JP2007287727A - 励起用半導体レーザモジュール - Google Patents
励起用半導体レーザモジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007287727A JP2007287727A JP2006109865A JP2006109865A JP2007287727A JP 2007287727 A JP2007287727 A JP 2007287727A JP 2006109865 A JP2006109865 A JP 2006109865A JP 2006109865 A JP2006109865 A JP 2006109865A JP 2007287727 A JP2007287727 A JP 2007287727A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photocatalyst
- package
- laser module
- laser
- phosphor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
- H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
- H01L23/26—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device including materials for absorbing or reacting with moisture or other undesired substances, e.g. getters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094049—Guiding of the pump light
- H01S3/094053—Fibre coupled pump, e.g. delivering pump light using a fibre or a fibre bundle
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
- H01S5/0222—Gas-filled housings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02235—Getter material for absorbing contamination
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
【課題】光ファイバ増幅器や光ファイバレーザに用いる半導体励起レーザモジュールにおいて、簡便な方法でパッケージ内部の有機不純物や水分を取り除き、これによってレーザチップの光損傷等の故障が防止することにより、高出力で信頼性の高い励起用半導体レーザモジュールを作製する方法がなかった。
【解決手段】励起用半導体レーザモジュールにおいて、パッケージ内に少なくとも、光触媒作用を有する光触媒体と、レーザ光を吸収して該光触媒体を活性化させる励起光を発生する蛍光体とが内装されていることを特徴とする励起用半導体レーザモジュール。蛍光体が、赤外可視変換蛍光体もしくは赤外輝尽蛍光体であること、光触媒体が、少なくともWO3をその成分とするTiO2系光触媒体であること、等の特徴も持つ。
【選択図】 図1
【解決手段】励起用半導体レーザモジュールにおいて、パッケージ内に少なくとも、光触媒作用を有する光触媒体と、レーザ光を吸収して該光触媒体を活性化させる励起光を発生する蛍光体とが内装されていることを特徴とする励起用半導体レーザモジュール。蛍光体が、赤外可視変換蛍光体もしくは赤外輝尽蛍光体であること、光触媒体が、少なくともWO3をその成分とするTiO2系光触媒体であること、等の特徴も持つ。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光増幅装置に用いる高出力にして信頼性の高い励起用半導体レーザモジュールにおけるレーザパッケージに関する。
光ファイバ増幅器やファイバレーザ等の光励起型の光増幅装置においては、励起光源として半導体レーザが多く用いられている。中でも、光ネットワーク構築に不可欠なデバイスであるEr添加光ファイバ増幅器(EDFA、Er−Doped Fiber Amplifier)では、波長980および1480nm帯の半導体レーザが励起光源として用いられている。EDFAは、光ネットワーク及び回路の進化に伴って高出力化される傾向があるが、そのため、励起用半導体レーザも高出力化されており、特に、980nm帯の励起レーザで著しい。
光ネットワークで使われるEDFAの励起用レーザは、単一モード発振するレーザが一般に用いられるが、レーザ出力の増大に対して、エネルギー密度も高くなることからレーザチップにおける光損傷の機会も増大する。光損傷は、レーザチップ出射面における不純物の付着等によって発生する場合がある。レーザパッケージ内において、このような不純物は、有機物由来の物質であることが知られていることから、不純物付着を防止するために、レーザパッケージ内部を酸素を微量含む乾燥不活性ガスで封止する技術が開示されている(特許文献1参照)。
本技術は、酸素によって有機物を酸化して水分と炭酸ガスに分解し、生成したガス成分はパッケージ内に配置した吸着剤で吸着するというものである。このように、有機物不純物を酸素によって酸化分解してしまうことによりレーザ光出射面における不純物の付着を防止することが出来る。
特許第3452214号公報
前述した例えば特許第3452214号公報に記載されている方法は、確かに有機不純物は分解できるものの、一方で、酸素の存在によってレーザチップが酸化等の悪影響を受ける。そのため、酸素による悪影響を防止しつつ、このような機能を発揮させるためには、封止ガス成分における酸素濃度の厳密な管理が必要であった。
また、水分は、レーザチップを駆動させるための回路に対して悪影響を及ぼすため、レーザパッケージ内を乾燥ガスで封入する必要がある。しかし、乾燥ガスで封止したとしても封止ガス中の水分を完全に除去することはできず微量な水分が含まれる。また、パッケージ材料等から水素が発生するため、封止ガス中に酸素が含まれると反応して水分を発生する。この水素の発生を防止するためには、パッケージ自体を高温で長時間加熱して脱水素化処理する必要があった。
このように従来の技術においては、レーザパッケージの封止ガスに対して水分を排除しつつ酸素添加しているが、一方で酸素と有機物不純物との反応やパッケージ材料から放出される水素との反応により必然的に水分が発生する。このような酸素の存在によるチップ等への悪影響や有機物不純物の除去、さらに水分の除去をも同時に行うためには、パッケージの封止ガスの成分を厳密にコントロールしなければならなかった。そのため、パッケージ封止工程が煩雑となる等の問題があった。
本発明は励起用半導体レーザモジュールにおいて、パッケージ内に少なくとも、光触媒作用を有する光触媒体と、レーザ光を吸収して該光触媒体を活性化させる励起光を発生する蛍光体とが内装されていることを特徴とする励起用半導体レーザモジュールである。
また、蛍光体が、赤外可視変換蛍光体もしくは赤外輝尽蛍光体であることを特徴とする上記の励起用半導体レーザモジュールである。
また、光触媒体が、少なくともWO3をその成分とするTiO2系光触媒体であることを特徴とする上記の記載の励起用半導体レーザモジュールである。
励起用半導体レーザモジュールにおいて、レーザパッケージ内に少なくとも光触媒体と、レーザ光を吸収して光触媒を活性化させる励起光を発生させる蛍光体を内装させることを最も主要な特徴とする。従来の技術とはパッケージ内の封入ガスに酸素を含有させたことと異なる。
本発明によれば、光ファイバ増幅器や光ファイバレーザに用いる半導体励起レーザモジュールにおいて、パッケージ内部の封止ガス中に含まれる微量な水分や有機物不純物を除去することができ、これによってレーザチップの光損傷等の故障が防止できることから、高出力で信頼性の高い励起用半導体レーザモジュールを作製することができる。
図1に、本発明の実施形態の一例を示す。レーザチップ1は外部から電流を供給すると出射面からレーザ光を出射するが、レーザ光はレンズ等の光結合手段によって出力ファイバ3に結合されて外部に出力される。このとき、レーザ光は全てが外部に出力される訳ではなく、一部(通常は30%程度)はパッケージ2内部に散乱される。
パッケージ2内部に散乱された光は、蛍光体5に吸収され、蛍光体5はレーザ光波長と異なる光触媒を活性化させる波長の蛍光を発生する。発生した蛍光は、光触媒体4に吸収され、光触媒反応によりパッケージ封止ガス中に微量に存在する有機物不純物は分解される。反応生成物は、吸着体により吸着され、封止ガス中より除去される。
以下、実施例により説明する。
図1に基づいて実施した。レーザチップ1には、発振波長が980nm帯のGaAs系のレーザチップを用いた。蛍光体5には、赤外可視変換蛍光体であるYb(イッテルビウム)およびTm(ツリウム)を微量(合計約0.8重量%)添加された酸化イットリウム系セラミックスを用いた。光触媒体4には、可視光照射によっても触媒機能を生じるようにしたWO3−TiO2系触媒を用いた。WO3の濃度は約3重量%とした。蛍光体および光触媒体は約3mm角で厚さが0.5mm程度のチップ状とした。パッケージは、ミニDIL型であり、チップ状の光触媒体と蛍光体はパッケージ蓋の内側に無機系接着剤で固定した。レーザチップアセンブリをパッケージ内部に収容した後、蓋をパッケージ本体に溶接固定した。
パッケージ内部に散乱された980nmのレーザ光は、蛍光体に含有されるYbおよびTmイオンによる協調的な多光子吸収過程により吸収され、蛍光体は470nm付近に蛍光を発生する。光触媒体4は、WO3成分を含有していることから、500nm付近まで吸収域が広がっており、この波長域においても光触媒機能を発揮する。なお、触媒機能は、次の反応により発現する。
TiO2+hν → TiO2 *(e−+h+)
WO3+xe−+xH+ → HxWO3
2H2O+4h+ → O2+4H+
上記反応により、パッケージ内部の封止ガス中に含まれる水分が分解されて酸素を発生する。発生した酸素により、封止ガス中に含まれる微量な有機物不純物は酸化分解され、水分と炭酸ガスとなる。即ち、封止ガスに酸素が含有されない乾燥ガスを用いたとしても微量に残存する水分を除去し、同時に、有機物不純物も除去できる利点がある。
WO3+xe−+xH+ → HxWO3
2H2O+4h+ → O2+4H+
上記反応により、パッケージ内部の封止ガス中に含まれる水分が分解されて酸素を発生する。発生した酸素により、封止ガス中に含まれる微量な有機物不純物は酸化分解され、水分と炭酸ガスとなる。即ち、封止ガスに酸素が含有されない乾燥ガスを用いたとしても微量に残存する水分を除去し、同時に、有機物不純物も除去できる利点がある。
上記により作製されたミニDIL型レーザモジュールに対して、温度70℃に設定した恒温槽内に保持し、ファイバ出力が200mWとなるよう電流を供給して連続動作させた。5000時間経過後も、出力は、1%程度以内の変動であり、出力の低減も認められなかった。この結果により、本発明を用いることにより高出力で高い信頼性を有する励起用半導体レーザモジュールが得られた。
このように、封止ガス中に酸素を含有させる必要がなく、従って成分の厳密なコントロールが必要でない上に、封止ガス中に含まれる微量の水分から酸素が発生するため、封止ガス中に含まれる水分と有機物不純物の除去を同時に行うことができる利点がある。なお、水素や炭酸ガスは、必要に応じて吸着剤を設置することにより吸着させることによって封止ガス中から除去することも可能である。また、本実施例では、蛍光体にYb、Tm添加のセラミックスを用いているが、これに限定されるものではなく、光触媒を活性化させる光を発する組成であればよい。
蛍光体に赤外輝尽蛍光体を用いた実施例について示す。赤外輝尽蛍光体は、CaS(硫化カルシウム)にEu(ユーロピウム)、Sm(サマリウム)、Nd(ネオジウム)を微量(合計約1.2重量%)添加したものを用いた。大きさは約3mm角で厚さは約0.5mmであり、パッケージ蓋の裏に固定した。赤外輝尽蛍光体には、蓋のパッケージ本体への溶接に先立って紫外線を照射した他は、実施例1と同様にしてミニDIL型レーザモジュールを作製した。
上記レーザモジュールを実施例1と同様にして試験したところ、5000時間経過後も安定に動作することが示された。
本発明は、光通信分野における通信システムはもちろん、評価・測定など光伝送の応用分野にも利用できるものである。
1 レーザチップ
1a サブマウント
2 パッケージ
3 出力ファイバ
4 光触媒体
5 蛍光体
1a サブマウント
2 パッケージ
3 出力ファイバ
4 光触媒体
5 蛍光体
Claims (3)
- 励起用半導体レーザモジュールにおいて、パッケージ内に少なくとも、光触媒作用を有する光触媒体と、レーザ光を吸収して該光触媒体を活性化させる励起光を発生する蛍光体とが内装されていることを特徴とする励起用半導体レーザモジュール。
- 蛍光体が、赤外可視変換蛍光体もしくは赤外輝尽蛍光体であることを特徴とする請求項1記載の励起用半導体レーザモジュール。
- 光触媒体が、少なくともWO3をその成分とするTiO2系光触媒体であることを特徴とする請求項1または2に記載の励起用半導体レーザモジュール。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006109865A JP2007287727A (ja) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | 励起用半導体レーザモジュール |
PCT/JP2007/057843 WO2007117000A1 (ja) | 2006-04-12 | 2007-04-09 | 励起用半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006109865A JP2007287727A (ja) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | 励起用半導体レーザモジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007287727A true JP2007287727A (ja) | 2007-11-01 |
Family
ID=38581273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006109865A Pending JP2007287727A (ja) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | 励起用半導体レーザモジュール |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007287727A (ja) |
WO (1) | WO2007117000A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009267120A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102354898B (zh) * | 2011-09-21 | 2013-02-13 | 华南理工大学 | 一种单频光纤激光器模块 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002346394A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-03 | Akiba:Kk | 高効率光触媒組成物、それを用いた塗料、基体、並びにそれを用いた対象物の塗装方法 |
JP4129135B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2008-08-06 | 松下電器産業株式会社 | 半導体パッケージ |
JP4165181B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2008-10-15 | 豊田合成株式会社 | 発光装置 |
JP2004179157A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光素子、発光素子の製造法及びプラズマディスプレイパネルの製造方法 |
JP2004179595A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Hitachi Printing Solutions Ltd | 光記録装置 |
JP2004356006A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Okaya Electric Ind Co Ltd | 光触媒付放電パネル及びその製造方法 |
EP1727249B1 (en) * | 2004-03-10 | 2014-02-12 | Panasonic Corporation | Coherent light source and optical system |
JP2006084214A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Tokyo Tsushinki Kogyo Kk | 赤外線検知器 |
-
2006
- 2006-04-12 JP JP2006109865A patent/JP2007287727A/ja active Pending
-
2007
- 2007-04-09 WO PCT/JP2007/057843 patent/WO2007117000A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009267120A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007117000A1 (ja) | 2007-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5322231B2 (ja) | 光源装置 | |
JPWO2009022429A1 (ja) | 基板洗浄装置および基板洗浄方法 | |
US20030227957A1 (en) | Closed-loop purging system for laser | |
JP2007287727A (ja) | 励起用半導体レーザモジュール | |
JPH06500433A (ja) | エキシマレーザーのガス耐用寿命を延長する方法 | |
US20130293948A1 (en) | Shorter wavelength photo-annealing apparatus for rare-earth-doped fiber and its optical assemblies under irradiation | |
TW461195B (en) | Semiconductor laser optical waveguide telecommunications module and method of making | |
JP2008194622A (ja) | 環境浄化材、環境浄化装置及び環境浄化方法 | |
WO2013153704A1 (ja) | レーザ装置 | |
KR100355667B1 (ko) | 발광다이오드를 이용한 광촉매 정화기 | |
US20070007897A1 (en) | Electromagnetic radiation sources and materials for their construction | |
JP4284260B2 (ja) | オゾン発生装置 | |
EP3940434A2 (en) | Ultraviolet light wavelength selective filter | |
JP2006140441A (ja) | 窒化物半導体レーザ光源の製造方法および窒化物半導体レーザ光源の製造装置 | |
WO2004096949A1 (ja) | 酸化亜鉛蛍光体とその製造法及び発光装置 | |
JP6154364B2 (ja) | ファイバレーザ装置 | |
JP3746243B2 (ja) | レーザ発振器 | |
JP2004288840A (ja) | 赤外光レーザー光源 | |
WO2024088748A1 (en) | A photoreactor assembly | |
JP5775740B2 (ja) | 紫外光発光蛍光体 | |
US20170156217A1 (en) | Desmear treatment device and desmear treatment method | |
JP2016189394A (ja) | デスミア用エキシマ光照射装置およびデスミア処理方法 | |
JP2005223117A (ja) | 半導体光学装置 | |
JP2623498B2 (ja) | 活性酸素水製造装置 | |
JP4603991B2 (ja) | ランプ封入ガス及びガス封入ランプの製造方法 |