現在の一般的なファイバーレーザーの励起光源として用いられるLDは図1のようにモジュール化され、光ファイバーが取り付けられている。ファイバーレーザーや光増幅器の励起用LDによく用いられるのは14ピンバタフライパッケージ(14-pin butterfly package)である[1]。
典型的な14ピンバタフライパッケージはシングルエミッタ型であり、LDチップ、光アイソレータ、熱電冷却素子(Thermoelectric Cooler:TEC)[2]、レーザー光モニタ用(出力または波長モニタ用)のフォトダイオード(Photo Diode:PD)で構成されており、フェルールに装着された光ファイバーで出力される。
図1：14ピンバタフライパッケージにおけるファイバーピッグテールLDの(a)外観(FBGあり)と(b)パッケージの中身
光を発生するLDチップはサブマウントにより温度制御のためのペルチェ素子[3]、[4](TEC)に取り付けられている。LDチップから出力されるレーザー光はマイクロレンズにより光ファイバー(シングルモード、マルチモード、偏波保持、大口径ファイバーなど)へ集光される。また、モニタPD(ここではPIN Diode:p-intrinsic-n Photo Diode[5])がある場合は、出力をモニタリングすることもできる。これらは精密な位置調整後、YAGレーザー溶接により固定されている。
ファイバーレーザーの励起用LDに用いられるファイバーピッグテールLDの種類を下表にまとめる[6]–[9])。シングルモードファイバー(Single-mode Fiber:SMF)ピッグテールLDはSMFとの光ファイバー融着が可能であり、主に希土類添加SMFを励起する。また、マルチモードファイバー(Multi-mode fiber:SMF)ピッグテールLDは励起コンバイナの励起ポートとの融着接続が可能であり、主に希土類添加ダブルクラッドファイバー(Double-clad fiber:DCF)の励起に用いられる。
| LDの種類 | ファイバーの種類 | コア径 | 最大出力@CW | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| シングルエミッタ型 | SM | ~10μm | 0.8W | [6] |
| MMF | ~100μm | ~25W | [7] | |
| バー型 | MMF | ~100μm | ~30W | [8] |
| スタック型 | MMF | ~600μm | ~400W | [9] |
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