(57)【要約】  筒状部材と、前記筒状部材の孔に挿通される光ファイバと、前記筒状部材と前記光ファイバとを固着する固定材料と、を備える光ファイバの固定構造であって、前記光ファイバは、偏波軸を有する偏波保持光ファイバであり、前記孔の中心に対して前記光ファイバの中心が偏心して配置され、かつ前記孔の中心と前記光ファイバの中心とを結ぶ偏心方向と前記偏波軸とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下、または６７．５°以上１１２．５°以下である。
2016129505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材と、
前記筒状部材の孔に挿通される光ファイバと、
前記筒状部材と前記光ファイバとを固着する固定材料と、
を備える光ファイバの固定構造であって、
前記光ファイバは、偏波軸を有する偏波保持光ファイバであり、
前記孔の中心に対して前記光ファイバの中心が偏心して配置され、かつ前記孔の中心と前記光ファイバの中心とを結ぶ偏心方向と前記偏波軸とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下、または６７．５°以上１１２．５°以下であることを特徴とする光ファイバの固定構造。
【請求項２】
前記光ファイバは、
コアと、
前記コアの中心を通る対称軸に対して軸対称に配置された一対の応力付与部を含むクラッドと、を有し、
前記偏波軸は、第１偏波軸と、該第１偏波軸に直交する第２偏波軸とを含み、
前記第１偏波軸は、前記対称軸に直交する方向の軸であり、
前記第２偏波軸は、前記対称軸に沿った方向の軸であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの固定構造。
【請求項３】
前記孔の中心と前記光ファイバの中心との距離が、前記光ファイバの半径以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの固定構造。
【請求項４】
前記筒状部材の前記孔は、
当該孔の径が他の部分よりも小さく、一定の径を有する細径部と、
前記細径部の両側に配置され、前記細径部から離れる方向に沿って徐々に当該孔の径が大きくなる拡径部を有し、
前記固定材料は、前記細径部で前記筒状部材と前記光ファイバとを固着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光ファイバの固定構造。
【請求項５】
前記固定材料は、結晶構造がアモルファス構造の材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ファイバの固定構造。
【請求項６】
前記固定材料は、前記孔を気密封止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光ファイバの固定構造。
【請求項７】
前記筒状部材と前記光ファイバとを固着する部分における前記孔の径が最小の部分の直径は、前記光ファイバの直径の２倍以上８倍以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光ファイバの固定構造。
【請求項８】
前記筒状部材の熱膨張係数は、前記固定材料の熱膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光ファイバの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバから光を出力する半導体レーザモジュールは、半導体レーザモジュールのパッケージに固定された金属パイプに光ファイバを挿通して固定する光ファイバの固定構造を有する。金属パイプと光ファイバとは、低融点ガラスなどの接着剤により固定されるとともに気密封止される。ここで、光ファイバより金属パイプおよび低融点ガラスの熱膨張率が大きいため、光ファイバには応力が加えられる。【０００３】
また、光の偏波面を保持したまま伝搬させる偏波保持光ファイバが開示されている。偏波保持光ファイバは、コアと、コアの外周に形成され、コアの両側に配置された一対の応力付与部を含むクラッドとを有する。そして、この偏波保持光ファイバでは、応力付与部がコアに対して応力を付与し、応力による複屈折現象を利用することにより、偏波面の保存をはかっている。このような応力付与型の偏波保持光ファイバは、外部から応力が加えられると、コアに付与される応力が変化するため偏波消光比が劣化する場合がある。【０００４】
すなわち、偏波保持光ファイバを用いた半導体レーザモジュールの光ファイバの固定構造では、光ファイバに応力が加えられ、偏波消光比が劣化する場合があるという課題がある。そこで、偏波保持光ファイバに外部から加えられる応力を低減させ、偏波消光比の劣化を抑制する構造が開示されている（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２９９９１８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４３４６号公報
【特許文献３】特開平６−６７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複屈折は応力に非常に敏感であり、偏波保持光ファイバが金属パイプの孔の中心からずれた場合に偏波消光比の劣化が生じるという課題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、偏波消光比の劣化が抑制された光ファイバの固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、筒状部材と、前記筒状部材の孔に挿通される光ファイバと、前記筒状部材と前記光ファイバとを固着する固定材料と、を備える光ファイバの固定構造であって、前記光ファイバは、偏波軸を有する偏波保持光ファイバであり、前記孔の中心に対して前記光ファイバの中心が偏心して配置され、かつ前記孔の中心と前記光ファイバの中心とを結ぶ偏心方向と前記偏波軸とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下、または６７．５°以上１１２．５°以下であることを特徴とする。【０００９】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記光ファイバは、コアと、前記コアの中心を通る対称軸に対して軸対称に配置された一対の応力付与部を含むクラッドと、を有し、前記偏波軸は、第１偏波軸と、該第１偏波軸に直交する第２偏波軸とを含み、前記第１偏波軸は、前記対称軸に直交する方向の軸であり、前記第２偏波軸は、前記対称軸に沿った方向の軸であることを特徴とする。【００１０】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記孔の中心と前記光ファイバの中心との距離が、前記光ファイバの半径以上であることを特徴とする。【００１１】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記筒状部材の前記孔は、当該孔の径が他の部分よりも小さく、一定の径を有する細径部と、前記細径部の両側に配置され、前記細径部から離れる方向に沿って徐々に当該孔の径が大きくなる拡径部を有し、前記固定材料は、前記細径部で前記筒状部材と前記光ファイバとを固着することを特徴とする。【００１２】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記固定材料は、結晶構造がアモルファス構造の材料であることを特徴とする。【００１３】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記固定材料は、前記孔を気密封止することを特徴とする。【００１４】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記筒状部材と前記光ファイバとを固着する部分における前記孔の径が最小の部分の直径は、前記光ファイバの直径の２倍以上８倍以下であることを特徴とする。【００１５】
また、本発明の一態様に係る光ファイバの固定構造は、前記筒状部材の熱膨張係数は、前記固定材料の熱膨張係数より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、偏波消光比の劣化が抑制された光ファイバの固定構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る光ファイバの固定構造の断面を表す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す光ファイバの断面を表す模式図である。
【図３】図３は、図１のＩ−Ｉ線断面の一部を表す模式図である。
【図４】図４は、比較例に係る光ファイバの固定構造のＩ−Ｉ線断面図の一部を表す模式図である。
【図５】図５は、消光比変化量が２ｄＢ以下となる偏心方向および偏心距離の条件を表す図である。
【図６】図６は、消光比変化量が２ｄＢ以下となる偏心方向および偏心距離の条件を表す図である。
【図７】図７は、実施例および比較例に係る光ファイバの固定構造の消光比変化量を表す図である。
【図８】図８は、実施の形態に係る光ファイバの固定構造を用いた半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な側断面図である。
【図９】図９は、図８のＩＩ−ＩＩ線断面の一部を表す模式図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る他の光ファイバの固定構造を用いた半導体レーザモジュールの構成を上方から見た模式的な一部切欠図である。
【図１１】図１１は、図１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面の一部を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの固定構造の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１９】
（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態に係る光ファイバの固定構造について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光ファイバの固定構造の断面を表す模式図である。図１に示すように、光ファイバの固定構造１は、筒状部材としての金属パイプ１０と、金属パイプ１０の孔１１に挿通される光ファイバ２０と、金属パイプ１０と光ファイバ２０とを固着する固定材料としての低融点ガラス３０と、を備える。なお、図１は、光ファイバの固定構造１を拡大した図であり、金属パイプ１０の上下および右側は記載を省略した。
ここで、低融点ガラス３０とは、６００℃以下で軟化するガラスを指す。
【００２０】
金属パイプ１０の熱膨張係数は、低融点ガラス３０の熱膨張係数より大きく、低融点ガラス３０の熱膨張係数は、光ファイバ２０の熱膨張係数より大きくされている。そのため、金属パイプ１０および低融点ガラス３０から光ファイバ２０をかしめるように応力が加えられ、光ファイバ２０が金属パイプ１０に固定されるとともに孔１１が気密封止される。
ここで、気密封止とは、パッケージ内部の空間を、Ｎ２等の不活性ガス雰囲気状態とし、−２０℃から７５℃の温度下で不活性ガスがリークしない状態を意味する。
【００２１】
金属パイプ１０は、長手方向に延伸する孔１１を有する。孔１１は、孔１１の径が他の部分よりも小さく、かつ一定の径である細径部１１ａを有し、細径部１１ａの両側には、細径部１１ａから離れる方向に沿って徐々に孔１１の径が大きくなる拡径部１１ｂ、１１ｃを有する。また、孔１１は、拡径部１１ｂ、１１ｃの両側にそれぞれ孔の径が一定となる平行部１１ｄ、１１ｅを有する。すなわち、図１に示すように、金属パイプ１０と光ファイバ２０とを固着する部分における孔１１の径が最小の部分は、細径部１１ａである。細径部１１ａの直径Ｄｐは、光ファイバ２０の直径Ｄｆの２倍以上８倍以下とされていることが好ましい。たとえば、光ファイバ２０の直径Ｄｆが１２５μｍである場合、細径部１１ａの直径Ｄｐは２５０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。これは、細径部１１ａが小さすぎると金属パイプ１０および低融点ガラス３０から光ファイバ２０に加えられる応力が大きくなりすぎて偏波消光比の劣化につながるためである。また、細径部１１ａが大きすぎると作製時に所望の位置に低融点ガラス３０を形成することが困難となる。細径部１１ａの長さは、たとえば０．５ｍｍ以上であることが好ましい。細径部が短すぎると、十分に孔１１を気密封止することができないためである。なお、筒状部材は金属以外の材料からなる構成であってもよく、材料は特に限定されない。また、細径部１１ａの両側に拡径部１１ｂ、１１ｃを設けることで、作製時に所望の位置に低融点ガラス３０を形成することが容易となり、孔１１を容易に気密封止できる。
【００２２】
光ファイバ２０は、偏波面を有する偏波保持光ファイバである。図２は、図１に示す光ファイバの断面を表す模式図である。図２に示すように、この光ファイバ２０は、コア２１と、コア２１の外周に形成され、コア２１の中心を通る対称軸（軸ＡＸ２）に対して軸対称に配置された一対の応力付与部２３を含むクラッド２２とを有する。光ファイバ２０は、応力による複屈折現象を利用した応力付与型偏波保持光ファイバであり、コア２１に応力付与部２３による応力を付与することで、偏波面の保存をはかっている。光ファイバ２０の直径Ｄｆは、たとえば１２５μｍである。
なお、本明細書において、偏波保持光ファイバの断面における偏波面を偏波軸と称する。
【００２３】
コア２１は、たとえば屈折率を高めるドーパントとしてゲルマニウム（ＧｅＯ２）が添加されたシリカガラス（ＳｉＯ２）からなる。クラッド２２は、たとえば屈折率調整用のドーパントが添加されていない純シリカガラスからなり、コア２１より屈折率が小さい。
【００２４】
応力付与部２３は、たとえばボロン（Ｂ２Ｏ３）が添加されたシリカガラスからなる。Ｂ２Ｏ３はＳｉＯ２と比較すると熱膨張率が大きい。このため応力付与部２３を含むガラス母材を高温にて加熱溶融して線引きする際に、光ファイバが冷却されて固化すると応力付与部２３からコア２１に向かって応力が付与され、この応力によりコア２１にて複屈折が発生し偏波保持特性が得られる。
【００２５】
応力付与部２３からの応力は、２つの応力付与部２３の対称軸に直交する軸ＡＸ１に沿った方向で最も大きくなり、２つの応力付与部２３の対称軸に沿った軸ＡＸ２に沿った方向で最も小さくなる。その結果、複屈折が発生し、光ファイバ２０は、軸ＡＸ１または軸ＡＸ２に沿った偏波を有する光の偏波を保存する偏波保持光ファイバとなる。すなわち、光ファイバ２０は、第１偏波軸である軸ＡＸ１と、第２偏波軸である軸ＡＸ２との２つの偏波軸を有する。
【００２６】
低融点ガラス３０は、金属パイプ１０と光ファイバ２０とを固定するとともに、半導体レーザモジュールの信頼性を向上させるために孔１１を気密封止する。なお、固定材料は、低融点ガラスに限られず、たとえば結晶構造がアモルファス構造の材料とすることができ、Ｖ２Ｏ５、Ｐ２Ｏ５、ＴｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の材料やエポキシ製樹脂とすることができる。
【００２７】
図３は、図１のＩ−Ｉ線断面の一部を表す模式図である。図３において、外周にある金属パイプ１０は記載を省略した。図３に示すように、光ファイバの固定構造１において、光ファイバ２０は、孔１１の中心に対して光ファイバ２０の中心が偏心するように配置されている。すなわち、孔１１の中心と光ファイバ２０の中心との距離である偏心距離Ｌは０より大きく、たとえば光ファイバ２０の半径以上とされている。また、光ファイバの固定構造１において、光ファイバ２０は、孔１１の中心と光ファイバ２０の中心とを結ぶ偏心方向ｄと軸ＡＸ１とのなす角である角度θが−２２．５°以上２２．５°以下となるように配置されている。
【００２８】
つぎに、光ファイバの固定構造１の効果について説明する。図３のように孔１１の中心に対して光ファイバ２０の中心が偏心していると、金属パイプ１０および低融点ガラス３０からの応力が等方的でないために、光ファイバ２０には実質的に偏心方向ｄに沿った応力Ｓ１が加わる。
【００２９】
ここで、光ファイバ２０に外部から応力が加わった場合、応力が加えられる方向によって、その偏波を保持する機能に対する影響が異なる。たとえば光ファイバ２０に対して図２に示す偏波軸である軸ＡＸ１または軸ＡＸ２に沿った方向から応力が加わると、この応力は光ファイバ２０の偏波を保持する機能を高めるように寄与する。一方、光ファイバ２０に対して偏波軸から４５°の方向の軸ＡＸ３または軸ＡＸ４に沿った方向から応力が加わると、この応力は光ファイバ２０の偏波を保持する機能を低下させるように寄与する。
【００３０】
光ファイバの固定構造１では、図３に示す角度θが十分小さいため、応力Ｓ１が光ファイバ２０の偏波を保持する機能を高めるように寄与する。さらに、光ファイバの固定構造１では、偏心距離Ｌが光ファイバ２０の半径以上とされていることにより、応力Ｓ１が光ファイバ２０の偏波を保持する機能を高める効果が大きい。その結果、光ファイバの固定構造１では、偏波消光比の劣化が抑制されている。
【００３１】
これに対して、角度θが大きい場合の例を比較例として図４に示す。図４は、比較例に係る光ファイバの固定構造のＩ−Ｉ線断面図の一部を表す模式図である。図４に示すように、角度θが大きい場合、応力Ｓ２が光ファイバ２０の偏波を保持する機能を低下させるように寄与する。そのため比較例の光ファイバの固定構造では、偏波消光比が著しく劣化する。
【００３２】
ここで、光ファイバの固定構造１において、角度θがどの程度小さいと偏波消光比を十分に低減できるかを実験により確認した。図５、図６は、消光比変化量が２ｄＢ以下となる偏心方向および偏心距離の条件を表す図である。図５および図６の角度θは、偏心方向ｄと軸ＡＸ１とのなす角である。図５および図６において、曲線の内側（偏心距離Ｌおよび角度θの各軸に近い側）の領域では、光ファイバの固定構造１による偏波消光比の変化量が２ｄＢ以下であり、偏波消光比の劣化が十分小さい。図５から、角度θが−２２．５°以上２２．５°以下であると偏心距離Ｌがある程度大きくても偏波消光比の劣化が小さい。一方で、角度θが−２２．５°より小さいあるいは２２．５°より大きい範囲では、偏心距離Ｌが大きくなるにつれて急激に偏波消光比が劣化し、２ｄＢを超える。また、図６から、角度θが６７．５°以上１１２．５°以下、すなわち偏心方向ｄと第２偏波軸である軸ＡＸ２とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下であると偏心距離Ｌがある程度大きくても偏波消光比の劣化が小さい。一方で、角度θが６７．５°より小さいあるいは１１２．５°より大きい範囲では、偏心距離Ｌが大きくなるにつれて急激に偏波消光比が劣化し、２ｄＢを超える。換言すると、偏心方向ｄと光ファイバ２０の２つの偏波軸のうちいずれか一方とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下であれば偏波消光比の劣化が十分小さい。
【００３３】
なお、偏波消光比の変化量はより小さい方が好ましいが、光ファイバの固定構造における消光比変化量が２ｄＢ以下であれば、本実施形態の光ファイバの固定構造１が用いられる製品の信頼性が確保され好ましい。
本実施の形態の光ファイバの固定構造１が用いられる光モジュールに要求されるトータルの消光比は、光モジュールの種類にもよるが、たとえば−２５ｄＢ〜−１３ｄＢ以下である。
【００３４】
また、図５、図６に示すように偏心方向ｄと軸ＡＸ１とのなす角が、−２２．５°以上２２．５°であっても偏心方向ｄと軸ＡＸ１とのなす角が、６７．５°以上１１２．５°以下、すなわち偏心方向ｄと第２偏波軸である軸ＡＸ２とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下であっても偏波消光比の劣化は同程度である。しかしながら、本実施の形態の光ファイバの固定構造１が用いられる光モジュールにおいて、偏波合成を行う場合は、偏心方向ｄと軸ＡＸ１とのなす角が、−２２．５°以上２２．５°である方が、偏波合成が容易であり好ましい。偏波消光比の劣化を抑制することで、光ファイバ２０の屈曲による、偏波合成後の光出力の変動を抑制することができる。
【００３５】
図５および図６からわかるように、光ファイバの固定構造１は、孔１１の中心と金属パイプ１０の中心とが偏心していても偏波消光比の劣化が小さい。そのため、光ファイバ２０を低融点ガラス３０で固定する際に、孔１１の中心と光ファイバ２０の中心とをずらした状態で作業することができる。これに対し、従来の光ファイバの固定構造では、金属パイプの孔の中心と光ファイバの中心とを高精度に整合させた状態で光ファイバを低融点ガラスで固定する必要があり、この整合が十分でないと偏波消光比の劣化が生じる場合があった。
【００３６】
また、従来の光ファイバの固定構造では、金属パイプの孔の中心と光ファイバの中心とを高精度に整合させるために複雑な構成を必要とするものがある。一方、光ファイバの固定構造１では、そのような複雑な構成を必要せずに偏波消光比の劣化が抑制された光ファイバの固定構造を実現している。
【００３７】
（実施例）
つぎに、実施例および比較例として、光ファイバの固定構造を実際に製造し、光ファイバの固定構造における偏波消光比の変化量を測定した。図７は、実施例および比較例に係る光ファイバの固定構造の消光比変化量を表す図である。図７に示すように、孔１１の細径部１１ａの直径Ｄｐ、偏心距離Ｌ、偏心率（２Ｌ／Ｄｐ）、角度θを変えた実施例および比較例について消光比変化量を測定した。図７のように、細径部１１ａの直径Ｄｐは、０．５ｍｍとした。金属パイプ１０の熱膨張係数は９．７×１０−６／℃、光ファイバ２０の熱膨張係数は０．５×１０−６／℃、低融点ガラス３０の熱膨張係数は６．０×１０−６／℃とした。
【００３８】
図７からわかるように、実施例１〜３では偏波消光比の劣化が十分小さく、比較例１、比較例２では偏波消光比が著しく劣化している。これは、比較例１および比較例２では、角度θが大きく応力が光ファイバ２０の偏波を保持する機能を低下させるように寄与しているためである。一方、角度θが−２２．５°以上２２．５°以下の範囲に含まれる実施例１〜３では、応力が光ファイバ２０の偏波を保持する機能を高めるように寄与するため偏波消光比の劣化が小さい。また、実施例および比較例では、偏心距離Ｌおよび偏心率（２Ｌ／Ｄｐ）も変化させているが、偏波消光比の劣化は角度θの変化に大きく依存し、他のパラメータは偏波消光比の劣化にあまり寄与しないことがわかる。以上説明したように、光ファイバの固定構造１は、角度θを所定の値とすることにより、偏波消光比の劣化が抑制された光ファイバの固定構造であることが示された。
【００３９】
つぎに、本発明の実施の形態に係る光ファイバの固定構造１を用いた半導体レーザモジュールについて説明する。図８は、実施の形態に係る光ファイバの固定構造を用いた半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な側断面図である。図８に示すように、半導体レーザモジュール１００は、各部を収容する筐体としてのパッケージ１０１と、パッケージ１０１の内部底面上に配置された温度制御装置としての温調モジュール１０２と、温調モジュール１０２上に配置されたベース１０３と、ベース１０３上に配置されたレーザマウント１０４とを備える。レーザマウント１０４には、発光素子としての半導体レーザ素子１０５と、半導体レーザ素子１０５の近傍に配置されたサーミスタ１０６とが載置される。ベース１０３には、半導体レーザ素子１０５の後方に配置された光検出器１０７と、半導体レーザ素子１０５の出力するレーザ光の光路上にこの順に配置されたレンズ１０８と、アイソレータ１０９とが載置される。さらに、レーザ光の光路上には、光ファイバ２０が配置される。光ファイバ２０は、ベース１０３上に固定された光ファイバ固定台座１１０と、パッケージ１０１に固定された光ファイバ固定部１１１とによって固定される。なお、光ファイバ固定部１１１において孔１１は記載を省略しているが、光ファイバ固定部１１１は図１に示す断面構造を有する。
【００４０】
パッケージ１０１は、たとえばセラミックからなる。温調モジュール１０２は、たとえばペルチェ素子であってよく、不図示の制御器から電流を注入され、その極性によって冷却および加熱を行う。温調モジュール１０２は、サーミスタ１０６の検出値を基に制御され、レーザマウント１０４の温度を制御し、半導体レーザ素子１０５の温度を調整する。半導体レーザ素子１０５は、所定の波長のレーザ光を出力する。
【００４１】
光検出器１０７は、半導体レーザ素子１０５の後方から漏れた光を検出し、検出された強度に応じた電気信号を制御器に入力する。レンズ１０８は、半導体レーザ素子１０５から出力されたレーザ光を光ファイバ２０に結合する。
【００４２】
アイソレータ１０９は、他の光学部品などによる反射戻り光が半導体レーザ素子１０５に戻ることを防止する。アイソレータ１０９は、たとえば水平方向に沿った偏波面を有する光のみを透過する偏光板と、λ／４板とを備える構成であってよい。半導体レーザ素子１０５から出力されたレーザ光は、水平方向に沿った偏波面を有するので、この場合、レーザ光は、λ／４板で水平方向に対して偏波面を回転されて光ファイバ２０に入力される。なお、アイソレータ１０９は、さらに多段の構成であってもよい。
【００４３】
光ファイバ固定部１１１は、内部に光ファイバの固定構造１（図８では不図示）を有する。図９は、図８のＩＩ−ＩＩ線断面の一部を表す模式図である。図９において、外周にある金属パイプ１０は記載を省略した。半導体レーザ素子１０５から出力された水平方向に沿った偏波面を有するレーザ光は、アイソレータ１０９のλ／４板で偏波面を４５°回転されているから、光ファイバ２０は水平方向に対して偏波軸が４５°となるように配置される。そして、光ファイバ２０は、この偏波軸と孔１１の中心と光ファイバ２０の中心とを結ぶ偏心方向とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下となるように、孔１１の中心と光ファイバ２０とが偏心するように配置される。光ファイバ２０の偏心方向は、たとえば図９の実線で示した方向であってよいが、図９の破線で示した方向であってもよい。その他の光ファイバの固定構造１の構成は実施の形態と同一であってよいので説明を省略する。
【００４４】
以上説明したように、半導体レーザモジュール１００は、光ファイバの固定構造１により偏波消光比の劣化が抑制され、偏波消光比の良好な半導体レーザモジュールである。
【００４５】
つぎに、本発明の実施の形態に係る光ファイバの固定構造１を用いた他の半導体レーザモジュールについて説明する。図１０は、実施の形態に係る他の光ファイバの固定構造を用いた半導体レーザモジュールの構成を上方から見た模式的な一部切欠図である。図１０に示すように、半導体レーザモジュール２００は、各部を収容する筐体としてのパッケージ２０１と、パッケージ２０１の内部底面に配置されたベース２０２と、ベース２０２上に配置されたレーザマウント２０３とを備える。レーザマウント２０３には、発光素子としての半導体レーザ素子２０４と、半導体レーザ素子２０４の近傍に配置されたサーミスタ２０５とが載置される。ベース２０２には、半導体レーザ素子２０４の出力するレーザ光の光路上にこの順に配置されたレンズ２０６と、ビームスプリッタ２０７とが載置される。ビームスプリッタ２０７によりレーザ光の一部が分岐され、光検出器２０８に入力される。一方、ビームスプリッタ２０７を透過するレーザ光の光路上には、光ファイバ２０が配置される。光ファイバ２０は、ベース２０２上に固定された光ファイバ固定台座２０９と、パッケージ２０１に固定された光ファイバ固定部２１０とによって固定される。なお、光ファイバ固定部２１０において孔１１は記載を省略しているが、光ファイバ固定部２１０は図１に示す断面構造を有する。
【００４６】
パッケージ２０１は、たとえばセラミックからなる。半導体レーザ素子２０４は、たとえば３〜４ｎｍ程度の範囲内で発振波長の異なる複数の分布帰還型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）レーザ素子と、光合流器と、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とを有する。半導体レーザ素子２０４は、駆動するＤＦＢレーザ素子を選択することで波長の粗調を行い、不図示の温調モジュールによる温度変更によって波長の微調を行い、全体として、連続的な波長範囲での波長可変光源として動作する。
【００４７】
レンズ２０６は、半導体レーザ素子２０４から出力されたレーザ光を光ファイバ２０に結合する。光検出器２０８は、ビームスプリッタ２０７により分岐されたレーザ光を検出し、検出された強度に応じた電気信号を不図示の制御器に入力する。
【００４８】
光ファイバ固定部２１０は、内部に光ファイバの固定構造１（図１０では不図示）を有する。図１１は、図１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面の一部を表す模式図である。図１１において、外周にある金属パイプ１０は記載を省略した。半導体レーザ素子２０４から出力された水平方向の偏波面を有するレーザ光は、その偏光のまま光ファイバ２０に入力されるから、光ファイバ２０はいずれかの偏波軸が水平方向に沿うように配置される。そして、光ファイバ２０は、この偏波軸と孔１１の中心と光ファイバ２０の中心とを結ぶ偏心方向とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下となるように、孔１１の中心と光ファイバ２０とが偏心するように配置される。光ファイバ２０の偏心方向は、たとえば図１１の実線で示した方向であってよいが、図１１の破線で示した方向であってもよい。その他の光ファイバの固定構造１の構成は実施の形態と同一であってよいので説明を省略する。
【００４９】
以上説明したように、半導体レーザモジュール２００は、光ファイバの固定構造１により偏波消光比の劣化が抑制され、偏波消光比の良好な半導体レーザモジュールである。
【００５０】
なお、上記実施形態では、光ファイバ２０が偏波面を２つ有する偏波保持光ファイバである場合を示したが、光ファイバ２０は偏波面を１つ有する単一偏波光ファイバであってもよい。この場合、偏心方向ｄと偏波面とのなす角が−２２．５°以上２２．５°以下、または６７．５°以上１１２．５°以下であればよい。
【００５１】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明に係る光ファイバの固定構造は、例えば半導体レーザモジュールに適用して好適なものである。
【符号の説明】
【００５３】
１  光ファイバの固定構造
１０  金属パイプ
１１  孔
１１ａ  細径部
１１ｂ、１１ｃ  拡径部
１１ｄ、１１ｅ  平行部
２０  光ファイバ
２１  コア
２２  クラッド
２３  応力付与部
３０  低融点ガラス
１００、２００  半導体レーザモジュール
１０１、２０１  パッケージ
１０２  温調モジュール
１０３、２０２  ベース
１０４、２０３  レーザマウント
１０５、２０４  半導体レーザ素子
１０６、２０５  サーミスタ
１０７、２０８  光検出器
１０８、２０６  レンズ
１０９  アイソレータ
１１０、２０９  光ファイバ固定台座
１１１、２１０  光ファイバ固定部
２０７  ビームスプリッタ
ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＸ３、ＡＸ４  軸
ｄ  偏心方向
Ｄｆ、Ｄｐ  直径
Ｌ  偏心距離
Ｓ１、Ｓ２  応力
θ  角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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