專利名稱：光纖的調(diào)心方法、半導(dǎo)體激光器組件的制造方法與半導(dǎo)體的激光器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖調(diào)心方法、半導(dǎo)體激光器組件的制造方法與半導(dǎo)體激光器組件，特別涉及到將兩束激光經(jīng)偏振波復(fù)合后對(duì)接收它的光纖進(jìn)行調(diào)心的方法與半導(dǎo)體激光器組件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著高密度波分復(fù)用傳輸方式光通信的進(jìn)展，更加提高要求光放大器中所用激勵(lì)光源的高輸出化。
最近，作為光放大器，與過去所用的摻餌光放大器相比，對(duì)于用作更寬波段的光放大裝置的拉曼放大器正寄予更高的期望。拉曼放大是通過以激勵(lì)光入射光纖時(shí)發(fā)生的感應(yīng)拉曼散射使增益出現(xiàn)于離激勵(lì)光波長約13THz的低頻側(cè)，在將具有上述增益的波段的信號(hào)光輸入這樣受激狀態(tài)的光纖時(shí)，利用這種信號(hào)光放大現(xiàn)象的光信號(hào)的放大方法。
拉曼放大中，在信號(hào)光與激勵(lì)光(抽運(yùn)光)的偏振方向一致的狀態(tài)下，信號(hào)光將放大，因而需要使信號(hào)光與激勵(lì)光二者的偏振方向的偏移盡可能地小。為此要進(jìn)行消除激勵(lì)光的偏振波(無偏振光化去極化)，降低偏振度(DOP)。
作為將來自光放大器的激勵(lì)光源等所用半導(dǎo)體激光組件的激光消偏振化的方法，例如已知有將兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合而從光纖輸出的方法。
圖11是用于說明美國專利No.5589684中所公開的過去的半導(dǎo)體激光器裝置的說明圖。
如圖11所示，過去的半導(dǎo)體激光器裝置具有以同一波長沿相互正交方向發(fā)射激光的第一與第二半導(dǎo)體激光器元件100與101；使第一半導(dǎo)體激光器元件100發(fā)射的激光準(zhǔn)直的第一準(zhǔn)直透鏡102；使第二半導(dǎo)體激光器元件101發(fā)射的激光準(zhǔn)直的第二準(zhǔn)直透鏡103；將第一與第二準(zhǔn)直透鏡102與103準(zhǔn)直的激光進(jìn)行正交偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合耦合器104；將偏振波復(fù)合耦合器104進(jìn)行了偏振波復(fù)合的激光聚光的聚光透鏡105；讓聚光透鏡105會(huì)聚的激光入射而輸送到外部的光纖107。
在過去這種半導(dǎo)體激光器裝置中，由于從第一與第二半導(dǎo)體激光器元件100與101沿相互正交的方向發(fā)射的激光經(jīng)偏振波復(fù)合耦合器104作了偏振波復(fù)合，故能從光纖107出射偏振度小的激光(后面稱作已有例1)。
特開昭60-76707號(hào)公報(bào)中公開了這樣的半導(dǎo)體激光器組件，它包括設(shè)置于散熱器上，光軸與偏振方向相互平行且出射端面大略一致，分別發(fā)射出第一與第二激光的第一與第二半導(dǎo)體激光器元件；設(shè)置于第一半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的第一激光的光路上，使第一激光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，而相對(duì)于第二激光的偏振方向成直角的偏振旋轉(zhuǎn)器；使偏振方向相互成直角的第一與第二激光光路在雙折射效應(yīng)下合并的偏振元件(方解石板)；接收來自偏振元件側(cè)的激光且輸送到外部的光纖；將通過偏振元件合并的激光耦合到光纖中的透鏡。這種半導(dǎo)體激光組件中將第一與第二半導(dǎo)體激光器元件收納于封裝內(nèi)而單元化(后面稱作已有例2)。
特開2000-315757號(hào)公報(bào)公開的半導(dǎo)體激光器組件具有電子冷卻元件；安裝于電子冷卻元件上，將第一與第二半導(dǎo)體激光器元件發(fā)射出的第一與第二激光分別準(zhǔn)直的第一與第二準(zhǔn)直透鏡；將第一與第二激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；接收偏振波復(fù)合元件輸出的激光而輸送到外部的光纖。此外，上述第一與第二半導(dǎo)體激光器是作為以發(fā)光中心間距為500μm而形成的LD(發(fā)光二極管)陣列而構(gòu)成的。上述第一與第二準(zhǔn)直透鏡可以作為球面透鏡陣列或菲涅耳透鏡等透鏡陣列構(gòu)成(后面稱作已有例3)。
但在已有例1中，由于需要相對(duì)于半導(dǎo)體激光器元件輸出的激光需要分別定位透鏡，就會(huì)有制造工藝復(fù)雜，增長制造時(shí)間的問題。
在已有例2中，采用了由偏振旋轉(zhuǎn)元件或偏光元件直接接收來自半導(dǎo)體激光元件的激光的結(jié)構(gòu)。因此，在此已有例2的結(jié)構(gòu)下，為了求得高的光耦合效率，需要將半導(dǎo)體激光器元件-透鏡間的間隔設(shè)計(jì)為約300～500μm，這樣在實(shí)際上極難以在激光器元件-透鏡間設(shè)置偏置旋轉(zhuǎn)元件與偏振元件。通過用大的透鏡雖可形成大的間隔，但封裝也將比當(dāng)前所用的大好幾倍，從而隨之就有半導(dǎo)體激光器組件大型化的問題。
在已有例3中，采取的是將以寬間隔(發(fā)光中心間距500μm)發(fā)射出的兩束光分別用不同的透鏡接收而獲得相互平行的兩束激光的結(jié)構(gòu)，因而半導(dǎo)體激光器元件將大型化，減少了由一塊晶片能制得的半導(dǎo)體芯片的數(shù)量，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。為了解決這一問題，需要將半導(dǎo)體激光器元件的條帶間隔變窄而讓透鏡小型化，這樣從各個(gè)條帶發(fā)射出的光相互分離成為困難，因而就不易進(jìn)行此后的偏振波復(fù)合或光的復(fù)合。
為了解決上述問題，本申請(qǐng)人提出了，將具有兩個(gè)條帶狀發(fā)光部(下面簡作“條帶”)的單一的半導(dǎo)體激光器元件發(fā)射出的兩束激光進(jìn)行偏振復(fù)合，而由光纖接收的半導(dǎo)體激光器組件(例如參看特愿2001-383840號(hào)，下面稱其中描述的技術(shù)為相關(guān)技術(shù))。
圖5概示這種相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體激光器組件的結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，此相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體激光組件M1包括具有按約100μm以下間隔相互平行形成的第一條帶9與第二條帶10，從第一條帶9與第二條帶10的前側(cè)端面2a(圖5中的右側(cè))分別發(fā)射出第一激光K1與第二激光K2的單一的半導(dǎo)體激光元件2；使半導(dǎo)體激光器元件2發(fā)射出的第一激光K1與第二激光K2入射，將第一激光K1與第二激光K2于第一、第二條帶9、10的并列方向分離的第一透鏡4；將第一與第二激光K1、K2中至少之一(圖5的情形，第一激光K1)的偏振方向依預(yù)定角度(例如90°)旋轉(zhuǎn)的半波片6；將第一激光K1與第二激光K2進(jìn)行光復(fù)合后發(fā)射出的偏振波復(fù)合元件7(以下稱為PBC(偏振光復(fù)合件))；與PBC7發(fā)射出的復(fù)合光進(jìn)行光耦合，將此復(fù)合光傳輸?shù)酵獠康墓饫w8。
在第一透鏡4與半波片6之間設(shè)有使第一與第二激光K1、K2入射，以兩者的光軸大致平行出射的棱鏡5。在PBC7與光纖8之間設(shè)有使通過PBC7已進(jìn)行偏振波復(fù)合的第一、第二激光K1、K2光耦合到光纖8中的第二透鏡16。
作為PBC7，可采用金紅石晶體、YVO4等雙折射元件。
從半導(dǎo)體激光器元件2的第一條帶9與第二條帶10的前側(cè)端面2a分別出射的第一激光K1與第二激光K2通過第一透鏡4相交，再以很寬的間隔充分分離后入射到棱鏡5。
通過棱鏡5，第一激光K1與第二激光K2以間隔D相互平行地出射，第一激光K1入射到半波片6，使偏振方向轉(zhuǎn)過90°入射到PBC7的第一輸入部7a，第二激光K2入射到PBC7的第二輸入部7b。
PBC7中使第一輸入部7a入射的第一激光K1與第二輸入部7b入射的第二激光K2進(jìn)行偏振波復(fù)合，從輸出部7c出射。
從PBC發(fā)射出的激光由第二透鏡聚光，入射到由套筒23保持的光纖8的端面，輸出到外部。
根據(jù)相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體激光組件M1，從于一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件2中以100μm以下的窄間隔形成的第一、第二條帶9、10發(fā)射出的偏振方向一致的第一與第二激光K1、K2，由第一透鏡4充分分離后，通過半波片6使第一激光K1的偏振方向準(zhǔn)確地旋轉(zhuǎn)90°。在此狀態(tài)下，由于經(jīng)PBC7使第一激光K1與第二激光K2進(jìn)行了偏振波復(fù)合，就能從光纖8出射高輸出、低偏振度的激光。
因此，能把上述半導(dǎo)體激光器組件M1用作要求高輸出的摻餌光放大器的，進(jìn)而用作在放大增益中要求低的偏振波依存性與穩(wěn)定性的拉曼放大器的激勵(lì)光源。
此外，由于采用了具有各自發(fā)射出激光的兩個(gè)條帶的一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件2，和使激光K1、K2兩者分離的單一的第一透鏡4，而縮短了半導(dǎo)體激光元件2與第一透鏡4的定位時(shí)間。結(jié)果減少了半導(dǎo)體激光器組件M1的制造時(shí)間。
還由于從單一半導(dǎo)體激光器元件2發(fā)射出的兩束激光是沿同方向傳輸，收容半導(dǎo)體激光器元件2、第一透鏡4、半波片6、PBC7與第二透鏡16等光學(xué)器件的封裝的翹曲的影響也只限于一個(gè)方向(圖5中的Z方向)，能使光纖8出射的光輸出穩(wěn)定化。
在此相關(guān)技術(shù)的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法中，光纖8的定位步驟如圖12(A)所示。是將光纖8的尾端與功率計(jì)26連接，用套筒調(diào)心手柄28將保持光纖的套筒23沿X、Y、Z軸方向移動(dòng)調(diào)心并固定，以使光輸出成為最大。
但是，如以前所述，由于采用了將金紅石晶體、YVO4等雙折射元件作為PBC 7，故如圖12(B)所示，第一激光K1與第二激光K2通過PBC7的光程的物理長度以及折射率n1、n2分別不同(例如n1＝2.46，n2＝2.71)，因此第一激光K1與第二激光K2于第二透鏡16光學(xué)的下游形成的各自焦點(diǎn)(光束腰部在高斯射束中，激光的光點(diǎn)直徑最小的部分(激光最集中的部分))的位置G1、G2，如圖12(B)所示不一致(圖12(B)中，F(xiàn)1、F2表示由第一透鏡4形成的光束腰部的位置，G1、G2表示由第二透鏡16形成的光束腰部的位置)。此外，在耦合到光纖8之前各個(gè)激光所發(fā)生的衰減量是不同的，同時(shí)從各條帶發(fā)射出的激光的輻射角(FFP)與強(qiáng)度等也是不同的。由于這些原因，耦合到光纖8中各個(gè)激光的強(qiáng)度相異。
結(jié)果，當(dāng)把光纖8按其軸向(Z軸方向)定位使光輸出最大時(shí)，由于耦合到光纖8中的正交狀態(tài)的光中產(chǎn)生有強(qiáng)度差，有時(shí)復(fù)合光的偏振度(DOP)不能達(dá)到所希望的值以下。
此外，在已有例的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法中，由于兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件間的特性(出射端面的激光的輻射角(FFP遠(yuǎn)場圖案)、光輸出、波長以及它們的溫度相關(guān)性)的個(gè)體差以及光學(xué)器件的設(shè)置狀態(tài)的不同、封裝的翹曲等，有時(shí)也會(huì)增大偏振度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，目的在于提供對(duì)與兩束激光經(jīng)偏振波復(fù)合所得的復(fù)合光進(jìn)行光耦合的光纖調(diào)心。使耦合到光纖中的復(fù)合光的偏振度調(diào)心到預(yù)定值以下的光纖調(diào)心方法以及半導(dǎo)體激光組件的制造方法。
本發(fā)明的第一光纖調(diào)心方法是使通過至少一個(gè)第一透鏡的兩束激光由偏振波復(fù)合元件進(jìn)行偏振波復(fù)合后，經(jīng)第二透鏡與此復(fù)合光作光耦合的光纖的調(diào)心方法，其特征在于，移動(dòng)上述光纖進(jìn)行調(diào)心使光耦合到上述光纖中的所述復(fù)合光的偏振度在預(yù)定值以下。
本發(fā)明的第二光纖調(diào)心方法是使通過至少一個(gè)第一透鏡的兩束激光由偏振波復(fù)合元件進(jìn)行偏振波復(fù)合后，經(jīng)第二透鏡與此復(fù)合光作光耦合的光纖的調(diào)心方法，其特征在于此方法具有移動(dòng)上述光纖進(jìn)行調(diào)心使光耦合到上述光纖中的前述復(fù)合光的強(qiáng)度最大的第一步驟；使上述光纖沿其軸向移動(dòng)以使光耦合到上述光纖中的所述復(fù)合光的偏振度達(dá)到預(yù)定值以下的第二步驟。
由于通過偏振波復(fù)合元件的兩束激光在第一至第二透鏡間光路的光程長不同，于是在第二透鏡光學(xué)的下游形成的兩束激光各個(gè)光束腰部是在上述光纖軸向上的不同位置處。因此若使光纖在這兩個(gè)不同位置間移動(dòng)，可以看到各束激光與光纖的耦合效率會(huì)變化，而能發(fā)現(xiàn)耦合到光纖中的各個(gè)激光強(qiáng)度相等的位置，由此能使復(fù)合光的偏振度減小。
上述兩束激光也可以分別在上述第一透鏡與上述第二透鏡之間形成射束腰部。
由于射束腰部是在第一與第二透鏡之間，故可減小第一與第二光束直徑，由于為了使兩束激光的分離寬度達(dá)到預(yù)定值以上而縮短了所需的傳輸長度，故能縮短到光纖的長度。此外還能使在第一與第二透鏡間所用的光學(xué)器件小型化。
上述兩束激光也可以是從具有各自發(fā)射激光的兩個(gè)條帶的單一半導(dǎo)體激光器元件發(fā)射出的。
上述兩個(gè)條帶也可以是相互平行的。
上述兩個(gè)條帶也可以分開100μm以下的間隔。
上述第一或第二光纖調(diào)心方法中，上述的至少一個(gè)第一透鏡也可以是使上述兩束激光偏轉(zhuǎn)通過的單一透鏡，也可以構(gòu)成為使上述兩束激光各自通過的兩個(gè)透鏡組成的透鏡陣列。
本發(fā)明的第一半導(dǎo)體激光組件的制造方法中，它的半導(dǎo)體激光器組件包括具有各自發(fā)射激光且間隔開并列的兩個(gè)條帶的單一的半導(dǎo)體激光元件；使上述兩個(gè)條帶發(fā)射的兩束激光偏轉(zhuǎn)通過的單一第一透鏡；使通過上述第一透鏡的兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；使上述偏振波復(fù)合元件發(fā)射出的復(fù)合光聚光的第二透鏡以及與從上述第二透鏡出射的復(fù)合光進(jìn)行光耦合的光纖，而此制造方法的特征在于它具有將上述半導(dǎo)體激光元件固定到基臺(tái)上的第三步驟；為使通過上述第一透鏡的所述兩束激光分別取預(yù)定方向而將上述第一透鏡調(diào)心固定到上述基臺(tái)上的第四步驟；將上述偏振波復(fù)合元件調(diào)心固定的第五步驟；通過本發(fā)明的第一或第二光纖的調(diào)心方法而將上述光纖調(diào)心固定的第六步驟。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，為使兩束激光通過偏振波復(fù)合元件，使其光路的光程長不同。在此狀態(tài)下，于第二透鏡光學(xué)的下游形成的兩束激光的光束腰部于光纖的軸向上相互錯(cuò)開。這樣，通過采用本發(fā)明的第一或第二光纖的調(diào)心方法，可以制造輸出激光的偏振度小的半導(dǎo)體激光器組件。
此外，由于采用了具有間隔開的并列的兩個(gè)條帶的單一半導(dǎo)體激光器元件和使從它們發(fā)射出的兩束激光偏轉(zhuǎn)通過的單一的第一透鏡，故能制造小型的激光器組件。
上述第四步驟也可以是對(duì)上述第一透鏡進(jìn)行調(diào)心，以使通過上述第一透鏡的兩束激光在上述第一與第二透鏡之間分別形成光束腰部。
由于第一與第二透鏡間有光束腰部，第一與第二透鏡間的光束直徑將變小，由于為使兩束激光的分離寬度達(dá)到預(yù)定值以上而縮短了必要的傳輸長度，故可縮短激光器組件的長度。此外，通過使用小型的光學(xué)器件可使組件小型化。
上述半導(dǎo)體激光器組件還具有使通過上述第一透鏡的兩束激光以其光軸相互平行且朝向上述偏振波復(fù)合元件出射的棱鏡，而上述偏振波復(fù)合元件與上述棱鏡則保持于共同的支架上；上述第四步驟是為了使通過上述第一透鏡的上述兩束激光以其光軸相互交叉且相對(duì)于此第一透鏡的中心軸線成為實(shí)質(zhì)上對(duì)稱狀態(tài)下朝向上述棱鏡，將此第一透鏡調(diào)心且固定到上述基臺(tái)上；上述第五步驟也可以是通過移動(dòng)上述保持部件對(duì)上述偏振波復(fù)合元件進(jìn)行調(diào)心并固定。
從上述第一透鏡出射的兩束激光相對(duì)于第一透鏡的中心軸對(duì)稱分離傳輸，它們的光軸則通過棱鏡相互平行，從而偏振波復(fù)合元件的設(shè)計(jì)與加工變得容易，同時(shí)激光器元件與透鏡、棱鏡、偏振波復(fù)合元件的對(duì)位也變得容易。還由于偏振波復(fù)合元件與棱鏡一起固定于一個(gè)支架上，因而棱鏡、偏振波復(fù)合元件的調(diào)心也變得非常容易。
上述兩個(gè)條帶也可以相互平行。
上述兩個(gè)條帶也可以分離開100μm以下的間隔。
本發(fā)明的第二半導(dǎo)體激光組件的制造方法中，它的半導(dǎo)體激光器組件包括具有各自發(fā)射一束激光的條帶的兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件；使上述兩個(gè)條帶各自發(fā)射的激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；將通過上述第一透鏡的兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；將上述偏振波復(fù)合元件出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡以及與經(jīng)此第二透鏡出射的復(fù)合光進(jìn)行光耦合的光纖，而此方法的特征在于它具有將上述兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件固定到基臺(tái)上的第七步驟；為使通過上述第一透鏡的上述兩束激光分別取預(yù)定方向而將上述兩個(gè)第一透鏡的各個(gè)進(jìn)行調(diào)心并固定到上述基臺(tái)上的第八步驟；將上述偏振波復(fù)合元件進(jìn)行調(diào)心并固定的第九步驟，以及根據(jù)本發(fā)明的第一或第二的光纖調(diào)心方法將上述光纖調(diào)心并固定的第十步驟。
在上述結(jié)構(gòu)中，從各半導(dǎo)體激光器元件出射的兩束激光雖各自通過第一透鏡，但當(dāng)半導(dǎo)體激光器元件與第一透鏡的距離在兩束激光之間由于制造上的偏差等而不同，故在第二透鏡的光學(xué)的下游形成的各個(gè)激光束的腰部位置有時(shí)會(huì)在光纖的軸向上相異。此外，當(dāng)各半導(dǎo)體激光器元件出射端面的輻射角(FFP)等的特性相異時(shí)，各半導(dǎo)體激光器元件與光纖的耦合效率也不同。在這種狀況下，即便對(duì)兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合，偏振度也不會(huì)充分地變小，但在本發(fā)明的第二半導(dǎo)體激光器組件的制造方法中，由于采用了本發(fā)明的第一或第二光纖的調(diào)心的方法，通過在第二透鏡的光學(xué)的下游形成的光束腰部間進(jìn)行光纖的定位，就能制造輸出激光的偏振度小的半導(dǎo)體激光器組件。
上述半導(dǎo)體激光器組件還具有使通過上述第一透鏡的兩束激光之一朝向上述偏振波復(fù)合元件的輸入部之一反射的反射器，而上述偏振波復(fù)合元件則與上述反射器保持于共同的支架上；上述第七步驟是將上述兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件固定成，使得從兩個(gè)上述條帶出射的兩束激光的光軸相互平行。
上述第九步驟也可通過移動(dòng)所述支架而對(duì)前述偏振波復(fù)合元件進(jìn)行調(diào)心固定。
由于偏振波復(fù)合裝置與反射器一起固定于一個(gè)支架上，它們的調(diào)心工作就能很容易地進(jìn)行。
上述兩個(gè)第一透鏡作為透鏡陣列構(gòu)成；上述第七步驟也可以是將所述兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件固定而使從兩個(gè)上述條帶出射的兩束激光的光軸相互平行。
本發(fā)明的第三半導(dǎo)體激光器組件的制造方法中，它的半導(dǎo)體激光器組件包括具有各自發(fā)射激光且間隔開并列的兩個(gè)條帶的單一的半導(dǎo)體激光元件；使上述兩條帶各自出射的激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；將通過上述兩個(gè)第一透鏡的兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；將上述偏振波復(fù)合元件出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡以及與此第二透鏡出射的復(fù)合光光耦合的光纖；此方法的特征在于它具有將上述半導(dǎo)體激光器元件固定于基臺(tái)上的第十一步驟；將上述兩個(gè)第一透鏡調(diào)心并固定到上述基臺(tái)上以使通過所述兩個(gè)第一透鏡的前述兩束激光分別成為所預(yù)定方向的第十二步驟；將上述偏振波復(fù)合元件調(diào)心并固定到所述基臺(tái)上的第十三步驟，以及通過本發(fā)明的第一或第二光纖調(diào)心方法將上述光纖調(diào)心、固定的第十四步驟。
上述兩個(gè)條帶相互平行。上述兩個(gè)第一透鏡也可作為透鏡陣列構(gòu)成。
本發(fā)明的第一半導(dǎo)體激光器組件的特征在于，此組件包括具有間隔開形成的第一條帶與第二條帶，而從此第一條帶與第二條帶的一側(cè)端面分別發(fā)射出第一激光與第二激光的單一半導(dǎo)體激光元件；使從上述第一條帶與第二條帶出射的上述第一激光與第二激光偏轉(zhuǎn)通過的第一透鏡；使經(jīng)上述第一透鏡出射的第一、第二激光中至少一方的偏振方向旋轉(zhuǎn)的偏振旋轉(zhuǎn)元件；入射上述第一激光的第一輸入部；入射上述第二激光的第二輸入部；具有將從上述第一、二輸入部入射的第一、第二激光復(fù)合后出射的輸出部的偏振波復(fù)合元件；裝載上述半導(dǎo)體激光器元件、上述第一透鏡的基臺(tái)；將從上述偏振波復(fù)合元件的上述輸出部出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡，以及為接收經(jīng)上述第二透鏡出射的激光而進(jìn)行對(duì)位的光纖。
上述光纖則固定于上述第二透鏡光學(xué)的下游中形成的各個(gè)激光的光束腰部之間。
上述第一與第二條帶也可以按100μm以下的間隔分離。
本發(fā)明的第二半導(dǎo)體激光器組件的特征在于，此組件包括具有間隔開形成的第一條帶與第二條帶，而從此第一條帶與第二條帶的一側(cè)端面分別發(fā)射出第一激光與第二激光的單一半導(dǎo)體激光元件；使從上述第一條帶與第二條帶出射的上述第一激光與第二激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；使經(jīng)上述第一透鏡出射的第一、第二激光中至少一方的偏振方向旋轉(zhuǎn)的偏振旋轉(zhuǎn)元件；入射上述第一激光的第一輸入部；入射上述第二激光的第二輸入部；具有將從上述第一、二輸入部入射的第一、第二激光復(fù)合后出射的輸出部的偏振波復(fù)合元件；裝載上述半導(dǎo)體激光器元件、上述兩個(gè)第一透鏡的基臺(tái)；將從上述偏振波復(fù)合元件的上述輸出部出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡，以及為接收經(jīng)上述第二透鏡出射的激光而進(jìn)行對(duì)位的光纖。
上述光纖則固定于上述第二透鏡光學(xué)的下游中形成的各個(gè)激光的光束腰部之間。
本發(fā)明的第三半導(dǎo)體激光器組件的特征在于，此組件包括分別具有發(fā)射激光的一個(gè)條帶的兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件；使從這兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件出射的第一激光與第二激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；將通過上述兩個(gè)第一透鏡的第一、第二激光中至少一個(gè)的偏振方向旋轉(zhuǎn)的偏光旋轉(zhuǎn)元件；使上述第一激光入射第一輸入部；使上述第二激光入射的第二輸入部；具有使從上述第一輸入部入射的第一激光與從上述第二輸入部分入射的第二激光復(fù)合出射的輸出部的偏振部復(fù)合元件；使通過上述第一透鏡的上述第一、第二激光之一朝向上述偏振波復(fù)合元件的第一輸入部與第二輸入部之一反射的反射器；裝載上述兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件與上述兩個(gè)第一透鏡的基臺(tái)；使從上述偏振波復(fù)合元件的上述輸出部出射的激光聚光的第二透鏡，以及為接收經(jīng)上述第二透鏡出射的激光而進(jìn)行對(duì)位的光纖，上述光纖則固定于上述第二透鏡光學(xué)的下游中形成的各個(gè)激光的光束腰部之間。
上述兩個(gè)第一透鏡也可以構(gòu)成為透鏡陣列。


圖1是示明據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施形式例的方法制造的半導(dǎo)體激光組件結(jié)構(gòu)的側(cè)示剖面圖。
圖2是用于實(shí)施本發(fā)明的方法的結(jié)構(gòu)的模式說明圖。
圖3是示明有關(guān)本發(fā)明實(shí)施形式例的相對(duì)于光纖Z軸方向移動(dòng)量的光輸出(設(shè)最大值為100時(shí)的相對(duì)值)與偏振度變化的曲線圖。
圖4示明使光纖沿Z軸方向移動(dòng)時(shí)，耦合到光纖中的兩束激光的強(qiáng)度與復(fù)合光的強(qiáng)度。
圖5對(duì)相關(guān)技術(shù)與本發(fā)明第一實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光器組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模式化說明。
圖6(A)示明偏振合成組件，是圖6(B)的A-A線平面剖面圖，圖6(B)是此組件的側(cè)視剖面圖，圖6(C)是其正視圖。
圖7說明第一透鏡的調(diào)心步驟。
圖8是用于說明對(duì)偏振波復(fù)合組件進(jìn)行調(diào)心固定步驟的斜視圖。
圖9是示明本發(fā)明第二實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光器組件的平面圖。
圖10是示明本發(fā)明第三實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光器組件的平面圖。
圖11說明美國專利No.5589684所公開的以往的半導(dǎo)體激光器裝置。
圖12說明光纖調(diào)心方法中的問題。
具體實(shí)施形式下面參看

本發(fā)明的實(shí)施形式。此外，與圖5所示半導(dǎo)體激光組件的結(jié)構(gòu)部件相同的部件附以相同的標(biāo)號(hào)而略去其說明。
(第一實(shí)施形式)圖1是示明據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施形式例的方法制造的半導(dǎo)體激光組件結(jié)構(gòu)的側(cè)視剖面圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式例的方法制造的半導(dǎo)體激光組件M1具有將內(nèi)部氣密封接的封裝1；設(shè)于此封裝1內(nèi)，發(fā)射激光的半導(dǎo)體激光元件2；光電二極管(光接收元件)3；第一透鏡4；棱鏡5；半波片(偏振旋轉(zhuǎn)元件)6；成為偏振波復(fù)合元件的PBC7等；光纖8。
半導(dǎo)體激光元件2如圖5所示，具有分隔開沿縱向相互在同一平面上平行形成的第一條帶9與第二條帶10，從此第一條帶9與第二條帶10的前側(cè)端面2a分別發(fā)射出第一激光K1與第二激光K2。圖5中所示K1與K2分別表示從第一條帶9與第二條帶10發(fā)射出的激光束中心的軌跡。光束如圖5虛線所示，沿其中心周圍擴(kuò)展傳播。第一條帶9與第二條帶10的間隔為使其各自發(fā)射出的光K1、K2入射到一個(gè)第一透鏡4而設(shè)定在100μm以下，例如約40～60μm。此外，通過縮小條帶相互之間間隔，也減小了它們相互的光輸出特性的差別。
如圖1所示，半導(dǎo)體激光元件2固定地安裝于基片載件之上(通過圖中未示明的散熱器)。
光電二極管3接收從半導(dǎo)體激光元件2后側(cè)(圖1中左側(cè))端面2b(參看圖5)發(fā)射出的監(jiān)控用激光。光電二極管3固定于光電二極管載件12上。
第一透鏡4中入射有從半導(dǎo)體激光器元件2前側(cè)(圖1中右側(cè))端面2a(參照?qǐng)D5)相互平行出射的第一激光K1與第二激光K2，使它們交叉，且使它們的間隔沿條帶9、10平行的方向擴(kuò)展分離，同時(shí)激光K1、K2在第一透鏡4與后述第二透鏡16之間的不同位置F1、F2處形成光束腰部(參看圖5)。因此，從第一透鏡4出射后的兩束激光成為不平行的。
如圖1所示，第一透鏡4由第一透鏡保持件13保持。此外，為了抑制球差的影響，第一透鏡4最好采用球差小的與光纖8耦合效率變高的非球面透鏡。
棱鏡5設(shè)置在第一透鏡4與PBC7之間，校正入射的第一激光K1與第二激光的光路，使彼此的光軸大致平行地出射(圖5)。棱鏡5由BK7(硼硅玻璃)等光學(xué)玻璃制成。從第一透鏡4非平行傳輸?shù)牡谝慌c第二激光K1、K2的光軸，通過棱鏡5的折射而平行，因而使設(shè)于此棱鏡5后方的PBC7的制作變得容易。
如圖5所示，半波片6是只使通過棱鏡5的第一激光K1與第二激光K2之中的第一激光入射，讓入射的第一激光K1的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°的偏振旋轉(zhuǎn)元件。通過第一透鏡4使第一、第二激光K1、K2充分分離，半波片6的設(shè)置變得容易。
PBC7具有使第一激光K1入射的第一輸入部7a；使第二激光K2入射的第二輸入部7b；使從第一輸入部7a入射的第一激光K1與從第二輸入部7b入射的第二激光復(fù)合出射的輸出部7c。PBC7例如是使第一激光K1作為尋常光傳輸?shù)捷敵霾?同時(shí)使第二激光K2作為非尋常光傳輸?shù)捷敵霾?C的雙折射元件。PBC7當(dāng)它是雙折射元件時(shí)，可以由TiO2(金紅石)制成。
本實(shí)施形式中采用將棱鏡5、半波片6與PBC7固定到同一保持件14上的偏振復(fù)合組件24。圖6(A)示明偏振合成組件24，它是(B)的A-A線平面剖面圖，(B)是其側(cè)剖面圖，(C)是其正視圖。如圖6所示，偏振復(fù)合組件24的保持件14是由適于用YAG激光器焊接的材料(例如SUS403、304等)制成，全長L2約7.0mm，總體略呈圓柱形。保持件14的內(nèi)部形成收容部14a，棱鏡5、半波片6與PBC7分別固定于此收容部14a中。此偏振合成組件如圖8所示，通過剖面略呈U字形的第二保持件19b調(diào)心固定。
這樣就能非常容易地調(diào)整棱鏡5、PBC7在中心軸C1周圍的位置，使從PBC7的第一輸入部7a入射的第一激光K1與從第二輸入部7b入射的第二激光K2一起從輸出部7c出射。
還由于借助保持件14將上述這些光學(xué)元件整體化，就能只通過移動(dòng)保持件14調(diào)節(jié)激光K1、K2相互在輸出部7C中重合的情形。
光纖8接收從PBC7的輸出部7C出射的復(fù)合光，并將其傳到封裝1之外。
PBC7與光纖8之間設(shè)有使從PBC7的輸出部7c出射的激光光耦合到光纖8中的第二棱鏡16。此外，第一透鏡4最好對(duì)位成使第一激光K1與第二激光K2分別在第一透鏡4與第二透鏡16之間形成光束腰部F1、F2。由此可使第一透鏡4與第二透鏡16之間的激光光點(diǎn)直徑變小。于是為了能把半波片6插入第一激光K1的光路上而需要求得使第一激光K1與第二激光K2有充分分離寬度D’的傳輸距離L(參看圖5)就變短了。因此，可以使半導(dǎo)體激光器組件M1在光軸方向上的長度縮短。結(jié)果就能提供在高溫環(huán)境下半導(dǎo)體激光元件2與光纖8光耦合中時(shí)效穩(wěn)定性優(yōu)越的可靠性高的半導(dǎo)體激光組件M1。
此外，由于在第一透鏡4與第二透鏡16之間的光束直徑小而可使用小型的光學(xué)器件，從而能設(shè)計(jì)小型的半導(dǎo)體激光器組件M1。
如圖1所示。固定半導(dǎo)體激光器元件2的基片載件11和固定光電二極管3的光電二極管載件12，它們都通過焊錫固定于剖面大致呈L形的第一基臺(tái)17上。第一基臺(tái)17為了提高相對(duì)于半導(dǎo)體元件2發(fā)熱的散熱性最好采用CuW合金等制成。
固定第一透鏡4的第一透鏡保持件13以及以棱鏡5、半波片6與PBC7固定于保持件14上的偏振合成組件24，分別通過第一支承件19a與第二支承件19b，由YAG激光器焊接固定到經(jīng)銀焊固定于第一基臺(tái)17的平坦部17a上的不銹鋼制的第二基臺(tái)18上。
第一基臺(tái)17的下部中設(shè)有帕耳貼元件組成的冷卻裝置20。因半導(dǎo)體激光元件2發(fā)熱造成的升溫由設(shè)于基片載件11上的熱敏電阻20a檢測(cè)，為使熱敏電阻20a檢測(cè)出的溫度恒定?？煽刂评鋮s裝置20。由此能夠使半導(dǎo)體激光元件2的激光出射高輸出化與穩(wěn)定化。
在形成于封裝1側(cè)部中的凸緣部1a的內(nèi)部設(shè)有通過PBC7的光入射窗1b和使激光聚光的第二透鏡16。第二透鏡16由通過YAG激光器焊接固定于凸緣1a的端部上的第二透鏡保持件21保持，第二透鏡保持件21的端部上通過金屬制的滑環(huán)22由YAG激光器焊接固定著保持光纖8的套筒23。
以上所述半導(dǎo)體激光組件M1。它的操作在已有技術(shù)項(xiàng)目中描述過，故略去其說明。
下面說明以上所述半導(dǎo)體激光器組件M1的制造方法。
首先將固定半導(dǎo)體激光器元件2的基片載件11和固定光電二極管3的光電二極管載件12用焊錫固定于第一基臺(tái)17上。
然后于預(yù)先銀焊到第一基臺(tái)17的平坦部17a上的第二基臺(tái)18上將第一透鏡4調(diào)心固定。在此第一透鏡4的調(diào)心步驟中，將電流供給半導(dǎo)體激光器元件2，使從它的第一與第二條帶9、10兩者分別發(fā)射出第一激光K1與第二激光K2，在將此出射方向設(shè)定為基準(zhǔn)方向后，插入第一透鏡4，決定X、Y、Z各軸向的位置。
圖7說明第一透鏡4的調(diào)心步驟。相對(duì)于X軸方向，如圖7(A)所示，定位成使如上設(shè)定的基準(zhǔn)方向(中心軸C2)與第一激光K1的角度θ1等于中心軸C2與第二激光K2的角度θ2。對(duì)于Y軸方向，如圖7(B)所示，第一激光K1與第二激光K2定位成通過第一透鏡4的中心。對(duì)于Z軸，按照距半導(dǎo)體激光器元件2的規(guī)定距離，定位成使激光的光點(diǎn)直徑最小。最好將第一透鏡4的Z軸位置確定成使第一透鏡4和后面步驟中固定的第二透鏡16之間的激光光點(diǎn)的直徑最小。將用來把第一透鏡4保持于由上述調(diào)心步驟決定的位置處的第一透鏡保持件13，通過第一支承件19a由YAG激光器焊接固定于第二基臺(tái)18上。
接著將使棱鏡5、半波片6與PBC7整體化的偏振復(fù)合組件24調(diào)心固定于第二基臺(tái)18上。在此偏振復(fù)合組件24的調(diào)心步驟中，將定位用的假光纖(帶透鏡的光纖，未圖示)置于從PBC7的輸出部7C接收復(fù)合光的位置，為使耦合到此光纖中的光強(qiáng)最大而確定保持件14的X、Y、Z各軸向與θ(繞Z軸的角度)、φ(繞Y軸的)、ψ(繞X軸的角度)的位置(參看圖8)。此時(shí)，保持件14如圖8所示，成為嵌入剖面大致呈U字形的第二支承件19b的兩個(gè)豎壁之間的開口部19c之中的狀態(tài)，相對(duì)Y、Z、θ、ψ的各方向?qū)ξ?，此外，還通過使包括第二支承件19b在內(nèi)沿X軸方向與φ方向移動(dòng)而進(jìn)行對(duì)位。
由以上調(diào)心步驟確定的位置，如圖8所示，將第二支承件19b用YAG激光器焊接到第二基臺(tái)18上，再將保持件14由YAG激光器焊接到第二支承件19b的豎壁上。這樣，保持件14固定于第二基臺(tái)18上。
再將第一基臺(tái)17于預(yù)先固定到封裝1底板上的冷卻裝置20之上，對(duì)位成使從PBC7出射的激光通過封裝1的凸緣部1a的中心而由錫焊固定。
將半導(dǎo)體激光器元件2與監(jiān)控用光電二極管3通過金絲(未圖示)與封裝1的引線電氣連接。
接著，在惰性氣體(例如N2、Xe)氣氛中將蓋1c覆于封裝1上部，通過電阻加熱焊接其周緣部成氣密封接。
然后相對(duì)于封裝1的凸緣部1a將第二透鏡16于XY面內(nèi)且沿Z軸方向調(diào)心固定。在此步驟中，首先于凸緣部1a的端面上在將第二透鏡保持件21插入滑環(huán)1d的狀態(tài)下活動(dòng)，于從第二透鏡16出射的光成為與封裝1的凸緣部1a的中心軸(與Z軸平行)平行的位置處，將滑環(huán)1d由YAG激光器焊接到凸緣部1a的端部上。接著，在一邊監(jiān)控從第二透鏡16出射光的束散角的同時(shí)一邊移動(dòng)第二透鏡保持件21。在此束射角略等于光纖8的受光角(NA)的位置，用YAG激光器焊接將第二透鏡保持件21與滑環(huán)1d固定。
最后將光纖調(diào)心固定。進(jìn)行這一步驟時(shí)，可采用本發(fā)明的光纖調(diào)心方法。圖2模式地說明用于實(shí)施本發(fā)明的方法的結(jié)構(gòu)，圖3是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施形式例的光纖調(diào)心方法的，表示相對(duì)于光纖沿Z軸方向移動(dòng)量的光輸出(以最大值為100時(shí)的相對(duì)值)與偏振度(DOP)變化的曲線圖。圖3中，P1是耦合到光纖8中的復(fù)合光強(qiáng)成為最大的位置，D2是耦合到光纖8中的復(fù)合光的偏振度成為最小的位置。
在此步驟中，首先如圖2所示，于光纖8的末端通過連接器25連接功率計(jì)26與偏振計(jì)27。
然后在套筒23插過滑環(huán)22的狀態(tài)下，用套筒調(diào)心手柄28夾持，在此狀態(tài)下，在與光纖8的光軸垂直的平面(XY平面)內(nèi)以及光纖的光軸方向(Z方向)上，進(jìn)行位置調(diào)節(jié)使功率計(jì)26測(cè)定的光輸出成為最大。這樣，光纖8移向圖3的P1所示的位置。
接著，一邊用偏振計(jì)27測(cè)定兩束激光K1、K2的復(fù)合光的偏振度，一邊使偏振度最小或達(dá)到預(yù)定值(8％以下，最好是5％)以下，于前述的步驟中將套筒調(diào)心手柄28從已調(diào)心的位置沿Z軸方向移動(dòng)，對(duì)光纖8進(jìn)行調(diào)心。由此，光纖8定位于圖3中P2所示位置。
當(dāng)如以上所述完成了光纖8的定位后，將套筒23由YAG激光器焊接固定于滑環(huán)22的內(nèi)部。再將滑環(huán)22與第二透鏡保持件21在兩者的界面部由YAG激光器焊接固定。這樣就完成了光纖8的調(diào)心固定作業(yè)。
圖4示明光纖8沿軸向移動(dòng)時(shí)，耦合到光纖8中的兩束激光K1、K2的光強(qiáng)以及復(fù)合光的光的光強(qiáng)。圖4中，G1、G2分別對(duì)第一、第二激光K1、K2示明在第二透鏡16的光學(xué)的下游中形成的光束腰部位置。
前述的兩束激光K1、，K2經(jīng)第二透鏡16出射后形成的光束腰部(G1、G2)的錯(cuò)位(參看圖12(B))，是基于由通過雙折射元件(PBC7)內(nèi)的各個(gè)激光光路的物理長度與折射率決定的光程長(折射率與物理長度之積)的不同而發(fā)生的。這樣，除了此種差異之外，還存在有在到達(dá)光纖8時(shí)各激光所受的衰減量不同、各激光的輻射角(FFP)不同以及從各條帶出射的激光強(qiáng)度的不同等，于是如圖4所示，使耦合到光纖8中各激光光強(qiáng)成為最大值的Z軸方向的光纖8的位置(各束激光在第二透鏡16光學(xué)的下游形成的光束腰部G1、G2的位置分別一致)不僅錯(cuò)位而且其最大值也出現(xiàn)差異。在此狀態(tài)下，耦合到光纖8中復(fù)合光強(qiáng)成為最大的位置(圖4的P1)與偏振光成為最小的位置(圖4的P2)不同。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，從圖3可知，在獲得最大光輸出的光纖的位置(P1)，復(fù)合光的偏振度有時(shí)會(huì)大到約10％。
在本實(shí)施形式例中，如以上所述，由于有為使通過雙折射元件偏振復(fù)合的復(fù)合光的偏振度最小而讓光纖8沿其軸向(Z軸方向)移動(dòng)調(diào)心的步驟，因而即便各激光的光路的光程長度、各激光所受的衰減量、各激光的輻射角或從各條帶發(fā)射出的激光光強(qiáng)不同，也能于偏振度最小的位置處將光纖固定。從而能制造出發(fā)射出偏振度小的激光的半導(dǎo)體激光組件。
此外，在確定了耦合到光纖8中復(fù)合光的光強(qiáng)成為最大的光纖8的位置后，為使偏振度成為最小而對(duì)光纖8進(jìn)行了移動(dòng)與調(diào)心，從而一連串的調(diào)心作業(yè)能在光纖8的移動(dòng)量很小的情形下完成，可有效地進(jìn)行調(diào)心。
本實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光元件是由兩個(gè)條帶分開100μm以下的距離形成，因此兩個(gè)條帶的特性極為接近，從各條帶出射的激光的光強(qiáng)差很小。于是在把光纖從復(fù)合光強(qiáng)成為最大的位置移動(dòng)到偏振度為最小的位置時(shí)，能夠在光強(qiáng)降低很小的情形下完成。
(第二實(shí)施形式例)。
圖9是示明本發(fā)明第二實(shí)施形式例的半導(dǎo)器激光組件的平面圖。如圖9所示，本發(fā)明的第二實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光組件M2具有，發(fā)射第一激光K1的半導(dǎo)體激光器元件38；發(fā)射第二激光K2的半導(dǎo)體激光器元件39；使從這兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件38、39出射的兩束激光K1、K2分別入射的兩個(gè)第一透鏡40、41，作為偏振波復(fù)合元件的立方光束分裂器42；使激光K2反射到立方光束分裂器42一側(cè)的反射器即反射鏡43。有關(guān)其他方面的結(jié)構(gòu)則與第一實(shí)施形式例相同。
在本發(fā)明的第二實(shí)施形式例中，由于第二激光K2是通過反射鏡43入射到立方光束分裂器42中，因而第一激光K1與第二激光K2光路的光程長不同。此外，第一半導(dǎo)體激光器元件38與第一透鏡40的距離α1、第二半導(dǎo)體激光器元件39與第一透鏡41的距離α2以及經(jīng)第一透鏡40、41出來的光為成為準(zhǔn)直光(束射角為0°)而進(jìn)行了調(diào)整，但在實(shí)際情形，由于引起了錯(cuò)位，各激光K1、K2不成為準(zhǔn)直光，且一般α1≠α2。這樣的兩束激光K1、K2由共同的第二透鏡16聚光后，于此第二透鏡16的光學(xué)的下游形成的光束腰部G1、G2的位置，于光纖8的軸向上錯(cuò)位。
此外，當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體激光器元件38與第二半導(dǎo)體激光器元件39的光輸出或射束角(FFP)不同時(shí)，耦合到光纖8中的光強(qiáng)也不同。
于是，光耦合到光纖8中復(fù)合光的偏振度有時(shí)不會(huì)充分地變低。
因此，在本發(fā)明的第二實(shí)施形式例中，通過與第一實(shí)施形式例相同的方法為減小偏振度而對(duì)光纖調(diào)心后，即便透鏡錯(cuò)位以及各半導(dǎo)體激光器元件有個(gè)體差等偏差時(shí)，也能求得輸出光的偏振度小的半導(dǎo)體激光組件M2。立體光束分裂器42與反射鏡43以及半波片6最好固定于外周大致呈圓筒形的同一保持器中，若是通過剖面略呈U字形的第二支承件19b固定于基臺(tái)18上，則易于進(jìn)行對(duì)位作業(yè)。
下面說明此第二實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光組件M2的制造方法。
首先將各自具有一個(gè)條帶的兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件38、39為使其從各個(gè)條帶出射的激光的光軸相互平行而將其固定于第一基臺(tái)17上，然后將未圖示的光電二極管3固定于接收從端面?zhèn)瘸錾涞募す獾奈恢蒙稀?br> 從這兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件38、39分別出射激光，為使它們都成為準(zhǔn)直光，對(duì)兩個(gè)第一透鏡40、41分別調(diào)心，通過第一支承件19a由YAG激光器焊接到預(yù)先由銀焊固定到第一基臺(tái)17上的不銹鋼制第二基臺(tái)18之上。
隨后將半波片6、反射鏡43與立體光束分裂器(偏振波復(fù)合元件)42保持為整體的外周大致呈圓筒形的保持件14(未圖示)，通過剖面略呈U字形的第二支承件19b調(diào)心。在此調(diào)心中，將未圖示的假光纖(帶透鏡的光纖)置于能從立方光束分裂器42的輸出部出射的復(fù)合光的受光位置，為使耦合到此光纖中的復(fù)合光的光強(qiáng)成為最大，可通過將上述保持件沿X、Y、Z方向、θ(繞Z軸的角度)方向、φ(繞Y軸的角度)方向、以及ψ(繞X軸的角度)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行調(diào)心。當(dāng)立體光束分裂器42的調(diào)心結(jié)束，由YAG激光器將第一支承件19b于此位置焊接到第二基臺(tái)18上，然后將保持件14固定于第二支承件19b上。
包括光纖調(diào)心在內(nèi)的以后制造步驟與第一實(shí)施形式例的相同。故略去其說明。
(第三實(shí)施形式例)圖10是示明本發(fā)明第三實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光組件的平面圖。
第三實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光組件M3包括具有以約500μm間隔分開平行形成的第一條帶44與第二條帶45的陣列激光器的半導(dǎo)體激光元件46；使第一條帶44發(fā)射出的第一激光K1入射的第一透鏡47；使第二條帶發(fā)射出的第二激光K2入射的第一透鏡48。至于其他結(jié)構(gòu)則與第一實(shí)施形式例相同。
在此第三實(shí)施形式例中，也與第一實(shí)施形式例相同采用了PBC7。因而除第一激光K1與第二激光K2的光路的光程長不同外，第一條帶44與第一透鏡47之間的距離α1以及第二條帶45與第一透鏡48之間的距離α2，由于制造偏差等會(huì)不同。因此，由第二透鏡16會(huì)聚的激光K1、K2的光束腰部G1、G2會(huì)于光纖8的軸向上錯(cuò)位。
第三實(shí)施形式例中，光纖8通過調(diào)心固定以使在光束腰部G1、G2之間存在端面而能提供偏振度小的半導(dǎo)體激光器組件M3。
此外，最好與第一實(shí)施形式例相同，至少將PBC7與半波片6固定于外周略呈圓筒狀的一個(gè)保持件上，也可以通過剖面略呈U字形的第二支承件19b固定于基臺(tái)18上。這樣就容易進(jìn)行PBC7、半波片6等的調(diào)心、固定作業(yè)。
本實(shí)施形式例中是把具有兩個(gè)條帶的陣列激光器(條帶間隔約500μm)用作半導(dǎo)體激光器元件，但也可將兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件以狹窄的間隔平行配置用作半導(dǎo)體激光器元件。以外，第一透鏡也可以是與兩個(gè)條帶以同一間隔配置的透鏡陣列。
下面說明此第三實(shí)施形式例的半導(dǎo)體激光組件M3的制造方法。
首先將具有兩個(gè)條帶44、45的半導(dǎo)體激光器元件46固定于第一基臺(tái)17上，而圖中未示明的光電二極管3則固定于接受從此元件46的后端面出射的激光的位置處。
然后從這兩個(gè)條帶44、45分別發(fā)射出激光，為使它們都成為準(zhǔn)直光，對(duì)構(gòu)成為透鏡陣列的兩個(gè)第一透鏡47、48進(jìn)行調(diào)心，并通過第一支承件19a由YAG激光器焊接固定到預(yù)先用銀焊固定到第一基臺(tái)17上的不銹鋼制的第二基臺(tái)18上。
再將使半波片6與PBC7保持為整體的外周呈圓筒形的保持件14(未圖示)通過剖面略呈U字形的第二支承件19b調(diào)心。在此調(diào)心中，將未圖示的假光纖(帶透鏡的光纖)置于能接收從PBC7的輸出部出射的復(fù)合光的位置，為使耦合到此光纖中的復(fù)合光的光強(qiáng)成為最大，將上述保持件通過沿X、Y、Z方向、θ(繞Z軸角度)方向、φ(繞Y軸的角度)方向與ψ(繞X軸角度)方向移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)PBC7的調(diào)心結(jié)束后，在此位置上將第二支承件19b用YAG激光器焊接到第二基臺(tái)18上，然后將保持件14固定于第二支承件19b上。
包括光纖8調(diào)心步驟在內(nèi)之后的的制造步驟與第一實(shí)施例的相同，故略去其說明。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施形式，而可以在權(quán)利要求書函蓋的技術(shù)范圍內(nèi)作種種變更。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過使光纖移動(dòng)、調(diào)心而將兩束激光的偏振度降到預(yù)定值以下，就能制造偏振度低的半導(dǎo)體激光組件。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式例的方法制成的半導(dǎo)體激光組件適于用作在放大增益方面要求低的偏振相關(guān)性與穩(wěn)定性的拉曼放大器的激勵(lì)光源。
權(quán)利要求
1.一種光纖調(diào)心方法，它是使通過至少一個(gè)第一透鏡的兩束激光由偏振波復(fù)合元件進(jìn)行偏振波復(fù)合后，經(jīng)第二透鏡與此復(fù)合光作光耦合的光纖的調(diào)心方法，其特征在于移動(dòng)上述光纖進(jìn)行調(diào)心使光耦合到上述光纖中的所述復(fù)合光的偏振度在預(yù)定值以下。
2.一種光纖調(diào)心方法，它是使通過至少一個(gè)第一透鏡的兩束激光由偏振波復(fù)合元件進(jìn)行偏振波復(fù)合后，經(jīng)第二透鏡與此復(fù)合光作光耦合的光纖的調(diào)心方法，其特征在于此方法具有移動(dòng)上述光纖進(jìn)行調(diào)心使光耦合到上述光纖中的前述復(fù)合光的強(qiáng)度最大的第一步驟；使上述光纖沿其軸向移動(dòng)進(jìn)行調(diào)心以使光耦合到上述光纖中的所述復(fù)合光的偏振度達(dá)到預(yù)定值以下的第二步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖調(diào)心方法，其特征在于上述兩束激光分別在上述第一透鏡與上述第二透鏡之間形成射束腰部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的光纖調(diào)心方法，其特征在于上述兩束激光是從具有各自發(fā)射激光的兩個(gè)條帶的單一半導(dǎo)體激光器元件發(fā)射出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖調(diào)心方法，其特征在于上述兩個(gè)條帶是相互平行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖調(diào)心方法，其特征在于上述兩個(gè)條帶分開100μm以下的間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的光纖調(diào)心方法，其特征在于上述的至少一個(gè)第一透鏡是使上述兩束激光偏轉(zhuǎn)通過的單一透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的光纖調(diào)心方法，其特征在于上述的至少一個(gè)第一透鏡構(gòu)成為使上述兩束激光各自通過的兩個(gè)透鏡組成的透鏡陣列。
9.一種半導(dǎo)體激光組件的制造方法，其中的半導(dǎo)體激光器組件包括具有各自發(fā)射激光且間隔開并列的兩個(gè)條帶的單一的半導(dǎo)體激光元件；使上述兩個(gè)條帶發(fā)射的兩束激光偏轉(zhuǎn)通過的單一第一透鏡；使通過上述第一透鏡的兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；使上述偏振波復(fù)合元件發(fā)射出的復(fù)合光聚光的第二透鏡以及與從上述第二透鏡出射的復(fù)合光進(jìn)行光耦合的光纖，而此制造方法的特征在于它具有將上述半導(dǎo)體激光元件固定到基臺(tái)上的第三步驟；為使通過上述第一透鏡的所述兩束激光分別在預(yù)定方向上將上述第一透鏡調(diào)心固定到上述基臺(tái)上的第四步驟；將上述偏振波復(fù)合元件調(diào)心固定的第五步驟；根據(jù)權(quán)利要求1或2的調(diào)心方法而將上述光纖調(diào)心固定的第六步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述第四步驟是對(duì)上述第一透鏡進(jìn)行調(diào)心，以使通過上述第一透鏡的兩束激光在上述第一與第二透鏡之間分別形成光束腰部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述半導(dǎo)體激光器組件還具有使通過上述第一透鏡的兩束激光以其光軸相互平行且朝向上述偏振波復(fù)合元件出射的棱鏡，而上述偏振波復(fù)合元件與上述棱鏡保持在共同的保持件上；上述第四步驟是為了使通過上述第一透鏡的上述兩束激光以其光軸相交且相對(duì)于此第一透鏡的中心軸線成為實(shí)質(zhì)上對(duì)稱狀態(tài)下朝向上述棱鏡，將此第一透鏡調(diào)心且固定到上述基臺(tái)上；上述第五步驟是通過移動(dòng)上述保持件對(duì)上述偏振波復(fù)合元件進(jìn)行調(diào)心并固定。
12.根據(jù)權(quán)利要求9～11中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述兩個(gè)條帶相互平行。
13.根據(jù)權(quán)利要求9～12中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述兩個(gè)條帶分離開100μm以下的間隔。
14.一種半導(dǎo)體激光組件的制造方法中，其中的半導(dǎo)體激光器組件包括具有各自發(fā)射一束激光的條帶的兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件；使上述兩個(gè)條帶各自發(fā)射的激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；將通過上述第一透鏡的兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；將上述偏振波復(fù)合元件出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡以及與經(jīng)此第二透鏡出射的復(fù)合光進(jìn)行光耦合的光纖，而此方法的特征在于它具有將上述兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件固定到基臺(tái)上的第七步驟；為使通過上述第一透鏡的上述兩束激光分別在預(yù)定方向上將上述兩個(gè)第一透鏡的各個(gè)進(jìn)行調(diào)心并固定到上述基臺(tái)上的第八步驟；將上述偏振波復(fù)合元件進(jìn)行調(diào)心并固定的第九步驟，以及根據(jù)權(quán)利要求1或2的光纖調(diào)心方法將上述光纖調(diào)心并固定的第十步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述半導(dǎo)體激光器組件還具有使通過上述第一透鏡的兩束激光之一朝向上述偏振波復(fù)合元件的輸入部之一反射的反射器，而上述偏振波復(fù)合元件則與上述反射器保持于共同的支架上；上述第七步驟是將上述兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件固定成使得從兩個(gè)上述條帶出射的兩束激光的光軸相互平行；上述第九步驟是通過移動(dòng)所述支架而對(duì)前述偏振波復(fù)合元件進(jìn)行調(diào)心固定。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述兩個(gè)第一透鏡作為透鏡陣列構(gòu)成；上述第七步驟是將所述兩個(gè)半導(dǎo)體激光器元件固定成使從兩個(gè)上述條帶出射的兩束激光的光軸相互平行。
17.一種半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其中的半導(dǎo)體激光器組件包括具有各自發(fā)射激光且間隔開并列的兩個(gè)條帶的單一的半導(dǎo)體激光元件；使上述兩條帶各自出射的激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；將通過上述兩個(gè)第一透鏡的兩束激光進(jìn)行偏振波復(fù)合的偏振波復(fù)合元件；將上述偏振波復(fù)合元件出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡以及與此第二透鏡出射的復(fù)合光光耦合的光纖；此方法的特征在于它具有將上述半導(dǎo)體激光器元件固定于基臺(tái)上的第十一步驟；將上述兩個(gè)第一透鏡調(diào)心并固定到上述基臺(tái)上以使通過所述兩個(gè)第一透鏡的前述兩束激光成為預(yù)定方向的第十二步驟；將上述偏振波復(fù)合元件調(diào)心并固定到所述基臺(tái)上的第十三步驟，以及根據(jù)權(quán)利要求1或2的光纖調(diào)心方法將上述光纖調(diào)心、固定的第十四步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體激光器組件的制造方法，其特征在于上述兩個(gè)條帶相互平行，上述兩個(gè)第一透鏡是作為透鏡陣列構(gòu)成。
19.一種半導(dǎo)體激光器組件，其特征在于此組件包括具有間隔開形成的第一條帶與第二條帶，而從此第一條帶與第二條帶的一側(cè)端面分別發(fā)射出第一激光與第二激光的單一半導(dǎo)體激光元件；使從上述第一條帶與第二條帶出射的上述第一激光與第二激光偏轉(zhuǎn)通過的單一第一透鏡；使經(jīng)上述第一透鏡出射的第一、第二激光中至少一方的偏振方向旋轉(zhuǎn)的偏振旋轉(zhuǎn)元件；入射上述第一激光的第一輸入部；入射上述第二激光的第二輸入部；具有將從上述第一、二輸入部入射的第一、第二激光復(fù)合后出射的輸出部的偏振波復(fù)合元件；裝載上述半導(dǎo)體激光器元件、上述第一透鏡的基臺(tái)；將從上述偏振波復(fù)合元件的上述輸出部出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡；以及為接收經(jīng)上述第二透鏡出射的激光而進(jìn)行對(duì)位的光纖；上述光纖則固定于上述第二透鏡光學(xué)的下游中形成的各個(gè)激光的光束腰部之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體激光器組件，其特征在于上述第一與第二條帶是按100μm以下的間隔分離。
21.一種半導(dǎo)體激光器組件，其特征在于此組件包括具有間隔開形成的第一條帶與第二條帶，而從此第一條帶與第二條帶的一側(cè)端面分別發(fā)射出第一激光與第二激光的單一半導(dǎo)體激光元件；使從上述第一條帶與第二條帶出射的上述第一激光與第二激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；使經(jīng)上述第一透鏡的第一、第二激光中至少一方的偏振方向旋轉(zhuǎn)的偏振旋轉(zhuǎn)元件；入射上述第一激光的第一輸入部；入射上述第二激光的第二輸入部；具有將從上述第一、二輸入部入射的第一、第二激光復(fù)合后出射的輸出部的偏振波復(fù)合元件；裝載上述半導(dǎo)體激光器元件與上述兩個(gè)第一透鏡的基臺(tái)；將從上述偏振波復(fù)合元件的上述輸出部出射的復(fù)合光聚光的第二透鏡，以及為接收經(jīng)上述第二透鏡出射的激光而進(jìn)行對(duì)位的光纖，上述光纖則固定于上述第二透鏡光學(xué)的下游中形成的各個(gè)激光的光束腰部之間。
22.一種半導(dǎo)體激光器組件，其特征在于此組件包括分別具有發(fā)射激光的一個(gè)條帶的兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件；使從這兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件出射的第一激光與第二激光分別通過的兩個(gè)第一透鏡；將通過上述兩個(gè)第一透鏡的第一、第二激光中至少一個(gè)的偏振方向旋轉(zhuǎn)的偏光旋轉(zhuǎn)元件；使上述第一激光入射第一輸入部；使上述第二激光入射的第二輸入部；具有使從上述第一輸入部入射的第一激光與從上述第二輸入部入射的第二激光復(fù)合后出射的輸出部的偏振部復(fù)合元件；使通過上述第一透鏡的上述第一、第二激光之一朝向上述偏振波復(fù)合元件的第一輸入部與第二輸入部之一反射的反射器；裝載上述兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件與上述兩個(gè)第一透鏡的基臺(tái)；使從上述偏振波復(fù)合元件的上述輸出部出射的激光聚光的第二透鏡，以及為接收經(jīng)上述第二透鏡出射的激光而進(jìn)行對(duì)位的光纖，上述光纖則固定于上述第二透鏡光學(xué)的下游中形成的各個(gè)激光的光束腰部之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的半導(dǎo)體激光器組件，其特征在于上述兩個(gè)第一透鏡作為透鏡陣列構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的光纖調(diào)心方法包括移動(dòng)光纖進(jìn)行調(diào)心以使用功率計(jì)所測(cè)的光纖光輸出成為最大的第一步驟；從上述第一步驟調(diào)心后的位置開始，使光纖沿光軸方向(Z方向)移動(dòng)，以使用偏振計(jì)所測(cè)的兩束激光K1、K2的偏振度到預(yù)定值以下的第二步驟。
文檔編號(hào)H01S5/40GK1623109SQ02828618
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者中江將士, 木村俊雄 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社