JPH0980274A - Semiconductor laser module - Google Patents
Semiconductor laser moduleInfo
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- JPH0980274A JPH0980274A JP23653795A JP23653795A JPH0980274A JP H0980274 A JPH0980274 A JP H0980274A JP 23653795 A JP23653795 A JP 23653795A JP 23653795 A JP23653795 A JP 23653795A JP H0980274 A JPH0980274 A JP H0980274A
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光計測に
使用する半導体レーザモジュールに関する。特に、光出
力を高精度で制御する機能を備えた半導体レーザモジュ
ールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser module used for optical communication and optical measurement. In particular, it relates to a semiconductor laser module having a function of controlling an optical output with high accuracy.
【０００１】[0001]
【従来の技術】一般に、半導体レーザモジュールは、レ
ーザダイオード素子が周囲温度の変化等の変化に伴って
しきい値電流と微分量子効率が変化し、光出力も変動す
る。この変動を抑制して、光出力を一定に保持するため
に、通常はレーザダイオード素子からの発振光をフォト
ダイオードによって受光してモニタする。そして、モニ
タされた光出力によりレーザダイオード素子への注入電
流をフィードバック制御している。2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor laser module, a laser diode element has a threshold current and a differential quantum efficiency which change in accordance with a change in ambient temperature and the like, and an optical output also changes. In order to suppress this fluctuation and keep the light output constant, the oscillation light from the laser diode element is usually received by a photodiode and monitored. Then, the injection current to the laser diode element is feedback-controlled by the monitored optical output.
【０００２】従来の半導体レーザモジュールの構成を図
４に示す。従来の半導体レーザモジュールでは、レーザ
ダイオード素子の後方にモニタ用のフォトダイオードを
配置し、後方から出射される発振光を受光している。The structure of a conventional semiconductor laser module is shown in FIG. In the conventional semiconductor laser module, a photodiode for monitoring is arranged behind the laser diode element to receive the oscillation light emitted from the rear.
【０００３】レーザダイオード１は、サブマウント５に
搭載されている。さらに、サブマウント５は、壁部６に
搭載されている。キャップ４と窓ガラス３とは低融点ガ
ラス（図示せず）で接合されており、キャップ４とステ
ム１１とは、シーム溶接されている。レーザダイオード
素子１とフォトダイオード２はともに、キャップ４によ
り気密封止されている。The laser diode 1 is mounted on a submount 5. Further, the submount 5 is mounted on the wall portion 6. The cap 4 and the window glass 3 are joined with a low melting point glass (not shown), and the cap 4 and the stem 11 are seam welded. Both the laser diode element 1 and the photodiode 2 are hermetically sealed by a cap 4.
【０００４】レーザダイオード素子１は、光ファイバ１
０が配置されている側を前方とその反対側の後方の両方
に発振光を出射する。モニタ用にフォトダイオード２
は、レーザダイオード素子１の後方に配置されている。
レーザダイオード素子１の前方から出射された発振光
は、窓ガラス３を透過した後、レンズ７により集光さ
れ、光ファイバ１０の先端が成端処理された光ファイバ
１０に結合する。The laser diode element 1 is an optical fiber 1
Oscillation light is emitted both to the front side where 0 is arranged and to the rear side on the opposite side. Photodiode 2 for monitor
Are arranged behind the laser diode element 1.
The oscillated light emitted from the front of the laser diode element 1 passes through the window glass 3, is then condensed by the lens 7, and the tip of the optical fiber 10 is coupled to the terminated optical fiber 10.
【０００５】ここで、発振光が光ファイバ１０の端面や
光路中で反射され、戻り光がレーザダイオード素子１の
出射部に結合すると、レーザダイオードの発振状態が不
安定になる。そこで、戻り光の再結合を防止するため
に、通常、レーザダイオード素子１と光ファイバ１０の
間に、光を順方向にしか透過せず、逆方向に進行する光
を阻止する機能を有する光アイソレータが配置される。Here, if the oscillated light is reflected in the end face of the optical fiber 10 or in the optical path and the return light is coupled to the emission part of the laser diode element 1, the lasing state of the laser diode becomes unstable. Therefore, in order to prevent recombination of return light, light that normally transmits light only in the forward direction between the laser diode element 1 and the optical fiber 10 and has a function of blocking light traveling in the reverse direction. An isolator is arranged.
【０００６】レーザダイオード素子１は、注入電流が外
部から与えられることにより、共振器内部で発振し、前
方および後方の両端面から光が出射される。共振器内部
で発振した光の一部を外部に出射するように、前方端面
と後方端面には所定の反射率を有する反射防止膜が施さ
れている。一般に、前方と後方から出射される発振光の
比率は上記反射防止膜の反射率等によって定まる。そし
て、注入電流が増大し、前方から出射される発振光の光
出力の増大に伴って、後方から出射されモニタされる光
の出力も増大する。従って、後方からの光をモニタする
ことによって、前方から出射され光ファイバに結合され
る光の出力を制御することができる。The laser diode element 1 oscillates inside the resonator when an injection current is applied from the outside, and light is emitted from both front and rear end surfaces. An antireflection film having a predetermined reflectance is applied to the front end face and the rear end face so that a part of the light oscillated inside the resonator is emitted to the outside. Generally, the ratio of the oscillated light emitted from the front and the rear is determined by the reflectance of the antireflection film and the like. Then, as the injection current increases and the optical output of the oscillation light emitted from the front increases, the output of the light emitted and monitored from the rear also increases. Therefore, by monitoring the light from the rear, the output of the light emitted from the front and coupled into the optical fiber can be controlled.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
半導体レーザモジュールは、レーザダイオード素子１の
前方から出射される光と後方から出射される光の比率が
一定との前提の下に、後方から出射される発振光を、後
方に配置されたフォトダイオードにより受光してモニタ
している。ところが、この前方からの光と後方からの光
の出力の比率は、温度変化により変動することが明らか
になった。この様子を示したのが、図５である。この図
は、素子単体でのトラッキングエラーを示しており、レ
ーザダイオード素子の後方から出力された発振光を受光
素子でモニタし、モニタ電流を一定にするように注入電
流を制御したときの前方の光出力変動である。図５から
わかるように、室温２５℃を中心に温度が上昇し高温側
に移行するにつれて、前方かたの光出力が本来よりも増
大し、逆に低温側に移行するにつれて光出力は低下す
る。これは、前方と後方からの発振光の光出力の比率の
変動に起因している。As described above, in the conventional semiconductor laser module, it is assumed that the ratio of the light emitted from the front of the laser diode element 1 to the light emitted from the rear thereof is constant. Oscillation light emitted from the rear is received and monitored by a photodiode arranged in the rear. However, it became clear that the ratio of the light output from the front and the light output from the rear fluctuates due to temperature changes. FIG. 5 shows this state. This figure shows the tracking error of the element alone.The oscillation light output from the rear of the laser diode element is monitored by the light receiving element, and the injection current is controlled so that the monitor current is constant. It is a fluctuation in light output. As can be seen from FIG. 5, as the temperature rises around room temperature of 25 ° C. and shifts to the high temperature side, the light output of the front person increases more than originally, and conversely, the light output decreases as it shifts to the low temperature side. . This is due to fluctuations in the ratio of the optical output of the oscillation light from the front and the rear.
【０００８】従って、後方から出射される光のモニタに
よっては、より高精度な自動光出力制御を行うことが困
難という問題がある。Therefore, depending on the monitor of the light emitted from the rear, it is difficult to perform more accurate automatic light output control.
【０００９】本発明の半導体レーザモジュールは、上述
の欠点に鑑みて、周囲温度が変化しても前方と後方の光
出力の比率の変動による影響を受けず、高精度な自動光
出力制御が可能な半導体レーザモジュールを提供するこ
とにある。In view of the above-mentioned drawbacks, the semiconductor laser module of the present invention is not affected by the change in the ratio of the front and rear light outputs even if the ambient temperature changes, and enables highly accurate automatic light output control. To provide a simple semiconductor laser module.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述した従来の半導体レ
ーザモジュールの欠点を除去して、高精度な自動光出力
制御が可能なように、本発明の半導体レーザモジュール
は、後方からの発振光によるモニタではなく、前方から
出射される発振光を直接モニタする。レーザダイオード
素子と光ファイバの間に端面が斜めになるように光アイ
ソレータを配置し、端面で発振光の一部が反射されるよ
うにする。反射された光を、出射面とほぼ同一の面内に
配置されるフォトダイオードにより受光してモニタす
る。レーザダイオード素子の前方からの発振光を直接モ
ニタしているので、前方と後方からの発振光の比率の温
度変化による変動の影響を受けることがなく、高精度で
安定した自動光出力制御が可能になる。反射した光がレ
ーザダイオード素子の出射面に結合しないようにするた
めに、キャップの窓ガラスには発振光光軸と戻り光光軸
を遮蔽する光吸収膜を形成することもできる。SUMMARY OF THE INVENTION The semiconductor laser module of the present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the conventional semiconductor laser module and enables highly accurate automatic light output control. The oscillated light emitted from the front is directly monitored, not the monitor. An optical isolator is arranged between the laser diode element and the optical fiber so that the end face is inclined so that part of the oscillation light is reflected by the end face. The reflected light is received and monitored by a photodiode arranged in the same plane as the emission surface. Since the oscillation light from the front of the laser diode element is directly monitored, it is possible to perform highly accurate and stable automatic optical output control without being affected by fluctuations in the ratio of the oscillation light from the front to the rear due to temperature changes. become. In order to prevent the reflected light from being coupled to the emission surface of the laser diode element, a light absorbing film for blocking the oscillation optical axis and the return optical axis can be formed on the window glass of the cap.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、本発明の半導体レーザモジ
ュールを図面を参照して、詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a semiconductor laser module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１２】図１は、本発明の半導体レーザモジュール
の一実施例を示す縦断面図である。レーザダイオード素
子１はサブマウント５に搭載されている。さらに、サブ
マウント５は、壁部６に搭載されている。また、フォト
ダイオード２は、壁部６の端面に配置されている。キャ
ップ４と窓ガラス３とは低融点ガラス（図示せず）で接
合されている。キャップ４とステム１１とは、シーム溶
接され、レーザダイオード素子１とフォトダイオード２
は、ともにキャップ４内で気密封止されている。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a semiconductor laser module of the present invention. The laser diode element 1 is mounted on the submount 5. Further, the submount 5 is mounted on the wall portion 6. Further, the photodiode 2 is arranged on the end surface of the wall portion 6. The cap 4 and the window glass 3 are joined with a low melting point glass (not shown). The cap 4 and the stem 11 are seam-welded, and the laser diode element 1 and the photodiode 2 are
Are hermetically sealed in the cap 4.
【００１３】光ファイバ１０からの戻り光がレーザダイ
オード素子１の出射面に結合するのを防止するために、
レーザダイオード素子１と光ファイバ１０の間には、光
アイソレータ８が配置されている。In order to prevent the returning light from the optical fiber 10 from being coupled to the emission surface of the laser diode element 1,
An optical isolator 8 is arranged between the laser diode element 1 and the optical fiber 10.
【００１４】レーザダイオード素子１の光出力は、窓ガ
ラス３を透過した後、レンズ７により集光され、光アイ
ソレータ８を通過し、光ファイバ端面９から光ファイバ
１０に結合される。ここで、光アイソレータ８の端面に
は、レーザダイオード素子１側の端面の透過率が９９％
となるように、誘電帯多層膜による反射防止膜が形成さ
れている。従って、光アイソレータ８に達したレーザダ
イオード素子１の光出力のうち、９９％は光アイソレー
タ８に入射され、残り１％の光は反射される。The optical output of the laser diode element 1 is transmitted through the window glass 3, condensed by the lens 7, passes through the optical isolator 8, and is coupled to the optical fiber 10 from the end face 9 of the optical fiber. Here, the end face of the optical isolator 8 has a transmittance of 99% on the end face on the laser diode element 1 side.
Thus, the antireflection film made of the dielectric multilayer film is formed. Therefore, 99% of the optical output of the laser diode element 1 reaching the optical isolator 8 is incident on the optical isolator 8 and the remaining 1% of the light is reflected.
【００１５】この光アイソレータ８の端面からの反射に
よる戻り光は、レンズ７を透過し、再び集光される。こ
のとき、光アイソレータ８は発振光の光軸に対して傾斜
して配置されているので、戻り光はレーザダイオード素
子１への結合せず、出射面とほぼ同一面上に配置された
フォトダイオード２の受光面に結合する。ここで、受光
された光が電流に変換されてモニタされ、自動光出力制
御が行われる。Return light due to reflection from the end face of the optical isolator 8 passes through the lens 7 and is condensed again. At this time, since the optical isolator 8 is arranged so as to be inclined with respect to the optical axis of the oscillated light, the return light is not coupled to the laser diode element 1, and the photodiode arranged substantially on the same plane as the emission surface. 2 to the light receiving surface. Here, the received light is converted into a current and monitored, and automatic light output control is performed.
【００１６】上述のように、本発明の半導体レーザモジ
ュールによれば、レーザダイオード素子の後方からの発
振光によるモニタするのではなく、直接前方からの発振
光を受光してモニタするので、後方との光出力の比率の
変動による影響は全く受けない。従って、高精度で安定
した光出力制御が可能になる。As described above, according to the semiconductor laser module of the present invention, instead of monitoring by the oscillation light from the rear of the laser diode element, the oscillation light from the front is directly received and monitored. It is not affected at all by the change in the ratio of the light output of. Therefore, highly accurate and stable light output control is possible.
【００１７】なお、上述した一実施例では、光アイソレ
ータ８の端面において反射させ、戻り光を送出すること
としたが、窓ガラスやその他の箇所によりこれを行って
もよい。In the above-described embodiment, the return light is sent by reflecting the light on the end face of the optical isolator 8, but this may be done by a window glass or other places.
【００１８】次に、本発明の半導体レーザモジュールの
自動光出力制御の温度特性を、従来の構成のものと比較
して説明する。図２は、本発明および従来の半導体レー
ザモジュールの自動光出力制御の温度特性、すなわちモ
ジュールでのトラッキングエラーを示している。図から
明らかなように、従来は光出力制御した場合にあって
も、光ファイバから出射する光の出力は温度変化の影響
を受けていたが、本発明の半導体レーザモジュールによ
れば、全温度範囲にわたって安定した光出力が得られ
る。Next, the temperature characteristics of automatic light output control of the semiconductor laser module of the present invention will be described in comparison with those of the conventional configuration. FIG. 2 shows temperature characteristics of automatic light output control of the semiconductor laser module of the present invention and the conventional semiconductor laser module, that is, tracking error in the module. As is clear from the figure, the output of the light emitted from the optical fiber was affected by the temperature change even when the optical output was controlled in the related art, but according to the semiconductor laser module of the present invention, A stable light output is obtained over the range.
【００１９】なお、本発明の半導体レーザモジュールの
戻り光のレーザダイオード素子１への結合を低減させ、
さらに安定化した自動光出力制御を行うこともできる。
上述の通り、モニタ用フォトダイオード２をレーザダイ
オード素子１に近接させて配置し、光アイソレータ８の
端面を斜めにしても、わずかな光はレーザダイオード素
子１の出射面に漏れて結合する。そこで、完全にこの漏
れ光を除去するために、本発明では、発振光光軸と戻り
光光軸の間に両者を隔てる遮蔽部を設けている。The coupling of the return light of the semiconductor laser module of the present invention to the laser diode element 1 is reduced,
Further, stabilized automatic light output control can be performed.
As described above, even if the monitor photodiode 2 is arranged close to the laser diode element 1 and the end face of the optical isolator 8 is inclined, a slight amount of light leaks and is coupled to the emission surface of the laser diode element 1. Therefore, in order to completely remove this leaked light, in the present invention, a shielding portion is provided between the oscillation light optical axis and the return light optical axis to separate them from each other.
【００２０】具体的な遮蔽部の構成として、図３に示さ
れるように、窓ガラス３に吸収膜を形成してアパーチャ
部１３を設ける。この光吸収膜により、戻り光をレーザ
ダイオード素子１の出射面に到達しないようにすること
ができる。As a concrete construction of the shielding portion, as shown in FIG. 3, an absorbing film is formed on the window glass 3 to provide the aperture portion 13. This light absorption film can prevent return light from reaching the emission surface of the laser diode element 1.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザモジュールは、後方からの発振光によるモニタでは
なく、前方から出射される発振光を直接モニタするよう
にしたので、前方と後方の発振光の光出力の温度変換に
よる変動の影響を受けることがなく、高精度で安定した
自動光出力制御が可能になる。また、前方からの戻り光
のレーザダイオード素子１への影響を回避するために、
発振光と戻り光の光軸の間を遮断する構成を採用したこ
とにより、レーザダイオード素子１の発振に影響を及ぼ
すこともなく、安定した発振が可能になる。As described above, in the semiconductor laser module of the present invention, not the monitor by the oscillation light from the rear but the oscillation light emitted from the front is directly monitored. Highly accurate and stable automatic light output control is possible without being affected by fluctuations of light output of light due to temperature conversion. Further, in order to avoid the influence of the return light from the front on the laser diode element 1,
By adopting the configuration in which the optical axes of the oscillated light and the return light are cut off, stable oscillation becomes possible without affecting the oscillation of the laser diode element 1.
【図１】本発明の半導体レーザモジュールの一実施例を
示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a semiconductor laser module of the present invention.
【図２】本発明と従来の半導体レーザモジュールのそれ
ぞれの自動光出力制御の温度特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing temperature characteristics of automatic light output control of the semiconductor laser module of the present invention and the conventional semiconductor laser module, respectively.
【図３】本発明の半導体レーザモジュールの一実施例に
おける遮蔽板の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a shield plate in one embodiment of the semiconductor laser module of the present invention.
【図４】従来の半導体レーザモジュールを示す縦断面図
である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a conventional semiconductor laser module.
【図５】レーザダイオード素子単体でのトラッキングエ
ラーを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a tracking error in a laser diode element alone.
１ レーザダイオード素子 ２ フォトダイオード ３ 窓ガラス ４ キャップ ５ サブマウント ６ 壁部 ７ レンズ ８ 光アイソレータ ９ 光ファイバ端末 １０ 光ファイバ １１ ステム １２ 出射端 １３ アパーチャ部 1 Laser Diode Element 2 Photodiode 3 Window Glass 4 Cap 5 Submount 6 Wall 7 Lens 8 Optical Isolator 9 Optical Fiber Terminal 10 Optical Fiber 11 Stem 12 Emitting End 13 Aperture
Claims (9)
オード素子と、 光ファイバと、 前記発振光を前記光ファイバに光学的に結合する結合手
段と、 前記発振光の一部を反射させて戻り光を出力する反射手
段と、 前記戻り光を受光する受光手段とを備えたことを特徴と
する半導体レーザモジュール。1. A laser diode element for emitting oscillated light from an emission surface, an optical fiber, a coupling means for optically coupling the oscillated light to the optical fiber, and returning a part of the oscillated light by reflection. A semiconductor laser module comprising: a reflecting unit that outputs light and a light receiving unit that receives the return light.
ァイバの間には、前記発振光が逆方向に進行して前記出
射面に結合するのを防止する光アイソレータが配置され
ていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモ
ジュール。2. An optical isolator is disposed between the semiconductor laser diode and the optical fiber to prevent the oscillated light from traveling in the opposite direction and coupling with the emission surface. The semiconductor laser module according to claim 1.
振光光軸に対して該光アイソレータの光軸が傾斜するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項２記載の半
導体レーザモジュール。3. The semiconductor laser module according to claim 2, wherein the optical isolator is arranged such that the optical axis of the optical isolator is inclined with respect to the oscillation optical axis of the oscillation light.
前記レーザダイオード素子側の端面に配置されているこ
とを特徴とする半導体レーザモジュール。4. The semiconductor laser module according to claim 4, wherein the reflecting means is arranged on an end surface of the optical isolator on the laser diode element side.
ることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザモジュ
ール。5. The semiconductor laser module according to claim 4, wherein the light receiving means is a photodiode.
出射面とほぼ同一平面上にあることを特徴とする請求項
５記載の半導体レーザモジュール。6. The semiconductor laser module according to claim 5, wherein the light receiving surface of the photodiode is substantially flush with the emitting surface.
軸の間に、該発振光と前記戻り光を遮蔽する遮蔽手段が
形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体
レーザモジュール。7. The shielding means for shielding the oscillation light and the return light is formed between the oscillation light optical axis and the return light optical axis of the return light. Semiconductor laser module.
素子と前記光アイソレータの間に配置される、前記発振
光光軸と前記戻り光光軸の間に光を透過させない遮断部
を有した光透過板であることを特徴とする請求項７記載
の半導体レーザモジュール。8. The light-transmitting portion, which is disposed between the laser diode element and the optical isolator, and has a blocking portion that does not transmit light between the oscillation light optical axis and the return light optical axis. The semiconductor laser module according to claim 7, which is a plate.
た誘電帯多層膜であることを特徴とする請求項８記載の
半導体レーザモジュール。9. The semiconductor laser module according to claim 8, wherein the blocking portion is a dielectric band multilayer film formed on the light transmitting plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23653795A JPH0980274A (en) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | Semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23653795A JPH0980274A (en) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | Semiconductor laser module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980274A true JPH0980274A (en) | 1997-03-28 |
Family
ID=17002148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23653795A Pending JPH0980274A (en) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | Semiconductor laser module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0980274A (en) |
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