JPH03149510A - 半導体レーザ光ファイバ結合装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体レーザからの出力光を光通信等に利用
するため、上記出力光を単一モード光ファイバに効率よ
く結合した装置およびその製造方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

半導体レーザから出射する光ビームは光の進行方向に向
かって次第に広がる発散ビームのため、そのままでの産
業上への利用は困難であり、とりわけ光ファイバ通信に
利用する場合には、レンズを用い、半導体レーザからの
出射光を光ファイバ端に集光して上記ファイバ内に導く
必要がある。

光通信に用いる光ファイバは、伝送距離などの性能が優
れていることから、現在では単一モード光ファイバが主
流となっているが、光が伝搬するコアの直径は略１０Ｉ
１ｍ程度である。光通信に用いられる半導体レーザの出
力光の波長は、光ファイバでの損失が小さいことなどか
ら、略１．２〜１．６μｍの範囲にあり、半導体レーザ
の光出射端面でのレーザビーム系は１．５〜２．０μｍ
である。一般に、半導体レーザの出射光をレンズで集光
して単一モード光ファイバに結合させる場合、光ファイ
バ端面にコアと同一の径の像を結像するとき結合効率が
最大となる。従って、長波長半導体レーザと単一モード
光ファイバとを効率良く結合するには、略５倍程度の倍
率を有するレンズ構成を用いればよい。

第３図は、１個のレンズを用いて半導体レーザと単一モ
ード光ファイバとを結合する場合の概念図である。半導
体レーザ１１から出射する光ビームはレンズ１２により
集束されて光ファイバ１３の端面に結像する。図中の距
離Ｌｌとし２の比Ｌ２／Ｌ　１が倍率となり、略５倍程
度で結合効率が最大となる。さて、光ファイバ１３が光
軸（一点鎖線で示す軸）に対して垂直なＹ方向にずれた
とすると、光ファイバ内に導入される光の量は減少する
。例えば、光ファイバのコアの直径を１０μｍとすると
、２〜３μｍのずれで光ファイバに導入される光の量は
半減する。また、光ファイバは動かずに半導体レーザが
光軸に対して垂直なＹ′方向にずれたとすると、ファイ
バ端面での像が動くことになるが、その量はレンズの倍
率だけ拡大される。例えばレンズの倍率を５倍とすると
、半導体レーザが０．４〜０．６μｍずれるとファイバ
端面での像は２〜３μｍずれることになり、ファイバが
ずれた時と同様にファイバに導入される光の量は略半減
することとなる。

以上述べたように、半導体レーザの出射光を単一モード
光ファイバに効率よく結合するには、半導体レーザ、レ
ンズ、光ファイバ間の位置関係をサブミクロンの精度で
保持して固定する必要がある。すなわち、半導体レーザ
と単一モード光ファイバの結合装置は現状技術レベルで
も超精密級の組立技術を必要としている。例えば、上記
結合装置の組立に現在最も良く使われているＹＡＧレー
ザ溶接の場合、高エネルギーのレーザ光で接合し合う金
属の一部を瞬間的に溶融して結合させるものであるが、
溶接部の温度変動は１０００℃近くにも達する。この温
度変動に伴う金属の収縮・膨張による部材の位置ずれは
少々くとも２〜３μｍある。第３図の単一レンズ系で光
ファイバ側の固定をＹＡＧレーザ溶接で行なったとする
と、光の結合効率が半減してしまうことになる。

単一レンズ系のこのような厳しいトレランス特性（位置
ずれと結合効率の関係）を緩和する目的で考案されたの
が共焦点レンズ系による光結合装置である。第４図は、
共焦点レンズ系による半導体レーザと単一モード光ファ
イバとの光結合装置の概念図である。半導体レーザ２１
からの出射光は第ルンズ２２により平行光に変換され、
第２レンズ２３により光ファイバ２４の光入射端に集光
される。光ビームは第ルンズ２２を通過後平行光となる
ので、半導体レンズ２１の光出射端と第ルンズ２２の主
面との距離Ｌｌは第ルンズ２２の焦点距離に等しくなる
。同様に第２レンズ２３の主面と光ファイバ２４の光入
射端との距離Ｌ２は第２レンズの焦点距離と等しくなる
。仮に半導体レーザ２１と第ルンズ２２および第２レン
ズ２３と光ファイバ２４とが予め固定されているとする
と、平行ビーム同士の光軸合わせを行なうたとで、一半
導体レーザ２１と光ファイバ２４の光結合が達成される
。平行ビームの直径は、第ルンズ２２の焦点距離に依存
するが、よほど焦点距離の小さなレンズを使わない限り
、少なくとも１ｍｍ程度あり、光軸に対し垂直な方向へ
のずれに対する許容値は第３図に示す単一レンズに比較
して桁違いに太きくなる。当然、平行光であることから
、光軸に沿った方向へのずれはまったく影響しない、但
し、光軸の角度ずれに対しては依然厳しい、それは、半
導体レーザ２１あるいは光ファイバ２４を光軸に対して
垂直な方向にずらしたのと等価であるからである。

以上、第４図の共焦点レンズ系の理想的な場合について
述べたが、それを実現するにはＬｌ、Ｌ２を精度よく制
御する必要がある。とくにし１は経験的に２μｍ程度の
精度で制御する必要がある。

しかし、従来技術ではそのような高精度で第ルンズを固
定することは困難であった。

従来技術における第ルンズの固定法の一例を第５図に示
す、第５図（ａ）の３１は円盤状の金属でパ、ケージの
基盤となっている。これに対し垂直方向に半導体レーザ
を搭載する金属台座３２が取り付けられている。半導体
レーザ３３は、金属台座３２上にシリコンヒートシンク
等を介してＡｕＳｎ等の半田材で接着固定されている。

半導体レーザ３３から発するレーザ光は円盤状基盤３１
の中心軸に沿って広がりながら出射する。この半導体レ
ーザ３３からの出射光を平行光に変換するため、直径０
．８ｍｍの球レンズ３５を用いている。

球レンズ３５の中心から焦点までの距離は略０．４５ｍ
ｍで、レンズ表面と半導体レーザ端面との間隔は約５０
μｍにする必要がある。紫外線硬化接着剤を利用しない
従来技術では、半導体レーザ３３の極（近傍にて球レン
ズ３５を直接固定することは高温になる等の理由で困難
であった。このため従来技術では、第５図（ａ）に示す
ように、円筒状の金属部材３４に予め球レンズ３５を固
定した一体化部品を半田３７を用いて金属基盤３１に固
定している。このとき半導体レーザの光出射端面に対す
るレンズ位置の調整は行ない得るが、半田の固化時の収
縮によりｌＯμｍ程度の位置ずれは避けられない、第４
図における理想条件を満足するには、Ｌｌの許容誤差を
２μｍ程度以下にする必要があるが、半田固定時の位置
ずれ量はこれを温かに越えてしまう。さらに、球レンズ
３５の光軸に対して垂直方向へのやはり１０１１ｍ程度
の位置ずれを生じるが、これは、球レンズ通過後の光の
出射角度を１．３度以上変えてしまうことになり、第４
図で説明した第２レンズ以降との光結合が困難となる。

なお、第５図で３６は窓付キャンプである。

このように、従来技術では、第ルンズの固定精度が低く
、共焦点レンズ系の理想条件からずれてしまうため、第
２レンズおよび光ファイバと結合してモジュールを製作
する際、第５図山）に示すように、第ルンズ搭載パフケ
ージ３８に対して第２レンズ３９と光ファイバ４０の位
置を調整し、第２レンズ３９．光ファイバ４０の順に固
定する。

光ファイバ４０の固定精度は前述のように２μｍ以下の
精度が要求されるが、従来最も固定精度が高いとされて
いるレーザ溶接機でも上記精度を１００％満足すること
は不可能で、モジュールの生産歩留まりは著しく低かっ
た。これは、共焦点レンズ系にしたにも関わらず、第ル
ンズ２２の固定精度が低いため、第４図にて議論した共
焦点レンズ系での位置ずれ精度の緩和効果を利用した組
立ができないためである。

第６図は、第５図（ｂ）での欠点を少しでも克服するた
めに考案された第２レンズ分割型の例を示す構成図であ
る。第２レンズとしてＧＲＩＮ口、ドレンズを使用し、
２個のレンズ４２．４３に分割している。分割された一
方のレンズ４３は光ファイバ４４の光入射端に密着して
いる。この方式の利点は、光ファイバ端がレンズに密着
しているので、光ファイバ入射端面での光の反射を無く
すことができることと、ファイバの位置調整は第２レン
ズの一部４３と一体で行なうため拡大ビーム間での位置
調整となり調整誤差が緩くなることで、その効果は大き
い、しかしながら、部品点数が多いため調整固定個所が
多く、生産性の向上を著しく損なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

いずれにしても、従来の共焦点レンズ系の半導体レーザ
単一モード光ファイバ結合装置では、第ルンズの固定に
十分な精度が得られないため、光ファイバの位置調整が
不可避であった。このため共焦点レンズ系の利点を十分
に活かせず、固定位置精度の厳しいファイバの位置調整
を行なって、それをレーザ溶接等で固定したり、第２レ
ンズを分割して複雑な構造にしたりするため、光結合効
率にばらつきを生じて歩留まりが低下したり、部材が複
雑で高価になるなどの欠点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、上述のように従来技術の共焦点
レンズ系半導体レーザ単一モード光ファイバ結合装置で
は第ルンズが十分な位置精度で固定されていないために
生じていた構造上および組立精度上の問題点を解決し、
単純な構造で高結合効率が得られ、かつ組立精度を緩く
して高製造歩留まりと低製造コストを達成できる半導体
レーザ・光ファイバ結合装置およびその製造方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明による半導体レ
ーザ光ファイバ結合装置は、半導体レーザコリメータパ
ッケージと光ファイバコリメータとを備え、半導体レー
ザコリメータパッケージは半導体レーザに最も近接する
第１のレンズと半導体レーザとを有し、半導体レーザか
らの出射光を平行ビームに変換するような位置に紫外線
硬化接着剤により第１のレンズを固定し、光ファイバコ
リメータは入射平行光を単一モード光ファイバ端に集光
するように単一モード光ファイバと第２レンズ以降のレ
ンズ系とを一体化して成り、半導体レーザコリメータパ
ッケージと光ファイバコリメータとを対向して互いの光
軸を一致させて固定するようにしたものである。

また、本発明による半導体レーザ光ファイバ結合装置の
製造方法は、半導体レーザに最も近接する第１のレンズ
を半導体レーザパッケージ内搭載の半導体レーザからの
出射光を平行光に変換し得る位置に出射光を観測しなが
ら調整移動する工程と、第１のレンズを紫外線硬化接着
剤により半導体レーザパッケージ内に固定して高精度の
平行光を出力する半導体レーザコリメータパッケージを
得る工程と、第２レンズ以降のレンズ系と単一モード光
ファイバとを同一金属スリーブ内に保持し、入射平行光
が単一モード光ファイバ端に集光するような位置関係で
第２レンズ以降のレンズ系と単一モード光ファイバとを
固定し一体化して光ファイバコリメータを得る工程と、
半導体レーザコリメータバ７ケージと光ファイバコリメ
ータとを単円付け、レーザ溶接等の結合手段により互い
に結合固定する工程とを含むようにしたものである。

〔作用〕

紫外線硬化接着剤を用いて固定した第ルンズを半導体レ
ーザパッケージ内に搭載する半導体レーザコリメータパ
ッケージは高精度の平行光を出射することが可能となり
、直接光ファイバコリメータ止光軸合わせを行なっても
、はぼ理想的な共焦点レンズ系の光結合効率を容易に得
ることができる。これにより、半導体レーザと光ファイ
バとの結合装置の量産性が従来に比較し著しく向上され
る。また、光ファイバコリメータも、スペーサリングを
用いて球レンズの焦点に光ファイバ端面が来るように組
み立てた単純で量産性の高い構造とすることができ、上
記結合装置の生産コスト低減を容易に達成できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明による半４体レーザ光ファイバ結合装
置の一実施例を示す概略断面図である。

同図において、５０はステム、５０ａは金属台座、５０
ｂは窓付キャンプ、５１は半導体レーザ、５２は共焦点
レンズ系における第ルンズとしての直径０．６ｍｍの球
レンズ、５３は金属スリーブ、５４は第２レンズとして
の直径２ｍｍの球レンズ、５５は金属のスペーサリング
、５６はその中心に単一モード光ファイバ５９を保持し
ている直径２．５ｍｍのジルコニアフェルール、５７は
袋ナツト、５８は半田である。第１図で、ステム５Ｇ、
金属台座５０ａ、窓付キヤツプ５０ｂ、半導体レーザ５
１は半導体レーザバフケージを構成し、この半導体レー
ザパッケージに第ルンズ５２を加えたものが半導体レー
ザコリメータパッケージである。

また、第１図の構成から上記半導体レーザコリメータパ
ッケージを除いたものが光ファイバコリメータである。

第１図において、例えば第ルンズ５２の材質を高屈折率
のＴａＦ３とし、第２レンズの材質をＢＫ７ガラスとす
ると、両者の焦点距離の比は略５倍となり、半導体レー
ザ端面でフィールド径２μｍの出射光は、共焦点レンズ
系を通して単一モード光ファイバ５９の入射端において
フィールド径１０μｍの光ビームに変換される。これは
単一モード光ファイバ５９を伝搬する光のフィールド径
と一致し、半導体レーザ５１から出射した光を最大の効
率で光ファイバ５９に導入できることになる。これを実
現するためには、各レンズが、半導体レーザ５１、光フ
ァイバ５９の端面に対してそれぞれの光軸上の焦点距離
の位置に精確に置かれている必要がある。特に第ルンズ
５２に対しては、焦点距離が第２レンズの１７５である
ことから、許容誤差は厳しい。従来技術の項で説明した
ように、第ルンズ５２と半導体レーザ５１との間隔の許
容誤差は２μｍ程度であり、第２レンズ５４と光ファイ
バ５９との間隔の許容誤差はＩＯμｍである。２μｍの
精度で金属部品を加工することは現状技術で可能である
。しかし、半導体レーザチップ５１を金属台座５０ａに
搭載する時の位置精度は５０μｍ程度であり、上記２μ
ｍの精度を得るには半導体レーザチップ５１を基準とし
て第ルンズ５２の位置を決めなければならない、本実施
例では、半導体レーザ５１の極（近傍で紫外線硬化接着
剤により第ルンズ５２を固定することにより上記精度が
達成される。さらに、光軸に対し垂直な方向に対しても
、紫外線硬化接着剤を使用するこ六により、ｌＩｉｍ以
下の精度で固定することが可能で、ステム５０の中心軸
（一点鎖線で示す軸）に対する光軸の出射角度０．２度
以下に制御することができる。このことは、第ルンズ５
２を通過して出射する平行光ビームを第２レンズ・光フ
ァイバの系に結合するときの光軸合わせ時間を大幅に短
縮できるという顕著な効果があり、本発明による装置の
量産性が従来技術による装置に比較し非常に優れている
ことを示している。

第１図で、第２レンズ５４は、金属スリーブ５３内に設
けた段差部とスペーサリング５５とに挟まれており、ス
ペーサリング５５側からジルコニアフェルール５６を介
して袋ナツト５７の締め付けによる圧力で金属スリーブ
５３の中心軸上に固定されるようになっている。球レン
ズ５４と単一モード光ファイバ５９との距離はスペーサ
リング５５の寸法で設定される。従来の実験結果による
と、収差、　ＮＡ　（開口数）等の制限がないレンズ系
では、結合が最大となる最適倍率約５倍に対して、レン
ズ系の倍率が２０％程度ずれても、結合損失の増加は０
．５ｄＢ以下である。すなわち、ファイバ端面での光ビ
ームのスポット径が最適値約１０μｍより２０％ずれて
も許容し得る。これを半導体レーザ端面での光ビームの
出射広がり角度が半値全角で３０度程度であることを考
慮して第２レンズ・ファイバ間距離の許容誤差に換算す
ると約ＩＯμｍとなる。スペーサリング５５の加工精度
を１０μｍ以下とすることは容易である。

また、ジルコニアフェルール５６は、光コネクタ用とし
て汎用されているもので、その径の精度は０．５μｍ以
下であり、中心部の光ファイバの偏心最もＯ−，５μｍ
以下と高精度である。金属スリーブ５３のジルコニアフ
ェルール５６が挿入されている円筒部の内径の加工精度
を５μｍ以下とすることにより、光ファイバ５９の中心
軸（一点鎖線で示す軸）から第２レンズ５４の中心の位
置ずれ量は６μｍ以下となる。これは、レンズ５４の中
心を通過して（る光軸と光ファイバの中心軸とのなすず
れ角が０，３度以下であることを意味し、この量は単一
モード光ファイバの受光角度２０度の１．５％以下に相
当し、光の結合効率への影響も、０．１ｄ８以下と推定
される。逆に、０．２ｄＢ　（５％）程度までの結合損
失増加を許容すると、球レンズ５４の中心の光ファイバ
の中心軸上からのずれ量は２０μｍ程度まで許容できる
ことになる。

この組立精度は既に一般に普及している光コネクタの部
品であるジルコニアフェルール５６を用いることにより
光ファイバコリメータを無調整にて組み立てても十分に
達成される。

次に、上記半導体レーザと単一モード光ファイバの結合
装置の製造を第２図に基づいて説明する。

第２図（ａ）に示すように、半導体レーザ６１を搭載し
た金属台座６ｏａを周知の手法により用意する。ステム
６０は第１図で説明したものと同一とする。円盤状基盤
（ステム）６０に垂直に設けた台座６０ａ上で、前方に
直径０．６ｍｍの球レンズを置く余裕を残すため、先端
より約０．７ｍｍ後退した位置にシリコンヒートシンク
等を介してＡｕＳｎ半田材等で半導体レーザチップ６１
を固定する。また、シリコンヒートシンクと半導体レー
ザチップ６１の厚みを調整し、半導体レーザチップ６１
の光出射部の上記台座表面からの高さが０．３３±０．
０２ｍｍとなるようにする。

次に、第２図山）に示すように、第２図（ａ）のステム
６０とマスタとなるファイバコリメータ７０を同一軸上
に対向させて配置する。マスクとなるフ　アイバコリメ
ータ７０は、第１図にて説明した本実施例の結合装置の
構成要素となる光ファイバコリメータと同等品とする。

ステム６０とマスクファイバコリメータ７０との距離は
、２Ｇ−１００ｍｍ程度とするのが適当である。また、
両者を配置するに際しては、マスクファイバコリメータ
７０の光軸に半導体レーザ６１の光軸が精確に一致する
のが望ましいが、経験では約Ｑ　、ｌ　ｍ　ｍの誤差ま
で許容できる。次に、直径Ｑ、５ｍｍ、材質ＴａＦ３の
球レンズ６２を半導体レーザ６１の発光端面の前方に置
き、半導体レーザ６１を発光動作せしめ、既知の手法に
てレンズ６２の位置調整を行なってマスクファイバコリ
メータ７０の光ファイバに結合する光量が最大となるよ
うにする。レンズ６２の位置調整後、紫外線硬化接着剤
７１により第ルンズ６２を固定する。

紫外線硬化接着剤７１の塗布はレンズ位置の調整前に行
ない、予めレンズ６２と接触させておきながらレンズ６
２の位置調整を行ない、最適位置にて紫外線を照射する
と、接着剤７１は硬化してレンズ６２が固定される。ま
た、接着剤７１は、硬化する際に収縮し、レンズ６２を
最適位置よりずらしてしまうが、その量は予測すること
が可能であることから、紫外線照射前にレンズ６２を反
対方向に収縮量分ずらしてお（ことによりキャンセルす
ることが可能である。また、別の方法として、紫外線照
射中も半導体レーザ６１を動作しておくことが可能であ
ることを利用して、紫外線照射中もマスクファイバコリ
メータ７０のファイバより出力される光の量をモニタし
ながら、レンズ位置の調整をリアルタイムで行なうこと
もできる。

何れの方法にしても、レンズ６２の固定精度は１μｍ以
下にできる。この工程により、半導体レーザ６１から出
射される光は第ルンズ６２を通過して平行光に変換され
る。次に、第２図山）に示す工程後のステム６０に、光
を透過し得る窓付のキャップ（第２図（Ｃ）の６０ｂ）
を周知の手法により取り付け、半導体レーザコリメータ
パッケージ内部を気密封入する。

次に、第２図（Ｃ）に示すように、金属スリーブ６３に
材質ＢＫ７よりなる直径２ｍｍの球レンズ６４、スペー
サリング６５．単一モード光ファイバ６９を取り付けた
ジルコニアフェルール６６をこの順序に挿入し、最後に
袋ナフト６７にて締め付け、ファイバコリメータを組み
立てる。なお、６８は半田リングである。

次に、第２図（ｄ）に示すように、第２図世）および第
２図（Ｃ）にて作製した半導体レーザコリメータパッケ
ージと光ファイバコリメータを対向させ、半導体レーザ
に電流を通じてレーザ発振動作をさせ、その出力光が上
記光ファイバコリメータに取り付けた単一モード光ファ
イバ６９に最もよく結合するように光軸調整を行なう、
光軸合わせーは、半導体レーザパッケージあるいは光フ
ァイバコリメータのどちらか一方について、互いの光軸
が一致するように、その光軸に垂直な面内で直交する軸
Ｘ、Ｙ方向と光軸のあおり角度θ、φとの４軸を同時に
調整することによって行なう、前述のように、半導体レ
ーザコリメータパンケージからの平行光ビームは、半導
体レーザコリメータパッケージの円盤状基盤（ステム）
６０の中心軸に対して０．２度以下の角度で出射するよ
うに制御されていることから、円盤状基盤６０の中心軸
を光ファイバコリメータに合わせてから光軸調整を行な
うことにより、短時間に光軸を一致させることができる
。

次に、第２図（ｄ）に示す半田リング６８を高周波加熱
等の既知の手段を用いて溶融し、上記半導体レーザコリ
メータパッケージと上記光ファイバコリメータとを接続
固定する。この際、上記光軸調整により得られた最適位
置をずらさないように半田固定する必要があるが、実際
には僅かな位置ずれは避は難い、本実施例の共焦点レン
ズ径では、Ｘ、　Ｙ方向へは５０μｍの位置すれか、θ
、φは０．１度の角度ずれが許容される。０．１度の傾
きは、金属円筒スリーブ６３の直径を特徴とする特許片
端でｌＯμｍのずれに相当する。これらの許容値は光フ
ァイバを固定する時の許容値に比べて格段に大きく、装
置の生産歩留まりは相当に高くなる。

また、半導体レーザコリメータパッケージと光ファイバ
コリメータとの固定にはＹＡＧレーザ溶接を用いること
も可能である。その場合、半導体レーザコリメータパッ
ケージと光ファイバコリメータ同士の軸の傾きがあまり
大きすぎると、片側に大きな隙間ができ溶接不可能とな
るが、実際には０．１ｍｍ程度の隙間まで溶接可能であ
り、これは直径５ｍｍの円筒で１度の傾きを許容するこ
とを意味する。本実施例によれば、光ファイバコリメー
タの光軸ずれは０．３度以内、半導体レーザコリメータ
パッケージの光軸ずれは０．２度以内で、両者を光軸合
わせしたときの角度ずれは最大０．５度以内となり、十
分レーザ溶接が可能である。

さらに、本実施例では、光ファイバコリメータは１個の
球レンズより成るもので説明を行なったが、ＧＲＩＮロ
フトレンズを用いた光ファイバコリメータでも同様の半
導体レーザと単一モード光ファイバとの結合装置を構成
、製造することが可能である。

なお、以上述べた実施例は１つの例示であって、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行
ない得ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、半導体レーザからの出射
光を平行ビームに変換するような位置に紫外線硬化接着
剤により第１のレンズを固定し、入射平行光を単一モー
ド光ファイバ端に集光するように単一モード光ファイバ
と第２レンズ以降のレンズ系とを一体化し、半導体レー
ザコリメータパッケージと光ファイバコリメータとを対
向して互いの光軸を一致させて固定したことにより、半
導体レーザからの出射光を平行ビームに変換するのに最
適な位置に第１のレンズを調整した後、紫外線硬化接着
剤に紫外線を照射して硬化させて第１のレンズを固定で
きるので、第１のレンズを高精度に位置決めすることが
でき、単純な構造でありながら高結合効率が得られる効
果がある。

また、第１のレンズを半導体レーザからの出射光を平行
光に変換し得る位置に出射光を観測しながら調整移動し
、第１のレンズを紫外線硬化接着剤により固定して高精
度の平行光を出力し得るようにし、入射平行光が単一モ
ード光ファイバ端に集光するような位置関係で第２レン
ズ以降のレンズ系と単一モード光ファイバとを固定し一
体化し、半導体レーザコリメータパッケージと光ファイ
バコリメータとを結合固定するようにしたことによリ、
高精度の平行光を出力するように第１のレンズの位置を
調整できるので、光結合効率のばらつきが極めて少なく
なり、製造歩留まりの向上が図れ、また単純な構造であ
るので低製造コストを達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体レーザ光ファイバ結合装置
の一実施例を示す概略断面図、第２図は第１図の装置の
製造方法の説明図、第３図は１個ｑレンズを用いて半導
体レーザの出力光を単一モード光ファイバに結合し導入
する装置の概念図、第４図は２個のレンズを用いた共焦
点レンズ系による半導体レーザと単一モード光ファイバ
の結合装置の概念図、第５図多よ従来技術による共焦点
レンズ系の半導体レーザと光ファイバの結合装置の概略
断面図、第６図は従来技術における第２レンズ分割型の
半導体レーザと光ファイバの結合装置の概略断面図であ
る。 ５０−・・スデム、５０　ａ　・・・金属台座、５０　
ｂ　−・・窓付キャップ、５１−・・半導体レーザチッ
プ、５２・・・第ルンズ、５３・・・金属スリーブ、５
４・・・第２レンズ、５５・・・スペーサリング、５６
・・・ジルコニアフェルール、５７・・・袋すフト、５
８・・・半田、５９・・・光ファイバ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザからの出力光を独立した複数のレン
   ズよりなるレンズ系を介して単一モード光ファイバに導
   入する半導体レーザ光ファイバ結合装置において、 半導体レーザコリメータパッケージと光ファイバコリメ
   ータとを備え、 前記半導体レーザコリメータパッケージは前記半導体レ
   ーザに最も近接する第１のレンズと前記半導体レーザと
   を有し、前記半導体レーザからの出射光を平行ビームに
   変換するような位置に紫外線硬化接着剤により前記第１
   のレンズを固定し、前記光ファイバコリメータは入射平
   行光を前記単一モード光ファイバ端に集光するように前
   記単一モード光ファイバと第２レンズ以降のレンズ系と
   を一体化して成り、 前記半導体レーザコリメータパッケージと前記光ファイ
   バコリメータとを対向して互いの光軸を一致させて固定
   した ことを特徴とする半導体レーザ光ファイバ結合装置。
2. （２）半導体レーザからの出力光を独立した複数のレン
   ズよりなるレンズ系を介して単一モード光ファイバに導
   入する半導体レーザ光ファイバ結合装置の製造方法にお
   いて、 前記半導体レーザに最も近接する第１のレンズを半導体
   レーザパッケージ内搭載の半導体レーザからの出射光を
   平行光に変換し得る位置に前記出射光を観測しながら調
   整移動する工程と、 前記第１のレンズを紫外線硬化接着剤により前記半導体
   レーザパッケージ内に固定して高精度の平行光を出力す
   る半導体レーザコリメータパッケージを得る工程と、 第２レンズ以降のレンズ系と前記単一モード光ファイバ
   とを同一金属スリーブ内に保持し、入射平行光が前記単
   一モード光ファイバ端に集光するような位置関係で前記
   第２レンズ以降のレンズ系と単一モード光ファイバとを
   固定し一体化して光ファイバコリメータを得る工程と、 前記半導体レーザコリメータパッケージと前記光ファイ
   バコリメータとを半田付け、レーザ溶接等の結合手段に
   より互いに結合固定する工程とを含む ことを特徴とする半導体レーザ光ファイバ結合装置の製
   造方法。