半导体激光器模块制造技术

提供一种可以减轻光学系统的调节负担的半导体激光器模块，设置有将１．３μｍ波带等的规定的通信频带的光作为发射光射出的半导体激光器（１）、冷却半导体激光器（１）的冷却装置（２ａ、２ｂ）、构成封装件的芯柱（３）和外罩（４）、从半导体激光器（１）射出的发射光入射的耦合透镜（５）、端面上熔接了耦合透镜（５）且经耦合透镜（５）光学地耦合并传输发射光的光导纤维（８）、至少固定并支承耦合透镜（５）或光导纤维（８）的一部分的透镜座（６）、固定光导纤维（８）的光导纤维座（７）以及配置冷却装置（２ａ、２ｂ）和透镜座（６）的座基板（９）；耦合透镜（５）由数值孔径为半导体激光器１的数值孔径ＮＡ１的１．４倍或更大的第一ＧＲＩＮ透镜５ａ，和数值孔径大体与ＳＭＦ（８）相同的第二ＧＲＩＮ透镜（５ｂ）构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及与光导纤维光学地耦合的半导体激光器模块，特别是涉及支线 系统和参与者系统等中与光导纤维光学地耦合的半导体激光器模块。
技术介绍
近年来，从高速数据传输的观点来看，在支线系统和参与者系统等(以下简称"参与者系统")中，也使用单模的光导纤维,并且正在普及开来。通常，在来自家庭通信装置的加载等时，把 半导体激光器用作光源，并配置得与光导纤维高效率地耦合。图7是使用微透镜的原来的半导体激光器模块的构成之一例的断面图(例 如，参照专利文献l)。图7中，半导体激光器71被配置在由芯柱73和外罩 74构成的封装件中的散热片72上，并经被固定在套筒77内的微透镜75和球 透镜76与箍套78内的SMF光学地耦合。这里，来自半导体激光器71的出射 光被用作准直器的微透镜75变换成平行光束，然后由用作聚光透镜的球透镜 76聚光在SMF的断面的芯内，从而光学地与SMF耦合并SMF内传播下去。该半导体激光器模块按如下方式组装起来。首先，将半导体激光器71与 微透镜75对正位置，然后，把外罩74固牢在芯柱73上，而将半导体激光器 71封装起来；接下来，将光导纤维箍套78插入内部配置了球透镜76的套筒 77中，把套筒77载置于外罩74上；再在套筒77与外罩74之间进行调整， 来对正其X轴和Y轴的位置。最后，在球透镜76与箍套78之间进行调整， 对齐其Z轴的位置，在光学耦合达到最佳的位置上，通过用YAG激光器的点 熔接法固定熔接处79a、 79b。图8是原来的蝶形的半导体激光器模块的构成之一例的断面图(例如，参 照专利文献2)。图8中，半导体激光器81被配置在由芯柱83和外罩84构成 的封装件中的散热片82a上，并经被透镜座86a和支撑棒86b固定在封装件中 的聚光透镜85，与被光导纤维座87固定的SMF88光学地耦合。这里，散热片 82a经导热性良好的基板82b以低的热阻接触珀耳贴元件等电子冷却元件82c。 在半导体激光器81与聚光透镜85之间以及聚光透镜85与光导纤维座87之间， 在X轴、Y轴和Z轴方向的三维方向上进行确保光学耦合的调节。专利文献1特开平05-121841号公报专利文献2特开平09-251120号公报但是，原来的半导体激光器模块中，为了高度地保持半导体激光器与SMF 之间的光学耦合，在半导体激光器与SMF以及配置在其间的透镜系统之间必须 进行调节负担较大的二维或三维方向的位置对正。因位置对正所造成的调节负 担的存在，阻碍了适宜于批量销售市场的简易的组装和低廉价格的实现。
技术实现思路
鉴于上述的现状，本专利技术的目的在于提供一种可以比原来更减轻光学系统 的位置对正所造成的调节负担的半导体激光器模块。 为解决上述的课题，本专利技术提供如下的构成。权利要求1的专利技术是一种半导体激光器模块，其特征在于具备射出发射光 的半导体激光器、光学地耦合并传输从所述半导体激光器射出来的所述发射光 的光导纤维、具有第一 GRIN透镜和第二 GRIN透镜的耦合透镜和透镜座；所述 耦合透镜被配置在所述光导纤维与所述半导体激光器之间的光路上，是一种熔 接在所述光导纤维的端面上的圆柱状透镜；所述第一 GRIN透镜设置在所述半 导体激光器侧，具有所述半导体激光器的数值孔径1. 4倍或更大的数值孔径， 并将入射的所述发射光变成平行光；所述第二 GRIN透镜设置在所述光导纤维 侧，具有与所述光导纤维同样的数值孔径，并将透过所述第--GRIN透镜的发 射光光学地耦合到所述光导纤维中；所述透镜座至少固定并支承所述耦合透镜 或所述光导纤维的一部分，从而可以使从所述半导体激光器射出来的所述发射 光经由所述耦合透镜光学地耦合到所述光导纤维中。权利要求2的专利技术是一种按照权利要求1记载的半导体激光器模块，其特 征在于所述第二GRIN透镜在所述光路方向上具有经内部传播的所述发射光的 1/4蛇行周期的长度。权利要求3的专利技术是一种按照权利要求1或权利要求2记载的半导体激光 器模块，其特征在于所述第二 GRIN透镜被分离为与所述第一 GRIN透镜熔接的 准直透镜和与所述光导纤维熔接的聚光透镜，从而在其间可以配置隔光片。权利要求4的专利技术是一种按照权利要求1至3中任一项记载的半导体激光 器模块，其特征在于所述透镜座具有至少把所述耦合透镜固定并支承在内部的 槽。按照权利要求1的专利技术，具有第一 GRIN透镜和第二 GRIN透镜的耦合透镜 是一种熔接在所述光导纤维的端面上的圆柱状透镜；第一 GRIN透镜设置在所 述半导体激光器侧，具有所述半导体激光器的数值孔径1. 4倍以上的数值孔 径，并将入射的发射光变成平行光；所述第二GRIN透镜设置在光导纤维侧， 具有与光导纤维同样的数值孔径，并将透过第一 GRIN透镜的发射光光学地耦 合到光导纤维中。由于用这样的耦合透镜将发射光光学地耦合到SMF中，所以， 就如同只需将一条SMF与半导体激光器对正位置就能够完成调节，从而能够得 到光学系统的位置对正所造成的调节负担比原来轻的半导体激光器模块。按照权利要求2的专利技术，除具有上述权利要求1的效果之外，由于所述第 二 GRIN透镜在所述光路方向上具有经内部传播的所述发射光的蛇行周期1/4的长度，所以能够实现结构紧凑而损耗小的装置。按照权利要求3的专利技术，除具有上述权利要求1或权利要求2的效果之外， 由于所述第二GRIN透镜被分离为与所述第一GRIN透镜熔接的准直透镜和与所 述光导纤维熔接的聚光透镜，从而在其间可以配置隔光片，所以能够配置减少 返回到半导体激光器的光的隔光片，从而可以提高可靠性。按照权利要求4的专利技术，除具有上述权利要求1至3中任一项的效果之外， 由于所述透镜座具有至少把所述耦合透镜固定并支承在内部的槽，所以能够比 原来更进一步地减轻光学系统的位置对正所造成的调节负担。附图说明图1是本专利技术的半导体激光器模块的一个实施例的断面图。图2是本专利技术的耦合透镜的折射率分布的说明图。图3是说明半导体激光器与耦合透镜的位置关系的示意图。图4是第一 GRIN透镜所需数值孔径对与激光器透镜的间距的关系示图。图5是两个间隔的GRIN透镜之间插入隔光片的构成的一个实施例的断面图。图6是配置了隔光片的耦合透镜的形成例的说明图。图7是使用了微透镜的原来的半导体激光器模块的构成之一例的断面图。图8是原来的蝶形半导体激光器模块的构成之一例的断面图。符号说明1 半导体激光器2 冷却装置 2a 冷却部件2b 电子冷却元件3 芯柱4 外罩5、 15耦合透镜 5a、 5b GRIN透镜5c、 5d间隔GRIN透镜6、 16 透镜座7 光导纤维座8 SMF9 座基板10、 20半导体激光器模块 14 隔光片71、 81半导体激光器 72 散热片73、 83芯柱74、 84外罩75 微透镜76 球透镜77、 87套筒78、 88箍套 82a 散热片 82b 基板82c 电子冷却元件 85 聚光透镜86a 透镜座 86b 支撑棒具体实施方式以下参照表示实施例的附图说明本专利技术的实施方式。图1是表示本专利技术的半导体激光器模块的一个实施例的断面图。如图1所 示，半导体激光器模块10设置有将1. 3to波带等的规定的通信频带的光作为 发射光射出的半导体激光器1、冷却半导体激光器1的冷却装置2a、 2b、构成 封装件的芯柱3和外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器模块，其特征在于：具备射出发射光的半导体激光器、光学地耦合并传输从所述半导体激光器射出来的所述发射光的光导纤维、具有第一ＧＲＩＮ透镜和第二ＧＲＩＮ透镜的耦合透镜、和透镜座；所述耦合透镜被配置在所述光导纤维与所述半导体激光器之间的光路上，是一种熔接在所述光导纤维的端面上的圆柱状透镜；所述第一ＧＲＩＮ透镜设置在所述半导体激光器侧，具有所述半导体激光器的数值孔径１．４倍或更大的数值孔径，并将入射的所述发射光变成平行光；所述第二ＧＲＩＮ透镜设置在所述光导纤维侧，具有与所述光导纤维同样的数值孔径，并将透过所述第一ＧＲＩＮ透镜的发射光光学地耦合到所述光导纤维中；所述透镜座固定并支承至少所述耦合透镜或所述光导纤维的一部分，从而可以使从所述半导体激光器射出来的所述发射光可经由所述耦合透镜光学地耦合到所述光导纤维中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小山悦雄，松村宏善，林昌二郎，
申请(专利权)人：日本捷科泰亚株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]