソレータ10の
端面10aと凸部Wの側壁とを接触させるとしたが、凸
部Wの側壁を目印として利用し、その側壁から所定の距
離だけ離れた位置に光アイソレータ10を配置させるこ
ともできる。例えば、光アイソレータ10を、凸部Wの
側壁の近傍でかつ端面10aがその側壁に平行となるよ
うに配置する。この場合の位置合わせも、目視に限らず
に、上記した画像認識によって可能である。
凸部Wの側壁との接触状態は、規格化が容易であるた
め、肉眼による目視によらずとも、CCDカメラ撮像等
を用いた画像認識によって確認することが容易となる。
さらに、上述した実施の形態1の説明では、光アイソレ
ータ10の位置合わせにおいて、光アイソレータ10の
端面10aと凸部Wの側壁とを接触させるとしたが、凸
部Wの側壁を目印として利用し、その側壁から所定の距
離だけ離れた位置に光アイソレータ10を配置させるこ
ともできる。例えば、光アイソレータ10を、凸部Wの
側壁の近傍でかつ端面10aがその側壁に平行となるよ
うに配置する。この場合の位置合わせも、目視に限らず
に、上記した画像認識によって可能である。
【0035】なお、図1(b)において、凸部Wは、そ
の両端が第2ベース51の両端に一致した長さ(図中の
Y方向)を有しているが、それに限らず、光アイソレー
タ10の端面10aとの接触または目印としての利用が
可能な側壁が形成されれば、その長さは問わず、離間し
た複数の凸部で構成されていても良い。
の両端が第2ベース51の両端に一致した長さ(図中の
Y方向)を有しているが、それに限らず、光アイソレー
タ10の端面10aとの接触または目印としての利用が
可能な側壁が形成されれば、その長さは問わず、離間し
た複数の凸部で構成されていても良い。
【0036】さらに、図1(b)において、凸部Wは、
その端面10aが光軸9に対して直交する面となってい
るが、光アイソレータ10内のアイソレート光学素子1
1の入射面と光軸9とを所望の角度に固定するという目
的が達成されれば、その端面10aが光軸9に対して9
0度以外の角度を有していても良い。
その端面10aが光軸9に対して直交する面となってい
るが、光アイソレータ10内のアイソレート光学素子1
1の入射面と光軸9とを所望の角度に固定するという目
的が達成されれば、その端面10aが光軸9に対して9
0度以外の角度を有していても良い。
【0037】(実施の形態2)つぎに、実施の形態2に
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態2にかかる半導体レーザモジュールは、実施の形
態1において説明した第2ベース51上の凸部Wを突出
方向に伸長させ、その壁内に少なくとも光軸9が内包さ
れる開口部を設けたことを特徴としている。
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態2にかかる半導体レーザモジュールは、実施の形
態1において説明した第2ベース51上の凸部Wを突出
方向に伸長させ、その壁内に少なくとも光軸9が内包さ
れる開口部を設けたことを特徴としている。
【0038】図2は、実施の形態2にかかる半導体レー
ザモジュールの一部分の構成を示す縦断面図であり、図
7に示したペルチェモジュール60上の構成に相当す
る。なお、図2において、図1と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。図2に示す半導体レ
ーザモジュールでは、第2ベース52が図1に示した第
2ベース51に相当し、図1と異なるところは、その第
2ベース52上に設けられた凸部W2の形状である。
ザモジュールの一部分の構成を示す縦断面図であり、図
7に示したペルチェモジュール60上の構成に相当す
る。なお、図2において、図1と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。図2に示す半導体レ
ーザモジュールでは、第2ベース52が図1に示した第
2ベース51に相当し、図1と異なるところは、その第
2ベース52上に設けられた凸部W2の形状である。
【0039】凸部W2は、図2に示すように、その突出
高さが、光軸9が位置する高さよりも高い。また、レー
ザ光の光路を確保するために、その壁内に開口部が設け
られている。図3は、その開口部の例を示す図である。
凸部W2に設けられる開口部の形状としては、図3
(a)に示すような円形状の開口部15や、図3(b)
に示すようなV字形状の開口部16を採用することがで
きる。光軸9がその内部に位置する開口形状であれば、
図3に示した以外の形状を採用することもできる。
高さが、光軸9が位置する高さよりも高い。また、レー
ザ光の光路を確保するために、その壁内に開口部が設け
られている。図3は、その開口部の例を示す図である。
凸部W2に設けられる開口部の形状としては、図3
(a)に示すような円形状の開口部15や、図3(b)
に示すようなV字形状の開口部16を採用することがで
きる。光軸9がその内部に位置する開口形状であれば、
図3に示した以外の形状を採用することもできる。
【0040】以上に説明したとおり、実施の形態2にか
かる半導体レーザモジュールによれば、光軸9の位置よ
りも高い凸部W2を設けた第2ベース52を備えている
ので、その凸部W2の側壁と光アイソレータ10の端面
10aとの接触面積が大きくなり、より確実な光アイソ
レータ10の位置決めが可能になる。
かる半導体レーザモジュールによれば、光軸9の位置よ
りも高い凸部W2を設けた第2ベース52を備えている
ので、その凸部W2の側壁と光アイソレータ10の端面
10aとの接触面積が大きくなり、より確実な光アイソ
レータ10の位置決めが可能になる。
【0041】(実施の形態3)つぎに、実施の形態3に
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態3にかかる半導体レーザモジュールは、段差を有
するベースと、その段差の側壁に一部分が接触すること
によって位置決めされる光アイソレータとを備えたこと
を特徴としている。
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態3にかかる半導体レーザモジュールは、段差を有
するベースと、その段差の側壁に一部分が接触すること
によって位置決めされる光アイソレータとを備えたこと
を特徴としている。
【0042】図4は、実施の形態3にかかる半導体レー
ザモジュールの一部分の構成を示す縦断面図であり、図
7に示したペルチェモジュール60上の構成に相当す
る。なお、図4において、図7と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
ザモジュールの一部分の構成を示す縦断面図であり、図
7に示したペルチェモジュール60上の構成に相当す
る。なお、図4において、図7と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
【0043】図4に示す半導体レーザモジュールにおい
て、第2ベース53は、図7に示した第2ベース50b
に相当し、第1ベース50a上に配置される。特に、第
2ベース53は、図4に示すように、段差を設けて形成
されている点が第2ベース50bと異なる。この段差
は、光アイソレータ10の位置決めを容易にするために
形成されており、その側壁53aが光アイソレータ10
の端面10aに接触する面として機能する。
て、第2ベース53は、図7に示した第2ベース50b
に相当し、第1ベース50a上に配置される。特に、第
2ベース53は、図4に示すように、段差を設けて形成
されている点が第2ベース50bと異なる。この段差
は、光アイソレータ10の位置決めを容易にするために
形成されており、その側壁53aが光アイソレータ10
の端面10aに接触する面として機能する。
【0044】すなわち、段差の側壁53aは、図1に示
した凸部Wの側壁51aと同じ役割を果たし、光アイソ
レータ10の位置決めを容易にかつ正確に行なわせるこ
とができる。
した凸部Wの側壁51aと同じ役割を果たし、光アイソ
レータ10の位置決めを容易にかつ正確に行なわせるこ
とができる。
【0045】以上に説明したとおり、実施の形態3にか
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10内のアイソレート光学素子11の入射面と光軸9と
が所望の角度に固定されるように、第2ベース53上
に、光アイソレータ10の端面10aを接触させる段差
が設けられているので、第2ベース53の下段面上にお
ける光アイソレータ10の位置決めが容易となり、実施
の形態1において説明した効果を享受することができ
る。
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10内のアイソレート光学素子11の入射面と光軸9と
が所望の角度に固定されるように、第2ベース53上
に、光アイソレータ10の端面10aを接触させる段差
が設けられているので、第2ベース53の下段面上にお
ける光アイソレータ10の位置決めが容易となり、実施
の形態1において説明した効果を享受することができ
る。
【0046】また、本実施の形態3においても、実施の
形態1と同様に、上記した段差を、光アイソレータ10
との接触面として利用するだけでなく、位置合わせの基
準となる目印として利用することもできる。
形態1と同様に、上記した段差を、光アイソレータ10
との接触面として利用するだけでなく、位置合わせの基
準となる目印として利用することもできる。
【0047】なお、上述した実施の形態1〜3におい
て、図1〜4では、上記凸部または上記段差の側壁に対
し、光アイソレータ10の端面のうち特に半導体レーザ
素子34側に位置する端面が接触した状態を示したが、
凸部の位置や段差の向きを変更し、光アイソレータ10
の光ファイバ側に位置する端面をその側壁に接触させて
位置決めをしてもよい。
て、図1〜4では、上記凸部または上記段差の側壁に対
し、光アイソレータ10の端面のうち特に半導体レーザ
素子34側に位置する端面が接触した状態を示したが、
凸部の位置や段差の向きを変更し、光アイソレータ10
の光ファイバ側に位置する端面をその側壁に接触させて
位置決めをしてもよい。
【0048】また、上述した実施の形態1〜3におい
て、図1〜4では、第1ベース50aと第2ベース50
bとが分離可能で、第1ベース50a上に第2ベース5
0bが配置された例を示したが、これら第1ベース50
aと第2ベース50bとは一体化された一つのベースで
あってもよい。
て、図1〜4では、第1ベース50aと第2ベース50
bとが分離可能で、第1ベース50a上に第2ベース5
0bが配置された例を示したが、これら第1ベース50
aと第2ベース50bとは一体化された一つのベースで
あってもよい。
【0049】(実施の形態4)つぎに、実施の形態4に
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態4にかかる半導体レーザモジュールは、光アイソ
レータを支持する支持プレートの側部がテーパ形状であ
ることを特徴としている。
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態4にかかる半導体レーザモジュールは、光アイソ
レータを支持する支持プレートの側部がテーパ形状であ
ることを特徴としている。
【0050】図5は、実施の形態4にかかる半導体レー
ザモジュールに搭載される光アイソレータを示す図であ
り、特に光軸に対して垂直な断面を示している。なお、
図5において、図7と共通する部分には同一符号を付し
てその説明を省略する。図5に示すように、光アイソレ
ータ10は、テーパ面R1を有する支持プレート17上
に設けられる。
ザモジュールに搭載される光アイソレータを示す図であ
り、特に光軸に対して垂直な断面を示している。なお、
図5において、図7と共通する部分には同一符号を付し
てその説明を省略する。図5に示すように、光アイソレ
ータ10は、テーパ面R1を有する支持プレート17上
に設けられる。
【0051】特に、テーパ面R1は、その面と光アイソ
レータ10の斜上方から照射されるYAGレーザ光LB
の光軸との間で略垂直な関係を有し、これによりYAG
レーザ光LBを一様に受けることができる。また、側部
がテーパ形状であることは、そのテーパ面R1と、実際
に溶融したい部分、すなわち支持プレート17が第2ベ
ース50bに接触する領域R2との間の平均的な距離を
小さくする。これは、YAGレーザ光LBによる熱エネ
ルギーの伝熱損失が低減されることを意味する。
レータ10の斜上方から照射されるYAGレーザ光LB
の光軸との間で略垂直な関係を有し、これによりYAG
レーザ光LBを一様に受けることができる。また、側部
がテーパ形状であることは、そのテーパ面R1と、実際
に溶融したい部分、すなわち支持プレート17が第2ベ
ース50bに接触する領域R2との間の平均的な距離を
小さくする。これは、YAGレーザ光LBによる熱エネ
ルギーの伝熱損失が低減されることを意味する。
【0052】以上に説明したとおり、実施の形態4にか
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10を支持する支持プレート17の側部がテーパ面R1
を有しているので、YAGレーザ光LBをそのテーパ面
R1全体に一様に照射させることができるとともに、照
射面から溶融領域までの伝熱損失が従来と比較して小さ
くなるので、YAGレーザ光LBの熱エネルギーを高効
率に溶融領域へと伝えることができる。これにより、Y
AGレーザの消費電力の低減や支持プレート17への過
度な加熱の防止が果たされる。
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10を支持する支持プレート17の側部がテーパ面R1
を有しているので、YAGレーザ光LBをそのテーパ面
R1全体に一様に照射させることができるとともに、照
射面から溶融領域までの伝熱損失が従来と比較して小さ
くなるので、YAGレーザ光LBの熱エネルギーを高効
率に溶融領域へと伝えることができる。これにより、Y
AGレーザの消費電力の低減や支持プレート17への過
度な加熱の防止が果たされる。
【0053】(実施の形態5)つぎに、実施の形態5に
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態5にかかる半導体レーザモジュールは、光アイソ
レータを支持する支持プレートの側部がテーパ面と他面
とで構成されていることを特徴としている。
かかる半導体レーザモジュールについて説明する。実施
の形態5にかかる半導体レーザモジュールは、光アイソ
レータを支持する支持プレートの側部がテーパ面と他面
とで構成されていることを特徴としている。
【0054】実施の形態4において説明した支持プレー
ト17の側部は、全面がテーパ面R1となっていたた
め、第2ベース50bと接触する先端部が鋭いエッジと
なる可能性がある。そのため、支持プレート17を光ア
イソレータ10とともに第2ベース50b上に配置させ
る際にその先端部が部品と衝突すると、容易に折れ曲が
り、支持プレート17の下面を平坦な状態に保てなくな
ることが想定される。支持プレート17の下面が平坦で
ないと、第2ベース50bとの接合が確実に行なえない
ことや、YAGレーザ光LBの照射の際に熱応力が生じ
て支持プレート17が破損するといった不都合が生じ
る。実施の形態5は、その予想される問題を解決するも
のである。
ト17の側部は、全面がテーパ面R1となっていたた
め、第2ベース50bと接触する先端部が鋭いエッジと
なる可能性がある。そのため、支持プレート17を光ア
イソレータ10とともに第2ベース50b上に配置させ
る際にその先端部が部品と衝突すると、容易に折れ曲が
り、支持プレート17の下面を平坦な状態に保てなくな
ることが想定される。支持プレート17の下面が平坦で
ないと、第2ベース50bとの接合が確実に行なえない
ことや、YAGレーザ光LBの照射の際に熱応力が生じ
て支持プレート17が破損するといった不都合が生じ
る。実施の形態5は、その予想される問題を解決するも
のである。
【0055】図6は、実施の形態5にかかる半導体レー
ザモジュールに搭載される光アイソレータを示す図であ
り、特に光軸に対して垂直な断面を示している。特に、
図6(a)は、図5と比較することができる断面図であ
り、図6(b)は、支持プレートの側部の拡大図を示
す。なお、図6において、図5と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
ザモジュールに搭載される光アイソレータを示す図であ
り、特に光軸に対して垂直な断面を示している。特に、
図6(a)は、図5と比較することができる断面図であ
り、図6(b)は、支持プレートの側部の拡大図を示
す。なお、図6において、図5と共通する部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
【0056】図6(a)に示す光アイソレータ10にお
いて、図5と異なるところは、支持プレート18の側部
R3が、同図(b)に示すように、テーパ面S1と、支
持プレート18の底面に対して略鉛直方向に沿った他面
S2とで表面を構成している点である。この他面S2の
存在により、図5に示したような先端部の鋭いエッジは
なくなり、仮に、光アイソレータ10および支持プレー
ト18を配置させる際に、この側部R3が部品と衝突し
たとしても、容易には折れ曲がらず、上記したような不
都合は生じない。
いて、図5と異なるところは、支持プレート18の側部
R3が、同図(b)に示すように、テーパ面S1と、支
持プレート18の底面に対して略鉛直方向に沿った他面
S2とで表面を構成している点である。この他面S2の
存在により、図5に示したような先端部の鋭いエッジは
なくなり、仮に、光アイソレータ10および支持プレー
ト18を配置させる際に、この側部R3が部品と衝突し
たとしても、容易には折れ曲がらず、上記したような不
都合は生じない。
【0057】以上に説明したとおり、実施の形態5にか
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10を支持する支持プレート17の側部R3がテーパ面
S1と他面S2で構成されているので、光アイソレータ
10および支持プレート18を配置させる際に、部品と
衝突する可能性が高いのはその他面S2部分であり、支
持プレート18が折れ曲がる危険性は少なくなる。ま
た、テーパ面S1を設けているので、実施の形態4によ
る効果も享受することができる。
かる半導体レーザモジュールによれば、光アイソレータ
10を支持する支持プレート17の側部R3がテーパ面
S1と他面S2で構成されているので、光アイソレータ
10および支持プレート18を配置させる際に、部品と
衝突する可能性が高いのはその他面S2部分であり、支
持プレート18が折れ曲がる危険性は少なくなる。ま
た、テーパ面S1を設けているので、実施の形態4によ
る効果も享受することができる。
【0058】なお、実施の形態4または5に示した支持
プレートを有する光アイソレータ10を、実施の形態1
〜3に示した第2ベースの凸部または段差の側壁を利用
して位置決めさせた後、YAGレーザ溶接を行なうこと
がより効果的であることは言うまでもない。
プレートを有する光アイソレータ10を、実施の形態1
〜3に示した第2ベースの凸部または段差の側壁を利用
して位置決めさせた後、YAGレーザ溶接を行なうこと
がより効果的であることは言うまでもない。
【0059】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項1〜5に
かかる半導体レーザモジュールによれば、ベース上に、
光アイソレータの位置決めを行なうための凸部または段
差が設けられているので、光アイソレータの一部をその
凸部または段差の側壁に接触させたり、その凸部または
段差の側壁を基準位置として利用することで、光アイソ
レータの位置決めが行なえ、従来ほどの熟練度を要せず
とも、光アイソレータの配置位置が最適な品質の高い半
導体レーザモジュールを提供することができるという効
果を奏する。
かかる半導体レーザモジュールによれば、ベース上に、
光アイソレータの位置決めを行なうための凸部または段
差が設けられているので、光アイソレータの一部をその
凸部または段差の側壁に接触させたり、その凸部または
段差の側壁を基準位置として利用することで、光アイソ
レータの位置決めが行なえ、従来ほどの熟練度を要せず
とも、光アイソレータの配置位置が最適な品質の高い半
導体レーザモジュールを提供することができるという効
果を奏する。
【0060】また、請求項6または7にかかる半導体レ
ーザモジュールによれば、光アイソレータを支持する支
持プレートの側部が、溶接用のレーザ光に対して略垂直
なテーパ面で形成されているため、溶接用のレーザ光を
そのテーパ面全体に一様に照射させることができるとと
もに、照射面から支持プレート底面(溶接面)までの伝
熱損失が従来と比較して小さくなり、結果的に、溶接用
のレーザの消費電力が低減されるとともに支持プレート
への過度な加熱が防止されるという効果を奏する。
ーザモジュールによれば、光アイソレータを支持する支
持プレートの側部が、溶接用のレーザ光に対して略垂直
なテーパ面で形成されているため、溶接用のレーザ光を
そのテーパ面全体に一様に照射させることができるとと
もに、照射面から支持プレート底面(溶接面)までの伝
熱損失が従来と比較して小さくなり、結果的に、溶接用
のレーザの消費電力が低減されるとともに支持プレート
への過度な加熱が防止されるという効果を奏する。
【図1】実施の形態1にかかる半導体レーザモジュール
の一部分の構成を示す図である。
の一部分の構成を示す図である。
【図2】実施の形態2にかかる半導体レーザモジュール
の一部分の構成を示す縦断面図である。
の一部分の構成を示す縦断面図である。
【図3】実施の形態2にかかる半導体レーザモジュール
において、第2ベース上の凸部の開口部の例を示す図で
ある。
において、第2ベース上の凸部の開口部の例を示す図で
ある。
【図4】実施の形態3にかかる半導体レーザモジュール
の一部分の構成を示す縦断面図である。
の一部分の構成を示す縦断面図である。
【図5】実施の形態4にかかる半導体レーザモジュール
に搭載される光アイソレータを示す図である。
に搭載される光アイソレータを示す図である。
【図6】実施の形態5にかかる半導体レーザモジュール
に搭載される光アイソレータを示す図である。
に搭載される光アイソレータを示す図である。
【図7】従来の半導体レーザモジュールの構成の一例を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図8】従来の半導体レーザモジュールにおける伝熱損
失の問題を説明するための説明図である。
失の問題を説明するための説明図である。
10 光アイソレータ
10a,13 端面
11 アイソレート光学素子
12,17,18 支持プレート
14,R3 側部
15,16 開口部
20 第1レンズ
30 キャリア
32,40 サブマウント
34 半導体レーザ素子
42 モニタフォトダイオード
50a,50b,51,52,53 ベース
51a,53a 側壁
60 ペルチェモジュール
70 第2レンズ
100 半導体レーザモジュール
101 パッケージ
102 フェルール
103 光ファイバ
R1,S1 テーパ面
S2 他面
W,W2 凸部
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体レーザ素子と、ベースと、前記ベ
ース上に配置される光アイソレータとを具備した半導体
レーザモジュールにおいて、 前記ベースは、前記半導体レーザ素子のレーザ光に対向
した側壁を有する凸部を有し、 前記光アイソレータは、前記側壁と所定の距離関係を有
した状態で固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2】 前記凸部は、前記光アイソレータが前記
ベース上に固定された状態で前記レーザ光の光軸の位置
を越える突出高さを有するとともに、前記レーザ光を前
記光アイソレータに入射させるための開口が設けられた
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザモジュ
ール。 - 【請求項3】 半導体レーザ素子と、ベースと、前記ベ
ース上に配置される光アイソレータとを具備した半導体
レーザモジュールにおいて、 前記ベースは、前記半導体レーザ素子のレーザ光に対向
した側壁を有する段差を有し、 前記光アイソレータは、前記側壁と所定の距離関係を有
した状態で固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4】 前記所定の距離関係は、前記光アイソレ
ータの一部と前記側壁とが接触した関係であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザモジュール。 - 【請求項5】 前記光アイソレータは、当該光アイソレ
ータ内のアイソレート光学素子の入射面が前記レーザ光
の光軸に垂直な面に対して所定の角度を有して固定され
ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに
記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項6】 半導体レーザ素子と、ベースと、前記ベ
ース上に配置される光アイソレータとを具備した半導体
レーザモジュールにおいて、 前記光アイソレータは、前記ベースの表面に接触する支
持プレート上に一体形成され、 前記支持プレートは、溶接用のレーザ光が照射されるテ
ーパ形状の側部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7】 半導体レーザ素子と、ベースと、前記ベ
ース上に配置される光アイソレータとを具備した半導体
レーザモジュールにおいて、 前記光アイソレータは、前記ベースの表面に接触する支
持プレート上に一体形成され、 前記支持プレートは、溶接用のレーザ光が照射されるテ
ーパ面と当該支持プレートの底面に対して略垂直な他面
とで構成された側部を有す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 |
---|---|---|---|
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