JPS60198791A - 光結合方式 - Google Patents
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- JPS60198791A JPS60198791A JP59054234A JP5423484A JPS60198791A JP S60198791 A JPS60198791 A JP S60198791A JP 59054234 A JP59054234 A JP 59054234A JP 5423484 A JP5423484 A JP 5423484A JP S60198791 A JPS60198791 A JP S60198791A
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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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。
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〕
本発明は半導体レーザと光ファイバの結合方式に係り、
特に光フアイバ端面からの反射戻り光を低減するのに有
効な光結合方式に関する。
特に光フアイバ端面からの反射戻り光を低減するのに有
効な光結合方式に関する。
半導体レーザは光フアイバ通信用の光源として良く用い
られる。従来、半導体レーザはレーザ結晶のへき開面を
鏡面とし、この鏡面によ゛つて光の帰還を行う、いわゆ
るファブリ・ペロー形のものが開発されている。しかし
、この構造の半導体レーザは、Ｍ ｂ ／ ｓ ” Ｇ
ｂ ／ ｓオーダの高速なパル大信号で直接変調をか
けた場合、本質的に縦モードが複数本発振する特性を有
している。その結果発振スペクトル幅が拡がり、かつ複
数縦モードの競合による雑音が発生するため、狭い発振
スペクトル幅と低雑音特性が要求される高速・長距離光
ファイバに伝送システムへの適用に困難が生ずるこの問
題を解決するため、近年、光の帰還をグレーティングな
どで空間的に分布させて行うＤＦＢ（分布帰還形）ある
いはＤＢＲ（分布ブラッグ反射器形）などの半導体レー
ザが開発されている（これらの半導体レーザを概説した
ものとして下記論文があるｅ ’ｉ、ＳｕｅｍａｔＳｕ
、 ”Ｒｅｃｅｎｔ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ Ｄｙｎａ
ｎ＋ｉｃ−５ｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ （ＤＳＭ） Ｓｅ
ｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒｓ ｉｎ Ｌｏｎｇ
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒａｎｇｅ ａｎｄ Ｉｎｔ
ｅｇｒａ−しｅｄ ０ｐｔｉｃｓ”２８Ｂ１−３． Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４ｔｈＩ００
Ｃ，Ｊｕｎｅ １９８３）。
られる。従来、半導体レーザはレーザ結晶のへき開面を
鏡面とし、この鏡面によ゛つて光の帰還を行う、いわゆ
るファブリ・ペロー形のものが開発されている。しかし
、この構造の半導体レーザは、Ｍ ｂ ／ ｓ ” Ｇ
ｂ ／ ｓオーダの高速なパル大信号で直接変調をか
けた場合、本質的に縦モードが複数本発振する特性を有
している。その結果発振スペクトル幅が拡がり、かつ複
数縦モードの競合による雑音が発生するため、狭い発振
スペクトル幅と低雑音特性が要求される高速・長距離光
ファイバに伝送システムへの適用に困難が生ずるこの問
題を解決するため、近年、光の帰還をグレーティングな
どで空間的に分布させて行うＤＦＢ（分布帰還形）ある
いはＤＢＲ（分布ブラッグ反射器形）などの半導体レー
ザが開発されている（これらの半導体レーザを概説した
ものとして下記論文があるｅ ’ｉ、ＳｕｅｍａｔＳｕ
、 ”Ｒｅｃｅｎｔ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ Ｄｙｎａ
ｎ＋ｉｃ−５ｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ （ＤＳＭ） Ｓｅ
ｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒｓ ｉｎ Ｌｏｎｇ
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒａｎｇｅ ａｎｄ Ｉｎｔ
ｅｇｒａ−しｅｄ ０ｐｔｉｃｓ”２８Ｂ１−３． Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４ｔｈＩ００
Ｃ，Ｊｕｎｅ １９８３）。
これらの半導体レーザは高速なパルス信号で直接変調し
た場合でも０．Ｉｎｍ程度の狭い発振スペクトル特性が
得られることが実験的に示されているが、最近、ＤＦＢ
レーザから出射した光がレーザ外部の反射面により反射
し、再びレーザに結合した場合には１発振波長がディス
クリートにジャンプし大きな雑音が発生することが明ら
かにされた（Ｙ、Ｙｏｓｈｉｋｕｎｉ ｅｔ ａｌ、”
Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｆｌｕｃｔｕａ七１ｏｎｓｏｆ
１．５μｍ ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ Ｄｉｓｔｒｉｂ
ｕｔｅｄ ＦｅｅｄｂａｃｋＬａｓｅｒｓ”２９０３−
１２． Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４
ｔｈ １００Ｃ。
た場合でも０．Ｉｎｍ程度の狭い発振スペクトル特性が
得られることが実験的に示されているが、最近、ＤＦＢ
レーザから出射した光がレーザ外部の反射面により反射
し、再びレーザに結合した場合には１発振波長がディス
クリートにジャンプし大きな雑音が発生することが明ら
かにされた（Ｙ、Ｙｏｓｈｉｋｕｎｉ ｅｔ ａｌ、”
Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｆｌｕｃｔｕａ七１ｏｎｓｏｆ
１．５μｍ ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ Ｄｉｓｔｒｉｂ
ｕｔｅｄ ＦｅｅｄｂａｃｋＬａｓｅｒｓ”２９０３−
１２． Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ４
ｔｈ １００Ｃ。
Ｊｕｎｅ １９８３）。
この現象は、外部の反射面により構成される外部共振器
によるモードジャンプ効果として説明されているが、光
結合のため、半導体レーザに光ファイバを対向させた場
合の光フアイバ端面での屈折率の不連続性に基づく極め
て微小な反射戻り光でもモードジャンプは生ずるため、
高速・長距離光フアイバ伝送システムへの適用上大きな
問題となる。
によるモードジャンプ効果として説明されているが、光
結合のため、半導体レーザに光ファイバを対向させた場
合の光フアイバ端面での屈折率の不連続性に基づく極め
て微小な反射戻り光でもモードジャンプは生ずるため、
高速・長距離光フアイバ伝送システムへの適用上大きな
問題となる。
光フアイバ端面から半導体レーザへの反射戻り光を低減
する手法としては、半導体レーザの光フアイバ間に光ア
イソレータを挿入することが考えられるが、光アイソレ
ータの挿入損失のため光ファイバへの結合光電力が低下
すること、レーザとファイバの結合系寸法が大形化する
こと、価格が高くなることなどの問題がある。
する手法としては、半導体レーザの光フアイバ間に光ア
イソレータを挿入することが考えられるが、光アイソレ
ータの挿入損失のため光ファイバへの結合光電力が低下
すること、レーザとファイバの結合系寸法が大形化する
こと、価格が高くなることなどの問題がある。
本発明の目的は、光アイソレータを使用せず。
光フアイバ端面からの反射を低減するＤＦＢあるいはＤ
ＢＲ半導体レーザと光ファイバとの光結合方式を提供す
ることにある。
ＢＲ半導体レーザと光ファイバとの光結合方式を提供す
ることにある。
ＤＦＢレーザやＤＢＲレーザは集中定数的なへき開鎖面
による反射帰還を用いた従来のファブリ・ペロー形の半
導体レーザと異なって、光の帰還メカニズムは空間的に
分布しているためレーザ端面の外部空間に屈折率が１よ
り大きい媒質を充てんし、レーザ端面での光の反射係数
を低下させてもレーザ発振を実現することができる。本
発明は。
による反射帰還を用いた従来のファブリ・ペロー形の半
導体レーザと異なって、光の帰還メカニズムは空間的に
分布しているためレーザ端面の外部空間に屈折率が１よ
り大きい媒質を充てんし、レーザ端面での光の反射係数
を低下させてもレーザ発振を実現することができる。本
発明は。
ＤＦＢあるいはＤＢＲレーザと光フアイバ端面の間に所
望屈折率を有する透明媒体を充てんするという新規構成
とし、この構成において、上記屈折率を、半導体レーザ
媒質の屈折率より小さく、また１より大きく望ましくは
光ファイバの屈折率に近い値またはより大きい値に設定
することにより、光フアイバ端面での反射を低減してレ
ーザの発振スペクトルを安定化できるとともに、レーザ
光を光ファイバに高効率で結合できることを見出したも
のである。すなわち、ＤＦＢおよびＤＢＲレーザの発振
スペクトル特性を支配するのは基本的には分布帰還メカ
ニズムを構成するグレーティングの回折格子の定数であ
るが、光フアイバ端面で構成されるファブリ・ペロー共
振器により、分布帰還メカニズムで決まる発振モードが
じょう乱を受けて発振スペクトルが不安定となる。
望屈折率を有する透明媒体を充てんするという新規構成
とし、この構成において、上記屈折率を、半導体レーザ
媒質の屈折率より小さく、また１より大きく望ましくは
光ファイバの屈折率に近い値またはより大きい値に設定
することにより、光フアイバ端面での反射を低減してレ
ーザの発振スペクトルを安定化できるとともに、レーザ
光を光ファイバに高効率で結合できることを見出したも
のである。すなわち、ＤＦＢおよびＤＢＲレーザの発振
スペクトル特性を支配するのは基本的には分布帰還メカ
ニズムを構成するグレーティングの回折格子の定数であ
るが、光フアイバ端面で構成されるファブリ・ペロー共
振器により、分布帰還メカニズムで決まる発振モードが
じょう乱を受けて発振スペクトルが不安定となる。
レーザと光フアイバ間に空気層を介した結合方式では、
光フアイバ端面からの反射量は入射光に対して約−１４
ｄＢのオーダであるのに対し、充てん媒質の屈折率を例
えば１．５とした場合、光ファイバがシリカ系ファイバ
の場合、反射量を一３７ｄＢと２０ｄＢ以上改善し、レ
ーザの発振スペクトルの安定化をはかることができる。
光フアイバ端面からの反射量は入射光に対して約−１４
ｄＢのオーダであるのに対し、充てん媒質の屈折率を例
えば１．５とした場合、光ファイバがシリカ系ファイバ
の場合、反射量を一３７ｄＢと２０ｄＢ以上改善し、レ
ーザの発振スペクトルの安定化をはかることができる。
また、空気層を介した結合方式では、反射光のレーザへ
の結合を低減して安定な発振特性を得るためには。
の結合を低減して安定な発振特性を得るためには。
光フアイバ端面をレーザがら空間的に遠ざけねばならず
、このため結合効率を犠牲にしなければならないが１本
発明による結合方式では、光フアイバ端面をレーザに近
づけることが可能となり、高効率結合が実現できる。
、このため結合効率を犠牲にしなければならないが１本
発明による結合方式では、光フアイバ端面をレーザに近
づけることが可能となり、高効率結合が実現できる。
したがって、本発明の光結合方式は、従来の問題点を解
決することができる新しい結合方式である。なお、本発
明の光結合方式はレーザ端面での反射も低減できるため
、ＤＦＢあるいはＤＢＲレーザ自体の端面がファブリ・
ペロー共振器を構成することによる発振特性への悪影響
を除去することにも有効な解決策を提供することができ
る。
決することができる新しい結合方式である。なお、本発
明の光結合方式はレーザ端面での反射も低減できるため
、ＤＦＢあるいはＤＢＲレーザ自体の端面がファブリ・
ペロー共振器を構成することによる発振特性への悪影響
を除去することにも有効な解決策を提供することができ
る。
以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。第
１図は本発明の光結合方式の原理図を示したもので、１
はＤＦＢ半導体レーザ、２は光ファイバ、３は屈折率が
１より大きくかっ、半導体レーザ物質の屈折率より小さ
な屈折率を有する充てん媒質である。一般に、シリカを
ベースとした光ファイバの低損失、低分散光波長領域は
１．２〜１．６μｍであるが、この波長で発振する半導
体レーザ用半導体結晶はＩｎＧａＡｇＰである。この材
料の屈折率は３．６であり、従って、この場合の充てん
媒質の屈折率（ｎａｐ）の範囲は１ ＜ｎｍ＜３．６と
なる。
１図は本発明の光結合方式の原理図を示したもので、１
はＤＦＢ半導体レーザ、２は光ファイバ、３は屈折率が
１より大きくかっ、半導体レーザ物質の屈折率より小さ
な屈折率を有する充てん媒質である。一般に、シリカを
ベースとした光ファイバの低損失、低分散光波長領域は
１．２〜１．６μｍであるが、この波長で発振する半導
体レーザ用半導体結晶はＩｎＧａＡｇＰである。この材
料の屈折率は３．６であり、従って、この場合の充てん
媒質の屈折率（ｎａｐ）の範囲は１ ＜ｎｍ＜３．６と
なる。
屈折率の異なる境界面での光の反射量Ｒは両者の屈折率
をｎ１ｅｎ２として 、＝（乞−）″ −９，−（１） ｎ２ ＋ｎ２ で与えられる。従って、第１図において、光ファイバ２
のレーザ１と対向する端面での反射を減少するためには
、光ファイバの屈折率をｎｆとしてｎｍを出来るだけｎ
ｆに近づけることが望ましい。
をｎ１ｅｎ２として 、＝（乞−）″ −９，−（１） ｎ２ ＋ｎ２ で与えられる。従って、第１図において、光ファイバ２
のレーザ１と対向する端面での反射を減少するためには
、光ファイバの屈折率をｎｆとしてｎｍを出来るだけｎ
ｆに近づけることが望ましい。
シリカを母材とした低損失光ファイバの屈折率は１．４
６近傍であるが、このような屈折率を有する充てん材料
としては次のようなものが使える。
６近傍であるが、このような屈折率を有する充てん材料
としては次のようなものが使える。
（１）光または熱的に重合可能な単量体として透明度の
良い、エチレン、ブダジェン、塩化ビニル。
良い、エチレン、ブダジェン、塩化ビニル。
酢酸ビニル、スチレンなどのビニル系単量体。
あるいはアクリル酸、アクリロニトリル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなど
のアクリル系単量体を固体化して得た高分子重合体。
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなど
のアクリル系単量体を固体化して得た高分子重合体。
（２）上記単量体に増感剤（たとえば、カルボニル化合
物、含窒素化合物、含ハロゲン化合物、金属錯体、およ
び無機塩化物など）を添加した後、固定化して得た高分
子重合体。
物、含窒素化合物、含ハロゲン化合物、金属錯体、およ
び無機塩化物など）を添加した後、固定化して得た高分
子重合体。
（３）高分子重合体に変化する前の上記低分子単量体と
相溶性を有する低分子化合物が充填された高分子重合体
。
相溶性を有する低分子化合物が充填された高分子重合体
。
（４）シリコーン樹脂。（屈折率１．４０６〜１．５０
６）（５）エポキシ、フェノール、ポリエステルなどの
熱硬化性樹脂。
６）（５）エポキシ、フェノール、ポリエステルなどの
熱硬化性樹脂。
（６）接着剤（エポキシ系、可視硬化型、ＵＶ硬化型、
たとえば、米国エポキシ・テクノロジー社のエボテツク
３００シリーズの接着剤（屈折率１．５６前後）、オプ
ティカルファイバーテクノロジー社の０ＦＴＩ −ＶＬ
ＣＡ接着剤（屈折率１．５０７８）など）。
たとえば、米国エポキシ・テクノロジー社のエボテツク
３００シリーズの接着剤（屈折率１．５６前後）、オプ
ティカルファイバーテクノロジー社の０ＦＴＩ −ＶＬ
ＣＡ接着剤（屈折率１．５０７８）など）。
（７）フェノキシ、ポリビニルアセタール、ポリエステ
ルなどの熱可塑性樹脂。
ルなどの熱可塑性樹脂。
（８）フッ素系の樹脂。
（９）上記材料を組み合せた材料。
これらの材料は充てん後、光または熱などのエネルギを
与えることにより固体化させることができる。
与えることにより固体化させることができる。
また、本発明の光結合方式では半導体レーザ１と光フア
イバ２間の空間が１より屈折率の大きな充てん媒質３で
満たされるため、半導体レーザからの出射光拡がり角度
が、空間部が空気の場合に比べ小さくなるため、光結合
効率が改善される。
イバ２間の空間が１より屈折率の大きな充てん媒質３で
満たされるため、半導体レーザからの出射光拡がり角度
が、空間部が空気の場合に比べ小さくなるため、光結合
効率が改善される。
第２図（ａ）、（ｂ）は本発明に基づく光結合方式の一
実施例を示したものである。１はＤＦＢ半導体レーザ、
４はレーザの活性領域となるグレーティング付き導波路
、２は光ファイバ、５は光導波領域であるコアであり、
３は充てん媒質となる光ファイバの屈折率にその屈折率
を一致させた熱硬化性樹脂である。まず、第２図（ａ）
のごとく。
実施例を示したものである。１はＤＦＢ半導体レーザ、
４はレーザの活性領域となるグレーティング付き導波路
、２は光ファイバ、５は光導波領域であるコアであり、
３は充てん媒質となる光ファイバの屈折率にその屈折率
を一致させた熱硬化性樹脂である。まず、第２図（ａ）
のごとく。
光フアイバ端面のコア部を中心として、硬化前の状態の
樹脂を付着する。ついで、光ファイバ２を半導体レーザ
１に近づけ充てん媒質３が半導体レーザ１の端面に接触
する様にする。この状態で半導体レーザ１を駆動して発
振させ、半導体レーザ１と光ファイバ２との相対位置を
調整してレーザ光が光ファイバ２のコア５に良く結合す
るようにする。しかる後に、半導体レーザｌおよび光フ
ァイバ２の相対位置関係を固定したまま充てん媒質３を
熱的に硬化させ、所望の光結合部を得ることができる。
樹脂を付着する。ついで、光ファイバ２を半導体レーザ
１に近づけ充てん媒質３が半導体レーザ１の端面に接触
する様にする。この状態で半導体レーザ１を駆動して発
振させ、半導体レーザ１と光ファイバ２との相対位置を
調整してレーザ光が光ファイバ２のコア５に良く結合す
るようにする。しかる後に、半導体レーザｌおよび光フ
ァイバ２の相対位置関係を固定したまま充てん媒質３を
熱的に硬化させ、所望の光結合部を得ることができる。
第３図（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施例を示した
ものである。この実施例においては、充てん媒質３は紫
外線硬化性樹脂であり、樹脂を硬化させるまでの光結合
のための手順は第２図に示した実施例の場合と同じであ
る。第３図（ａ）は半導体レー４ＸＸＸ１からの光が光
ファイバ２のコア５に良好に結合した状態を示したもの
であるが、この状態で、光ファイバ２のもう一方の端面
７より、充てん媒質３を硬化させる紫外波長の光６を入
射して充てん媒質３の一部を硬化させる。第３図（ｂ）
は本実施例における充てん媒質硬化時の光結合部を拡大
して示したものである。充てん媒質３は光ファイバ２の
コア５より出射する紫外光により、コア５の軸を中心と
して硬化し、硬化領域３′を形成する。硬化が完了後、
未硬化領域３″を溶剤により除去して所望の光結合部が
得られる。
ものである。この実施例においては、充てん媒質３は紫
外線硬化性樹脂であり、樹脂を硬化させるまでの光結合
のための手順は第２図に示した実施例の場合と同じであ
る。第３図（ａ）は半導体レー４ＸＸＸ１からの光が光
ファイバ２のコア５に良好に結合した状態を示したもの
であるが、この状態で、光ファイバ２のもう一方の端面
７より、充てん媒質３を硬化させる紫外波長の光６を入
射して充てん媒質３の一部を硬化させる。第３図（ｂ）
は本実施例における充てん媒質硬化時の光結合部を拡大
して示したものである。充てん媒質３は光ファイバ２の
コア５より出射する紫外光により、コア５の軸を中心と
して硬化し、硬化領域３′を形成する。硬化が完了後、
未硬化領域３″を溶剤により除去して所望の光結合部が
得られる。
上部二つの実施例は、光ファイバ２の端面での反射を低
減することを目的としたものであり、例えば、充てん媒
質の屈折率を約１．５と選んだ場合（前記オプティカル
ファイバーテクノロジー社製の０ＦＴＩ −ＶＬＣＡを
使用（屈折率１．５０７８） ）光フアイバ端面での反
射は充てん媒質がない場合に比べ２５ｄＢ程度低減され
るのに対し、半導体レーザ端面での反射は１．５ ｄ
Ｂ程度少くなるにすぎない。
減することを目的としたものであり、例えば、充てん媒
質の屈折率を約１．５と選んだ場合（前記オプティカル
ファイバーテクノロジー社製の０ＦＴＩ −ＶＬＣＡを
使用（屈折率１．５０７８） ）光フアイバ端面での反
射は充てん媒質がない場合に比べ２５ｄＢ程度低減され
るのに対し、半導体レーザ端面での反射は１．５ ｄ
Ｂ程度少くなるにすぎない。
しかし、良く知られているように、光の波長をλとして
屈折率ｎ１とｎ２の媒質間の無反射条件は、部課質問に
厚さがλ／４で屈折率が、βτ１”ｎ２の媒質を挿入す
ることであり、上記二つの実施例においてこの条件を満
足するように充てん媒質の屈折率および半導体レーザと
光ファイバの間隔を選択することにより、光ファイバに
端面、半導体レーザ端面の反射を共に低減することがで
きる。
屈折率ｎ１とｎ２の媒質間の無反射条件は、部課質問に
厚さがλ／４で屈折率が、βτ１”ｎ２の媒質を挿入す
ることであり、上記二つの実施例においてこの条件を満
足するように充てん媒質の屈折率および半導体レーザと
光ファイバの間隔を選択することにより、光ファイバに
端面、半導体レーザ端面の反射を共に低減することがで
きる。
第４図は、上記方法による本発明の実施例を示したもの
である。ここでは、充てん媒質の屈折率および厚さの制
御性を向上するため、半導体レーザ１の端面に所要の屈
折率の膜８をスパッタ法などにより被着する。半導体レ
ーザ材質がＩｎＧａＡＰ、光フアイバ母材がシリカの場
合、これらの材質の屈折率はそれぞれ３．６および１１
４６程度であり、充てん媒質の屈折率としては２．３近
傍が必要となるが、このような屈折率の充てん媒質とし
てはＴ ｉ ０２などがあり、スパッタ法などにより容
易に被着することができる。光ファイバには第４図に示
されるごとく、光ファイバ２のコア５の屈折率に等しい
充てん媒質３を介して半導体レーザ１と結合される。
である。ここでは、充てん媒質の屈折率および厚さの制
御性を向上するため、半導体レーザ１の端面に所要の屈
折率の膜８をスパッタ法などにより被着する。半導体レ
ーザ材質がＩｎＧａＡＰ、光フアイバ母材がシリカの場
合、これらの材質の屈折率はそれぞれ３．６および１１
４６程度であり、充てん媒質の屈折率としては２．３近
傍が必要となるが、このような屈折率の充てん媒質とし
てはＴ ｉ ０２などがあり、スパッタ法などにより容
易に被着することができる。光ファイバには第４図に示
されるごとく、光ファイバ２のコア５の屈折率に等しい
充てん媒質３を介して半導体レーザ１と結合される。
第４図に示される実施例では、半導体レーザ端面および
光フアイバ端面での反射を低減するために一層の膜８を
用いており、屈折率および膜厚に誤差があると無反射特
性が劣化するが、膜８を多層膜とし、各層の膜厚および
屈折率を最適化すれば、膜厚および屈折率の誤差による
特性劣化を緩和することができる。また、膜の垂直方向
に対し連続的に変化する膜を用いても同様の効果を得る
ことができる。
光フアイバ端面での反射を低減するために一層の膜８を
用いており、屈折率および膜厚に誤差があると無反射特
性が劣化するが、膜８を多層膜とし、各層の膜厚および
屈折率を最適化すれば、膜厚および屈折率の誤差による
特性劣化を緩和することができる。また、膜の垂直方向
に対し連続的に変化する膜を用いても同様の効果を得る
ことができる。
第５図は本発明の他の実施例を示したものである。本実
施例では、光ファイバ２の半導体レーザ１に対向する端
面のコア５は凸面形状９を有している。充てん媒質３と
コア５の屈折率が異なる場合、コア５の先端を凸面形状
にすることにより、コア５が平面の場合に比べて反射を
低減できるばかりでなく、凸面形状のレンズ効果により
光結合効果を改善でき条。
施例では、光ファイバ２の半導体レーザ１に対向する端
面のコア５は凸面形状９を有している。充てん媒質３と
コア５の屈折率が異なる場合、コア５の先端を凸面形状
にすることにより、コア５が平面の場合に比べて反射を
低減できるばかりでなく、凸面形状のレンズ効果により
光結合効果を改善でき条。
コア５の凸面加工は、光ファイバ２をテーパ状に研磨あ
るいはエツチングし、先端部を溶融することにより容易
に作製することができる。
るいはエツチングし、先端部を溶融することにより容易
に作製することができる。
第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施例を示したも
のである。本実施例では、半導体レーザ１の基板部分１
０に結晶の異方性エツチングにより高精度の溝１１を構
成し、この溝に光ファイバ２の一部を挿入して半導体レ
ーザ１の光ファイバ２の高精度位置決めを行うとともに
、半導体レーザ１の光フアイバ２間の空間に充てん媒質
３を充てんする。
のである。本実施例では、半導体レーザ１の基板部分１
０に結晶の異方性エツチングにより高精度の溝１１を構
成し、この溝に光ファイバ２の一部を挿入して半導体レ
ーザ１の光ファイバ２の高精度位置決めを行うとともに
、半導体レーザ１の光フアイバ２間の空間に充てん媒質
３を充てんする。
以上の実施例は半導体レーザとしてＤＦＢレーザを例に
とり述べたが、それぞれの実施例はＤＢＲレーザについ
ても適用できることは明らかである。
とり述べたが、それぞれの実施例はＤＢＲレーザについ
ても適用できることは明らかである。
第７図は本発明の光結合方式の別の実施例を示したもの
である。これは光ファイバ２の外周に割りスリーブ１２
を設け、この割りスリーブ１２内に透明媒質３を充てん
した構成のものである。割りスリーブＩ２は同図（ｂ）
に示すように、管の軸方向に溝１３を設けてあり、この
溝１３より透明媒質の液体を充てんする。割りスリーブ
を設けることにより液体が周辺に拡がるのを抑制するこ
とができる。なお、第７図（ａ）の構成において、充て
ん用液体に光エネルギによって固体化する低分子単量体
を含有させておけば、矢印１４方向から光源（超高圧ま
たは低圧水銀灯、Ｘｅランプ。
である。これは光ファイバ２の外周に割りスリーブ１２
を設け、この割りスリーブ１２内に透明媒質３を充てん
した構成のものである。割りスリーブＩ２は同図（ｂ）
に示すように、管の軸方向に溝１３を設けてあり、この
溝１３より透明媒質の液体を充てんする。割りスリーブ
を設けることにより液体が周辺に拡がるのを抑制するこ
とができる。なお、第７図（ａ）の構成において、充て
ん用液体に光エネルギによって固体化する低分子単量体
を含有させておけば、矢印１４方向から光源（超高圧ま
たは低圧水銀灯、Ｘｅランプ。
あるいはレーザ）の光を光ファイバ２のコア部５内を伝
送させることにより、点線１５で示したように光が伝搬
して重合、固体化し、その部分の屈折率が高まる。そし
てその周辺部の屈折率は重合が促進されていないので上
記点線部の屈折率よりも低い、いわゆる先導波構造を形
成させることもできる。
送させることにより、点線１５で示したように光が伝搬
して重合、固体化し、その部分の屈折率が高まる。そし
てその周辺部の屈折率は重合が促進されていないので上
記点線部の屈折率よりも低い、いわゆる先導波構造を形
成させることもできる。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば割りスリ
ーブ１２の代わりに中空管、または側面に穴のあいた中
空管などを用いてもよい。また光フアイバ端面はより反
射波抑制のために斜め研磨しておいてもよい。
ーブ１２の代わりに中空管、または側面に穴のあいた中
空管などを用いてもよい。また光フアイバ端面はより反
射波抑制のために斜め研磨しておいてもよい。
本発明によれば、分布帰還形あるいは分布ブラッグ反射
形半導体レーザと光ファイバの光結合部において、光フ
アイバ端面ならびに半導体レーザ端面における反射を低
減し、半導体レーザの発振モードを安定化することがで
きるため、光フアイバ伝送システムの高速化・長距離化
の達成に大きな効果がある。
形半導体レーザと光ファイバの光結合部において、光フ
アイバ端面ならびに半導体レーザ端面における反射を低
減し、半導体レーザの発振モードを安定化することがで
きるため、光フアイバ伝送システムの高速化・長距離化
の達成に大きな効果がある。
第１図は本発明の光結合方式の原理を示す側面図、第２
図（ａ）、（ｂ）は本発明の光結合方式の一実施例を示
す側面図、第３図（、）は本発明の他の実施例を示す側
面図、（ｂ）はその側面拡大図、第４図は本発明の他の
実施例を示す側面拡大図、第５図は本発明の他の実施例
を示す側面拡大図、第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の他
の実施例を示す側面図および正面図、第７図は本発明の
光結合方式の別の実施例を示す側断面図および斜視図で
ある。 ｌ・・・半導体レーザ、２・・・光ファイバ、３．３’
。 ３’、８・・・充てん媒質、４・・・半導体レーザの活
性層、５・・・光ファイバのコア、６・・・紫外光、７
・−・光フアイバ端面、９・・・光ファイバのコア凸面
形状部１０・・・半導体レーザ基板部、１１・・・光フ
アイバ位置決め用溝、１２・・・割りスリーブ、１３・
・・溝、１４・・・光伝送方向を示す矢印、１５・・・
光透過による重合部。 代理人 弁理士 高橋明【 Ｉ ３ 図
図（ａ）、（ｂ）は本発明の光結合方式の一実施例を示
す側面図、第３図（、）は本発明の他の実施例を示す側
面図、（ｂ）はその側面拡大図、第４図は本発明の他の
実施例を示す側面拡大図、第５図は本発明の他の実施例
を示す側面拡大図、第６図（ａ）、（ｂ）は本発明の他
の実施例を示す側面図および正面図、第７図は本発明の
光結合方式の別の実施例を示す側断面図および斜視図で
ある。 ｌ・・・半導体レーザ、２・・・光ファイバ、３．３’
。 ３’、８・・・充てん媒質、４・・・半導体レーザの活
性層、５・・・光ファイバのコア、６・・・紫外光、７
・−・光フアイバ端面、９・・・光ファイバのコア凸面
形状部１０・・・半導体レーザ基板部、１１・・・光フ
アイバ位置決め用溝、１２・・・割りスリーブ、１３・
・・溝、１４・・・光伝送方向を示す矢印、１５・・・
光透過による重合部。 代理人 弁理士 高橋明【 Ｉ ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、分布帰還−あるいは分布ブラッグ反射形半導体レー
ザと光ファイバの結合において、半導体レーザ端面と光
フアイバ端面間に、１より大きくまた半導体レーザ媒質
の屈折率より小さな屈折率の媒質を充てんした事を特徴
とする半導体レーザと光フアイバ間の光結合方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光結合方式において、
半導体レーザと光フアイバ間に充てんされた媒質の屈折
率が光結合軸方向に対し、段階的にあるいは連続的に変
化していることを特徴とする光結合方式。 ３、特許請求の範囲第１項記載の光結合方式において、
光ファイバを中空管で覆い、半導体レーザ端面と該光フ
アイバ端面間に充てんした媒質が該中空管内にあること
を特徴とする光結合方式。 ４、特許請求の範囲第１項記載の光結合方式において、
光ファイバの半導体レーザに対向する端面の少なくとも
コア部が、光ファイバ軸を中心とする凸曲面となってい
ることを特徴とする光結合方式。 ５、特許請求の範囲第１項記載の光結合方式において、
半導体レーザチップの一部に光フアイバ位置決め用の溝
を設けたことを特徴とする光結合方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59054234A JPS60198791A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 光結合方式 |
| US06/715,257 US4601535A (en) | 1984-03-23 | 1985-03-25 | Optical coupling system with intermediate coupling medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59054234A JPS60198791A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 光結合方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60198791A true JPS60198791A (ja) | 1985-10-08 |
Family
ID=12964845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59054234A Pending JPS60198791A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 光結合方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4601535A (ja) |
| JP (1) | JPS60198791A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130110A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Fujitsu Ltd | 導波路の光ファイバの接続構造 |
| JPH03282506A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-12 | Nec Corp | 光ファイバ付半導体レーザユニット |
| JPH06194544A (ja) * | 1992-09-25 | 1994-07-15 | Nec Corp | 光結合構造 |
| JP2008065105A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光モジュール |
| JP2009080142A (ja) * | 2007-01-23 | 2009-04-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光モジュール |
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| GB8417911D0 (en) * | 1984-07-13 | 1984-08-15 | British Telecomm | Connecting waveguides |
| EP0220455A1 (de) * | 1985-09-24 | 1987-05-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur Kopplung einer Laserdiode und eines Monomode-Lichtwellenleiters |
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| NL8502625A (nl) * | 1985-09-26 | 1987-04-16 | Philips Nv | Optisch transmissiesysteem bevattende een stralingsbron en een meervoudig beklede monomode optische transmissievezel met een negatieve stap in het brekingsindexprofiel. |
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| DE102012215265B4 (de) | 2012-08-28 | 2022-09-22 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum herstellen einer laserdiode, halterung und laserdiode |
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1984
- 1984-03-23 JP JP59054234A patent/JPS60198791A/ja active Pending
-
1985
- 1985-03-25 US US06/715,257 patent/US4601535A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2009080142A (ja) * | 2007-01-23 | 2009-04-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光モジュール |
Also Published As
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|---|---|
| US4601535A (en) | 1986-07-22 |
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