JPH0621577A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
- Publication number
- JPH0621577A JPH0621577A JP5117492A JP5117492A JPH0621577A JP H0621577 A JPH0621577 A JP H0621577A JP 5117492 A JP5117492 A JP 5117492A JP 5117492 A JP5117492 A JP 5117492A JP H0621577 A JPH0621577 A JP H0621577A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- carrier
- photodiode
- laser module
- laser element
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザモジュールにおいて、半導体レー
ザ素子の後方光出力が小さい場合でも、ＡＰＣ制御に十
分なモニタ電流を確保する。 【構成】フォトダイオード素子２を搭載したキャリア４
２が、半導体レーザ素子１を搭載したキャリア４１に直
接固定されている。 【効果】フォトダイオード素子の受光面に対し、半導体
レーザ素子を最大のモニタ電流がとれる位置に、ＴＶカ
メラ等で観察しながら調整固定でき、部材寸法精度の影
響を回避できる。
ザ素子の後方光出力が小さい場合でも、ＡＰＣ制御に十
分なモニタ電流を確保する。 【構成】フォトダイオード素子２を搭載したキャリア４
２が、半導体レーザ素子１を搭載したキャリア４１に直
接固定されている。 【効果】フォトダイオード素子の受光面に対し、半導体
レーザ素子を最大のモニタ電流がとれる位置に、ＴＶカ
メラ等で観察しながら調整固定でき、部材寸法精度の影
響を回避できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ素子を搭載
した半導体レーザモジュールの構造に関する。
した半導体レーザモジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザが光ファイバ通信の光源と
して実用化されてすでに久しい。ＤＩＰ（ｄｕａｌｉｎ
−ｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ）型モジュールと呼ばれ
る、内部に温度制御用のペルェ素子を内蔵した１４ピン
の箱型モジュールや、ペルェ素子を内蔵しない形式の箱
型あるいは同軸型モジュールが、実用化の初期階段から
現在に至るまで広く用いられている。一般的にこれらに
おいては、ファイバ入力光出力を一定に保つよう、半導
体レーサ素子を所謂ＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗ
ｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：定出力制御）で駆動する。その
ために、半導体レーザ素子の光ファイバと光学的に結合
された面と反対側の共振器端面からの光出力を、モニタ
用のフォトダイオード素子に結合して、その光電流を制
御用の信号として用いている。
して実用化されてすでに久しい。ＤＩＰ（ｄｕａｌｉｎ
−ｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ）型モジュールと呼ばれ
る、内部に温度制御用のペルェ素子を内蔵した１４ピン
の箱型モジュールや、ペルェ素子を内蔵しない形式の箱
型あるいは同軸型モジュールが、実用化の初期階段から
現在に至るまで広く用いられている。一般的にこれらに
おいては、ファイバ入力光出力を一定に保つよう、半導
体レーサ素子を所謂ＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗ
ｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：定出力制御）で駆動する。その
ために、半導体レーザ素子の光ファイバと光学的に結合
された面と反対側の共振器端面からの光出力を、モニタ
用のフォトダイオード素子に結合して、その光電流を制
御用の信号として用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】初期の半導体レーザ素
子は、結晶剥出しの反射面で構成されるファブリ・ペロ
ー共振器という最も単純な構造であり、従って両端面か
ら同強度の光出力を得られた。しかしその後、高温動作
・高出力化のために、共振器端面に誘電体薄膜を形成し
て、全光出力のうち光ファイバに結合される前方からの
光出力を高めた結果、後方からの光出力が低下した。同
様な事態は、ＤＦＢレーザ等の単一軸モードレーザにお
いても発生している。モニタ用のフォトダイオード素子
は、本質的に暗電流成分を持つから、半導体レーザ素子
からの入力光強度が低下して光電流が小さくなると、制
御用信号としてのＳ／Ｎ比が悪化する。この光電流を大
きくするには、フォトダイオード素子の受光面積を拡大
する、半導体レーザ素子とフォトダイオード素子をでき
る限り近接させる等の方法がある。しかしながら前者に
ついては、フォトダイオード素子のコスト要因のみなら
ず、受光面積拡大による応答速度低下によって、実現的
な受光面積は例えば百数十μｍ程度に制限されてしま
う。一方後者については、実際のモジュール構造におけ
る、各々の素子の組立位置精度によって、限界が設定さ
れる。
子は、結晶剥出しの反射面で構成されるファブリ・ペロ
ー共振器という最も単純な構造であり、従って両端面か
ら同強度の光出力を得られた。しかしその後、高温動作
・高出力化のために、共振器端面に誘電体薄膜を形成し
て、全光出力のうち光ファイバに結合される前方からの
光出力を高めた結果、後方からの光出力が低下した。同
様な事態は、ＤＦＢレーザ等の単一軸モードレーザにお
いても発生している。モニタ用のフォトダイオード素子
は、本質的に暗電流成分を持つから、半導体レーザ素子
からの入力光強度が低下して光電流が小さくなると、制
御用信号としてのＳ／Ｎ比が悪化する。この光電流を大
きくするには、フォトダイオード素子の受光面積を拡大
する、半導体レーザ素子とフォトダイオード素子をでき
る限り近接させる等の方法がある。しかしながら前者に
ついては、フォトダイオード素子のコスト要因のみなら
ず、受光面積拡大による応答速度低下によって、実現的
な受光面積は例えば百数十μｍ程度に制限されてしま
う。一方後者については、実際のモジュール構造におけ
る、各々の素子の組立位置精度によって、限界が設定さ
れる。
【０００４】図４に、従来の半導体レーザモジュールの
構成例を示す。半導体レーザ素子１とフォトダイオード
素子２はそれぞれ別々のキャリア４１，４２に搭載さ
れ、共通の基板５に固定される。これは製造上、それぞ
れを個別に選別スクリーニングする必要性からきた設計
である。この図において半導体レーザ素子とフォトダイ
オード素子の最適位置からのＸ，Ｙ方向へのずれ量が、
ヒートシンク３やキャリア４１，４２の寸法精度および
半導体レーザ素子１とフォトダイオード素子２のそれぞ
れのキャリアへのマウント精度によって決定される。特
にＹ方向のずれは、キャリア相互の位置関係を調整する
ことによって修正できない。しかも半導体レーザ素子を
アップサイドダウンでヒートシンク３にマウントする場
合には、ヒートシンク表面での反射干渉により、もとも
とのガウシアンビームが数度ごとの強弱の周期を持つよ
うになるため、少しの位置ずれが大きなモニタ電流低下
となって現われる。
構成例を示す。半導体レーザ素子１とフォトダイオード
素子２はそれぞれ別々のキャリア４１，４２に搭載さ
れ、共通の基板５に固定される。これは製造上、それぞ
れを個別に選別スクリーニングする必要性からきた設計
である。この図において半導体レーザ素子とフォトダイ
オード素子の最適位置からのＸ，Ｙ方向へのずれ量が、
ヒートシンク３やキャリア４１，４２の寸法精度および
半導体レーザ素子１とフォトダイオード素子２のそれぞ
れのキャリアへのマウント精度によって決定される。特
にＹ方向のずれは、キャリア相互の位置関係を調整する
ことによって修正できない。しかも半導体レーザ素子を
アップサイドダウンでヒートシンク３にマウントする場
合には、ヒートシンク表面での反射干渉により、もとも
とのガウシアンビームが数度ごとの強弱の周期を持つよ
うになるため、少しの位置ずれが大きなモニタ電流低下
となって現われる。
【０００５】以上述べた種々の要因により、後方光出力
の小さな半導体レーザ素子を搭載した半導体レーザモジ
ュールにおいては、ＡＰＣ動作のための十分大きなモニ
タ電流がとれないという問題点があった。
の小さな半導体レーザ素子を搭載した半導体レーザモジ
ュールにおいては、ＡＰＣ動作のための十分大きなモニ
タ電流がとれないという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、少なくとも半導体レーザ素子とフォトダイ
オード素子と光ファイバとを含んで構成され、前記フォ
トダイオード素子を搭載したキャリアが前記半導体レー
ザ素子を搭載したキャリアに直接固定されていることを
特徴とする。
ジュールは、少なくとも半導体レーザ素子とフォトダイ
オード素子と光ファイバとを含んで構成され、前記フォ
トダイオード素子を搭載したキャリアが前記半導体レー
ザ素子を搭載したキャリアに直接固定されていることを
特徴とする。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて説
明する。図１は本発明の一実施例である半導体レーザモ
ジュールの構成部分図である。半導体レーザ素子１がヒ
ートシンク２に融着され、さらにそれがキャリア４１に
融着されている。一方フォトダイオード素子２がキャリ
ア４２に融着され、そのキャリア４２が前記キャリア４
１に融着されている。半導体レーザ素子とフォトダイオ
ード素子とは電気的に絶縁されて使われることが多いた
め、キャリア４２のフォトダイオード素子を融着する部
分４２１にはセラミック素材を使い、それに蝋付けした
金属素材部分４２２をソルダを用いてキャリア４１に融
着する。
明する。図１は本発明の一実施例である半導体レーザモ
ジュールの構成部分図である。半導体レーザ素子１がヒ
ートシンク２に融着され、さらにそれがキャリア４１に
融着されている。一方フォトダイオード素子２がキャリ
ア４２に融着され、そのキャリア４２が前記キャリア４
１に融着されている。半導体レーザ素子とフォトダイオ
ード素子とは電気的に絶縁されて使われることが多いた
め、キャリア４２のフォトダイオード素子を融着する部
分４２１にはセラミック素材を使い、それに蝋付けした
金属素材部分４２２をソルダを用いてキャリア４１に融
着する。
【０００８】図２は本発明の第２の実施例である半導体
レーザモジュールの構成部分図である。この例ではフォ
トダイオード素子２を融着したセラミック素材のキャリ
ア４２に金属被膜を形成しておき、その部分でキャリア
４１にソルダ融着を行うため、キャリア４２の構造が簡
単になるという利点がある。
レーザモジュールの構成部分図である。この例ではフォ
トダイオード素子２を融着したセラミック素材のキャリ
ア４２に金属被膜を形成しておき、その部分でキャリア
４１にソルダ融着を行うため、キャリア４２の構造が簡
単になるという利点がある。
【０００９】図３は本発明の第３の実施例である半導体
レーザモジュールの構成部分図である。この例では、セ
ラミック素材４２１に蝋付けした金属素材部分４２２
を、レーザ溶接を用いてキャリア４１に固定している。
ここで述べているような、ソルダによる融着部分が何箇
所もある場合には、工程ごとにより低い融着温度条件を
設定しなければならず、またその温度制御も一般にかな
り正確に実施する必要がある。例えば図４の場合、半導
体レーザ素子とヒートシンクを融着するソルダはＡｕＳ
ｎ共晶（８０：２０、融点２８０℃）、フォトダイオー
ド素子をキャリアに融着するソルダはＡｕＳｉ共晶（融
点３７０℃）、ヒートシンクをキャリアに融着するソル
ダはＡｕＳｎ共晶（１０：９０、融点２１７℃）、各々
のキャリアを基板に融着するソルダはＰｂＳｎ共晶（融
点１８３℃）という構成をとることができ、それぞれの
融着工程においては、それ以前に組み立てた部分を再溶
融しないように、正確に温度制御を行わねばならない。
この実施例のように、キャリア同士の固定にレーザ溶接
を用いる場合は、それらの制限を緩和し、それ以外の部
分に用いるソルダ材の選択の自由度を増すことができる
という利点がある。
レーザモジュールの構成部分図である。この例では、セ
ラミック素材４２１に蝋付けした金属素材部分４２２
を、レーザ溶接を用いてキャリア４１に固定している。
ここで述べているような、ソルダによる融着部分が何箇
所もある場合には、工程ごとにより低い融着温度条件を
設定しなければならず、またその温度制御も一般にかな
り正確に実施する必要がある。例えば図４の場合、半導
体レーザ素子とヒートシンクを融着するソルダはＡｕＳ
ｎ共晶（８０：２０、融点２８０℃）、フォトダイオー
ド素子をキャリアに融着するソルダはＡｕＳｉ共晶（融
点３７０℃）、ヒートシンクをキャリアに融着するソル
ダはＡｕＳｎ共晶（１０：９０、融点２１７℃）、各々
のキャリアを基板に融着するソルダはＰｂＳｎ共晶（融
点１８３℃）という構成をとることができ、それぞれの
融着工程においては、それ以前に組み立てた部分を再溶
融しないように、正確に温度制御を行わねばならない。
この実施例のように、キャリア同士の固定にレーザ溶接
を用いる場合は、それらの制限を緩和し、それ以外の部
分に用いるソルダ材の選択の自由度を増すことができる
という利点がある。
【００１０】
【発明の効果】以上述べた実施例のごとくに構成される
半導体レーザモジュールにおいては、半導体レーザ素子
を搭載したキャリアとフォトダイオード素子を搭載した
キャリアを固定するにあたり、半導体レーザ素子の光フ
ァイバと結合される側から図中のＺ軸方向に両者を例え
ばＴＶカメラで観察しながら、フォトダイオード素子の
受光面に対して、半導体レーザ素子のビーム出射位置を
最適位置にもってきた状態で、双方を固定するのがきわ
めて容易となり、なおかつ前述のＹ軸方向の調整ができ
なかった不具合も解決される。その結果、後方からの光
出力が小さな半導体レーザ素子を用いて半導体レーザモ
ジュールを構成する場合でも、ＡＰＣ動作を実施するに
充分なモニタ電流を得ることが可能になるという効果が
ある。
半導体レーザモジュールにおいては、半導体レーザ素子
を搭載したキャリアとフォトダイオード素子を搭載した
キャリアを固定するにあたり、半導体レーザ素子の光フ
ァイバと結合される側から図中のＺ軸方向に両者を例え
ばＴＶカメラで観察しながら、フォトダイオード素子の
受光面に対して、半導体レーザ素子のビーム出射位置を
最適位置にもってきた状態で、双方を固定するのがきわ
めて容易となり、なおかつ前述のＹ軸方向の調整ができ
なかった不具合も解決される。その結果、後方からの光
出力が小さな半導体レーザ素子を用いて半導体レーザモ
ジュールを構成する場合でも、ＡＰＣ動作を実施するに
充分なモニタ電流を得ることが可能になるという効果が
ある。
【図１】本発明の実施例である半導体レーザモジュール
の構成部分図。
の構成部分図。
【図２】本発明の実施例である半導体レーザモジュール
の構成部分図。
の構成部分図。
【図３】本発明の実施例である半導体レーザモジュール
の構成部分図。
の構成部分図。
【図４】従来よりある半導体レーザモジュールの構成部
分図である。
分図である。
１ 半導体レーザ素子 ２ フォトダイオード素子 ３ ヒートシンク ４１ キャリア ４２ キャリア ５ 基板
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも半導体レーザ素子とフォトダ
イオード素子と光ファイバとを含んで構成される半導体
レーザモジュールにおいて、前記フォトダイオード素子
を搭載したキャリアが前記半導体レーザ素子を搭載した
キャリアに直接固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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5117492A JPH0621577A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5117492A JPH0621577A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621577A true JPH0621577A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=12879473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5117492A Pending JPH0621577A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621577A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020009915A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP5117492A patent/JPH0621577A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020009915A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990209 |