JPS61279190A - 光フアイバ付半導体発光装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光ファイバ付半導体発光装置、特に光通信など
に適用して好適な光ファイバ付半導体発光装置に関する
ものである。

〔発明の背景〕

光通信などに用いる光ファイバ付半導体発光装置は、パ
ッケージにレーザダイオードなどの半導体発光素子の出
射面と、光ファイバの先端である光結合端とが対面する
ように配設されている。そして光ファイバの光結合端は
半導体発光素子からの光を効率よく導入するために、予
め光球レンズ加工をしている。この構造で光結合させる
と、半導体発光素子と光ファイバの光結合端との相対位
置ずれにより光結合効率が変化する。

今、半導体素子として例えば、レーザダイオードを用い
て、光ファイバとしてコア径が５〜１０μφのシングル
モードファイバを用い、このレーザダイオードと光ファ
イバの光結合端との相対位置の変化として光軸方向を２
方向、光軸方向に対して垂直方向をＹ方向、水平方向を
Ｘ方向とした場合、Ｙ方向とＺ方向の位置ずれ量に対す
る光結合効率の変化は、第５図及び第６図に示すように
なる。第５図及び第６図でわかるように、光結合効率は
、Ｚ方向位置ずれ量に対しては許容範囲が比較的大きい
のに対し、Ｙ方向（Ｘ方向についても同様）位置ずれ獣
に対しては許容範囲が小さく、位置ずれ量が±１μｍに
対し効率が約１５％低下する。この結果は、光ファイバ
としてシングルモードファイバ（コア径５〜１０μｍφ
）を使ったものであり、マルチモードファイバ（コア径
４５〜６２μｍφ）に対しては、上記の許容範囲は幾分
大きくなる。従って、高い光結合効率を得るためには、
レーザダイオードと光ファイバとの組立であるいは使用
時、レーザダイオードと光ファイバ先端との位置ずれを
起こさない構造にすることが重要である。

そこで、従来の構造は、特開昭６０−４３８８９号公報
に記載されているように、レーザダイオードは、パッケ
ージ中央部にサブマウントを介して接合固定されており
、−力先ファイバの先端側は支持部材を介して接合固定
された構造となっている。したがって、パッケージに加
わる外力に対しレーザダイオードと光ファイバとの相対
位置ずれを起こすごとはなく、また、万一位置ずれを起
こした場合ファイバ先端側の支持部材を変形させること
により、光結合効率を回復させる構造となっている。

しかしながら、このような従来の構造は、パッケージを
高温中で長時間放置した場合、ファイバ、ステムなどの
線膨張係数が異なるため、ファイバ先端側の支持部に熱
ひずみが発生し、ファイバ固定部材が変形あるいは破壊
し、レーザダイオードと光ファイバとの相対位置ずれを
起こすことについては配慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、パッケージを高温雰囲気中で長時間放
置した時、あるいは室温中で長期間放置した場合でも常
に安定した光結合効率が得られる光ファイバ付半導体発
光装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴はサブマウント及び半導体発光素子を取付
けるパッケージ底部の一部に外力を加えて変形可能ポス
ト形状の取付部を形成し、この取何部に光ファイバ先端
を前述の半導体発光素子の出射面と対向するように取付
けることにより、半導体発光素子と光ファイバ先端の光
結合端の位置合せを上記ポスト形状の発光素子取付部を
調整しながら最適位置に合せることができる構成にした
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

レーザダイオード１はＳｉＣなど材料で作られたサブマ
ウント２−Ｌにはんだなどの接合材を介して固定されて
いる。このサブマウント２はコバールなどの材料で作ら
れたパッケージ３の底部でポスト形状をした取付部３ａ
ｌに、はんだなどの接合材を介して固定されている。一
方、光ファイバ４は、パッケージ３に取付けたファイバ
ガイド５にレーザダイオード１からの出射光が効率よく
集光できるように出射面と対面するように位置し、先端
部４ａ及び中間部４ｂの所ではんだあるいは接着剤で固
定されている。このファイバガイド５は、管状のジャケ
ットガイド８に銀ろうなどの接合材で固定されている。

また、このジャケットガイド８は銀ろうなどの接合材に
より、パッケージ３の側面部に固定されている。なお、
この光ファイバ４は、石英ガラス材などの高い屈折率を
有するコア部と、このコア部を覆い、コア部より低い屈
折率を有するクラッド部と、これらを保護するために表
面を覆ったナイロンなどのジャケット部とから構成され
、コア部に入射した光が、屈折率の違いにより閉に込め
られ、コア部内で全反射を繰り返しながら伝ばしていく
。

レーザダイオード１からの出射光をモニタし常に一定の
光出力が得られるように受光素子６が設けである。７は
パッケージ３内に湿気などが流入するのを防ぎ気密を保
つためのキャップである。

このような構成において、レーザダイオード１と光ファ
イバ４の光結合端との位置合せを行うためには、まず、
光ファイバ４を確実に固定しておき、つぎに、パッケー
ジ３のポスト形状をした取付部３ａを光結合効率が最大
となるよう変形させることにより調整する。このような
構成でパッケージ３を高温に長時間放置しても、光ファ
イバ４はファイバガイド５で固定されているため、光フ
ァイバ４の光結合端が突き出たり位置ずれを起こすこと
がない。一方パッケージ３のポス１へ形状をした取付部
３　ａの部分を調整のため変形させると、弾性余効現象
を起こして短時間のうちにもどることがある。たとえば
、第２図のようなポスト形状をした取付部３ｄを■７．
変形させた後の弾性余効によるもどり量■４□は、第７
３図に示される。第３図において横軸は時間をとってお
り縦軸はもどり祉■４□をとっている。また図中各点の
幅は初期変形鼠り、の幅を示している。この図からもオ
）かるように初期変形斌ｒ、、の大きさにかかわらず、
■、２は比較的短時間のうちに一定の値となりそれ以後
は変形なく安定している。したがって、レーザダイオー
ド１の位置を調整後、その状態で短時間放置した後、再
度位置合せを行なうとレーザダイオード１と光ファイバ
４との位置は安定することがわかる。

前述のポスト形状をした取付部３ａは、その根元部に切
り欠き溝をつけてもよく、また、円柱の他に角柱あるい
は逆円すい状でもよい。さらに、レーザダイオード１と
受光素子６を同一の取付部に配置することにより、レー
ザダイオード１と受光素子６との間の位置調整をなくす
構造も考えられる。

取付部３ａの形状が、円柱などのスｌ−レートなものの
他に複雑な形、たとえば、第４図のようなものがある。

このようにｒ、字形にすると横方向（Ｘ方向）の位置合
せとたて方向（Ｙ方向）の位置合せを分離して行うこと
ができ、さらに精度よく位置合せができる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザダイオードと光ファイバとの位
置合せをレーザダイオード部の変形によって行うことに
より、その後の温度変化に対し、安定した光結合を有す
る光ファイバ付半導体発光装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ファイバ付半〜３光装置の一実施例の縦断面
図、第２図は第１図における発光素子取付部を示す図、
第３図は第２図に示す取付部の弾性面 余効を説明す秋第４図は本発明における発光素子取付部
の他の実施例を示す斜視図、第５Ｍはレーザダイオード
と光ファイバとのＹ方向位置ずれ量と光結合効率を示す
図、第６図はレーザダイオードと光ファイバとのＹ方向
位置ずれ量と光結合効゛率を示す図である。 １・・・レーザダイオード、２・・・サブマウント、３
・・・パッケージ、３ａ・・・取付部、４・・・光ファ
イバ、５・・・ファイバガイド、６・・・受光素子、７
・・・キャラ第１図 メ２図 砲　　　　　　へ （Ｖ、）＋ａ寸をＸ （幻秦Ｑ＋賢Ｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パッケージの底面部上にサブマウントを介して接合
   した発光素子と、該発光素子の近傍に出射光を導入でき
   るように光ファイバを固定してなる光ファイバ付半導体
   発光装置において、前記発光素子及びサブマウントを変
   形が容易なパッケージ底面部の取付部に接合固定し、こ
   の取付部を変形させることにより発光素子端面からの出
   射光方向を調整できるようにしたことを特徴とすると光
   ファイバ付半導体発光装置。 ２、パッケージ底面部の発光素子取付部の形状は角柱、
   円柱、逆円すいあるいは逆Ｌ字形状としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ付半導体発
   光装置。