JP2005010374A

JP2005010374A - Semiconductor laser module

Info

Publication number: JP2005010374A
Application number: JP2003173421A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Nishimura; 文比古西村; Tetsuya Sakai; 哲弥酒井
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP4118753B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser module in which an aligning work for an optical fiber array is remarkably reduced, the manufacturing is easy and the optical fiber array is accurately aligned. <P>SOLUTION: The semiconductor laser module 1 comprises: an LD array 2 on which light emitting parts 21 are disposed in parallel to one another with a predetermined space; an optical fiber array 3 on which the end parts of optical fibers 8 are placed with the same space as that of the light emitting parts 21 and the longitudinal direction of the respective optical fibers 8 is so arranged to coincide with the optical axis of the emitting light from the light emitting parts 21; and guide plates 4 each composed of a plate member having a uniform thickness and having a window part 41, of which the one surface 42 is orthogonally arranged to the optical axis of the emitting light from the light emitting parts 21, so that the emitting light from respective light emitting parts 21 is made incident to the optical fibers 8 via the window parts 41 of the guide plates 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体レーザモジュールは、レーザダイオード（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ、以下ＬＤとも言う。）と、ＬＤから出力された光を結合させる光ファイバとを少なくとも備えたモジュールである。この半導体レーザモジュールは、ＬＤから出力された光が光ファイバに入力される際に最大となるように、ＬＤと光ファイバとが厳密に位置決め（調心）された状態で固定されて構成されている。
産業用に利用されている高出力の半導体レーザモジュールには、多数のＬＤが並列に配列されたＬＤアレイが備えられており、このＬＤアレイは１５〜６０程度の発光部（以下、エミッタとも言う。）が横一列に並んだ構成をしている。このような構成の半導体レーザモジュールは、全てのエミッタからの出射光を集光した場合、連続発振で２０〜４０Ｗの高出力が実現できる。このＬＤアレイから出力された光を１本の光ファイバへ入力するためには、各エミッタからの出射光を集光する機構が必要となる。
これを実現するための一手段として、光ファイバの入力端側が各エミッタに対向して調心された状態で固定され、この光ファイバの出力端側が１つにまとめられた構成の半導体レーザモジュールが提案されている（特許文献１参照。）。光ファイバの出力端側よりエミッタからの出射光が集光された状態で出射され、１本の大口径ファイバやバンドルファイバに結合させることができる。
【０００３】
特許文献１にて提案された半導体レーザモジュールの場合、光ファイバを精度良く調心して固定するためには、調心器を用いて各光ファイバを１本ずつ調心して固定する必要がある（特許文献２参照。）。
また、複数の光ファイバを、予めアレイ基板の位置決め溝に収容、固定して光ファイバアレイとすることにより、ＬＤアレイと複数の光ファイバとの調心を一括して行うことができる構成とすることもできる。しかし、光ファイバアレイを用いた構成の光ファイバモジュールにおいても、光ファイバアレイを精密ステージに把持し、この精密ステージを用いて、各エミッタから出力された光が光ファイバに最大の光強度で入力されるように、光ファイバアレイを調心して固定する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第４８１８０６２号明細書
【特許文献２】
特開２００２−３４１１９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２や光ファイバアレイを用いた構成のように、光ファイバ又は光ファイバアレイの調心を行う場合、エミッタから出力された光が光ファイバに最大の光強度で入力されるように、光ファイバ又は光ファイバアレイのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置調整と各軸回りの角度調整（θ_Ｘ，θ_Ｙ，θ_Ｚ）の６軸の調整を行う必要がある。
通常、ＬＤアレイのエミッタから光を出力し、光ファイバへ結合する出射光の光強度を測定しながら、光ファイバ又は光ファイバアレイの６軸の調整を並行して行う。この光ファイバ又は光ファイバアレイの６軸の調整に係る作業は、熟練を要し、時間のかかる作業であり、更に位置決め用調心器として、６軸の精密調整が可能な大型で高価な精密ステージを用いなければならない。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものである。すなわち光ファイバアレイの調心に係る作業が大幅に低減でき、簡便に光ファイバアレイが調心できて容易に製造でき、かつ光ファイバアレイが精度良く調心され、優れた結合効率でレーザダイオードアレイからの出射光が光ファイバに結合でき、低損失でレーザダイオードアレイからの出射光を光ファイバから出射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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、レーザダイオードアレイと、該レーザダイオードアレイの発光部に面して配置された光ファイバアレイと、これらレーザダイオードアレイと光ファイバアレイとの間に配置されたガイド板を具備し、前記レーザダイオードアレイは、１以上のレーザダイオードが搭載され、これらレーザダイオードの発光部が露出され、かつ所定の間隔を置いて並列に配設されたものであり、前記光ファイバアレイは、１以上の光ファイバが固定され、これら光ファイバの先端部が前記レーザダイオードの発光部の間隔と等しい間隔を配して置かれ、かつ各光ファイバの長手方向が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸に一致するように配置されたものであり、前記ガイド板は、均一の厚さを有する板材からなり、窓部が形成されたもので、その一表面が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸と直交するように配置されており、前記ガイド板の窓部を介してレーザダイオードアレイの各発光部からの出射光が光ファイバアレイの各光ファイバの先端部に入射されるようにしたことを特徴とする半導体レーザモジュールである。
請求項２にかかる発明は、サブマウント上に実装されたレーザダイオードアレイと、該レーザダイオードアレイの発光部に面して配置された光ファイバアレイを具備し、前記レーザダイオードアレイは、１以上のレーザダイオードが搭載され、これらレーザダイオードの発光部が露出され、かつ所定の間隔を置いて並列に配設されたものであり、前記光ファイバアレイは、１以上の光ファイバが固定され、これら光ファイバの先端部が前記レーザダイオードの発光部の間隔と等しい間隔を配して置かれ、かつ各光ファイバの長手方向が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸に一致するように配置されたものであり、前記サブマウントの一端面が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸と直交するように形成されており、レーザダイオードアレイの各発光部からの出射光が光ファイバアレイの各光ファイバの先端部に入射されるようにしたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下に本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
図１は、本実施形態の半導体レーザモジュール１の一例を示す概略斜視図である。また、図２は、図１に示された半導体レーザモジュール１の上面図である。この半導体レーザモジュール１は、レーザダイオードアレイ（以下、ＬＤアレイとも言う。）２と、このＬＤアレイ２の発光部（以下、エミッタとも言う。）２１に面して配置された光ファイバアレイ３と、これらＬＤアレイ２と光ファイバアレイ３との間に配置されたガイド板４から構成されている。ＬＤアレイ２，光ファイバアレイ３，ガイド板４は、各種構成部材が収納又は取り付けられる基板５上に固定されている。
【０００９】
ＬＤアレイ２は、１以上のレーザダイオード（以下、ＬＤとも言う。）が搭載され、これらＬＤのエミッタ２１が露出され、かつ所定の間隔を置いて並列に配設されたものである。ＬＤアレイ２としては、例えば図１及び図２に示されたように、直方体等の矩形状であり、その端面（以下、発光面とも言う。）２２にエミッタ２１が横一列に等間隔に並べて設けられた端面発光型のもの等が挙げられる。
前記ＬＤアレイ２は、基板５上に設けられたサブマウント５１上に実装されている。
【００１０】
ガイド板４は、均一の厚さを有する板材からなり、窓部４１が形成されたもので、その一表面（光ファイバアレイ３と接する面）４２がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように基板５上に立設されている。窓部４１は、ＬＤアレイ２の発光面２２に対向する部分に形成されている。
ガイド板４としては、例えば図１及び図２に示されたように、１対の板材から構成され、個々のガイド板４の間のＬＤアレイ２の発光面２２に対向する部分に窓部４１が設けられたもの等が挙げられる。
【００１１】
光ファイバアレイ３は、アレイ基板７と、このアレイ基板７上に固定された１以上の光ファイバ８から構成されている。アレイ基板７としては、例えば石英ガラスやステンレス鋼等から構成された矩形状の平板が挙げられる。
光ファイバ８は、その先端部（以下、先端面とも言う。）８１が前記ＬＤアレイ２のエミッタ２１間隔と等しい間隔を配してアレイ基板７上に固定されている。光ファイバ８を所定の位置に位置決めした状態で固定する方法としては、例えば予めアレイ基板７上にＶ溝等の位置決め溝を所定の位置に設けておき、この位置決め溝に光ファイバ８を収容、固定する方法等が適用できる。
更に、光ファイバアレイ３は、各光ファイバ８の長手方向が前記ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように調心された状態で配置されている。
以上により、前記ガイド板４の窓部４１を介してＬＤアレイ２の各エミッタ２１からの出射光６が光ファイバアレイ３の各光ファイバ８の先端部８１に入射されるようになっている。
【００１２】
前記光ファイバアレイ３を、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように調心する方法について、図１及び図２に示された半導体レーザモジュール１の一例をもとにして、以下に詳細に説明する。
ここで、図中、ＬＤアレイ２のエミッタ２１に向かって左右方向をＸ軸方向とし、上下方向、すなわち垂線方向をＹ軸方向とし、ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸方向、すなわちＸ軸とＹ軸とに直交する方向をＺ軸方向と定める。
【００１３】
図１及び図２に示された光ファイバアレイ３は、アレイ基板７として、矩形状の平板の端面（以下、入力端とも言う。）７１に突部７２が設けられたものが用いられ、アレイ基板７の突部７２に光ファイバ８の先端部８１が配置されている。
アレイ基板７の突部７２は、ガイド板４の窓部４１よりも小さく、突部７２をガイド板４の窓部４１に挿入できるようになっている。
【００１４】
図３は、半導体レーザモジュール１の上面図のうち、要部の拡大図である。また、図４は、半導体レーザモジュール１の要部の側面図である。
光ファイバ８は、その先端部８１がＬＤアレイ２のエミッタ２１間隔と等しい間隔を配してアレイ基板７上に固定されているため、光ファイバアレイ３の調心を行うことによって、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように一括して光ファイバ８の調心ができる。
光ファイバアレイ３の調心には、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置調整と各軸回りの角度調整（θ_Ｘ，θ_Ｙ，θ_Ｚ）の６軸の調整を行う必要がある。
【００１５】
まず、６軸のうち、Ｘ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を以下のようにして行う。
前述したようにガイド板４は均一の厚さを有する板材からなり、その光ファイバアレイ２と接する面４２がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように立設されている。
このため、ガイド板４の窓部４１にアレイ基板７の突部７２を挿入し、突部７２の両側に位置する入力端７１がガイド板４に接するように光ファイバアレイ３を配置することによって、アレイ基板７の突部７２に固定された光ファイバ８の先端面８１を、ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように位置させることができ、光ファイバアレイ３のＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を行うことができる。
【００１６】
また、アレイ基板７の突部７２をガイド板４の窓部４１に挿入し、突部７２の両側に位置する入力端７１がガイド板４に接する状態のとき、ＬＤアレイ２のエミッタ２１と、突部７２に固定された光ファイバ８の先端面８１との距離が所望の値となるように、予めガイド板４とＬＤアレイ２との距離、ガイド板４の厚さ、アレイ基板７の突部７２の突出長さ等を調整することによって、前記したように窓部４１にアレイ基板７の突部７２を挿入し、突部７２の両側に位置する入力端７１がガイド板４に接するように光ファイバアレイ３を配置した際、光ファイバアレイ３のＺ軸方向の位置調整が行える。
【００１７】
次に、以下に示されたように光ファイバアレイ３のＸ軸方向とＹ軸方向の位置調整と、Ｚ軸回りの角度（θ_Ｚ）の調整を行い、各光ファイバ８の長手方向が前記ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致し、ＬＤアレイ２のエミッタ４２からの出射光６が光ファイバ８に最大の光強度で結合されるように調心する。
Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置調整とＺ軸回りの角度（θ_Ｚ）調整が可能な精密ステージを用い、この精密ステージに取り付けられた調整用治具で光ファイバアレイ３を把持した状態でＬＤアレイ２を発光させ、光ファイバアレイ３の光ファイバ８に入力される光の光強度が最大となるように光ファイバアレイ３の位置を、精密ステージを用いて調整する。
【００１８】
そして、ＬＤアレイ２と光ファイバアレイ３とが調心された状態を維持したまま、光ファイバアレイ３を基板５の上面に固定する。光ファイバアレイ３を基板５に固定する方法としては、例えば半田、接着剤等を用いて固定する方法や、レーザ溶接により固定する方法等が適用できる。
【００１９】
本実施形態では、ガイド板４は均一の厚さを有する板材からなり、そのＬＤアレイ２に向かい合う面がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように立設されているため、ガイド板４の窓部４１にアレイ基板７の突部７２を挿入し、突部７２の両側に位置する入力端７１がガイド板４に接するように光ファイバアレイ３を配置することによって、光ファイバアレイ３のＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を行うことができる。
また、アレイ基板７の突部７２をガイド板４の窓部４１に挿入し、突部７２の両側に位置する入力端７１がガイド板４に接する状態のとき、ＬＤアレイ２のエミッタ２１と、突部７２に固定された光ファイバ８の先端面８１との距離が所望の値となるように、予めガイド板４とＬＤアレイ２との距離、ガイド板４の厚さ、アレイ基板７の突部７２の突出長さ等が調整しておくことによって、光ファイバアレイ３のＺ軸方向の位置調整を行うことができる。
【００２０】
以上のように、Ｚ軸方向の位置調整とＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整に係る作業は、ガイド板４の窓部４１にアレイ基板７の突部７２を挿入し、突部７２の両側に位置する入力端７１がガイド板４に接するように光ファイバアレイ３を配置するだけでよく、簡便に行うことができる。
【００２１】
光ファイバアレイ３のＸ軸方向とＹ軸方向の位置調整とＺ軸回りの角度（θ_Ｚ）調整は、精密ステージに取り付けられた調整用治具で光ファイバアレイ３を把持した状態でＬＤアレイ２を発光させ、ＬＤアレイ２の各エミッタ２１からの出射光６が光ファイバ８に最大の光強度で結合されるように精密ステージを用いて光ファイバアレイ３の位置を調整することができる。この場合、３軸について調整するだけでよく、従来のように光ファイバアレイ３のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置調整と各軸回りの角度調整（θ_Ｘ，θ_Ｙ，θ_Ｚ）の６軸を並行して調整する場合に比べて、調心に係る作業を大幅に低減でき、熟練を必要とせず簡便に行うことができ、かつ６軸調整用の大型で高価な位置決め用調心器を用いる必要がない。
【００２２】
また、光ファイバ８は、ＬＤアレイ２のエミッタ２１の間隔と同一の間隔で横一列に並べられてアレイ基板７の上面に固定されており、光ファイバアレイ３の調心を行うことによって、ＬＤアレイ２の各エミッタ２１と光ファイバアレイ３の光ファイバ８とが対向した位置にくるように一括して光ファイバ８の調心ができる。
【００２３】
更に、光ファイバアレイ３のＺ軸方向の位置調整精度と、Ｘ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度精度は、基板５に設けられたガイド板４と、光ファイバアレイ３のアレイ基板７の加工精度によって決定される。ガイド板４やアレイ基板７は、公知のプレス成形や研削加工により高い加工精度で簡便に製造できるものであり、前記光ファイバアレイ３のθ_Ｘ，θ_Ｙ，Ｚ軸方向において優れた調心精度が実現できる。
このため、光ファイバアレイ８が精度良く調心され、優れた結合効率でＬＤアレイ２からの出射光６が光ファイバ８に結合でき、低損失でＬＤアレイ２からの出射光６を光ファイバ８から出射できる半導体レーザモジュール１が実現できる。
【００２４】
また、光ファイバアレイ３として、矩形状の平板の入力端７１に突部７２が設けられたアレイ基板７を有し、このアレイ基板７の突部７２に光ファイバ８の先端部８１が配置されたものを用いた場合、ガイド板４の窓部４１にアレイ基板７の突部７２が挿入された状態で、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように光ファイバアレイ３を配置することができる。この場合、ＬＤアレイ２のエミッタ２１と光ファイバ８の先端部８１とが近接した状態とすることができ、出射光６の伝搬損失を低減できる。
【００２５】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、基板５に設けられたガイド板４の窓部４１にアレイ基板７の突部７２を挿入した際、各光ファイバ８の長手方向が前記ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように、予め窓部４１の位置を定め、かつ窓部４１とアレイ基板７の突部７２とを同一の大きさとしておいても構わない。
この場合、窓部４１にアレイ基板７の突部７２を係合することによって、光ファイバアレイ３のＺ軸方向の位置調整と、Ｘ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整だけでなく、Ｘ，Ｙ軸方向の位置調整とＺ軸回りの角度（θ_Ｚ）の角度調整もでき、光ファイバアレイ３の調心に係る作業を大幅に低減できる。
【００２６】
また、アレイ基板７は、入力端７１に突部７２が設けられておらず、直方体等の矩形状の平板であっても構わない。この場合、アレイ基板７として、その入力端７１の横幅がガイド板４の窓部４１の横幅よりも広いものを用い、アレイ基板７の入力端７１の一部がガイド板４に接した状態とすることによって、本実施形態と同様に光ファイバアレイ３のＺ軸方向の位置調整と、Ｘ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を行うことができる。
【００２７】
また、アレイ基板７の入力端７１は、ガイド板４から離れた位置にあり、かつガイド板４と平行に配置されていても構わない。これにより光ファイバアレイ３は、Ｘ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整が行われるため、光ファイバアレイ３の調心に係る作業を低減できる。
【００２８】
また、ガイド板は、サブマウント５１の端面に設けられたものでも構わない。図５は、第１の実施形態の半導体レーザモジュールの他の一例を示す概略斜視図である。また、図６は、図５に示された半導体レーザモジュール１０１の上面図であり、図７は、図５に示された半導体レーザモジュール１０１の要部の側面図である。
【００２９】
ガイド板１０４は、その一表面（光ファイバアレイ３と接する面）１４２がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように、サブマウント５１の端面に接した状態で立設されている。そして窓部１４１が、ＬＤアレイ２の発光面２２に対向する部分に形成されている。
なお、ガイド板１０４はサブマウント５１と一体成形により形成されたものでも構わない。
【００３０】
光ファイバアレイ１０３において、光ファイバ８の先端面８１は、アレイ基板１０７の入力端１７１よりも内方に所望の距離離れて位置する状態で固定されている。
このため、光ファイバアレイ１０３とガイド板の一表面１４２とが接した状態で、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように光ファイバアレイ１０３を配置した際、光ファイバ８の先端面８１がＬＤアレイ２のエミッタ２１から所定の距離離れて位置するようになっている。
前記光ファイバアレイ１０３は、ガイド板１０４に接着、固定され、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように調心された状態で配置されている。
【００３１】
アレイ基板１０７の入力端１７１が、ガイド板１０４に接するか又はガイド板１０４と平行となるように、光ファイバアレイ１０３を配置することによって、アレイ基板１０７に固定された光ファイバ８の先端面８１を、ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように位置させることができる。このため、光ファイバアレイ１０３のＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を簡便に行うことができ、調心に係る作業を大幅に低減できる。
【００３２】
［第２の実施形態］
本実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、サブマウント２５１の一端面（ＬＤアレイ２の発光面２２と同じ側の端面）２５１ａがＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように形成されており、この一端面２５１ａが、第１の実施形態の半導体レーザモジュールの他の一例のガイド板１０４と同様の機能を果たす点である。
図８は、第２の実施形態の半導体レーザモジュールの一例を示す概略斜視図である。また、図９は、図８に示された半導体レーザモジュール２０１の上面図であり、図１０は、図８に示された半導体レーザモジュール２０１の要部の側面図である。
【００３３】
光ファイバアレイ２０３において、Ｖ溝等の位置決め溝から構成され、光ファイバ８を固定する固定部２７３は、アレイ基板２０７の入力端２７１よりも内方に設けられている。前記固定部２７３に光ファイバ８が固定されており、光ファイバ８の先端面８１は、アレイ基板２０７の入力端２７１よりも内方に所望の距離離れて位置する状態で固定されている。
このため、光ファイバアレイ２０３とサブマウント２５１の一端面２５１ａとが接した状態で、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように光ファイバアレイ２０３を配置した際、光ファイバ８の先端面８１や固定部２７３がＬＤアレイ２のエミッタ２１と接触せず、かつ光ファイバ８の先端面８１がＬＤアレイ２のエミッタ２１から所定の距離離れて位置するようになっている。
【００３４】
前記光ファイバアレイ２０３は、サブマウント２５１の一端面２５１ａに接着、固定され、各光ファイバ８の長手方向がＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸に一致するように調心された状態で配置されている。
アレイ基板２０７の入力端２７１が、サブマウント２５１の一端面２５１ａに接するか又は一端面２５１ａと平行となるように光ファイバアレイ２０３を配置することによって、アレイ基板２０７に固定された光ファイバ８の先端面８１を、ＬＤアレイ２のエミッタ２１からの出射光６の光軸と直交するように位置させることができる。このため、光ファイバアレイ２０３のＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を簡便に行うことができ、調心に係る作業を大幅に低減できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の発明によると、ガイド板は均一の厚さを有する板材からなり、その一表面がＬＤアレイのエミッタからの出射光の光軸と直交するように立設されているため、ガイド板の窓部にアレイ基板の突部を挿入して突部の両側に位置する入力端がガイド板に接するように光ファイバアレイを配置するか、若しくはアレイ基板の入力端がガイド板に接するか又はガイド板と平行となるように光ファイバアレイを配置することによって、光ファイバアレイのＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を行うことができる。
また、アレイ基板の突部をガイド板の窓部に挿入し、突部の両側に位置する入力端がガイド板に接する状態のとき、ＬＤアレイのエミッタと、突部に固定された光ファイバの端面との距離が所望の値となるように、予めガイド板とＬＤアレイとの距離、ガイド板の厚さ、アレイ基板の突部の突出長さ等が調整しておくことによって、光ファイバアレイのＺ軸方向の位置調整を行うことができる。
以上により、光ファイバアレイの調心に係る作業を大幅に低減でき、簡便に調心できる。このため、従来のように光ファイバアレイのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置調整と各軸回りの角度調整（θ_Ｘ，θ_Ｙ，θ_Ｚ）の６軸を並行して調整する場合に比べて、熟練を必要とせず簡便に行うことができ、かつ６軸調整用の大型で高価な位置決め用調心器を用いる必要がなく、半導体レーザモジュールを製造することができる。
【００３６】
更に、光ファイバアレイのＺ軸方向の位置精度と、Ｘ軸回りの角度とＹ軸回りの角度の角度精度は、ガイド板と、光ファイバアレイのアレイ基板の加工精度によって決定される。ガイド板やアレイ基板は、公知のプレス成形や研削加工により高い加工精度で簡便に製造できるものであり、前記光ファイバアレイのＺ軸方向の位置と、Ｘ軸回りの角度，Ｙ軸回りの角度において優れた調心精度が実現できる。
このため、光ファイバアレイが精度良く調心され、優れた結合効率でレーザダイオードアレイからの出射光が光ファイバに結合でき、低損失でレーザダイオードアレイからの出射光を光ファイバから出射できる半導体レーザモジュールが実現できる。
【００３７】
また、請求項２に記載の発明によると、サブマウントの一端面が、レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸と直交するように形成されているため、アレイ基板の入力端がガイド板に接するか又はガイド板と平行となるように光ファイバアレイを配置することによって、光ファイバアレイのＸ軸回りの角度（θ_Ｘ）とＹ軸回りの角度（θ_Ｙ）の角度調整を行うことができ、光ファイバアレイの調心に係る作業を大幅に低減でき、簡便に調心できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の半導体レーザモジュールの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示された半導体レーザモジュールの上面図である。
【図３】図２に示された半導体レーザモジュールの上面図のうち、要部の拡大図である。
【図４】第１の実施形態の半導体レーザモジュールの要部の側面図である。
【図５】第１の実施形態の半導体レーザモジュールの他の一例を示す概略斜視図である。
【図６】図５に示された半導体レーザモジュールの上面図である。
【図７】図５に示された半導体レーザモジュールの要部の側面図である。
【図８】第２の実施形態の半導体レーザモジュールの一例を示す概略斜視図である。
【図９】図８に示された半導体レーザモジュールの上面図である。
【図１０】図８に示された半導体レーザモジュールの要部の側面図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１‥‥半導体レーザモジュール、２‥‥レーザダイオードアレイ（ＬＤアレイ）、３，１０３，２０３‥‥光ファイバアレイ、４，１０４‥‥ガイド板、６‥‥出射光、８‥‥光ファイバ、２１‥‥ＬＤアレイの発光部（エミッタ）、４１，１４１‥‥ガイド板の窓部、４２，１４２‥‥ガイド板の一表面（光ファイバアレイと接する面）、５１，２５１‥‥サブマウント、２５１ａ‥‥サブマウントの一端面、８１‥‥光ファイバの先端部（先端面）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser module.
[0002]
[Prior art]
Generally, a semiconductor laser module is a module including at least a laser diode (hereinafter also referred to as LD) and an optical fiber for coupling light output from the LD. This semiconductor laser module is configured to be fixed in a state where the LD and the optical fiber are strictly positioned (aligned) so that the light output from the LD is maximized when it is input to the optical fiber. Yes.
A high-power semiconductor laser module used for industrial use is provided with an LD array in which a large number of LDs are arranged in parallel. This LD array has about 15 to 60 light emitting sections (hereinafter also referred to as emitters). .) Are arranged side by side. The semiconductor laser module having such a configuration can realize a high output of 20 to 40 W in continuous oscillation when the emitted light from all the emitters is collected. In order to input the light output from the LD array to one optical fiber, a mechanism for condensing the emitted light from each emitter is required.
As one means for realizing this, there is a semiconductor laser module having a configuration in which the input end side of the optical fiber is fixed in a state of being aligned with each emitter and the output end side of the optical fiber is integrated into one. It has been proposed (see Patent Document 1). The light emitted from the emitter is collected from the output end side of the optical fiber, and can be coupled to one large-diameter fiber or bundle fiber.
[0003]
In the case of the semiconductor laser module proposed in Patent Document 1, it is necessary to align and fix each optical fiber one by one using an aligner in order to align and fix the optical fiber with high accuracy (Patent Document). 2).
In addition, by arranging and fixing a plurality of optical fibers in the positioning grooves of the array substrate in advance to form an optical fiber array, alignment between the LD array and the plurality of optical fibers can be performed collectively. You can also. However, even in an optical fiber module configured using an optical fiber array, the optical fiber array is held on a precision stage, and the light output from each emitter is input to the optical fiber with the maximum light intensity using this precision stage. Therefore, it is necessary to align and fix the optical fiber array.
[0004]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 4,818,062
[Patent Document 2]
JP 2002-341196 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When aligning an optical fiber or an optical fiber array as in the configuration using Patent Document 2 or an optical fiber array, the light is output so that the light output from the emitter is input to the optical fiber with the maximum light intensity. Position adjustment of the fiber or optical fiber array in the X, Y, and Z axis directions and angle adjustment around each axis (θ _X , Θ _Y , Θ _Z 6 axes must be adjusted.
Usually, the six axes of the optical fiber or the optical fiber array are adjusted in parallel while outputting light from the emitter of the LD array and measuring the light intensity of the outgoing light coupled to the optical fiber. The work related to the adjustment of the six axes of the optical fiber or the optical fiber array is a skillful and time-consuming work, and as a positioning aligner, a large and expensive precision capable of precise adjustment of the six axes. A stage must be used.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances. That is, the work related to the alignment of the optical fiber array can be greatly reduced, the optical fiber array can be easily aligned and manufactured easily, the optical fiber array is accurately aligned, and the laser diode array has excellent coupling efficiency. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser module in which the light emitted from the laser diode can be coupled to the optical fiber, and the light emitted from the laser diode array can be emitted from the optical fiber with low loss.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 is directed to a laser diode array, an optical fiber array disposed facing a light emitting portion of the laser diode array, and between the laser diode array and the optical fiber array. The laser diode array includes one or more laser diodes, the light emitting portions of these laser diodes are exposed, and are arranged in parallel at a predetermined interval. In the optical fiber array, one or more optical fibers are fixed, the tip portions of these optical fibers are arranged with an interval equal to the interval between the light emitting portions of the laser diodes, and the longitudinal direction of each optical fiber is The guide plate is disposed so as to coincide with the optical axis of the light emitted from the light emitting portion of the laser diode, and the guide plate has a uniform thickness. It is made of a plate material having a window portion, one surface of which is arranged so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light from the light emitting portion of the laser diode, and through the window portion of the guide plate The semiconductor laser module is characterized in that light emitted from each light emitting portion of the laser diode array is incident on the tip of each optical fiber of the optical fiber array.
The invention according to claim 2 comprises a laser diode array mounted on a submount, and an optical fiber array disposed facing the light emitting portion of the laser diode array, wherein the laser diode array includes one or more laser diode arrays. Laser diodes are mounted, light emitting portions of these laser diodes are exposed, and are arranged in parallel at a predetermined interval. The optical fiber array has one or more optical fibers fixed thereto, The tip of the fiber is placed with an interval equal to the interval of the light emitting portion of the laser diode, and the longitudinal direction of each optical fiber is arranged so as to coincide with the optical axis of the emitted light from the light emitting portion of the laser diode The one end surface of the submount is formed so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light from the light emitting portion of the laser diode. The semiconductor laser module, wherein the light emitted from the light emitting portion of the laser diode array is to be incident on the front end portion of each optical fiber of the optical fiber array.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the semiconductor laser module 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a top view of the semiconductor laser module 1 shown in FIG. The semiconductor laser module 1 includes a laser diode array (hereinafter also referred to as an LD array) 2 and an optical fiber array 3 disposed so as to face a light emitting portion (hereinafter also referred to as an emitter) 21 of the LD array 2. The guide plate 4 is disposed between the LD array 2 and the optical fiber array 3. The LD array 2, the optical fiber array 3, and the guide plate 4 are fixed on a substrate 5 on which various components are accommodated or attached.
[0009]
The LD array 2 includes one or more laser diodes (hereinafter also referred to as LDs), the emitters 21 of these LDs are exposed, and are arranged in parallel at a predetermined interval. The LD array 2 has, for example, a rectangular shape such as a rectangular parallelepiped as shown in FIGS. 1 and 2, and emitters 21 are arranged on the end surface (hereinafter also referred to as a light emitting surface) 22 at equal intervals in a horizontal row. The provided edge-emitting type can be used.
The LD array 2 is mounted on a submount 51 provided on the substrate 5.
[0010]
The guide plate 4 is made of a plate material having a uniform thickness and is formed with a window portion 41, and one surface (surface in contact with the optical fiber array 3) 42 is emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. It is erected on the substrate 5 so as to be orthogonal to the optical axis. The window portion 41 is formed in a portion facing the light emitting surface 22 of the LD array 2.
As the guide plate 4, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, the guide plate 4 is composed of a pair of plate members, and a window portion 41 is provided at a portion facing the light emitting surface 22 of the LD array 2 between the individual guide plates 4. Are provided.
[0011]
The optical fiber array 3 includes an array substrate 7 and one or more optical fibers 8 fixed on the array substrate 7. Examples of the array substrate 7 include a rectangular flat plate made of quartz glass, stainless steel, or the like.
The optical fiber 8 is fixed on the array substrate 7 with a tip portion (hereinafter, also referred to as a tip surface) 81 arranged at an interval equal to the interval between the emitters 21 of the LD array 2. As a method of fixing the optical fiber 8 in a state where it is positioned at a predetermined position, for example, a positioning groove such as a V-groove is previously provided on the array substrate 7 at a predetermined position, and the optical fiber 8 is accommodated in the positioning groove. A fixing method can be applied.
Further, the optical fiber array 3 is arranged in a state in which the longitudinal direction of each optical fiber 8 is aligned so as to coincide with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2.
As described above, the emitted light 6 from each emitter 21 of the LD array 2 is incident on the distal end portion 81 of each optical fiber 8 of the optical fiber array 3 through the window portion 41 of the guide plate 4.
[0012]
A method of aligning the optical fiber array 3 so that the longitudinal direction of each optical fiber 8 coincides with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2 is shown in FIGS. Based on an example of the laser module 1, it demonstrates in detail below.
Here, in the figure, the left-right direction toward the emitter 21 of the LD array 2 is the X-axis direction, the vertical direction, that is, the perpendicular direction is the Y-axis direction, and the optical axis direction of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2 That is, the direction orthogonal to the X axis and the Y axis is defined as the Z axis direction.
[0013]
The optical fiber array 3 shown in FIG. 1 and FIG. 2 uses an array substrate 7 having a rectangular flat plate end surface (hereinafter also referred to as an input end) 71 provided with a protrusion 72, A tip end portion 81 of the optical fiber 8 is disposed on the protrusion 72 of the substrate 7.
The protrusion 72 of the array substrate 7 is smaller than the window 41 of the guide plate 4 so that the protrusion 72 can be inserted into the window 41 of the guide plate 4.
[0014]
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the top view of the semiconductor laser module 1. FIG. 4 is a side view of the main part of the semiconductor laser module 1.
Since the optical fiber 8 is fixed on the array substrate 7 with the tip portion 81 arranged at a distance equal to the distance between the emitters 21 of the LD array 2, each optical fiber is aligned by aligning the optical fiber array 3. The optical fiber 8 can be aligned in a lump so that the longitudinal direction of 8 coincides with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2.
For alignment of the optical fiber array 3, position adjustment in the X, Y and Z axis directions and angle adjustment around each axis (θ _X , Θ _Y , Θ _Z 6 axes must be adjusted.
[0015]
First, of the six axes, the angle around the X axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Is adjusted as follows.
As described above, the guide plate 4 is made of a plate material having a uniform thickness, and the surface 42 in contact with the optical fiber array 2 is erected so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. ing.
For this reason, by inserting the protrusion 72 of the array substrate 7 into the window 41 of the guide plate 4 and arranging the optical fiber array 3 so that the input ends 71 located on both sides of the protrusion 72 are in contact with the guide plate 4. The front end surface 81 of the optical fiber 8 fixed to the protrusion 72 of the array substrate 7 can be positioned so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2, and the optical fiber array 3. Angle around the X axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Angle adjustment can be performed.
[0016]
When the protrusion 72 of the array substrate 7 is inserted into the window 41 of the guide plate 4 and the input ends 71 located on both sides of the protrusion 72 are in contact with the guide plate 4, the emitter 21 of the LD array 2, The distance between the guide plate 4 and the LD array 2, the thickness of the guide plate 4, the protrusion of the array substrate 7 so that the distance from the tip surface 81 of the optical fiber 8 fixed to the protrusion 72 becomes a desired value. By adjusting the protrusion length of the portion 72, the protrusion 72 of the array substrate 7 is inserted into the window 41 as described above, and the input ends 71 located on both sides of the protrusion 72 are in contact with the guide plate 4. When the optical fiber array 3 is disposed on the optical fiber array 3, the position of the optical fiber array 3 in the Z-axis direction can be adjusted.
[0017]
Next, as shown below, the position adjustment of the optical fiber array 3 in the X-axis direction and the Y-axis direction and the angle around the Z-axis (θ _Z The longitudinal direction of each optical fiber 8 coincides with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2, and the outgoing light 6 from the emitter 42 of the LD array 2 reaches the optical fiber 8 at the maximum. Arrange to combine with the light intensity of.
X-axis and Y-axis position adjustment and Z-axis angle (θ _Z ) Using an adjustable precision stage, the LD array 2 is caused to emit light in a state where the optical fiber array 3 is held by an adjustment jig attached to the precision stage, and input to the optical fiber 8 of the optical fiber array 3 The position of the optical fiber array 3 is adjusted using a precision stage so that the light intensity of light becomes maximum.
[0018]
Then, the optical fiber array 3 is fixed to the upper surface of the substrate 5 while maintaining the state where the LD array 2 and the optical fiber array 3 are aligned. As a method of fixing the optical fiber array 3 to the substrate 5, for example, a method of fixing using a solder, an adhesive or the like, a method of fixing by laser welding, or the like can be applied.
[0019]
In this embodiment, the guide plate 4 is made of a plate material having a uniform thickness, and the surface facing the LD array 2 is erected so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. Therefore, by inserting the protrusion 72 of the array substrate 7 into the window 41 of the guide plate 4 and arranging the optical fiber array 3 so that the input ends 71 located on both sides of the protrusion 72 are in contact with the guide plate 4. , An angle around the X axis of the optical fiber array 3 (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Angle adjustment can be performed.
When the protrusion 72 of the array substrate 7 is inserted into the window 41 of the guide plate 4 and the input ends 71 located on both sides of the protrusion 72 are in contact with the guide plate 4, the emitter 21 of the LD array 2, The distance between the guide plate 4 and the LD array 2, the thickness of the guide plate 4, the protrusion of the array substrate 7 so that the distance from the tip surface 81 of the optical fiber 8 fixed to the protrusion 72 becomes a desired value. By adjusting the protrusion length and the like of the portion 72, the position of the optical fiber array 3 in the Z-axis direction can be adjusted.
[0020]
As described above, the position adjustment in the Z-axis direction and the angle around the X-axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y In the operation related to the angle adjustment), the projection 72 of the array substrate 7 is inserted into the window 41 of the guide plate 4 and the input ends 71 located on both sides of the projection 72 are in contact with the guide plate 4. It is only necessary to arrange 3 and this can be done easily.
[0021]
Position adjustment of the optical fiber array 3 in the X-axis direction and the Y-axis direction and an angle around the Z-axis (θ _Z ) Adjustment is performed by causing the LD array 2 to emit light while holding the optical fiber array 3 with an adjustment jig attached to the precision stage, and the light 6 emitted from each emitter 21 of the LD array 2 is maximum in the optical fiber 8. The position of the optical fiber array 3 can be adjusted using a precision stage so as to be coupled with light intensity. In this case, it is only necessary to adjust the three axes, and the position adjustment of the optical fiber array 3 in the X, Y, and Z axis directions and the angle adjustment around each axis (θ _X , Θ _Y , Θ _Z Compared with the case of adjusting the 6 axes in parallel), the work related to alignment can be greatly reduced, it can be easily performed without requiring skill, and the large and expensive positioning for 6 axis adjustment There is no need to use a aligner.
[0022]
The optical fibers 8 are arranged in a horizontal row at the same interval as the emitters 21 of the LD array 2 and fixed to the upper surface of the array substrate 7. By aligning the optical fiber array 3, the optical fibers 8 are aligned. The optical fibers 8 can be aligned together so that the emitters 21 of the array 2 and the optical fibers 8 of the optical fiber array 3 face each other.
[0023]
Furthermore, the position adjustment accuracy of the optical fiber array 3 in the Z-axis direction and the angle around the X-axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Is determined by the processing accuracy of the guide plate 4 provided on the substrate 5 and the array substrate 7 of the optical fiber array 3. The guide plate 4 and the array substrate 7 can be easily manufactured with high processing accuracy by a known press molding or grinding process. _X , Θ _Y , Excellent alignment accuracy can be realized in the Z-axis direction.
Therefore, the optical fiber array 8 is accurately aligned, the outgoing light 6 from the LD array 2 can be coupled to the optical fiber 8 with excellent coupling efficiency, and the outgoing light 6 from the LD array 2 can be coupled to the optical fiber 8 with low loss. The semiconductor laser module 1 that can emit light from the light source can be realized.
[0024]
Further, the optical fiber array 3 includes an array substrate 7 having a projection 72 provided at the input end 71 of a rectangular flat plate, and the tip 81 of the optical fiber 8 is disposed on the projection 72 of the array substrate 7. In the case where the projection plate 72 of the array substrate 7 is inserted into the window portion 41 of the guide plate 4, the longitudinal direction of each optical fiber 8 is the light of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. The optical fiber array 3 can be arranged so as to coincide with the axis. In this case, the emitter 21 of the LD array 2 and the distal end portion 81 of the optical fiber 8 can be brought close to each other, and the propagation loss of the emitted light 6 can be reduced.
[0025]
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, when the protrusion 72 of the array substrate 7 is inserted into the window 41 of the guide plate 4 provided on the substrate 5, the longitudinal direction of each optical fiber 8 is the light emitted from the emitter 21 of the LD array 2. The position of the window 41 may be determined in advance so as to coincide with the axis, and the window 41 and the protrusion 72 of the array substrate 7 may have the same size.
In this case, by engaging the projections 72 of the array substrate 7 with the window 41, the position adjustment of the optical fiber array 3 in the Z-axis direction and the angle around the X-axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Angle adjustment, position adjustment in the X and Y axis directions, and angle around the Z axis (θ _Z ) Can be adjusted, and the work related to the alignment of the optical fiber array 3 can be greatly reduced.
[0026]
Further, the array substrate 7 may be a rectangular flat plate such as a rectangular parallelepiped without the protrusion 72 provided at the input end 71. In this case, as the array substrate 7, the input end 71 whose width is wider than the width of the window 41 of the guide plate 4 is used, and a part of the input end 71 of the array substrate 7 is in contact with the guide plate 4. Thus, the position adjustment in the Z-axis direction of the optical fiber array 3 and the angle around the X-axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Angle adjustment can be performed.
[0027]
The input end 71 of the array substrate 7 may be located away from the guide plate 4 and arranged in parallel with the guide plate 4. As a result, the optical fiber array 3 has an angle around the X axis (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y Therefore, the work related to the alignment of the optical fiber array 3 can be reduced.
[0028]
The guide plate may be provided on the end surface of the submount 51. FIG. 5 is a schematic perspective view showing another example of the semiconductor laser module of the first embodiment. FIG. 6 is a top view of the semiconductor laser module 101 shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a side view of a main part of the semiconductor laser module 101 shown in FIG.
[0029]
The guide plate 104 stands with its one surface (surface in contact with the optical fiber array 3) 142 in contact with the end surface of the submount 51 so that it is perpendicular to the optical axis of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. It is installed. A window portion 141 is formed in a portion facing the light emitting surface 22 of the LD array 2.
The guide plate 104 may be formed integrally with the submount 51.
[0030]
In the optical fiber array 103, the distal end surface 81 of the optical fiber 8 is fixed in a state where it is located at a desired distance inward from the input end 171 of the array substrate 107.
For this reason, in a state where the optical fiber array 103 and one surface 142 of the guide plate are in contact with each other, the optical fibers are arranged such that the longitudinal direction of each optical fiber 8 coincides with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. When the array 103 is disposed, the front end surface 81 of the optical fiber 8 is positioned at a predetermined distance from the emitter 21 of the LD array 2.
The optical fiber array 103 is bonded and fixed to the guide plate 104 and arranged in a state in which the longitudinal direction of each optical fiber 8 is aligned so as to coincide with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. Has been.
[0031]
By disposing the optical fiber array 103 so that the input end 171 of the array substrate 107 is in contact with or parallel to the guide plate 104, the distal end surface 81 of the optical fiber 8 fixed to the array substrate 107 is obtained. Can be positioned so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. Therefore, the angle around the X axis of the optical fiber array 103 (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Can be easily adjusted, and the work related to alignment can be greatly reduced.
[0032]
[Second Embodiment]
This embodiment is different from the first embodiment in that one end surface of the submount 251 (the end surface on the same side as the light emitting surface 22 of the LD array 2) 251a is the light of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. It is formed so as to be orthogonal to the axis, and this one end face 251a has the same function as the guide plate 104 of another example of the semiconductor laser module of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an example of the semiconductor laser module of the second embodiment. FIG. 9 is a top view of the semiconductor laser module 201 shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a side view of the main part of the semiconductor laser module 201 shown in FIG.
[0033]
In the optical fiber array 203, the fixing portion 273 configured by a positioning groove such as a V-groove and fixing the optical fiber 8 is provided inward of the input end 271 of the array substrate 207. The optical fiber 8 is fixed to the fixing portion 273, and the distal end surface 81 of the optical fiber 8 is fixed in a state where it is located at a desired distance inward from the input end 271 of the array substrate 207.
Therefore, the optical fiber array 203 and the one end face 251a of the submount 251 are in contact with each other so that the longitudinal direction of each optical fiber 8 coincides with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. When the fiber array 203 is disposed, the tip surface 81 and the fixing portion 273 of the optical fiber 8 do not contact the emitter 21 of the LD array 2, and the tip surface 81 of the optical fiber 8 is a predetermined distance from the emitter 21 of the LD array 2. It is designed to be located apart.
[0034]
The optical fiber array 203 is bonded and fixed to one end face 251 a of the submount 251, and is aligned so that the longitudinal direction of each optical fiber 8 coincides with the optical axis of the outgoing light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. It is arranged in the state.
The optical fiber array 203 is disposed so that the input end 271 of the array substrate 207 is in contact with the one end surface 251a of the submount 251 or parallel to the one end surface 251a. The tip surface 81 can be positioned so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light 6 from the emitter 21 of the LD array 2. Therefore, the angle around the X axis of the optical fiber array 203 (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Can be easily adjusted, and the work related to alignment can be greatly reduced.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the guide plate is made of a plate material having a uniform thickness, and one surface thereof is perpendicular to the optical axis of the emitted light from the emitter of the LD array. Since the projection of the array substrate is inserted into the window portion of the guide plate, the optical fiber array is arranged so that the input ends located on both sides of the projection are in contact with the guide plate, or the array substrate By arranging the optical fiber array so that the input end of the optical fiber array is in contact with or parallel to the guide plate, the angle (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Angle adjustment can be performed.
In addition, when the protrusion of the array substrate is inserted into the window of the guide plate and the input ends located on both sides of the protrusion are in contact with the guide plate, the emitter of the LD array and the optical fiber fixed to the protrusion By adjusting the distance between the guide plate and the LD array, the thickness of the guide plate, the protruding length of the protruding portion of the array substrate, etc. in advance so that the distance to the end surface becomes a desired value, the optical fiber array Can be adjusted in the Z-axis direction.
As described above, the work related to alignment of the optical fiber array can be greatly reduced, and alignment can be performed easily. Therefore, as in the past, the position adjustment of the optical fiber array in the X, Y, and Z axis directions and the angle adjustment around each axis (θ _X , Θ _Y , Θ _Z Compared with the case of adjusting the six axes in parallel), the semiconductor laser can be easily performed without requiring skill, and it is not necessary to use a large and expensive positioning aligner for six-axis adjustment. Modules can be manufactured.
[0036]
Further, the positional accuracy of the optical fiber array in the Z-axis direction and the angular accuracy of the angle around the X axis and the angle around the Y axis are determined by the processing accuracy of the guide plate and the array substrate of the optical fiber array. The guide plate and the array substrate can be easily manufactured with high processing accuracy by known press molding or grinding, and the position of the optical fiber array in the Z-axis direction, the angle around the X axis, and the angle around the Y axis Can achieve excellent alignment accuracy.
For this reason, the optical fiber array is accurately aligned, the light emitted from the laser diode array can be coupled to the optical fiber with excellent coupling efficiency, and the laser light emitted from the laser diode array can be emitted from the optical fiber with low loss. Module can be realized.
[0037]
According to the second aspect of the present invention, since the one end surface of the submount is formed so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light from the light emitting portion of the laser diode, the input end of the array substrate is the guide plate. By placing the optical fiber array so as to be in contact with or parallel to the guide plate, the angle around the X axis of the optical fiber array (θ _X ) And the angle around the Y axis (θ _Y ) Can be adjusted, the work related to the alignment of the optical fiber array can be greatly reduced, and alignment can be performed easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a semiconductor laser module according to a first embodiment.
2 is a top view of the semiconductor laser module shown in FIG. 1. FIG.
3 is an enlarged view of a main part in the top view of the semiconductor laser module shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a side view of a main part of the semiconductor laser module according to the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing another example of the semiconductor laser module according to the first embodiment.
6 is a top view of the semiconductor laser module shown in FIG. 5. FIG.
7 is a side view of the main part of the semiconductor laser module shown in FIG. 5;
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an example of a semiconductor laser module according to a second embodiment.
9 is a top view of the semiconductor laser module shown in FIG. 8. FIG.
10 is a side view of the main part of the semiconductor laser module shown in FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101,201 ... Semiconductor laser module, 2 ... Laser diode array (LD array), 3,103, 203 ... Optical fiber array, 4,104 ... Guide plate, 6 ... Output light, 8 ... Optical fiber, 21... LD array light emitting portion (emitter), 41, 141... Guide plate window, 42, 142... One surface of guide plate (surface in contact with optical fiber array), 51, 251. Submount, 251a ... one end face of the submount, 81 ... tip of the optical fiber (tip face)

Claims

レーザダイオードアレイと、該レーザダイオードアレイの発光部に面して配置された光ファイバアレイと、これらレーザダイオードアレイと光ファイバアレイとの間に配置されたガイド板を具備し、
前記レーザダイオードアレイは、１以上のレーザダイオードが搭載され、これらレーザダイオードの発光部が露出され、かつ所定の間隔を置いて並列に配設されたものであり、
前記光ファイバアレイは、１以上の光ファイバが固定され、これら光ファイバの先端部が前記レーザダイオードの発光部の間隔と等しい間隔を配して置かれ、かつ各光ファイバの長手方向が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸に一致するように配置されたものであり、
前記ガイド板は、均一の厚さを有する板材からなり、窓部が形成されたもので、その一表面が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸と直交するように配置されており、
前記ガイド板の窓部を介してレーザダイオードアレイの各発光部からの出射光が光ファイバアレイの各光ファイバの先端部に入射されるようにしたことを特徴とする半導体レーザモジュール。A laser diode array, an optical fiber array disposed facing the light emitting portion of the laser diode array, and a guide plate disposed between the laser diode array and the optical fiber array,
The laser diode array includes one or more laser diodes, the light emitting portions of the laser diodes are exposed, and are arranged in parallel at a predetermined interval.
In the optical fiber array, one or more optical fibers are fixed, the tip portions of these optical fibers are arranged with an interval equal to the interval between the light emitting portions of the laser diodes, and the longitudinal direction of each optical fiber is the laser. It is arranged to coincide with the optical axis of the light emitted from the light emitting part of the diode,
The guide plate is made of a plate material having a uniform thickness, has a window portion, and is arranged so that one surface thereof is orthogonal to the optical axis of the emitted light from the light emitting portion of the laser diode. ,
A semiconductor laser module characterized in that light emitted from each light emitting portion of the laser diode array is incident on a tip portion of each optical fiber of the optical fiber array through the window portion of the guide plate.

サブマウント上に実装されたレーザダイオードアレイと、該レーザダイオードアレイの発光部に面して配置された光ファイバアレイを具備し、
前記レーザダイオードアレイは、１以上のレーザダイオードが搭載され、これらレーザダイオードの発光部が露出され、かつ所定の間隔を置いて並列に配設されたものであり、
前記光ファイバアレイは、１以上の光ファイバが固定され、これら光ファイバの先端部が前記レーザダイオードの発光部の間隔と等しい間隔を配して置かれ、かつ各光ファイバの長手方向が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸に一致するように配置されたものであり、
前記サブマウントの一端面が前記レーザダイオードの発光部からの出射光の光軸と直交するように形成されており、
レーザダイオードアレイの各発光部からの出射光が光ファイバアレイの各光ファイバの先端部に入射されるようにしたことを特徴とする半導体レーザモジュール。A laser diode array mounted on the submount, and an optical fiber array disposed facing the light emitting portion of the laser diode array;
The laser diode array includes one or more laser diodes, the light emitting portions of the laser diodes are exposed, and are arranged in parallel at a predetermined interval.
In the optical fiber array, one or more optical fibers are fixed, the tip portions of these optical fibers are arranged with an interval equal to the interval between the light emitting portions of the laser diodes, and the longitudinal direction of each optical fiber is the laser. It is arranged to coincide with the optical axis of the light emitted from the light emitting part of the diode,
One end surface of the submount is formed so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light from the light emitting portion of the laser diode,
A semiconductor laser module characterized in that light emitted from each light emitting portion of the laser diode array is incident on the tip of each optical fiber of the optical fiber array.