JP6077879B2 - 半導体レーザモジュール - Google Patents
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Description
活性層を含む複数の半導体層が積層されてなる半導体レーザと、光ファイバと、当該半導体レーザからの出射光を当該光ファイバに向けて集光するレンズと、を備える半導体レーザモジュールであって、前記半導体レーザの前記出射光の光強度分布が、前記活性層を中心とした層厚方向に非対称であり、前記レンズの前記半導体レーザに対向する側の光学面が非球面形状をなし、前記レンズの光軸が、前記半導体レーザの光軸に対し、前記半導体レーザに向かう方向において前記非対称な光強度分布の偏りの小さい側に傾斜しており、前記半導体レーザの光軸と前記レンズの光軸とが、互いに平行ではなく所定の角度をなして交差し、前記所定の角度は、前記半導体レーザから前記レンズの前記半導体レーザに対向する前記光学面に入射した光の光強度分布が、前記光ファイバの光軸方向に垂直な方向に整形され、前記光学面に入射した光が、前記光ファイバの光軸に関して非対称性が緩和されて前記レンズの前記光ファイバに対向する光学面から出射されるように設定されている構成を有している。
まず、本発明の第1の実施形態としての半導体レーザモジュールの構成について説明する。
ns−n1>n1−n2>n2−n3>n3−nb>n3−na
となるように設定されている。
図7に示すように、レンズ12は、半導体レーザ10に対向する側の光学面12aと、光ファイバ11に対向する側の光学面12bと、を有している。光学面12aは非球面形状をなしており、光学面12bはほぼ球面形状をなしている。このようなレンズ12としては、市場に出回っている非球面レンズを使用することができる。
なお、光学面12bは非球面形状をなしていても良い。
続いて、本発明の第2の実施形態としての半導体レーザモジュール2について図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。
図11に示すように、半導体レーザ10の光軸とレンズ12の光軸とは、互いに平行ではなく所定の角度θをなして交差している。第1の実施形態と同様に、レンズ12の光軸は、半導体レーザ10の光軸に対し、半導体レーザ10に向かう方向において非対称な光強度分布の偏りの小さい側に傾斜している。さらに、上記の角度θは、半導体レーザ10からレンズ12の光学面12aに入射した非対称な光強度分布のレーザ光が、光ファイバ11の光軸を中心としたZ軸方向に整形されてレンズ12の光学面12bから出射される角度に設定されている。
続いて、本発明の第3の実施形態としての半導体レーザモジュール3について図面を参照しながら説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。
第1〜第3の実施形態では、半導体レーザモジュールとしてバタフライ型を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体レーザモジュールが同軸型であっても良い。以下、本発明の第4の実施形態としての同軸型の半導体レーザモジュール4について図面を参照しながら説明する。なお、第1〜第3の実施形態と同様の構成及び動作については適宜説明を省略する。
図15に示すように、保持ブロック76は、XY平面に対して所定の角度θをなす傾斜面としての上面76aを有する。保持ブロック76が上記の傾斜面76aを有することにより、図7に示すように、半導体レーザ10の光軸とレンズ12の光軸とは、互いに平行ではなく所定の角度θをなして交差する。第1〜第3の実施形態と同様に、この角度θは、半導体レーザ10からレンズ12の光学面12aに入射した非対称な光強度分布のレーザ光が、光ファイバ11の光軸を中心としたZ軸方向に整形されてレンズ12の光学面12bから出射される角度に設定されている。
10 半導体レーザ
11 光ファイバ
12 レンズ
12a,12b 光学面
13,53 基板(支持部材)
13a,76a 上面(傾斜面)
13b,53b 上段部(支持部材)
13c,13d,53c,53d 下段部
14 パッケージ(筺体)
21,77 チップキャリア
22 レンズホルダ
22a 端面
23,24,63,64 突き当てブロック
23a,24a,63a,64a 一方の端面
23b,24b 他方の端面
31 n型半導体基板
32 n型クラッド層
33,35,33a,33b,33c,35a,35b,35c SCH層
34 活性層
36 p型クラッド層
42a,42b 光出射端面
53a 上面
63b,64b 他方の端面(傾斜面)
76 保持ブロック(支持部材)
Claims (5)
- 活性層(34)を含む複数の半導体層が積層されてなる半導体レーザ(10)と、光ファイバ(11)と、当該半導体レーザからの出射光を当該光ファイバに向けて集光するレンズ(12)と、を備える半導体レーザモジュール(1,2,3,4)であって、
前記半導体レーザの前記出射光の光強度分布が、前記活性層を中心とした層厚方向に非対称であり、
前記レンズの前記半導体レーザに対向する側の光学面(12a)が非球面形状をなし、
前記レンズの光軸が、前記半導体レーザの光軸に対し、前記半導体レーザに向かう方向において前記非対称な光強度分布の偏りの小さい側に傾斜しており、前記半導体レーザの光軸と前記レンズの光軸とが、互いに平行ではなく所定の角度をなして交差し、
前記所定の角度は、前記半導体レーザから前記レンズの前記半導体レーザに対向する前記光学面に入射した光の光強度分布が、前記光ファイバの光軸方向に垂直な方向に整形され、前記光学面に入射した光が、前記光ファイバの光軸に関して非対称性が緩和されて前記レンズの前記光ファイバに対向する光学面(12b)から出射されるように設定されていることを特徴とする半導体レーザモジュール。 - 前記半導体レーザを支持する支持部材(13,76)をさらに備え、
前記支持部材は、前記半導体レーザの光軸と前記レンズの光軸とが前記所定の角度をなして交差した状態で前記半導体レーザを支持するための傾斜面(13a,76a)を有す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。 - 一方の端面(23a,24a)と他方の端面(23b,24b)とが互いに平行に形成された突き当てブロック(23,24)と、
前記半導体レーザを支持し、一端面において前記突き当てブロックの前記一方の端面に当接する支持部材(53)と、
前記レンズを保持し、当該保持したレンズの光軸と交差する端面(22a)を有するレンズホルダ(22)と、をさらに備え、
前記レンズホルダは、前記半導体レーザの光軸と前記レンズの光軸とが前記所定の角度をなして交差した状態で、前記レンズの光軸と交差する前記端面の縁部において、前記突き当てブロックの前記他方の端面に固定され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。 - 一方の端面(63a,64a)と他方の端面(63b,64b)とを有する突き当てブロック(63,64)と、
前記半導体レーザを支持し、一端面において前記突き当てブロックの前記一方の端面に当接する支持部材(53)と、
前記レンズを保持し、当該保持したレンズの光軸と交差する端面(22a)を有し、当該端面において前記突き当てブロックの前記他方の端面に当接して固定されるレンズホルダ(22)と、をさらに備え、
前記突き当てブロックの前記他方の端面は、前記半導体レーザの光軸と前記レンズの光軸とが前記所定の角度をなして交差した状態で前記レンズホルダを固定するための傾斜面(63b,64b)をなす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。 - 前記半導体レーザは、
InPからなる基板(31)上に、活性層(34)と、該活性層を挟むInGaAsPからなるn型クラッド層(32)及びInPからなるp型クラッド層(36)を設けてなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体レーザモジュール。
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