半导体激光器模块制造技术

一种插座式半导体激光器模块（ＴＯＳＡ）包括半导体激光器、透镜和光纤插芯。该光纤插芯具有倾斜的切割面，从半导体激光器发出并穿过透镜的发射光入射到该倾斜的切割面。该切割面布置在沿着光纤插芯的光轴方向偏离透镜焦点的位置处。半导体激光器还包括固定的光衰减器，其布置在半导体激光器发射光的路径上，并且具有相对半导体激光器的光轴倾斜的入射面。通过这样的配置，能抑制近端反射和由与光纤插芯连接的光纤软线的偏心距所导致的耦合起伏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体激光器模块，特别是，用于通信的插座式光发射子模组(简称为TOSA)。技术背景大多数光通信器件通过利用光收发器模块实现在电信号和光信号 之间的转换，和实现到作为传输媒介的光纤的连接。在操作通信器件 时，选择与环境媒介(例如通信速率、通信距离和传送媒介)相适应 的光收发器并提供给通信器件。光收发器的发射侧包括驱动电路，主要用于把传送的电信号转 换为激光驱动电信号；激光组件，用于把电信号转换到光信号；连接 器，用于连接到外部光纤软线(optical fiber cord)等。在光通信工业中，装备有半导体激光器并在发射侧具有一些光连 接器功能的半导体激光器模块被称作光发射子模组(简称TOSA)。光 纤软线可拆卸地附接于光连接器。光连接器由主要用于与光纤软线的 光连接的插座单元和主要用于保持机械强度的壳体单元构成。TOSA代表装备有光连接器功能中的插座单元功能的半导体激光器模块。TOSA包括用于电一光转换的半导体激光器；子安装件，用于 在其上固定半导体激光器；透镜，用于将半导体激光器发射的激光束 聚焦在光纤插芯(stub)上，所述光纤插芯构成插座用作光连接器的一 部分；光电探测器，用于监视半导体激光器的光输出强度；管座(stem)， 用于封装上述组成部分;气密密封帽等。通常情况下，光纤插芯等的 光束入射面相对于该光纤插芯的光轴被切割成倾斜状态，而且，激光束以预设角度进入，以便抑制任何近端反射。在有些情况下，为了确保高频特性，对半导体激光器施加大量电流，所以，为了将理想的光输出输入到与TOSA连接的光纤软线中， 需要调整TOSA的输出衰减。在日本特开专利JP-P2004-13886A中，公开了用于半导体激光器 模块光输出衰减调整方法的例子。该文献中公开的一个例子是一种方 法，该方法用于沿光轴方向调整光纤插芯的坐标轴，散焦聚焦于光纤 插芯的光束入射表面的激光束，并且降低要与光纤插芯耦合的激光束 的耦合效率，这样调整光输出衰减。该文献公开的另一个例子是一种 方法，该方法用于将激光束聚焦于光纤插芯的光束入射表面上，旋转 隔离器，并减少激光束的传送，这样调整光输出衰减。在日本特开专利申请JP-A-Heisei， 09-218326中公开了如下技术， 该技术在透镜上施以中性密度(neutral density简称为ND)滤光膜，以便 减少光束的透射率(transmittance)。另外，相关技术也公开于日本特开 专利申请JP-P2006-163351A及JP-P2006-19078A中。
技术实现思路
一种光纤软线连接到TOSA的插座开口中。光纤插芯与光纤软线 以配合的方式彼此光耦合。此时，理想情况是，光纤插芯的中心轴与 光纤软线的中心轴是相同的。而实际上，因为制造工艺不同通常光纤 有某个确定的偏心距，所以，纤芯的量及取向是随每个个体光纤而变 化。这样的偏心距导致了耦合效率的起伏，该耦合效率的起伏是当光 纤软线安装到插座开口中的状态下旋转时发生的，即，起伏取决于光 纤软线的安装状况。这种起伏被称为旋转起伏。从光输出水平图的配 置的角度来看，旋转起伏需要很小。通过散焦激光束能调节旋转起伏。然而，这种调整方法引起以下问题通过散焦导致入射到光纤插芯的激光束的光斑大小比光纤插芯 的纤芯直径大得多，由此产生漏到包层的光束，并且产生包层模式传播。众所周知，包层模式是在包层中曲折(meandering)的同时在包层 内传播，所以，没有任何衰减地到达例如光纤插芯的短光纤内的发射 端。结果，在光纤插芯发射面处的光强度分布相对于光纤插芯的光轴 不对称，因此，除了光纤偏心距还不利地增加了耦合起伏。与此同时，在聚焦激光束的同时，也能通过旋转隔离器调整旋转 起伏。用该调整办法可以抑制包层模式。然而，引起下列问题为了 避免任何近端反射，隔离器入射面通常也必须相对于激光束的光轴以 预设角倾斜设置。然而，很难在保持预设倾斜的同时调整旋转角度。在本专利技术一个实施例中，半导体激光器模块，包括半导体激光 器；透镜；光纤插芯，具有倾斜的切割面，从半导体激光器发出并穿 过所述透镜的发射光入射到该倾斜的切割面，并且将该切割面布置在 沿光纤插芯的光轴方向偏离透镜焦点的位置处；及固定的光衰减器， 布置在半导体激光器的发射光的路径上，并且具有相对于半导体激光 器的光轴倾斜的入射面。根据本专利技术，能提供这样的插座式半导体激光器模块(简称 TOSA)，其中由要与光纤插芯连接的光纤软线的偏心距所导致的耦合 起伏小并且近端反射被抑制。附图说明结合附图，本专利技术的上述和其它目的、优点和特征将根据下面某 些优选实施例的描述而变得更清晰，其中图1是示出根据本专利技术第一实施例插座式半导体激光器模块的横 截面侧视图；图2示出第一实施例半导体激光器模块中半导体激光器、透镜、 光纤套管的布置的横截面侧视图和顶视图；图3是示出了偏振器的透射率与一相对角之间关系的图，该相对角是偏振器与传输光的偏振取向之间的相对角；图4A示出用于解释激光束在光纤插芯内部传播的横截面图和顶视图；图4B示出用于解释激光束在光纤插芯内部传播的横截面图和顶视图；图5是示出第一实施例中与半导体激光器模块连接的光纤软线的视图；图6示出了旋转起伏的测量结果； 图7示出了最大旋转起伏与偏离距离之间关系的图； 图8A示出用于解释在光纤插芯的输出端处的光强度分布的图； 图8B示出用于解释在光纤插芯的输出端处的光强度分布的图； 图9是示出根据本专利技术第二实施例的插座式半导体激光器模块的 横截面图；图10是示出根据本专利技术第三实施例的插座式半导体激光器模块 的横截面图；图11是示出根据本专利技术第四实施例的插座式半导体激光器模块 的横截面图；以及图12是示出根据本专利技术第五实施例的插座式半导体激光器模块 的横截面图。具体实施方式此后，将参考附图来描述根据本专利技术的各实施例的半导体激光器 模块，(第一实施例)图1是示出根据本专利技术第一实施例的插座式半导体激光器模块 CTOSA)IOO的横截面侧视图。半导体激光器1安装在子安装件2上， 及在此状态下，封装在头部3里。半导体激光器l是以10Gb/s的分布 反馈式半导体激光器为例说明。使用AuSn焊料、Ag粘贴等来封装半导体激光器1。半导体激光器1经由金线4与引线5a电气联接。管座6 是由引线5a，5b，5c和头部3构成的构件。尽管图1中引线的数量被设定 为3个，但是必要时，数量可以适当增减。尽管图1未示出，但是用 于监视光输出的光电二极管适当地布置在半导体激光器1的后面。在半导体激光器1输出侧的前面设置了透镜8形成光学系统，该 透镜8固定于帽7。例如球形透镜用作透镜8。出于气密密封和支撑的 目的，包括透镜8和帽7的透镜帽9固定在管座5上。在透镜帽9的 前面设置了具有倾斜切割面的光纤插芯14，由第一偏振器10、第二偏 振器11和法拉第旋转器12构成的隔离器13附着在该倾斜切割面上。 光纤插芯14包括光纤17及用于保护光纤17的套管18，所述光纤17 由纤芯15及包层16组成。光纤17以具有10Mm的纤芯直径的单模光 纤为例。套管18由例如锆制成。尽管图l未示出，但是，用于给法拉 第旋转器12施加磁场的磁铁设置在隔离器13的侧面。光纤插芯14经由套筒(sleeve) 20固定在金属圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器模块，包括：　　　　半导体激光器；　　　　透镜；　　　　光纤插芯，具有倾斜的切割面，从所述半导体激光器发射并穿过所述透镜的发射光入射到所述倾斜的切割面，并且将所述切割面布置在沿着所述光纤插芯的光轴方向偏离透镜焦点的位置处；以及　　　　固定的光衰减器，布置在所述半导体激光器的发射光的路径上，并且具有相对于所述半导体激光器的光轴倾斜的入射面。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤彰浩，栗原佑介，清水淳一，山田英行，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]