JP3976912B2 - Composite module for optical fiber amplifier - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信で使用される光ファイバアンプ用複合モジュールに関する。
【0002】
【関連する背景技術】
光ファイバアンプは、伝送路の途中で減衰した信号光のパワーを増幅して再度、光伝送路に送出するためのもので、例えば、エルビウムドープファイバや光アイソレータ等の複数の光部品を融着接続して作製されている。近年、光通信の急速な発展に伴い、光ファイバアンプの低コスト化,組立作業時間の短縮化あるいは実装面積の低減化等の要求により、前記複数の光部品を1つのパッケージに集積化させた複合モジュールが用いられるようになってきた。
【0003】
このようなパッケージ化された光ファイバアンプに使用される光学部品として、例えば、特開平10−10353号公報に記載されたものがある。この光ファイバアンプ80は、図9に記載された構成から明らかなように、外光遮断用のケース81を備え、ケース81内に、アイソレータ素子82及びビームスプリッタ83が配置されると共に、アイソレータ素子82とビームスプリッタ83を挟む前後には、夫々発散用と集光用の一対のレンズ84,85及び入出射用の光ファイバ86,87が設けられている。又、ビームスプリッタ近傍には、フォトダイオード等の受光素子88が配置されている。そして、ケース81の内壁は、光を殆ど反射せずに吸収する特性を有する光吸収膜81aで被覆されている。尚、光吸収膜81aは、例えば、黒色塗料を塗布したり、黒アルマイト処理をしたりして形成されている。
【0004】
光吸収膜81aが形成されているので、励起光源から増幅用光ファイバを経由して逆走してきた励起光が光ファイバアンプ80に入射された場合、ケース81内で散乱された光が受光素子88に受光されてしまうのを防止し、コントローラによって励起光源の出力を精度良くフィードバック制御することができる。
しかし、黒色塗装をケース内壁全体に行う作業は手間がかかり、完全に塗装しきれない場合がある。又、黒色塗装を多量に使用しなければならず、コストもかかる。更には、光ファイバアンプ80の使用中に黒色塗装がはげ落ちてしまう恐れもある。又、アルマイト処理でも同様な問題が生じる。
【0005】
その上、レーザ溶接、はんだ付け等によってパッケージ内に光学部品を固定する際、溶融した金属内に不純物が混入することで光学部品の固定強度や信頼性に悪影響を与えることがある。その為、ケース内壁全体に黒色塗装を塗布する方法では、光ファイバアンプ80に十分な信頼性を与えることができない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような不具合を防止するために、例えば、特公平6−56445号公報に記載されているように、ケースに収容された各光部品を仕切り壁によって区切って各光部品が散乱光などの迷光によって悪影響を受けないようにする構成が考えられる。より具体的には、特公平6−56445号公報に記載されたハイブリッド光合分波器90は、図10に示すように、ケース91内に発光素子コリメータ92、受光素子コリメータ93、並びに光ファイバコリメータ94とが仕切り壁91aを介して画成された収容空間に夫々固定配置されている。仕切り壁91aには、光通過孔が穿設されると共に、各光通過孔には、干渉フィルタ95,96,97が配置されている。そして、仕切り壁91aによって、パッケージ内の迷光が受光素子93に到達するのを防止する。
【0007】
従って、光ファイバアンプにおいても光アイソレータを保持する保持部が、励起光入射側のエリアと受光器配置側のエリアをパッケージ内に画成する仕切り壁としての役割を兼ね備えるようにして、ケース内に散乱した迷光が受光素子に入射されないようにする構成をとることも考えられる。
しかし、かかる場合においても部品加工精度の関係上、仕切り壁とパッケージとの間に若干の隙間ができる場合がある。この理由は、密封性を確保するために、パッケージは一般的に板状の合金をレーザ溶接や銀ろう付によってつなぎ合わせて構成されているので、パッケージが熱応力によってゆがんで形成されることがあるためである。
【0008】
仕切り壁とパッケージとの間に隙間があると、発光素子側の迷光を受光素子側に導出してしまい、十分な遮光効果を得ることができない。又、光の通過を阻止する程の十分な厚さを有する仕切り壁によってパッケージ内に2つのエリアを画成しようとすると、パッケージの大型化やコストアップを招く原因となる。
一方、パッケージと仕切り壁との間に例えば黒色のシリコン樹脂材等を予め塗布しておき、パッケージと仕切り壁との隙間を閉塞することで迷光の通過を完全に防ぐ方法も考えられる。しかし、パッケージ内部は、光ファイバアンプの製品品質を維持するため、一般に窒素が充填されており、上述のようなシリコン樹脂材をパッケージ内部に塗布すると、その後の光ファイバアンプの長期間の使用によって窒素以外のガスが発生し、このガス成分が、フォトダイオード等、例えば、LD素子、PD素子内蔵の場合、キャンタイプを除いてこれらの光学部品に付着して出力特性に変動をきたす恐れがある。
【0009】
本発明の目的は、励起光の迷光がフォトダイオードに到達するのを防止でき、動作の安定性及び信頼性を長期に亘って維持できる光ファイバアンプ用複合モジュールを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ用複合モジュールは、箱型パッケージに取り付けられた光ガイドと、半導体レーザと、前記箱型パッケージ底面に取り付けられて半導体レーザを冷却するペルチェクーラと、光アイソレータと、光アイソレータを前記箱型パッケージ内に保持固定する保持部と、信号光の一部をモニタする受光器からなり、前記保持部は、前記箱型パッケージの外壁に隙間なく接触するよう成形され、前記光アイソレータを前記箱型パッケージ内に保持固定して、前記箱型パッケージの内部を半導体レーザ側のエリアと前記受光器配置側のエリアとに画成するとともに、前記保持部は、底面に溝が形成され、溝を除いた底部両端縁が前記パッケージ本体底面に当接することによって前記半導体レーザ側のエリアの迷光が前記保持部と前記箱型パッケージとの間を通過しないようにすることを特徴とする。
この構成によれば、溝付き底面構造を備えた保持部により、迷光が遮断されると同時に、光アイソレータへの伝熱を最小限にすることができる。
【0011】
合金でできた板材等を銀ろう付等によって結合してパッケージを形成する場合、熱応力によってパッケージが若干ひずんで形成されることがある。その結果、パッケージと保持部との間に隙間が生じても、好ましくないガスを発生する恐れのあるシリコン樹脂等を隙間に塗布することなく、励起光入射側エリアの迷光が受光器配置側エリアに入り込むのを確実に防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバアンプ用複合モジュール(以下、「複合モジュール」という)の一実施形態として後方励起型の複合モジュールを図1に基づいて詳細に説明する。
ここで、本明細書において、後方励起とは、光増幅用ファイバ、例えばエルビウムドープファイバに対して励起光を信号光の伝送方向と逆方向に入射する場合をいい、前方励起とは、励起光を信号光の伝送方向と同一方向に入射する場合をいう。
【0013】
複合モジュール10は、図1に示すように、箱型パッケージ(以下、「パッケージ」という)12に第1ファイバ部品13、第2ファイバ部品14、第3ファイバ部品15、干渉膜フィルタ16、光アイソレータ17、ビームスプリッタ18及びフォトダイオード19が設けられている。
パッケージ12は、コバールや銅タングステン合金等の板材を銀ろう付によって箱型に形成したパッケージ本体12bと、パッケージ本体12bの開口部を閉塞するパッケージ蓋体12cとからなる。そして、パッケージ本体12bには、干渉膜フィルタ16、ビームスプリッタ18が収容配置されると共に、第1ファイバ部品13、第2ファイバ部品14、第3ファイバ部品15、フォトダイオード19が所定位置に取り付けられている。パッケージ本体12bには更に、干渉膜フィルタ16とビームスプリッタ18との間に光アイソレータ17及び光アイソレータ17をパッケージ12内に保持固定する保持部11が配置されている。
【0014】
保持部11は、光アイソレータ17を保持すると共にパッケージ12内を励起光入射側となる第1エリアA1とフォトダイオード19の配置側となる第2エリアA2 とに区画するもので、光アイソレータ17を隙間なく保持するための円筒状の孔を有し、かつ、パッケージ12の外壁に隙間なく接触するように鍔状もしくはブロック状に成形されている。
【0015】
又、保持部11の両側縁には溝11b,11cが形成され、図2に示すように、上縁にも溝11dが形成されている。これにより、保持部11の側部は、溝11b,11cを除いた側縁部でパッケージ本体12bの内壁側面と当接し、保持部11の上部も、溝11d を除いた側縁部でパッケージ蓋体12cと当接している。尚、溝11b,11c,11d は、保持部11とパッケージ12との間に隙間Gがある場合、この僅かな隙間Gを通って第1エリアA1 の迷光が第2エリアA2に入り込むのを防止する光捕捉部11sとして形成されている。
【0016】
保持部11の素材としては、例えば、波長λ1の信号光及び波長λ2の励起光を遮断する金属,セラミックス,不透明プラスチックあるいは表面に前記信号光及び励起光を遮断するコーティング膜を施したガラスを使用することができる。
保持部11の外縁及び溝11b,11c,11d 、並びにこれに対応するパッケージ本体12bとパッケージ蓋体12cの内壁面の一部には、光吸収膜(図示せず)が塗布されている。この光吸収膜は、例えば、黒色塗料を塗布したり、黒アルマイト処理をしたり、金ブラック、銀ブラックなどの金属膜を蒸着することにより形成されている。尚、光吸収膜は、パッケージ本体12b及びパッケージ蓋体12cの、保持部11と当接する部分に塗布されていても良い。
【0017】
図1に示す第1ファイバ部品13は、波長λ1の信号光をパッケージ2内に入射するもので、光増幅用ファイバ、例えばエルビウムドープファイバもしくはそれに接続された通常の光ファイバ13aと、その端部に取り付けられるホルダ13bとを有している。ホルダ13bは、パッケージ12の一側に取り付けられ、内部には信号光を平行にするレンズ等のコリメータ(図示せず)が収納されている。光増幅用ファイバとしては、希土類添加ファイバ、例えばエルビウムドープファイバを用いる。
【0018】
第2ファイバ部品14は、光ファイバ14aと、その端部に取り付けられるホルダ14bとを有している。ホルダ14bは、ホルダ13bと同様に構成され、パッケージ12の他側にホルダ13bと対向させて取り付けられている。これにより、複合モジュール10は、パッケージ12内に第1ファイバ部品13,干渉膜フィルタ16,光アイソレータ17,ビームスプリッタ18及び第2ファイバ部品14となる信号光の伝送路を形成している。
【0019】
第3ファイバ部品15は、波長λ2の励起光をパッケージ12内に入射するもので、光ファイバ15aと、その端部に取り付けられるホルダ15bとを有している。ホルダ15bは、ホルダ13bと同様に構成され、入射した励起光が干渉膜フィルタ16で反射し、第1ファイバ部品13側へ伝送されるようにパッケージ12に取り付けられている。
【0020】
干渉膜フィルタ16は、ガラス等の表面に干渉膜を形成したフィルタで、反射した励起光が第1ファイバ部品13側へ伝送されるよう、図1に示すように、励起光の光路に対して所定角度傾斜させて配置されている。
光アイソレータ17は、信号光を矢印方向にのみ伝送させる光部品で、保持部11によりパッケージ12内の略中央に保持固定されている。ここで、保持部11は、上述のように、パッケージ12内を仕切り、第1エリアA1と第2エリアA2とに区画している。
【0021】
ビームスプリッタ18は、光アイソレータ17を通った信号光を第2ファイバ部品14側へ透過させると共に、信号光の一部を反射させてフォトダイオード19側へ反射させる光部品で、第2ファイバ部品14と光アイソレータ17との間に信号光の伝送路に対して所定角度傾斜させて配置されている。ビームスプリッタ18の反射率は、通常1〜10%程度の範囲内で選ばれるが、反射率が低い程、信号光の損失が減少し、より高効率の特性の複合モジュールを得ることができる。
【0022】
フォトダイオード19は、ビームスプリッタ18で反射された一部の信号光をモニタする。フォトダイオード19は、一部の信号光をモニタする機能を有し、本発明の目的に合致したものであれば特に限定されることはなく、またフォトダイオードに限定されるものでないことは言うまでもない。
本実施形態の複合モジュール10は以上のように構成され、光ファイバアンプの後方励起に際して以下のようにして使用される。
【0023】
先ず、第3ファイバ部品15から波長λ2 の励起光をパッケージ12内に入射すると、干渉膜フィルタ16で反射して第1ファイバ部品13に入射する。
すると、第1ファイバ部品13においては、光ファイバ13a内での誘導放出によって増幅された波長λ1 の信号光がパッケージ12内に出射される。
この信号光は、干渉膜フィルタ16,光アイソレータ17及びビームスプリッタ18を通って第2ファイバ部品14へと入射すると共に、ビームスプリッタ18で一部が反射されてフォトダイオード19に出射され、信号光のモニタに利用される。
【0024】
しかし、実際には、パッケージ12の第1エリアA1 においては、励起光の干渉膜フィルタ16やホルダ13b等との反射に伴う第3ファイバ部品15から第1ファイバ部品13への結合ロスが存在する。この結合ロスを10%と見積もると、第1ファイバ部品13及び第3ファイバ部品15から、例えば、それぞれ100mW以上の信号光及び励起光が出射される場合、第1エリアA1 において10mW程度の迷光が存在することになる。一方、ビームスプリッタ18の反射率を1%程度に選ぶと、フォトダイオード19に入射する信号光は1mW程度であり、この信号光に較べて迷光の強度がかなり大きく、フォトダイオード19が迷光の影響を受けやすいことが分かる。
【0025】
一方、パッケージ12と保持部11との間には、図2に示すように、僅かな隙間Gが生じる場合がある。これは、パッケージ本体12bが上述の通り合金等からなる板材を銀ろう付によって箱型に形成したものであり、銀ろう付の工程においてパッケージ本体12bに熱応力が発生し、パッケージ本体12bが若干変形したまま形成されることがあるためである。このように変形したパッケージ本体12bに保持部11や光学部品(図示せず)を取り付け、更にパッケージ蓋体12cで密封すると、保持部11の外縁形状とパッケージ12の内周形状とが一致せず、隙間Gが生じてしまう。尚、この隙間Gは、保持部11とパッケージ蓋体12cとの間で顕著に生じる傾向がある。
【0026】
かかる隙間Gを経由して第1エリアA1 の迷光が第2エリアA2に入り込もうとするが、この迷光は、保持部11の外縁に形成された溝11b,11c,11dによって捕らえられ、図2及び図3に点線で示すように溝11b,11c,11d内で散乱しながらしだいに減衰するので、第2エリアA2に迷光が到達することがない。従って、光レベルがモニタ光に比べて10倍程度大きい迷光によりフォトダイオード9が誤動作するのを確実に防止することができる。
【0027】
尚、上述の実施形態において、保持部11の外縁及び溝11b,11c,11d並びにこれに対応するパッケージ本体12bとパッケージ蓋体12cの内壁面には必ずしも光吸収膜が形成されていなくても良い。即ち、保持部11の外縁に溝11b,11c,11dが形成されているだけで、第1エリアA1 から第2エリアA2に向かう迷光を捕捉できることが十分可能である。しかし、好ましくは光吸収膜が上述の所定位置に形成されているのが良く、これによって迷光をより確実に捕捉することができる。
【0028】
又、溝は、必ずしも保持部11の側方縁及び上方縁の全てに亘って形成されている必要はない。即ち、保持部外縁とパッケージ12との間で最も隙間の生じ易い保持部外縁の部分、例えば、保持部上方の外縁にのみ溝11dが形成されていても良い。これにより、第1エリアA1 から第2エリアA2に向かう迷光を大部分捕捉でき、十分な効果を挙げることができる。
【0029】
更に、図3に示すように、保持部21の外周縁に光捕捉用の溝21x,21yを2重に形成しても良い。これにより、図中矢印で示すように、溝内で迷光をより確実に散乱させることができる。
尚、上述の実施形態と異なり、図4に示すように、保持部31の外縁に迷光捕捉用の溝を形成するのではなく、パッケージ蓋体12cの、保持部31の上方縁に対応する位置に溝12sを形成し、パッケージ本体12bにパッケージ蓋体12cを固定した時、溝12sに保持部31の上方縁が入り込むようにしても良い。これによって、パッケージ12が銀ろう付によって多少ゆがんで形成されても、パッケージ蓋体12cと保持部11の上方縁との間に迷光が通過する隙間が形成されることはない。即ち、図4の点線で示すように、第1エリアA1の迷光は、保持部11で反射し第1エリアA1から出ることはない。
【0030】
更に、図5及び図6に示すように、溝12tを複数箇所(図中、3箇所)パッケージ本体12bの内壁底面に形成すると共に、溝12uをパッケージ蓋体12cに形成し、これらの溝12t,12uに遊嵌できる突起部を備えた保持部41によって光アイソレータ17を保持すると共に、第1エリアA1 と第2エリアA2とを仕切るようにしても良い。これによって、第1エリアA1の迷光が第2エリアA2に到達する可能性をより低くすることができる。
【0031】
更に又、図7に示すように、保持部51の底面に幅広の溝51sを形成し、保持部51がその底部両端縁51a,51bのみでパッケージ本体底面に当接支持されるようにしても良い。これによって、幅広溝51sが迷光を捕捉する役目を果たすと同時に、光アイソレータ17への伝熱を最小限にするという効果を有する。より詳細に説明すると、半導体レーザLR及びペルチェクーラ(図12にのみ図示)PCが保持部に隣接してパッケージ内に収容配置されている場合、図11に示すように、保持部の底面全体がパッケージ本体の底面に当接固定されていると、図12に矢印で示すように、半導体レーザLRを冷却するペルチェクーラPCから放熱した熱量の大部分が保持部の底面全体を経由して光アイソレータに伝達し、光アイソレータの特性を低下させてしまう。しかし、図7に示すように、保持部51の底面に幅広溝51sを形成し、保持部51がその底部両端縁51a,51bのみでパッケージ本体52bの底面に当接支持されるようにすると、図8に示すように、ペルチェクーラPCから放熱した熱量はごく少量だけ保持部51に伝わり、残りの大部分の熱量はパッケージ52の筐体全体に広がり、自然冷却される。
【0032】
従って、保持部51の底面に幅広溝51sを形成することで、保持部51の底面とパッケージ12の底面との間に隙間が生じても幅広溝51sで迷光を捕捉できると共に、保持部51の近傍に半導体レーザLR及びペルチェクーラPCが配置されていても、これによる熱影響を最小限に抑えることができる。
尚、保持部51の底部両端縁51a,51b、幅広溝51s及びこれに対応するパッケージ本体12の部分に上述した光吸収膜を形成しても良い。
【0033】
又、上述の実施形態に係る光ファイバアンプ用複合モジュールは前方励起型複合モジュールであったが、本発明はこれに限定されず、後方励起型複合モジュールにも適用できることは言うまでもない。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ファイバアンプ用複合モジュールは、信号光を導入する第1の光ガイド、信号光を導出する第2の光ガイド及び励起光を導入する第3の光ガイドが箱型パッケージに取り付けられ、箱型パッケージは、光アイソレータ及び信号光の一部をモニタする受光器を含む複数の光部品が集積化されると共に、前記光アイソレータを前記箱型パッケージ内に保持固定する保持部により内部が前記励起光入射側のエリアと前記受光器配置側のエリアとに画成され、前記保持部又は前記箱型パッケージの少なくともいずれか一方に、前記保持部と前記箱型パッケージとの間を光が通過しないようにする光捕捉部が形成されていることを特徴としている。
【0035】
合金を銀ろう付等によって結合し、パッケージを形成する場合、例えば、LD素子、PD素子内蔵の場合、熱応力によってパッケージが若干ひずんで形成され、パッケージと保持部との間に隙間が生じても、好ましくないガスを発生する恐れのあるシリコン樹脂等を隙間に塗布することなく、第1エリアA1の迷光が第2エリアA2に入り込むのを防止することができる。
【0036】
又、半導体レーザ及びペルチェクーラが保持部に隣接してパッケージ内に収容配置されている場合、第1エリアA1の迷光が第2エリアA2に入り込むのを防止するだけでなく、半導体レーザ及びペルチェクーラから発生した熱量が保持部を介して光アイソレータに伝達することがなく、その結果、光ファイバアンプ用複合モジュールの動作の安定性及び信頼性を長期に亘って確保することができる。
【0037】
更に又、光吸収膜を塗布する場合であっても、従来の光ファイバアンプ用複合モジュールのように、パッケージ内側全体に亘って塗布する必要はなく、保持部外縁及び溝とこれらに対応するパッケージ内周面にのみ塗布すれば良いので、コスト面で有利である。更には、レーザ溶接、はんだ付け等によりパッケージ内部に光学部品を固定する際、溶融した金属内に光吸収膜に含有する不純物が混入するおそれが殆どなく、パッケージの固定強度や信頼性等に悪影響を及ぼさずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光ファイバアンプ用複合モジュール10を、パッケージ蓋体12bを取り付けていない状態で示した平面図である。
【図2】図1の光ファイバアンプ用複合モジュール10の一部を側方から示した一部断面図である。
【図3】図1の光ファイバアンプ用複合モジュール10の変形例を示す、図2に対応する図である。
【図4】図1の光ファイバアンプ用複合モジュール10の別の変形例を示す、図2に対応する図である。
【図5】図1の光ファイバアンプ用複合モジュール10の更に別の変形例を示す、図2に対応する図である。
【図6】図5の光ファイバアンプ用複合モジュールのVI-VI断面図である。
【図7】図1の光ファイバアンプ用複合モジュール10の他の変形例を部分的に(保持部のみ)示す斜視図である。
【図8】図7の光ファイバアンプ用複合モジュール50の伝熱状態を説明するための部分的な断面図である。
【図9】従来の光ファイバアンプ用複合モジュール80を示す、図1に対応する平面図である。
【図10】従来のハイブリッド光合分波器90を示す、図1に対応する平面図である。
【図11】パッケージ面に底面全体が当接固定される保持器を示す斜視図である。
【図12】図11に示す保持器が固定され、且つこれに隣接して半導体レーザ及びペルチェクーラが配置された場合の伝熱状態を説明するための一部断面図である。
【符号の説明】
10 複合モジュール
11 保持部
11b,11c,11d 溝
11s 光捕捉部
12 パッケージ
12a パッケージ本体
12b パッケージ蓋体
13 第1ファイバ部品
14 第2ファイバ部品
15 第3ファイバ部品
16 干渉膜フィルタ
17 光アイソレータ
18 ビームスプリッタ
19 フォトダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite module for an optical fiber amplifier used in optical communication.
[0002]
[Related background]
The optical fiber amplifier is for amplifying the power of the signal light attenuated in the middle of the transmission line and sending it again to the optical transmission line. For example, a plurality of optical components such as an erbium-doped fiber and an optical isolator are fused. It is made by connecting. In recent years, with the rapid development of optical communications, the optical components have been integrated into a single package in response to demands for reducing the cost of optical fiber amplifiers, shortening assembly work time, or reducing the mounting area. Composite modules have come to be used.
[0003]
As an optical component used in such a packaged optical fiber amplifier, for example, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-10353. As apparent from the configuration shown in FIG. 9, the
[0004]
Since the
However, the work of applying black paint to the entire inner wall of the case is time consuming and may not be completely painted. In addition, a large amount of black paint must be used, which is expensive. Furthermore, the black paint may be peeled off during use of the
[0005]
In addition, when the optical component is fixed in the package by laser welding, soldering, or the like, impurities may be mixed into the molten metal, which may adversely affect the fixing strength and reliability of the optical component. For this reason, the method of applying black paint to the entire inner wall of the case cannot provide the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent the above problems, for example, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 6-56445, each optical component accommodated in the case is divided by a partition wall so that each optical component is scattered light or the like. A configuration that prevents adverse effects from stray light is conceivable. More specifically, a hybrid optical multiplexer /
[0007]
Therefore, in the optical fiber amplifier, the holding part that holds the optical isolator also serves as a partition wall that defines the area on the incident side of the excitation light and the area on the side of the receiver in the package, It is also conceivable that the scattered stray light is prevented from entering the light receiving element.
However, even in such a case, there may be a slight gap between the partition wall and the package due to the component processing accuracy. This is because, in order to ensure sealing performance, the package is generally formed by joining plate-like alloys by laser welding or silver brazing, so that the package may be distorted by thermal stress. Because there is.
[0008]
If there is a gap between the partition wall and the package, stray light on the light emitting element side is led out to the light receiving element side, and a sufficient light shielding effect cannot be obtained. Further, if two areas are defined in the package by a partition wall having a sufficient thickness to prevent the passage of light, it causes an increase in the size and cost of the package.
On the other hand, a method of completely preventing the passage of stray light, for example, by previously applying a black silicon resin material or the like between the package and the partition wall and closing the gap between the package and the partition wall is also conceivable. However, in order to maintain the product quality of the optical fiber amplifier, the inside of the package is generally filled with nitrogen. When the above-mentioned silicon resin material is applied to the inside of the package, the optical fiber amplifier is used for a long time after that. When a gas other than nitrogen is generated and this gas component is incorporated in a photodiode or the like, for example, an LD element or a PD element, it may adhere to these optical components except for the can type and cause fluctuations in output characteristics. .
[0009]
An object of the present invention is to provide a composite module for an optical fiber amplifier that can prevent stray light of excitation light from reaching a photodiode and maintain operational stability and reliability over a long period of time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an optical fiber composite module according to the present invention includes a light guide attached to a box package, a semiconductor laser, and a Peltier attached to the bottom of the box package to cool the semiconductor laser. A cooler, an optical isolator, a holding unit that holds and fixes the optical isolator in the box-type package, and a light receiver that monitors a part of the signal light. The holding unit has no gap on the outer wall of the box-type package. It is shaped to contact the optical isolator and held fixed to the box-package, as well as defining an interior of said box-package and the semiconductor laser side area and the light receiver arranged side area, the holding parts are grooves formed in the bottom surface, the bottom end edges excluding the grooves of the semiconductor laser side by abutting the package body bottom Rear stray light, characterized in that to not pass through between the box type package and the holding portion.
According to this configuration, stray light is blocked by the holding portion having the grooved bottom structure, and heat transfer to the optical isolator can be minimized.
[0011]
When a package is formed by bonding plate materials made of an alloy by silver brazing or the like, the package may be slightly distorted due to thermal stress. As a result, even if there is a gap between the package and the holding part, stray light in the excitation light incident side area is not received on the receiver arrangement side area without applying silicon resin or the like that may generate undesirable gas to the gap. Intrusion can be reliably prevented.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a back excitation type composite module will be described in detail with reference to FIG. 1 as an embodiment of the composite module for an optical fiber amplifier (hereinafter referred to as “composite module”) of the present invention.
Here, in this specification, backward pumping refers to a case where pumping light is incident on an optical amplification fiber, for example, an erbium-doped fiber, in the direction opposite to the signal light transmission direction, and forward pumping refers to pumping light. Is incident in the same direction as the transmission direction of the signal light.
[0013]
As shown in FIG. 1, the
The
[0014]
The holding
[0015]
Further,
[0016]
As the material of the holding
A light absorbing film (not shown) is applied to the outer edge of the holding
[0017]
A
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
The
[0021]
The
[0022]
The
The
[0023]
First, when excitation light having a wavelength λ 2 is incident on the
Then, in the
The signal light passes through the
[0024]
However, in actuality, in the first area A1 of the
[0025]
On the other hand, a slight gap G may occur between the
[0026]
The stray light in the first area A1 tries to enter the second area A2 via the gap G. This stray light is captured by the
[0027]
In the above-described embodiment, the outer edge of the holding
[0028]
Further, the groove does not necessarily have to be formed over the entire side edge and upper edge of the holding
[0029]
Further, as shown in FIG. 3,
Unlike the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, instead of forming a stray light capturing groove on the outer edge of the holding
[0030]
Further, as shown in FIGS. 5 and 6,
[0031]
Further, as shown in FIG. 7, a
[0032]
Therefore, by forming the
Note that the above-described light absorbing films may be formed on the bottom end edges 51a and 51b of the holding
[0033]
In addition, the composite module for an optical fiber amplifier according to the above-described embodiment is a forward pumping composite module. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this and can be applied to a backward pumping composite module.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the composite module for an optical fiber amplifier according to the present invention includes the first light guide for introducing the signal light, the second light guide for deriving the signal light, and the third light guide for introducing the excitation light. Is attached to the box-type package, and the box-type package is integrated with a plurality of optical components including an optical isolator and a light receiver for monitoring a part of the signal light, and the optical isolator is held in the box-type package. An interior is defined by an area on the excitation light incident side and an area on the light receiver arrangement side by a holding part to be fixed, and at least one of the holding part and the box type package, the holding part and the box type A light capturing portion that prevents light from passing between the package and the package is formed.
[0035]
When an alloy is bonded by silver brazing or the like to form a package, for example, when an LD element or PD element is built in, the package is slightly distorted due to thermal stress, and a gap is generated between the package and the holding part. However, stray light in the first area A1 can be prevented from entering the second area A2 without applying silicon resin or the like that may generate undesirable gas to the gap.
[0036]
Further, when the semiconductor laser and the Peltier cooler are accommodated in the package adjacent to the holding portion, the semiconductor laser and the Peltier cooler not only prevent stray light from the first area A1 from entering the second area A2, but also the semiconductor laser and the Peltier cooler. The amount of heat generated from the optical fiber is not transmitted to the optical isolator via the holding unit, and as a result, the stability and reliability of the operation of the optical fiber amplifier composite module can be ensured over a long period of time.
[0037]
Furthermore, even when a light absorbing film is applied, it is not necessary to apply the entire inside of the package as in the case of a conventional composite module for an optical fiber amplifier. Since it only needs to apply to the inner peripheral surface, it is advantageous in terms of cost. Furthermore, when optical components are fixed inside the package by laser welding, soldering, etc., there is almost no possibility that impurities contained in the light absorption film will be mixed into the molten metal, which will adversely affect the fixing strength and reliability of the package. Is not necessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a
2 is a partial cross-sectional view showing a part of the composite module for
3 is a view corresponding to FIG. 2, showing a modification of the composite module for
4 is a view corresponding to FIG. 2, showing another modification of the composite module for
5 is a view corresponding to FIG. 2, showing still another modification of the composite module for
6 is a VI-VI cross-sectional view of the optical fiber amplifier composite module of FIG. 5;
7 is a perspective view partially showing (only a holding part) another modification of the composite module for
8 is a partial cross-sectional view for explaining a heat transfer state of the optical fiber
9 is a plan view corresponding to FIG. 1, showing a conventional optical fiber
10 is a plan view corresponding to FIG. 1, showing a conventional hybrid optical multiplexer /
FIG. 11 is a perspective view showing a cage whose entire bottom surface is in contact with and fixed to the package surface.
12 is a partial cross-sectional view for explaining a heat transfer state when the retainer shown in FIG. 11 is fixed and a semiconductor laser and a Peltier cooler are disposed adjacent to the retainer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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