JPS6076707A - 半導体レ−ザ二重化モジユ−ル - 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】 〔技術分野〕 本発明は電気信号を光信号に変換する半導体レーザ素子
と光信号伝送媒体である光ファイバを。

効率よく安定に結合する半導体レーザモジュール。

特に高信頼光フアイバ通信システムに用いられる二重化
した半導体レーザモジュールに関するものである。

〔従来技術〕

光ファイバケーゾル海底中継システムヲ初めとする高信
頼光ファイ・ぐ通信システムでは、このシステム中に使
用する部品に対して超高信頼を要求する。電気信号を光
信号に変換する半導体レーザは最近５０〜１００万時間
の平均無故障時間（ＭＴＴＦ）を達成するものも現れ高
信頼化されてきてはいるが、他の電気系の部品に比べて
十分とは言えない。

この故に複数個の半導体レーザモジュールを光スィッチ
又は光結合器によ９２重化している。並列に用いて即ち
多重化してその信頼性を他の電気系の部品に近づけるよ
うにしている。

第１図は従来の半導体レーザニ重化モノーールの構成の
一例を示す図であって、２個の半導体モノ−〜ル１およ
び２からのレーザ光は個々の光ファイバ３を通り、光ス
ィッチ４で結合され、光ファイバ５に送られる。

第２図は従来の半導体レーザニ重化モジュールの構成の
他の例を示す図であって、２つのレーザ光の結合はハー
フミラ−又は偏光分離素子を用いた光結合器６で行なっ
ている。他は第１図の場合と同じである。

上記のような光源の多重光回路系では、多重光回路系を
構成する部品数が多くなり、目標とする信頼度を達成す
るには、これらの光部品・素子が極めて高い信頼を有し
ていることが必要となる。

また多重光回路系が占めるスペースが犬きくなシ。

光システムの小形化高密度実装化が難しい。

〔発明の目的〕

したがって本発明の目的は、上述の光源多重光回路系の
欠点を克服し、多重化のだめの構成部品・−素子が少な
い小形、高信頼の半導体レーザモノニール企提供するこ
とにある。

〔発明の構成〕

本発明は上記の目的を達成するために、半導体レーザ光
を結合するのに複屈折効果を持つ偏光素子を用いるよう
にしたものである。

すなわち本発明によれば、主面が平坦状のヒートシンク
上に配置され、光軸および直線偏光の偏光面が互いに平
行で且つ出射端面がほぼ一致する互いに近接した第１お
よび第２のレーザ光を出射する半導体レーザ手段と、前
記第１のレーザ光の光路内に置かれ、該第１のレーザ光
の偏光面を９０’回転させて前記第２のレーザ光の偏光
面に対し直角にする９０°偏光回転子と、偏光面が互い
に直角になった第１および第２のレーザ光の光路を複屈
折効果で合流させる偏光素子と、出射側光ファイバーと
、前記偏光素子で合流したレーザ光を像変換して前記出
射側光ファイバーに結合させるレンズとを有する半導体
レーザニ重化モジュールが得られる。

〔実施例〕

第３図は本発明の一実施例である半導体レーザ二重化モ
ジュールの基本構成を示す図である。この第３図の半導
体レーザモゾーールは、主面が平坦なヒートシンク１工
上に出射直線偏光の光軸および偏光面が互いに平行で　
− 妻毒毒→レーザ端面位置がほぼ一致するように配置され
た２個の半導体レーザチップ１２　、１３７（両チップ
が同一のときは偏向面は実質的に重なる。）と、一方の
レーザチップ前面に置かれレーザ光の制光面を９０°回
転させる９０°偏光回転子１４（例えばレーザ光の波長
が１．３ミクロンのとき厚さ１４０ミクロンの水晶板）
と、直交する偏光面を有する２つのビームを合流する複
屈折材料からなる偏光素子１５（厚さ約２．５ミリメー
トルの方解石板）と、レーザ光を集束し出力側光ファイ
バ１６に結合させるレンズ１７とから構成される。

半導体レーザチップ１２．１３からの出射ビー杼 ムの偏光面は互いに平ｐ（図では紙面に平行）であるが
、９０°偏光回転子１４はレーザチッｆ１２からの光の
みが通過するように置かれているので。

レーザチップ１２からの光の偏光面は９　Ｑ’回転する
がレーザチップ１３からの光は回転せず、したがって両
レーザチップからの光の偏光面は互いに直交するように
なる。偏光素子１５では１紙面に垂直な偏光をもつレー
ザチップ１２からの光は直進し１紙面に平行な偏光をも
つレーザチッｆ１３からの光は屈折して、出射端で２つ
の光路は一致する。この偏光素子１５を用いる合流回路
では原理上損失がない。光路の一致した２つの直線偏光
は複屈折性の無視できるレンズ１７によシ適度に像変換
され、効率よく出力側ファイバ１６に結合する。

上記の実施例の構成では、半導体レーザの２重化に必要
な光学素子は９ｏ０偏光回転子と偏光素子の２点だけで
あシ、単純な構成である。而も１個のレーザモジュール
程度のスペースしか必要トシない。なおレンズ１７に相
当するレンズは、説明は省略したが、第１図および第２
図の従来の半導体レーザモジュール１と２にも使われて
いる。

第３図の実施例とは異って９０’偏光回転子１４を用い
ずに２個のレーザチップ１２と１３を偏光方向が直交す
るように配置することは、原理的には可能であシ又素子
の数が少なくて済むが、ヒート７ンクの形状をＬ形にし
たシ、チップのマウント精度を正確にコントロールした
シする必要があシ、実際的には好ましくない。

第４図は本発明の第１図の実施例の半導体レーザモジュ
ールのうち、半導体レーザ、偏光回転子。

および偏光素子をパッチーノ内に封止した場合の構成を
示す図である。第４図において、ノやツケージ２１の中
に設けられた半導体レーザ素子２２と２３は、中間をス
クライブされて同一チップとして形成されていて、ヒー
トシンク１１にマウントされている。これによシ、レー
ザ素子間の相対距離及びレーザ光出射端面位置の再現性
が保証され。

さらに、２個のレーザ素子の特性の均一性も確保できる
。このときのレーザチップ間の距離は、第３図に示しだ
数字をそのまま用いた場合１例えば２５０ミクロンにと
る。そして９０°偏光回転子（水晶板）１４は偏光素子
（方解石板）１５に接着されておシ、この偏光素子１５
は同時に外部遮断部材としても用いられる。なお２４は
レーザ出力モニター用のフォトダイオードである。

以上説明したように２本発明の半導体レーザモジ＝−ル
ハ、従来の半導体レーザモジュール構造にヒートシンク
上に２個のレーザチップ又は素子をマウントし、９０°
偏光回転子と偏光素子を付加するだけの簡単な光回路構
成である。従って光源二重化に伴う光回路部品点数の増
加が少なく、かつ従来の半導体レーザの大きさとほとん
ど変らすに小形で信頼度の高い半導体レーザ／１重化光
回路が実現できる。すなわち本発明は高信頼光フアイバ
通信システム用の半導体レーザモジュールとしてきわめ
て有用である。

【図面の簡単な説明】

二ニー 第１図および第２図は従来の光源１重化光回路構成を示
す図、第３図は本発明の一実施例である半導体レーザモ
ジュールの構成を示す図、第４図はレーザパッケージ構
造をした本発明の実施例の構成を示す図である。 記号の説明：１１はヒートシンク、１２と１３は半導体
レーザチップ、１４は９０°偏光回転子。 １５は偏光素子、１６は光ファイバ、１７はレンズ、涜
云−嚇一〒２１はノぐッケージケース、２２と２３は半
導体レーザ素子、２４はフォトダイオードをそれぞれあ
られしている。 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）主面が平坦状のヒートシンク上に配置され。 光軸および直線偏光の偏光面が互いに平行で且つ出射端
   面がほぼ一致する互いに近接した第１および第２のレー
   ザ光を出射する半導体レーザ手段と。 前記第１のレーデ光の光路内に置かれ、該第１のレーザ
   光の偏光面を９（７’回転させて前記第２のレーザ光の
   偏光面に対し直角にする９０°偏光回転子と、偏光面が
   互いに直角になった第１および第２のレーザ光の光路を
   複屈折効果で合流させる偏光素子と、出射側光ファイバ
   ーと、前記偏光素子で合流したレーザ光を像変換して前
   記出射側光ファイバーに結合させるレンズとを有する半
   導体レーザ二重化モジュール。
2. （２）　前記（１）項および（２）項記載の装置であっ
   て。 前記偏光素子が、前記半導体レーザ手段、９０°偏光回
   転子、および偏光素子をパッケージ内に封止して用いる
   ときに、出力窓として設けられていることを特徴とする
   半導体レーザ二重化モジュール。
3. （３）　前記（０項および（２）項に記載の装置であっ
   て。 前記半導体レーザ手段が２つの半導体レーザ素子を単一
   のチップとして構成した半導体レーザ手段であることを
   特徴とする半導体レーザ二重化モジュール。