(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードと該レーザダイオードの前端面側に設けた外部帰還部とを有するレーザダイオードモジュールにおいて、内部に、前記レーザダイオードの後端面側に配置された出力光制御用のモニタを有し、当該モニタは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から反射により帰還される光の一部とを受光し、前記モニタの受光面の中心を、前記レーザダイオードから出射される光の光軸からずらすことによって、少なくとも前記外部帰還部から反射され、かつ前記レーザダイオードの内部を通って前記レーザダイオードの後端面から出射される光の受光の割合を調整し、前記レーザダイオードの後端面から出射される光と、前記外部帰還部から反射される光とのいずれか一方の光のパワーが、受光する全光のパワーの６０％以上となるように設定することを特徴とするレーザダイオードモジュール。
【請求項２】
レーザダイオードと該レーザダイオードの前端面側に設けた外部帰還部とを有するレーザダイオードモジュールにおいて、内部に、前記レーザダイオードの後端面側に配置された出力光制御用のモニタを有し、当該モニタは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から反射により帰還される光の一部とを受光し、前記モニタの受光面の面積を小さくし、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から帰還される光の一部とのうち、主に一方を受光することによって、少なくとも前記外部帰還部から反射され、かつ前記レーザダイオードの内部を通って前記レーザダイオードの後端面から出射される光の受光の割合を調整し、前記レーザダイオードの後端面から出射される光と、前記外部帰還部から反射される光とのいずれか一方の光のパワーが、受光する全光のパワーの６０％以上となるように設定することを特徴とするレーザダイオードモジュール。
【請求項３】
レーザダイオードと該レーザダイオードの前端面側に設けた外部帰還部とを有するレーザダイオードモジュールにおいて、内部に、前記レーザダイオードの後端面側に配置された出力光制御用のモニタを有し、当該モニタは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から反射により帰還される光の一部とを受光し、前記モニタは、前記レーザダイオードの後端面と受光面との間に遮蔽板を設け、前記レーザダイオードの後端面からの光と、前記外部帰還部から帰還される光のうち、主に一方を受光することによって、少なくとも前記外部帰還部から反射され、かつ前記レーザダイオードの内部を通って前記レーザダイオードの後端面から出射される光の受光の割合を調整し、前記レーザダイオードの後端面から出射される光と、前記外部帰還部から反射される光とのいずれか一方の光のパワーが、受光する全光のパワーの６０％以上となるように設定することを特徴とするレーザダイオードモジュール。
【請求項４】
レーザダイオードと該レーザダイオードの前端面側に設けた外部帰還部とを有するレーザダイオードモジュールにおいて、内部に、前記レーザダイオードの後端面側に配置された出力光制御用のモニタを有し、当該モニタは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から反射により帰還される光の一部とを受光し、前記レーザダイオードは、後端面の反射率を略１００％とし、前記モニタは、主に前記外部帰還部から帰還される光を受光することによって、少なくとも前記外部帰還部から反射され、かつ前記レーザダイオードの内部を通って前記レーザダイオードの後端面から出射される光の受光の割合を調整し、前記レーザダイオードの後端面から出射される光と、前記外部帰還部から反射される光とのいずれか一方の光のパワーが、受光する全光のパワーの６０％以上となるように設定することを特徴とするレーザダイオードモジュール。
【請求項５】
前記外部帰還部がファイバブラッググレーティングである、請求項１〜４のいずれか一つのレーザダイオードモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
外部帰還部とレーザダイオードとを有するレーザダイオードモジュール、特に９８０ｎｍ帯域で使用されるレーザダイオードモジュールが知られている。
一般に、レーザダイオードモジュールは、出力を制御するためにレーザダイオードの後端面から出射される光を、例えば、フォトダイオードを用いてモニタしている。
【０００３】
ところが、特に外部帰還部を有するレーザダイオードモジュールにおいては、レーザダイオードの後端面から出射されるモニタ光と、レーザダイオードの外部あるいは内部を通って外部帰還部から反射してくる反射光とがフォトダイオードに入射されるとき、フォトダイオードは、モニタ光と反射光とが干渉して入射する結果、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらいでしまう。このため、レーザダイオードモジュールは、レーザダイオードの出力を安定して制御することが難しいという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、レーザダイオードの出力を安定して制御することが可能なレーザダイオードモジュールを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記目的を達成するため、外部帰還部とレーザダイオードとを有するレーザダイオードモジュールにおいて、内部に、前記レーザダイオードの出力光のモニタを有し、当該モニタは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から帰還される光の一部とを受光し、前記いずれか一方の光のパワーが、受光する全光のパワーの６０％以上となるように設定したのである。
【０００６】
好ましくは、前記外部帰還部をファイバブラッググレーティングとする。
また好ましくは、前記モニタは、受光面の中心を、前記レーザダイオードから出射される光の光軸からずらす。
更に好ましくは、前記モニタは、受光面の面積を小さくし、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から帰還される光の一部とのうち、主に一方を受光する。
【０００７】
好ましくは、前記モニタは、受光面の前面に遮蔽板を設け、前記レーザダイオードの後端面からの光と、前記外部帰還部から帰還される光のうち、主に一方を受光する。
また好ましくは、前記レーザダイオードは、後端面の反射率を略１００％とし、主に前記外部帰還部から帰還される光を受光する。
【０００８】
更に好ましくは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光を受光する割合が大きくなるように、前記モニタの受光面積を大きく設定する。
好ましくは、前記レーザダイオードの後端面から出射される光の一部と、前記外部帰還部から帰還される光の一部とが、前記モニタの受光面で干渉し難いように、前記モニタの受光面積を大きく設定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザダイオードモジュールに係る一実施形態を図１乃至図７に基づいて詳細に説明する。
レーザダイオードモジュール（以下、単に「ＬＤモジュール」という）１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、パッケージ２、ぺルチェ素子３、ベース４、第１フェルール５、レーザダイオード６及びフォトダイオード７を有している。
【００１０】
パッケージ２は、ぺルチェ素子３、ベース４、第１フェルール５、レーザダイオード６及びフォトダイオード７等を収納する。パッケージ２は、底板２ａ、周壁２ｂ及びカバー２ｃを有し、周壁２ｂの上部にカバー２ａが被着される。また、パッケージ２は、周壁２ｂにスリーブ２ｄが設けられ、スリーブ２ｄに第２フェルール８が挿着されている。
【００１１】
ここで、第２フェルール８は、外部帰還部となるファイバブラッググレーティング（以下、「ＦＢＧ」という）９ａが設けられた光ファイバ９の端部に取り付けられ、第１フェルール５に取り付けた後述するレンズドファイバ５ａを光ファイバ９と接続している。
ぺルチェ素子３は、底板２ａに設置され、レーザダイオード６の作動に伴う発熱を冷却して所定温度に制御する温度制御素子で、この上にベース４が載置されている。ペルチェ素子３は、リード線３ａによって作動電流がパッケージ２の外部から供給される。
【００１２】
ベース４は、この上に第１キャリア１０，ヒートシンク１１を介してレーザダイオード６が設けられている。また、ベース４は、レーザダイオード６を挟んで、一方に第２キャリア１２が、他方に第１フェルール５が、それぞれ配置されている。
第１フェルール５は、先端のレンズ部がレーザダイオード６と対向配置されるレンズドファイバ５ａの端部に取り付けられ、支持部品５ｂ、５ｃによってベース４に設置されている。ここで、第１フェルール５は、レーザダイオード６の前端面６ａから出射されるレーザ光を大きな接続損失なく入射できれば、レンズドファイバ５ａに限定されるものでないことは言うまでもなく、例えば、先球ファイバやレンズ系等、適当な光学系による光結合手段を使用することができる。
【００１３】
レーザダイオード６は、例えば、９８０ｎm帯のレーザ光を前端面６ａからレンズドファイバ５ａに出射すると共に、後端面６ｂからフォトダイオード７にモニタ光を出射する。このとき、レーザダイオード６は、例えば、活性層とレンズドファイバ５ａの光軸との高さ方向の差が数μｍとなるように、第１フェルール５に対して位置決めされる。このとき、第１フェルール５は、レーザダイオード６から出射される光と光結合効率が略最大になる位置に配置されている。
【００１４】
フォトダイオード７は、図１（ｂ）に示すように、受光面７ａを傾けて第２キャリア１２に設けられ、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNやＦＢＧ９ａから帰還される光の一部、例えば、レーザダイオード６の外部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFOあるいはレーザダイオード６の内部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFIを受光するモニタである。
【００１５】
本発明のレーザダイオードモジュール１は以上のように構成され、レーザダイオード６の前端面６ａからレーザ光をレンズドファイバ５ａに出射し、光ファイバ９へと伝送する。一方、フォトダイオード７は、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されたモニタ光の一部の光ＬMNやＦＢＧ９ａから帰還される光の一部、例えば、レーザダイオード６の外部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFOあるいはレーザダイオード６の内部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFIを受光する。
【００１６】
そして、レーザダイオードモジュール１では、フォトダイオード７が受光したモニタ光に基づいてレーザダイオード６の前端面出力（ファイバ端出力）を制御している。
このとき、本発明のレーザダイオードモジュール１は、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部あるいはＦＢＧ９ａから帰還される光の一部が、フォトダイオード７が受光する光の６０％以上となるように設定する。即ち、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部あるいはＦＢＧ９ａから帰還される光の一部が、光量において１：１とならないように設定する。
【００１７】
このためには、例えば、以下に説明する各種対策を講じることができる。
先ず、第１の対策として、図２に示すように、フォトダイオード７を第２キャリア１２の上方に設ける。これにより、レーザダイオードモジュール１は、フォトダイオード７の受光面７ａの中心が、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光ＬMNの光軸からずれ、主にＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFOを受光する。
【００１８】
このため、レーザダイオードモジュール１は、レーザダイオード６からのモニタ光ＬMNと反射光ＬRFOとの干渉が抑えられる結果、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらぐことがなく、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
ここで、フォトダイオード７は、受光面７ａの中心を、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光ＬMNの光軸からずらすことができれば、第２キャリア１２の上方に設ける必要はない。例えば、レーザダイオード６の内部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFIの量が少ない場合、フォトダイオード７は、第２キャリア１２の下方に設ける。すると、レーザダイオードモジュール１は、レーザダイオード６の外部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFOがカットされるうえ、内部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFIの量が少ない。従って、フォトダイオード７は、主としてレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光ＬMNのみが入射することになる。このため、この配置によっても、レーザダイオードモジュール１は、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
【００１９】
次に、第２の対策として、図３に示すように、フォトダイオード７の受光面７ａの面積を小さくすると共に、主としてレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNを受光するように、フォトダイオード７を第２キャリア１２の上下方向略中央に設ける。
これにより、レーザダイオードモジュール１は、主としてレーザダイオード６から出射されるモニタ光の一部の光ＬMNを受光するので、レーザダイオード６からのモニタ光ＬMNと反射光ＬRFO，ＬRFIとの干渉が抑えられる。この結果、レーザダイオードモジュール１は、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらぐことがなく、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
【００２０】
このとき、レーザダイオードモジュール１は、例えば、図４に示すように、フォトダイオード７の受光面７ａの面積を小さくすると共に、主としてレーザダイオード６の外部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFOを受光するように、フォトダイオード７を第２キャリア１２の上方に設けても、同じ効果を得ることができる。
【００２１】
次いで、第３の対策として、図５に示すように、レーザダイオード６とフォトダイオード７との間、即ち、フォトダイオード７の受光面７ａの前面に、遮蔽板１４を設ける。このとき、遮蔽板１４は、ＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFO，ＬRFI又はレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNの一方を遮るものを使用する。図示した遮蔽板１４は、ピンホール（図示せず）によってレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNを通し、ＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFO，ＬRFIを遮っている。
【００２２】
これにより、レーザダイオードモジュール１は、ＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFO，ＬRFIが遮られるので、レーザダイオード６からのモニタ光ＬMNと反射光ＬRFO，ＬRFIとの干渉が抑えられる。この結果、レーザダイオードモジュール１は、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらぐことがなく、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
【００２３】
ここで、遮蔽板１４は、ＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFO，ＬRFI又はレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNの一方を遮ることができれば、上記ピンホールを有するものに限定されるものではない。例えば、遮蔽板としては、ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplex)フィルタや帯域フィルタ等、波長選択性を有するフィルタを使用することができる。
【００２４】
また、第４の対策として、図６に示すレーザダイオード６において、後端面６ｂの反射率を略１００％とする。
これにより、レーザダイオードモジュール１では、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光がなくなり、フォトダイオード７は、主にレーザダイオード６の外部を通ってＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFOを受光することになる。このため、レーザダイオードモジュール１は、レーザダイオード６からのモニタ光ＬMNと反射光ＬRFO，ＬRFIとの干渉が抑えられる結果、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらぐことがなく、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
【００２５】
一方、第５の対策として、図７に示すように、フォトダイオード７の受光面積を大きく設定する。
このとき、レーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNの光量は、ＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFO，ＬRFIの光量を無視できる程に多い。
【００２６】
このため、レーザダイオードモジュール１は、主としてレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNに基づいてレーザダイオード６の作動が制御される。従って、レーザダイオードモジュール１は、レーザダイオード６からのモニタ光ＬMNと反射光ＬRFO，ＬRFIとの干渉が抑えられる結果、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらぐことがなく、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
【００２７】
このとき、フォトダイオード７の受光面積を大きく設定し、種々の状態のレーザダイオード６の後端面６ｂから出射されるモニタ光の一部の光ＬMNとＦＢＧ９ａから反射してくる反射光ＬRFO，ＬRFIとを受光し、受光面７ａにおける干渉を小さくしてもよい。
これにより、レーザダイオードモジュール１は、出力されるモニタ出力（モニタ電流）がゆらぐことがなく、レーザダイオード６の出力を安定して制御することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１〜８の発明によれば、レーザダイオードの出力を安定して制御することが可能なレーザダイオードモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザダイオードモジュールの全体構成を示す断面正面図（ａ）と、その要部を示す正面図（ｂ）である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すもので、レーザダイオードモジュールの要部を示す正面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すもので、レーザダイオードモジュールの要部を示す正面図である。
【図４】第２の実施形態の変形例を示すもので、レーザダイオードモジュールの要部を示す正面図である。
【図５】第３の実施形態を示すもので、レーザダイオードモジュールの要部を示す正面図である。
【図６】第４の実施形態を示すもので、レーザダイオードモジュールの要部を示す正面図である。
【図７】第５の実施形態を示すもので、レーザダイオードモジュールの要部を示す正面図である。
【符号の説明】
１                レーザダイオードモジュール
２                パッケージ
３                ぺルチェ素子
４                ベース
５                第１フェルール
５ａ              レンズドファイバ
６                レーザダイオード
６ａ              前端面
６ｂ              後端面
７                フォトダイオード（モニタ）
７ａ              受光面
８                第２フェルール
９                光ファイバ
９ａ              ファイバブラッググレーティング（外部帰還部）
１４              遮蔽板
ＬMN              モニタ光（レーザダイオードの後端面から出射される）
ＬRFO，ＬRFI      反射光（光帰還部から帰還される）
【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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