JP2003315633A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体レーザ素子がパッケージの後側に配置さ
れ、光ファイバとの間隔が広くなっている場合であって
も、パッケージの変形に対して半導体レーザ素子と光フ
ァイバとの光軸ずれを抑制することができる半導体レー
ザモジュールを提供する。 【解決手段】本発明の半導体レーザモジュールは、光フ
ァイバ８の端部が前部ネジ締め部９ａよりも前側に位置
しており、半導体レーザ素子２は、実装部６４上におい
て、後部ネジ締め部６２ｂから光ファイバ８の光軸方向
に、後部ネジ締め部６２ｂと光ファイバ８の端部との距
離の１／３以下の距離の位置に固定されており、ネジ締
め部６２の厚さをＡ、枠体固定部６３の厚さをＢとした
ときに、（１）０．４ｍｍ≦Ａ≦０．８ｍｍ、（２）Ｂ
≧４Ａが成立するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに関し、特に、パッケージの変形に対して半導体
レーザ素子と光ファイバとの光軸ずれを抑制することが
できる半導体レーザモジュールに関する。

【従来の技術】

【０００２】一般に、半導体レーザモジュールのパッケ
ージの底板は、パッケージ製造時に生じる歪みによっ
て、わずかに凹状又は凸状になっており、パッケージの
金属基体の両端領域に形成されたネジ締め部を外部部材
にネジ締めして固定する際、パッケージが大きく変形し
てしまう。そのため、半導体レーザ素子から出射される
レーザ光をレンズ等を介して光ファイバに光結合する半
導体レーザモジュールでは、上述したパッケージの変形
により、半導体レーザ素子と光ファイバとの位置関係が
変動してしまい、光結合効率が変動するという課題があ
った。

【０００３】そこで、このような課題を解決するため
に、例えば、特開平１１−１６３１８４号公報には、金
属基体の両端領域に設けられたネジ締め部を外部部材に
ネジ締めしても内部に収容した半導体レーザ素子の高さ
が変わることがなく、半導体レーザ素子と光ファイバと
の位置整合を保つことが可能な半導体レーザ素子収納用
パッケージが開示されている（以下、この技術を従来例
という）。

【０００４】図６は、従来例の半導体レーザ素子収納用
パッケージを示す断面図である。

【０００５】図６に示すように、従来例の半導体レーザ
素子収納用パッケージは、上面の中央領域に半導体レー
ザ素子１０５が載置される半導体レーザ素子載置部１０
０ａを、両端領域にネジ締め部１００ｂを有する金属基
体１００と、半導体レーザ素子載置部１００ａを囲繞す
るとともにネジ締め部１００ｂを外側に突出させるよう
に金属基体１００の上面に取り付けられる金属枠体１０
１と、この金属枠体１０１の側壁にこの側壁を貫通して
取リ付けられ、光ファイバ１０２を固定する光ファイバ
固定部材１０３と、金属枠体１０１の上面に取リ付けら
れ、半導体レーザ素子１０５を気密に封止する金属蓋体
１０４とから構成されている。

【０００６】半導体レーザ素子１０５は、基板１０６を
介してペルチェ素子１０７上に固定されている。金属基
体１００は、両端領域の厚みをＤ、金属枠体が取り付け
られている部位の厚みをＥ、中央領域の厚みをＦとした
とき、それらが下記の３式 （１）１．０≧Ｄ≧０．３（ｍｍ） （２）Ｅ≧２Ｄ （３）Ｅ＞Ｆ を満足することを特徴としている。

【０００７】従来例の半導体レーザ素子収納用パッケー
ジによれば、金属基体１００は、その両端領域の厚みを
０．３ 〜１．０ｍｍの厚みとするとともに、中央領域
の半導体レーザ素子載置部１００ａを囲繞するように金
属枠体１０１が取り付けられる部位の厚みを両端領域の
厚みの２倍以上としたことから、金属枠体１０１が取り
付けられる部位の剛性が両端領域の剛性より大きなもの
となり、その結果、パッケージ内部に半導体レーザ素子
１０５を収容し光ファイバ固定部材１０３に光ファイバ
１０２を固定して光半導体装置となした後、金属基体１
００の両端領域に設けられたネジ締め部１００ｂを外部
部材にネジ締めして光半導体装置を外部部材に固定する
と、ネジ締めに伴う応力は主に両端領域のみが変形する
ことによって容易に吸収されることとなり、金属枠体１
００が取り付けられた部位や金属枠体１００に囲まれた
中央領域に伝達されることはほとんどなくなるので、半
導体レーザ素子１０５と光ファイバ１０２との位置整合
を維持することができる、としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図７は、従来例の半導
体レーザ素子収納用パッケージの課題を説明するための
説明図である。

【０００９】従来例の半導体レーザ素子収納用パッケー
ジでは、半導体レーザ素子１０５は、パッケージの中央
線Ｌよりも光ファイバ１０２側（前側）に取り付けられ
ている（図６参照）。そのため、ネジ締め部１００ｂで
ネジを締め付けることによって、パッケージの金属基体
１００の底部が変形しても、半導体レーザ素子１０５か
らのレーザ光の出射軸は大きく変動しないか、もしくは
光ファイバ１０２の軸と同じ方向に変形していたので特
に問題はない（図７（Ａ）参照）。

【００１０】これに対し、例えば半導体レーザ素子１０
５と光ファイバ１０２との間に、第１レンズ、プリズ
ム、半波長板、複屈折率素子、第２レンズなど多数の光
学部品が配置され、半導体レーザ素子１０５と光ファイ
バ１０２との間隔が広くなっている半導体レーザモジュ
ールに、上記の従来例を適用しようとすると、パッケー
ジの長さが非常に長くなってしまう。このため、パッケ
ージは大型化してしまい、半導体レーザモジュールの小
型化の要請上、半導体レーザ素子１０５の位置は必然的
に中央線Ｌよりも後側（光ファイバ１０２側から離れた
側）になる（図７（Ｂ）参照）。

【００１１】しかし、この場合、パッケージ前部に固定
された光ファイバ１０２の光軸と、パッケージ後部に固
定された半導体レーザ素子１０５の光軸は、ネジ締め部
１００ｂでのネジ締めに起因するパッケージの変形によ
り互いに逆方向に変動してしまい、ずれが大きくなって
しまう。また、半導体レーザ素子１０５と光ファイバ１
０２との間の距離が長いことによる影響で、さらにその
ずれは大きくなってしまうという課題がある。

【００１２】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、半導体レーザ素子がパッケージの後側
に配置され、光ファイバとの間隔が広くなっている場合
であっても、パッケージの変形に対して半導体レーザ素
子と光ファイバとの光軸ずれを抑制することができる半
導体レーザモジュールを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

【００１４】本発明の半導体レーザモジュールは、半導
体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の前側端面から
出射されるレーザ光を受光し、外部に伝送する光ファイ
バと、前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に
設けられ、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ
光を前記光ファイバに光結合させるレンズと、前記半導
体レーザ素子と前記レンズとを収容し、前記半導体レー
ザ素子が載置される金属基体と、前記金属基体上に前記
半導体レーザ素子を囲うように取り付けられ、前記光フ
ァイバを固定した金属枠体と、前記金属枠体上に取り付
けられ前記半導体レーザ素子を気密に封止する蓋体とか
らなるパッケージと、を備えた半導体レーザモジュール
であって、前記金属基体は、前記金属枠体から前記光フ
ァイバの光軸方向の前側に突出した前部ネジ締め部と前
記光ファイバの光軸方向の後側に突出した後部ネジ締め
部とを有するネジ締め部と、前記金属枠体が固定される
枠体固定部と、前記半導体レーザ素子を固定する実装部
とからなり、前記光ファイバの端部が前記前部ネジ締め
部よりも前側に位置しており、前記半導体レーザ素子
は、前記実装部上において、前記後部ネジ締め部から前
記光ファイバの光軸方向に、前記後部ネジ締め部と前記
光ファイバの端部との距離の１／３以下の距離の位置に
固定されており、前記ネジ締め部の厚さをＡ、前記枠体
固定部の厚さをＢとしたときに、次式の２つの式、 （１）０．４ｍｍ≦Ａ≦０．８ｍｍ （２）Ｂ≧４Ａ が成立することを特徴とするものである。

【００１５】前記実装部は、前記金属基体の表面を凹状
に形成して平坦な底部を有し、前記枠体固定部の前記ネ
ジ締め部側の端部から前記底部側の端部までの幅Ｃは少
なくとも１ｍｍである、のが好ましい。

【００１６】前記半導体レーザ素子と光ファイバとの間
には、前記半導体レーザ素子から出射された２つのレー
ザ光を分離させる第１レンズと、前記２つのレーザ光の
うち、少なくとも一方のレーザ光の偏光方向を回転させ
る偏光回転手段と、前記第１レンズ及び偏光回転手段か
ら出射された２つのレーザ光を光合成して出射する光合
成手段とが配置されていてもよい。

【００１７】前記半導体レーザ素子を冷却する冷却装置
と、その冷却装置上に固定され、前記半導体レーザ素子
を載置する基台とを有し、前記第１レンズ、前記偏光回
転手段及び光合成手段は、前記基台上に固定されていて
もよい。

【００１８】前記光合成手段により合成された合成光を
前記光ファイバに光結合させる第２レンズが、前記パッ
ケージに固定されていてもよい。

【００１９】前記半導体レーザ素子は、間隔を隔てて形
成された第１のストライプ及び第２のストライプを有
し、前記第１のストライプ及び第２のストライプの一方
側端面から偏光方向が互いに平行な前記第１のレーザ光
及び第２のレーザ光をそれぞれ出射する単一の半導体レ
ーザ素子であってもよい。本発明の半導体レーザモジュ
ールは、光通信用機器に実装されて光源として用いられ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 （第１の実施形態例）図１（Ａ）は、本発明の第１の実
施形態例に係る半導体レーザモジュールの構成を示す側
面断面図、（Ｂ）は半導体レーザ素子がヒートシンク上
に固定して取り付けられている状態を示す側面図、図２
は本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザモジュ
ールの構成を模式化して示す説明図、図３は、図１
（Ａ）のａ−ａ線断面図である。

【００２１】図１（Ａ）に示すように、本発明の第１の
実施形態例に係る半導体レーザモジュールＭ１は、内部
を気密封止したパッケージ１と、そのパッケージ１内に
設けられ、レーザ光を出射する半導体レーザ素子２と、
フォトダイオード（受光素子）３と、第１レンズ４と、
プリズム５と、半波長板（偏光回転手段）６と、光合成
手段となるＰＢＣ（Polarization Beam Combiner）７
と、光ファイバ８とを有する。

【００２２】半導体レーザ素子２は、図２に示すよう
に、間隔を隔てて長手方向に互いに同一平面上に平行に
形成された第１のストライプ９及び第２のストライプ１
０を有し、第１のストライプ９及び第２のストライプ１
０の端面からそれぞれ第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレ
ーザ光Ｋ２を出射する。図２中に示すＫ１及びＫ２は、
それぞれ第１のストライプ９及び第２のストライプ１０
から出射されるレーザ光の中心の軌跡を示す。レーザ光
は、図２に破線で示すように、この中心のまわりにある
広がりをもって伝搬する。第１のストライプ９と第２の
ストライプ１０との間隔は、それぞれから出射された光
Ｋ１、Ｋ２を１つの第１レンズ４に入射させるために、
１００μｍ以下、例えば約４０〜６０μｍ程度に設定さ
れる。また、ストライプ同士の間隔が狭いことにより、
ストライプ同士の光出力特性等の差が小さくなる。

【００２３】図１（Ａ）に示すように、半導体レーザ素
子２はチップキャリア１１上に固定して取り付けられ
る。なお、半導体レーザ素子２は、２つのレーザ光Ｋ
１，Ｋ２を出射するため、１つのレーザ光を出射する半
導体レーザ素子に比べて発熱しやすい。そこで、半導体
レーザ素子２の放熱性を高めるため、図１（Ｂ）に示す
ように、半導体レーザ素子２は、ダイヤモンド等の熱伝
導率の良好な材質で作られたヒートシンク５８上に固定
して取り付けられ、そのヒートシンク５８がチップキャ
リア１１上に固定して取り付けられていることが好まし
い。

【００２４】フォトダイオード３は、半導体レーザ素子
２の後側（図１（Ａ）では左側）端面２ｂ（図２参照）
から出射されたモニタ用のレーザ光を受光する。フォト
ダイオード３は、フォトダイオードキャリア１２に固定
して取り付けられている。

【００２５】第１レンズ４は、半導体レーザ素子２の前
側（図１（Ａ）では右側）端面２ａ（図２参照）から出
射された第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２とが
入射され、レーザ光Ｋ１、Ｋ２を交差させ、第１のレー
ザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２との間隔をストライプ
９，１０の並び方向に広げ、分離させるとともに、それ
ぞれの光を異なる焦点位置（Ｆ１，Ｆ２）に集光させる
作用をもつ（図２参照）。

【００２６】通常、大きなスポットサイズに変換された
平行ビーム同士では、光部品の角度のずれのトレランス
が０．１度以下と厳しいが、レーザ光を集束させて伝搬
させる集光系では角度のトレランスはゆるくなる。第１
レンズ４を集束レンズとして使用することにより、光部
品の部品形状や位置決め、光部品の角度調整トレランス
がゆるくなり、好ましい。

【００２７】また、このように第１レンズ４を集束レン
ズとして使用することにより、伝搬レーザ光のスポット
径が小さくなるので、使用する光学部品を小型化するこ
とができる。

【００２８】図１（Ａ）に示すように、第１レンズ４
は、第１のレンズ保持部材１３によって保持されてい
る。第１レンズ４は、図２に示すように、第１のストラ
イプ９から出射された第１のレーザ光Ｋ１の光軸と第２
のストライプ１０から出射された第２のレーザ光Ｋ２の
光軸とが、第１レンズ４の中心軸を挟んで略対称になる
ように位置決めされるのが好ましい。これによって、第
１のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が、ともに収
差の小さい領域である第１レンズ４の中心軸近傍を通過
するため、レーザ光の波面の乱れが少なくなり、光ファ
イバ８との光結合効率が高くなる。その結果、より高光
出力の半導体レーザモジュールＭ１が得られる。なお、
球面収差の影響を抑え、高い結合効率を得るためには、
第１のレンズ４は、非球面レンズを用いるのが望まし
い。

【００２９】プリズム５は、第１レンズ４とＰＢＣ７と
の間に配設され、入射された第１のレーザ光Ｋ１及び第
２のレーザ光Ｋ２の光路を補正し、互いの光軸を略平行
にして出射する。プリズム５は、ＢＫ７（ホウケイ酸ク
ラウンガラス）等の光学ガラスで作られている。第１レ
ンズ４から非平行に伝搬する第１及び第２のレーザ光Ｋ
１，Ｋ２の光軸が、プリズム５の屈折により平行とされ
るため、そのプリズム５の後方に配置されるＰＢＣ７の
作製が容易になるとともに、ＰＢＣ７を小型化し半導体
レーザモジュールＭ１を小型にすることが可能となる。

【００３０】図２に示すように、半波長板６は、プリズ
ム５を通過した第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ
２のうち、第１のレーザ光Ｋ１のみが入射され、入射さ
れた第１のレーザ光Ｋ１の偏光方向を９０度回転させる
偏光回転手段である。第１レンズ４によって、第１、第
２のレーザ光Ｋ１、Ｋ２が十分分離されることにより、
半波長板６が配置しやすくなっている。

【００３１】ＰＢＣ７は、第１のレーザ光Ｋ１が入射さ
れる第１の入力部７ａと、第２のレーザ光Ｋ２が入射さ
れる第２の入力部７ｂと、第１の入力部７ａから入射さ
れる第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射さ
れる第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出射される出力
部７ｃとを有する。ＰＢＣ７は、例えば、第１のレーザ
光Ｋ１を常光線として出力部７ｃに伝搬させるととも
に、第２のレーザ光Ｋ２を異常光線として出力部７ｃに
伝搬させる複屈折素子である。ＰＢＣ７は、複屈折素子
の場合、複屈折率性が高くレーザ光間の分離幅を大きく
とれるように、例えばＴｉＯ_２（ルチル）で作られる。
本実施形態例においてはプリズム５、半波長板６及びＰ
ＢＣ７を同一のホルダ部材１４に固定した偏波合成モジ
ュール５９を用いている。このように、ホルダ部材１４
によって、これらの光部品を一体化しておくと、ホルダ
部材１４を第２の支持部材１９ｂを介して移動させるだ
けで、レーザ光Ｋ１、Ｋ２同士のＰＢＣ７の出力部７ｃ
における重なり合い具合を調節できる。

【００３２】ＰＢＣ７と光ファイバ８との間には、ＰＢ
Ｃ７から出射される合成光を光ファイバ８に光結合させ
る第２レンズ１６が配設されている。本実施形態例で
は、第１レンズ４は、第１のレーザ光Ｋ１及び第２のレ
ーザ光Ｋ２が、第１レンズ４と第２レンズ１６との間で
焦点（Ｆ１、Ｆ２）を結ぶように位置合わせされてい
る。これによって、第１レンズ４と焦点（Ｆ１、Ｆ２）
間におけるレーザ光のスポットサイズが小さくなって両
レーザ光の重なりが防止されるので、第１のレーザ光Ｋ
１の光路上にのみ半波長板６を挿入できるために十分な
第１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２の分離幅Ｄ’
を得るために必要な伝搬距離Ｌ（図２参照）が短くな
る。このため、半導体レーザモジュールＭ１の光軸方向
の長さを短くすることができる。その結果、例えば高温
環境下における半導体レーザ素子２と光ファイバ８との
光結合の経時安定性が優れた、信頼性の高い半導体レー
ザモジュールＭ１を提供できる。また、第１レンズ４と
第２レンズ１６との間のレーザ光のスポット径を小さく
できるので、使用する光学部品を小型化することができ
る。

【００３３】図１に示すように、半導体レーザ素子２を
固定したチップキャリア１１と、フォトダイオード３を
固定したフォトダイオードキャリア１２とは、断面略Ｌ
字形状の第１の基台１７上に半田付けして固定される。
第１の基台１７は、半導体レーザ素子２の発熱に対する
放熱性を高めるためにＣｕＷ系合金等で作られているの
が好ましい。

【００３４】第１レンズ４を固定した第１のレンズ保持
部材１３と、プリズム５、半波長板６及びＰＢＣ７をホ
ルダ部材１４に固定した偏波合成モジュール５９は、第
１の基台１７の平坦部１７ａ上に予め銀ろう付固定され
た第２の基台１８上にそれぞれ第１の支持部材１９ａ及
び第２の支持部材１９ｂを介してＹＡＧレーザ溶接によ
り固定される。このため第２の基台１８は、溶接性の良
好なステンレス鋼等で作られているのが好ましい。

【００３５】第１の基台１７の下部にはペルチェ素子か
らなる冷却装置２０が設けられている。半導体レーザ素
子２からの発熱による温度上昇はチップキャリア１１上
に設けられたサーミスタ２０ａによって検出され、サー
ミスタ２０ａより検出された温度が一定温度になるよう
に、冷却装置２０が制御される。これによって、半導体
レーザ素子２のレーザ出射を高出力化かつ安定化させる
ことができる。

【００３６】パッケージ１の側部に形成されたフランジ
部１ａの内部には、ＰＢＣ７を通過した光が入射する窓
部１ｂが設けられている。フランジ部１ａの端部にはス
ライドリング１ｄが固定され、そのスライドリング１ｄ
を介してレーザ光を集光する第２レンズ１６を保持した
第２レンズ保持部材２１が固定されている。第２レンズ
保持部材２１の端部には金属製のスライドリング２２を
介して光ファイバ８を保持したフェルール２３がＹＡＧ
レーザ溶接により固定されている。

【００３７】パッケージ１は、半導体レーザ素子２、第
１レンズ４、偏波合成モジュール５９、冷却装置２０等
を収容し、半導体レーザ素子２が載置される金属基体６
０と、金属基体６０上に半導体レーザ素子２等を囲うよ
うに取り付けられ、光ファイバ８を固定した金属枠体６
１と、金属枠体６１上に取り付けられ半導体レーザ素子
２を気密に封止する蓋体６５からなる。金属基体６０
は、金属枠体６１から光ファイバ８の光軸方向の前側に
突出した前部ネジ締め部６２ａと光ファイバ８の光軸方
向の後側に突出した後部ネジ締め部６２ｂとを有するネ
ジ締め部６２と、金属枠体６１が固定される枠体固定部
６３と、半導体レーザ素子２等を実装する実装部６４と
からなる。

【００３８】光ファイバ８の端部は、前部ネジ締め部６
２ａよりも前側に位置している。

【００３９】半導体レーザ素子２は、実装部６４上にお
いて、後部ネジ締め部６２ｂのネジ固定位置Ｐ１から、
光ファイバ８の光軸方向に光ファイバ８の端部の位置Ｐ
２までの距離の１／３以下の距離の位置Ｐ３に固定され
ている。例えば、後部ネジ締め部６２ｂのネジ固定位置
Ｐ１から光ファイバ８の端部の位置Ｐ２までの距離Ｐ２
までの距離を３１．９ｍｍにした場合、後部ネジ締め部
６２ｂのネジ固定位置Ｐ１から３１．９ｍｍの１／３の
距離、例えば８．６ｍｍの位置Ｐ３に半導体レーザ素子
２が配置されている。

【００４０】また、ネジ締め部６２の厚さをＡ、枠体固
定部６３の厚さをＢとしたときに、 ０．４ｍｍ≦Ａ≦０．８ｍｍ・・・・式（１） Ｂ≧４Ａ・・・・式（２） の２式が成立するように構成されているので、枠体固定
部６３の剛性及び強度を高めることができる。例えば、
Ａ＝０．５ｍｍ、Ｂ＝２．３ｍｍ、Ｃ＝１．７５ｍｍで
構成した場合、０．４ｍｍ≦Ａ（０．５ｍｍ）≦０．８
ｍｍで式（１）が成立し、Ｂ（２．３ｍｍ）≧４×Ａ
（０．５ｍｍ）で式（２）が成立する。実装部６４は、
金属基体６０を凹状に形成して平坦な底部を有し、枠体
固定部６３の光軸方向（Ｚ軸方向）の幅Ｃは少なくとも
１ｍｍに構成されている。また、図３に示すように、枠
体固定部６３の光軸方向に直交するＸ軸方向の幅Ｃ´も
少なくとも１ｍｍに構成されている。なお、図３中、６
７は金属枠体６１に設けられたセラミック端子、６６は
セラミック端子６７に接続されたリードピンである。

【００４１】次に、本発明の第１の実施形態例に係る半
導体レーザモジュールＭ１の動作について説明する。

【００４２】図２に示すように、半導体レーザ素子２の
第１のストライプ９及び第２のストライプ１０の前側端
面２ａからそれぞれ出射された第１のレーザ光Ｋ１及び
第２のレーザ光Ｋ２は、第１レンズ４を通過し、交差し
た後、間隔が広がり十分分離された後、プリズム５に入
射される。プリズム５に入射した時の第１のレーザ光Ｋ
１と第２のレーザ光Ｋ２との間隔（Ｄ）は約４６０μｍ
である。プリズム５によって第１のレーザ光Ｋ１と第２
のレーザ光Ｋ２は平行となって出射し（両者の間隔は約
５００μｍになる）、第１のレーザ光Ｋ１は半波長板６
に入射され、偏光方向を９０度回転された後、ＰＢＣ７
の第１の入力部７ａに入射され、第２のレーザ光Ｋ２は
ＰＢＣ７の第２の入力部７ｂに入射される。

【００４３】ＰＢＣ７では、第１の入力部７ａから入射
される第１のレーザ光Ｋ１と第２の入力部７ｂから入射
される第２のレーザ光Ｋ２とが合波されて出力部７ｃか
ら出射される。

【００４４】ＰＢＣ７から出射されたレーザ光は、光フ
ァイバ８の端面に入射され、伝搬する。

【００４５】本発明の第１の実施形態例に係る半導体レ
ーザモジュールＭ１によれば、１つの半導体レーザ素子
２に１００μｍ以下という狭い間隔で形成された第１、
第２のストライプ９，１０から偏光方向のそろった第１
のレーザ光Ｋ１及び第２のレーザ光Ｋ２が出射され、第
１レンズ４で十分分離された後、半波長板６によって第
１のレーザ光Ｋ１の偏光方向が９０度回転される。すな
わち、このときレーザ光Ｋ１、Ｋ２の偏光方向は互いに
直交したものとなる。この状態で、ＰＢＣ７によって第
１のレーザ光Ｋ１と第２のレーザ光Ｋ２が偏波合成され
るので、光ファイバ８からは高出力で、かつ偏光度の小
さいレーザ光が得られる。

【００４６】また、パッケージ１において、ネジ締め部
６２の厚さをＡ、枠体固定部６３の厚さをＢとしたとき
に、０．４ｍｍ≦Ａ≦０．８ｍｍ、Ｂ≧４Ａの２式が成
立するように構成されているので、枠体固定部６３の剛
性及び強度を高めることができる。従って、半導体レー
ザ素子２と光ファイバ８との間に第１レンズ４、プリズ
ム５、半波長板６、複屈折率素子７、第２レンズ１６な
ど多数の光学部品が配置され、半導体レーザ素子２から
光ファイバ８の端部までの距離が長くなって、半導体レ
ーザ素子２がパッケージ１の後側に配置される場合であ
っても、ネジ締め部６２のネジ締めによるパッケージ１
の変形に起因した半導体レーザ素子１と光ファイバ８と
の光軸ずれを抑制することができる。なお、本実施形態
例の半導体レーザモジュールＭ１では、２つのレーザ光
を出射させる２つのストライプを備えた１個の半導体レ
ーザ素子２と、レーザ光Ｋ１、Ｋ２両方を分離する単一
の第１レンズ４を用いているので、半導体レーザ素子２
や第１レンズ４の位置決め時間が短くなる。その結果、
半導体レーザモジュールＭ１の製造時間を短縮化でき
る。

【００４７】また、１個の半導体レーザ素子２から２つ
の光を出射することにより、これら２つの光はパッケー
ジの反り等に対して、光ファイバ８との結合効率が同じ
傾向で変動する。

【００４８】また、１つの半導体レーザ素子２を用いる
ので、半導体レーザ素子２から発生した熱を冷却するた
めのペルチェモジュール等の冷却装置２０を小型化で
き、低消費電力化を図ることができる。なお、パッケー
ジ１内を真空にするか、封入ガスをＸｅとすることによ
り、２つのストライプ９，１０から発生する莫大な熱を
冷却装置２０で放熱する際に必要な消費電力を大幅に抑
制することができ、好ましい。

【００４９】（第２の実施形態例）図４は、本発明の第
２の実施形態例に係る半導体レーザモジュールの構成を
示す側面断面図、図５は、図４のｂ−ｂ線断面図であ
る。

【００５０】図４及び図５に示すように、第２の実施形
態例に係る半導体レーザモジュールでは、実装部６４が
枠体固定部６３と同じ厚さＢ（例えば２．３ｍｍ）に形
成されているので、パッケージ１の剛性及び強度をさら
に高めることができ、パッケージ１の変形に対する半導
体レーザ素子１と光ファイバ８との光軸ずれをより抑制
することができる。

【００５１】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。例えば、半導
体レーザ素子２と光ファイバ８との間に配置される光学
部品や各種部材は例示であり、図面に開示されたものに
限定されない。また、半導体レーザ素子を２つ設け、そ
れぞれ出射した１つのレーザ光を偏波合成するように構
成してもよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、パッケージにおいて、
ネジ締め部の厚さをＡ、枠体固定部の厚さをＢとしたと
きに、０．４ｍｍ≦Ａ≦０．８ｍｍ、Ｂ≧４Ａの２式が
成立するように構成されているので、枠体固定部の剛性
及び強度を高めることができる。従って、半導体レーザ
素子と光ファイバとの間に多数の光学部品が配置され、
かつ装置の小型化の要請のために、半導体レーザ素子と
光ファイバとの間隔を広くして、半導体レーザ素子がパ
ッケージの後側に配置されている場合であっても、パッ
ケージの変形に対して半導体レーザ素子と光ファイバと
の光軸ずれを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態例に係る半
導体レーザモジュールの構成を示す側面断面図、（Ｂ）
は半導体レーザ素子がヒートシンク上に固定して取り付
けられている状態を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態例に係る半導体レーザ
モジュールの構成を模式化して示す説明図である。

【図３】図１（Ａ）のａ−ａ線断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態例に係る半導体レーザ
モジュールの構成を示す側面断面図である。

【図５】図４のｂ−ｂ線断面図である。

【図６】従来例の半導体レーザ素子収納用パッケージを
示す断面図である。

【図７】従来例の半導体レーザ素子収納用パッケージの
課題を説明するための説明図である。

【符号の説明】

Ｋ１：第１のレーザ光 Ｋ２：第２のレーザ光 Ｍ１：半導体レーザモジュール １：パッケージ １ａ：フランジ部 １ｂ：窓 １ｃ：蓋 ２：半導体レーザ素子 ３：フォトダイオード ４：第１レンズ ５：プリズム ６：半波長板（偏光回転手段） ７：ＰＢＣ ７ａ：第１の入力部 ７ｂ：第２の入力部 ７ｃ：出力部 ８：光ファイバ ９：第１のストライプ １０：第２のストライプ １１：チップキャリア １２：フォトダイオードキャリア １３：第１レンズ保持部材 １４：ホルダ部材 １６：第２レンズ １７：第１の基台 １８：第２の基台 １９ａ：第１の支持部材 １９ｂ：第２の支持部材 ２０：冷却装置 ２０ａ：サーミスタ ２１：第２レンズ保持部材 ２２：スライドリング ２３：フェルール ４８：ラマン増幅器 ４９：入力部 ５０：出力部 ５１：光ファイバ ５２：励起光発生部 ５３：ＷＤＭカプラ ５４：光アイソレータ ５５：ＷＤＭカプラ ５６：モニタ光分配用カプラ ５７：制御回路 ５８：ヒートシンク ５９：偏波合成モジュール ６０：金属基体 ６１：金属枠体 ６２：ネジ締め部 ６３：枠体固定部 ６４：実装部 ６５：蓋体 ６６：リードピン ６７：セラミック端子

フロントページの続き (72)発明者 中江 将士 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 BA03 CA32 DA03 DA04 DA35 DA36 DA38 5F073 AB04 AB27 AB28 EA29 FA07 FA08 FA15 FA16 FA25 GA23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザ素子と、 前記半導体レーザ素子の前側端面から出射されるレーザ
   光を受光し、外部に伝送する光ファイバと、 前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に設けら
   れ、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を前
   記光ファイバに光結合させるレンズと、 前記半導体レーザ素子と前記レンズとを収容し、前記半
   導体レーザ素子が載置される金属基体と、前記金属基体
   上に前記半導体レーザ素子を囲うように取り付けられ、
   前記光ファイバを固定した金属枠体と、前記金属枠体上
   に取り付けられ前記半導体レーザ素子を気密に封止する
   蓋体とからなるパッケージと、 を備えた半導体レーザモジュールであって、 前記金属基体は、前記金属枠体から前記光ファイバの光
   軸方向の前側に突出した前部ネジ締め部と前記光ファイ
   バの光軸方向の後側に突出した後部ネジ締め部とを有す
   るネジ締め部と、前記金属枠体が固定される枠体固定部
   と、前記半導体レーザ素子を固定する実装部とからな
   り、 前記光ファイバの端部が前記前部ネジ締め部よりも前側
   に位置しており、 前記半導体レーザ素子は、前記実装部上において、前記
   後部ネジ締め部から前記光ファイバの光軸方向に、前記
   後部ネジ締め部と前記光ファイバの端部との距離の１／
   ３以下の距離の位置に固定されており、 前記ネジ締め部の厚さをＡ、前記枠体固定部の厚さをＢ
   としたときに、次式の２つの式、 （１）０．４ｍｍ≦Ａ≦０．８ｍｍ （２）Ｂ≧４Ａ が成立す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】前記実装部は、前記金属基体の表面を凹状
   に形成して平坦な底部を有し、前記枠体固定部の前記ネ
   ジ締め部側の端部から前記底部側の端部までの幅Ｃは少
   なくとも１ｍｍである、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。
3. 【請求項３】前記半導体レーザ素子と光ファイバとの間
   には、 前記半導体レーザ素子から出射された２つのレーザ光を
   分離させる第１レンズと、 前記２つのレーザ光のうち、少なくとも一方のレーザ光
   の偏光方向を回転させる偏光回転手段と、 前記第１レンズ及び偏光回転手段から出射された２つの
   レーザ光を光合成して出射する光合成手段と、 が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の半導体レーザモジュール。
4. 【請求項４】前記半導体レーザ素子を冷却する冷却装置
   と、その冷却装置上に固定され、前記半導体レーザ素子
   を載置する基台とを有し、前記第１レンズ、前記偏光回
   転手段及び光合成手段は、前記基台上に固定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの項に
   記載の半導体レーザモジュール。
5. 【請求項５】前記光合成手段により合成された合成光を
   前記光ファイバに光結合させる第２レンズが、前記パッ
   ケージに固定されていることを特徴とする請求項３又は
   ４に記載の半導体レーザモジュール。
6. 【請求項６】前記半導体レーザ素子は、間隔を隔てて形
   成された第１のストライプ及び第２のストライプを有
   し、前記第１のストライプ及び第２のストライプの一方
   側端面から偏光方向が互いに平行な前記第１のレーザ光
   及び第２のレーザ光をそれぞれ出射する単一の半導体レ
   ーザ素子であること、 を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの項に記載
   の半導体レーザモジュール。