JPH0634852A - 半導体レーザ簡易光結合方法およびその装置 - Google Patents
半導体レーザ簡易光結合方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH0634852A JPH0634852A JP4187750A JP18775092A JPH0634852A JP H0634852 A JPH0634852 A JP H0634852A JP 4187750 A JP4187750 A JP 4187750A JP 18775092 A JP18775092 A JP 18775092A JP H0634852 A JPH0634852 A JP H0634852A
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- Japan
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- optical fiber
- semiconductor laser
- substrate
- metallized
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザと光ファイバとの直接結合をベア
チップ実装状態で、かつ光学的位置調整を可能にして光
結合を簡単に実現する。 【構成】このデータ通信制御方式は、半導体レーザ１
と、中心軸が偏心したパイプ中に光ファイバを挿入した
光ファイバ端末部４とを備える。また、光ファイバ端末
部４を埋置し光ファイバのコア中心軸と半導体レーザ１
の活性層中心軸とが上下方向で一致するように光ファイ
バ端末部４の回転調整により所定位置に固定する細長状
のＶ溝８を有する第２の基板７と、半導体レーザ１を第
１の半田３で固着搭載するとともに光ファイバ端末部４
を埋置固定した第２の基板７を光ファイバのコア中心軸
と半導体レーザ１の活性層中心軸とが左右方向で一致す
るようにスライド調整して所定位置に半田固着搭載する
第１の基板２とを備える。
チップ実装状態で、かつ光学的位置調整を可能にして光
結合を簡単に実現する。 【構成】このデータ通信制御方式は、半導体レーザ１
と、中心軸が偏心したパイプ中に光ファイバを挿入した
光ファイバ端末部４とを備える。また、光ファイバ端末
部４を埋置し光ファイバのコア中心軸と半導体レーザ１
の活性層中心軸とが上下方向で一致するように光ファイ
バ端末部４の回転調整により所定位置に固定する細長状
のＶ溝８を有する第２の基板７と、半導体レーザ１を第
１の半田３で固着搭載するとともに光ファイバ端末部４
を埋置固定した第２の基板７を光ファイバのコア中心軸
と半導体レーザ１の活性層中心軸とが左右方向で一致す
るようにスライド調整して所定位置に半田固着搭載する
第１の基板２とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ簡易光結
合方法および装置に関し、特に半導体レーザと光ファイ
バとを直接結合するときの半導体レーザ簡易光結合方法
および装置に関する。
合方法および装置に関し、特に半導体レーザと光ファイ
バとを直接結合するときの半導体レーザ簡易光結合方法
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４を参照すると、従来の半導体レーザ
簡易光結合方法は、結合用レンズ２０を介して半導体レ
ーザ１からの出力光を適切なビーム径に変換し直し、光
ファイバ２２のコアに結合させている。これらは光モジ
ュール２１としてユニット化されて使用されている。し
かしながら光通信装置の小型化および低コスト化は、特
に光加入者系システムでは不可欠であり、従来のように
光モジュールを一ユニットとして光パネル上に搭載する
方法は装置の小型化および低コスト化を難しくする。こ
れを容易にするために半導体レーザをチップとして取扱
い、結合用レンズ２０を使用しないで直接光ファイバと
結合させ、さらに駆動回路用電気部品もチップとして例
えばシリコン基板上に搭載するベアチップ実装方式があ
る。従来の半導体レーザ簡易光結合装置は、図５を参照
すると、半導体レーザを例えばシリコン基板上に実装す
る場合、半田バンプ３を用いて半導体レーザ１をシリコ
ン基板２２上に実装する方法がある。この方法はセルフ
アラインメント工法で、半田バンプ３が溶融するとこに
表面張力により丸くなる性質を利用するものである、即
ち、先ず半導体レーザ１を所定の位置に実装するため、
あらかじめの半導体レーザ１の底面とシリコン基板２２
上に、限定された大きさのメタライズ面を形成させ、２
つのメタライズ面を半田バンプ３で覆うようにする。次
に、シリコン基板２２を窒素ガス雰囲気中で加熱するこ
とにより半田バンプ３は、表面張力により２つのメタラ
イズ面がきれいに位置合せされ、この結果高精度に半導
体レーザ１をシリコン基板２２上に実装することができ
る。そこでシリコン基板２２のメタライズ面に隣接する
よう、かつ光ファイバ６の実装固定用に選択エッチング
で形成させたシリコンＶ溝８を設けることにより、シリ
コン基板２２に並行な面上の半導体レーザ１と光ファイ
バ６との位置合せがサブミクロンの精度で可能である。
簡易光結合方法は、結合用レンズ２０を介して半導体レ
ーザ１からの出力光を適切なビーム径に変換し直し、光
ファイバ２２のコアに結合させている。これらは光モジ
ュール２１としてユニット化されて使用されている。し
かしながら光通信装置の小型化および低コスト化は、特
に光加入者系システムでは不可欠であり、従来のように
光モジュールを一ユニットとして光パネル上に搭載する
方法は装置の小型化および低コスト化を難しくする。こ
れを容易にするために半導体レーザをチップとして取扱
い、結合用レンズ２０を使用しないで直接光ファイバと
結合させ、さらに駆動回路用電気部品もチップとして例
えばシリコン基板上に搭載するベアチップ実装方式があ
る。従来の半導体レーザ簡易光結合装置は、図５を参照
すると、半導体レーザを例えばシリコン基板上に実装す
る場合、半田バンプ３を用いて半導体レーザ１をシリコ
ン基板２２上に実装する方法がある。この方法はセルフ
アラインメント工法で、半田バンプ３が溶融するとこに
表面張力により丸くなる性質を利用するものである、即
ち、先ず半導体レーザ１を所定の位置に実装するため、
あらかじめの半導体レーザ１の底面とシリコン基板２２
上に、限定された大きさのメタライズ面を形成させ、２
つのメタライズ面を半田バンプ３で覆うようにする。次
に、シリコン基板２２を窒素ガス雰囲気中で加熱するこ
とにより半田バンプ３は、表面張力により２つのメタラ
イズ面がきれいに位置合せされ、この結果高精度に半導
体レーザ１をシリコン基板２２上に実装することができ
る。そこでシリコン基板２２のメタライズ面に隣接する
よう、かつ光ファイバ６の実装固定用に選択エッチング
で形成させたシリコンＶ溝８を設けることにより、シリ
コン基板２２に並行な面上の半導体レーザ１と光ファイ
バ６との位置合せがサブミクロンの精度で可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体レー
ザ簡易光結合方法およびその装置では、シリコン基板２
２面と平行な方向への位置調整は精度良くできるが、垂
直な方向に対する位置調整では、半田バンプ３の厚みの
不確定さで数十ミクロン（μｍ）以上のバラツキおよび
半導体レーザの構造に起因した電極面から活性層までの
１〜２μｍ前後の厚さのバラツキがある。このため、半
導体レーザ１と選択エッチングによるＶ溝８を同一基板
上に構成することは位置精度の面から困難である。
ザ簡易光結合方法およびその装置では、シリコン基板２
２面と平行な方向への位置調整は精度良くできるが、垂
直な方向に対する位置調整では、半田バンプ３の厚みの
不確定さで数十ミクロン（μｍ）以上のバラツキおよび
半導体レーザの構造に起因した電極面から活性層までの
１〜２μｍ前後の厚さのバラツキがある。このため、半
導体レーザ１と選択エッチングによるＶ溝８を同一基板
上に構成することは位置精度の面から困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ簡
易光結合方法および装置は、第２のメタライズ面を有す
る半導体レーザと、中心軸が偏心したパイプ中に光ファ
イバを挿入した光ファイバを挿入した光ファイバ端末部
と、第１の面に第１のメタライズ面を有するとともに前
記第１の面と反対側の第２の面に前記光ファイバ端末部
を埋置し所定位置に固定する細長状の溝を有する第１の
基板と、第１の面に第３のメラタイズ面を有し、前記半
導体レーザを前記第３のメタライズ面に前記第２のメタ
ライズ面を半田固着搭載するとともに、前記第１の面側
に前記第１の面の段差を有する第２の面に第４をメタラ
イズ面を有し、前記第２の面に前記第１の基板を前記第
１の基板の第１の面で載置し、前記光ファイバのコア中
心軸と前記半導体レーザの活性層中心軸とが一致する位
置で前記第４のメタライズ面に前記第２のメタライズ面
を半田固着する第２の基板とを備える。
易光結合方法および装置は、第２のメタライズ面を有す
る半導体レーザと、中心軸が偏心したパイプ中に光ファ
イバを挿入した光ファイバを挿入した光ファイバ端末部
と、第１の面に第１のメタライズ面を有するとともに前
記第１の面と反対側の第２の面に前記光ファイバ端末部
を埋置し所定位置に固定する細長状の溝を有する第１の
基板と、第１の面に第３のメラタイズ面を有し、前記半
導体レーザを前記第３のメタライズ面に前記第２のメタ
ライズ面を半田固着搭載するとともに、前記第１の面側
に前記第１の面の段差を有する第２の面に第４をメタラ
イズ面を有し、前記第２の面に前記第１の基板を前記第
１の基板の第１の面で載置し、前記光ファイバのコア中
心軸と前記半導体レーザの活性層中心軸とが一致する位
置で前記第４のメタライズ面に前記第２のメタライズ面
を半田固着する第２の基板とを備える。
【０００５】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。本発明の一実施例を示す図１，図２および図３を併
せて参照して説明すると、半導体レーザ簡易光結合方法
および装置は、下面が金亜鉛−金でメタライズされてい
る半導体レーザ１はシリコン材料の第１の基板２上に金
スズを素材とする高温融点の第１の半田（半田バンプ）
３により固着してある。この場合、第１の基板２はあら
かじめチタン−白金−金で部分的にメタライズされてい
る。光ファイバ端末部４はステンレス製で中心が偏心し
た金属パイプ５中に光ファイバ６が挿入されている。こ
の光ファイバ端末部４は、シリコン材料の第２の基板７
上に選択エッチング法により形成されたＶ溝８に置かれ
ている。このような構成による光学的な結合方法は、先
ず光ファイバ端末部４をＶ溝８上で回転させることによ
り、第１の基板２上に固定された半導体レーザ１の活性
層９とコア１０とがほぼ同じ高さとなるように調整す
る。次に第２の基板７を第１の基板上で矢印の方向にス
ライドさせることにより横方向を調整する。このように
て位置決めした後、第１の基板２と第２の基板７とを鉛
スズを素材とする第２の半田（半田バンプ）１１で固定
する。
る。本発明の一実施例を示す図１，図２および図３を併
せて参照して説明すると、半導体レーザ簡易光結合方法
および装置は、下面が金亜鉛−金でメタライズされてい
る半導体レーザ１はシリコン材料の第１の基板２上に金
スズを素材とする高温融点の第１の半田（半田バンプ）
３により固着してある。この場合、第１の基板２はあら
かじめチタン−白金−金で部分的にメタライズされてい
る。光ファイバ端末部４はステンレス製で中心が偏心し
た金属パイプ５中に光ファイバ６が挿入されている。こ
の光ファイバ端末部４は、シリコン材料の第２の基板７
上に選択エッチング法により形成されたＶ溝８に置かれ
ている。このような構成による光学的な結合方法は、先
ず光ファイバ端末部４をＶ溝８上で回転させることによ
り、第１の基板２上に固定された半導体レーザ１の活性
層９とコア１０とがほぼ同じ高さとなるように調整す
る。次に第２の基板７を第１の基板上で矢印の方向にス
ライドさせることにより横方向を調整する。このように
て位置決めした後、第１の基板２と第２の基板７とを鉛
スズを素材とする第２の半田（半田バンプ）１１で固定
する。
【０００６】以上の実施例では、説明をわかりやすくす
るため、第１，第２の基板材料および第１，第２の半田
材料を具体化して示したが、特にこれらの材料に限定さ
れないことは述べるまでもない。
るため、第１，第２の基板材料および第１，第２の半田
材料を具体化して示したが、特にこれらの材料に限定さ
れないことは述べるまでもない。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、偏
心した金属パイプに挿入された光ファイバによる光ファ
イバ端末部を用いることにより、第１の半田の厚みにか
かわりなく高さ方向の調整が可能となり、また第１の基
板を第２の基板上でスライドさせることにより横方向の
調整が可能となるため、半導体レーザと光ファイバ端末
部との光学的結合が容易に実現できる。本発明の実施例
では、発振波長１．５５μｍのインジウム・リン系の半
導体レーザを用い、カットオフ波長１．２１μｍのシリ
カ系光ファイバを用いて光結合効率として−６ｄＢ程度
の値が得られる。
心した金属パイプに挿入された光ファイバによる光ファ
イバ端末部を用いることにより、第１の半田の厚みにか
かわりなく高さ方向の調整が可能となり、また第１の基
板を第２の基板上でスライドさせることにより横方向の
調整が可能となるため、半導体レーザと光ファイバ端末
部との光学的結合が容易に実現できる。本発明の実施例
では、発振波長１．５５μｍのインジウム・リン系の半
導体レーザを用い、カットオフ波長１．２１μｍのシリ
カ系光ファイバを用いて光結合効率として−６ｄＢ程度
の値が得られる。
【図１】本発明の一実施例の半導体レーザ簡易光結合装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図２】同実施例の半導体レーザ簡易光結合装置を示す
側面図である。
側面図である。
【図３】同実施例の半導体レーザ簡易光結合装置の光フ
ァイバ端末部の断面図である。
ァイバ端末部の断面図である。
【図４】従来例の半導体レーザ簡易光結合方法を示す図
である。
である。
【図５】従来例の半導体レーザ簡易光結合装置を示す斜
視図である。
視図である。
１ 半導体レーザ ２ 第１の基板 ３ 第１の半田 ４ 光ファイバ端末部 ５ 金属パイプ ６ 光ファイバ ７ 第２の基板 ８ Ｖ溝 ９ 活性層 １０ コア １１ 第２の半田
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の面に第１のメタライズ面を有する
とともに前記第１の面と反対側の第２の面に細長状の溝
を有する第１の基板の前記溝に中心軸が偏心したパイプ
中に光ファイバを挿入した光ファイバ端末部を載置した
第１の組立体と、 第１の面に第２のメタライズ面を有するとともに前記第
１の面側に前記第１の面と段差を有する第２の面に第４
のメタライズ面を有する第２の基板の前記第１の面に第
３のメタライズ面を有する半導体レーザを前記第２のメ
タライズ面に前記第３のメタライズ面を半田固着して搭
載した第２の組立体とを有し、 前記第２の組立体の前記第２の基板の前記第２の面に前
記第１の組立体の前記第１の基板を前記第１の面で載置
し、前記第１の基板を前記第２の基板の第２の面でスラ
イドさせ、かつ前記光ファイバ端末部を前記第１の基板
の前記溝上で回転させることにより前記半導体レーザと
前記光ファイバとの直接光結合を調整して前記第４のメ
タライズ面に前記第２のメタライズ面を半田固着し前記
光ファイバ端末部を前記溝に固定することを特徴とする
半導体レーザ簡易光結合方法。 - 【請求項２】 第２のメタライズ面を有する半導体レー
ザと、 中心軸が偏心したパイプ中に光ファイバを挿入した光フ
ァイバを挿入した光ファイバ端末部と、 第１の面に第１のメタライズ面を有するとともに前記第
１の面と反対側の第２の面に前記光ファイバ端末部を埋
置し所定位置に固定する細長状の溝を有する第１の基板
と、 第１の面に第３のメラタイズ面を有し、前記半導体レー
ザを前記第３のメタライズ面に前記第２のメタライズ面
を半田固着搭載するとともに、前記第１の面側に前記第
１の面の段差を有する第２の面に第４をメタライズ面を
有し、前記第２の面に前記第１の基板を前記第１の基板
の第１の面で載置し、前記光ファイバのコア中心軸と前
記半導体レーザの活性層中心軸とが一致する位置で前記
第４のメタライズ面に前記第２のメタライズ面を半田固
着する第２の基板と、 を備えることを特徴とする半導体レーザ簡易光結合装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187750A JPH0634852A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体レーザ簡易光結合方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187750A JPH0634852A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体レーザ簡易光結合方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634852A true JPH0634852A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16211550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187750A Withdrawn JPH0634852A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体レーザ簡易光結合方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634852A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443631B1 (en) | 2001-02-20 | 2002-09-03 | Avanti Optics Corporation | Optical module with solder bond |
| US6546172B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-04-08 | Avanti Optics Corporation | Optical device |
| US6546173B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-04-08 | Avanti Optics Corporation | Optical module |
| DE102005032593B4 (de) * | 2005-07-11 | 2007-07-26 | Technische Universität Berlin | Optisches Modul mit einer Leichtleitfaser und einem lichtemittierenden/lichtempfangenden Bauteil und Verfahren zum Herstellen |
| JP2011108682A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Anritsu Corp | 外部共振器型半導体レーザとそれを用いたラマン増幅器 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4187750A patent/JPH0634852A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443631B1 (en) | 2001-02-20 | 2002-09-03 | Avanti Optics Corporation | Optical module with solder bond |
| US6546172B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-04-08 | Avanti Optics Corporation | Optical device |
| US6546173B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-04-08 | Avanti Optics Corporation | Optical module |
| DE102005032593B4 (de) * | 2005-07-11 | 2007-07-26 | Technische Universität Berlin | Optisches Modul mit einer Leichtleitfaser und einem lichtemittierenden/lichtempfangenden Bauteil und Verfahren zum Herstellen |
| JP2011108682A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Anritsu Corp | 外部共振器型半導体レーザとそれを用いたラマン増幅器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |