JPH01227484A - 半導体レーザー装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザー装置およびその製造方法Info
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- JPH01227484A JPH01227484A JP5266688A JP5266688A JPH01227484A JP H01227484 A JPH01227484 A JP H01227484A JP 5266688 A JP5266688 A JP 5266688A JP 5266688 A JP5266688 A JP 5266688A JP H01227484 A JPH01227484 A JP H01227484A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は半導体レーザー装置およびその製造方法に関し
、特に、金属キャップ等をステム上に気密的に固定した
パッケージを有する半導体レーザー装置とその製造方法
に関するものである。
、特に、金属キャップ等をステム上に気密的に固定した
パッケージを有する半導体レーザー装置とその製造方法
に関するものである。
従来の半導体レーザーの一例として、第５図に示される
ものがある。この従来例は、金属キャップを１７を半導
体レーザーがマウントされているステム３上にスポット
溶接を用いて固定したものであり、金属キャップ１７の
レーザービーム出射窓は平坦な窓ガラス１６であり、こ
の窓ガラス１６は低融点ガラス１８により金属キャップ
１７に固定されている。このタイプの半導体レーザー装
置では、レーザービームな外部に導出できればよく、金
属キャップ１７とステム３との相対位置精度はそれほど
問題とされなかった。 また、他の従来例としては、気密封止用キャップのレー
ザー取出し窓部分に光学素子を適用したもの、すなわち
、シリンドリカルレンズとしたもの（特開昭６Ｏ−１９
３３９２） 、球レンズとしたもの（特開昭５８−９７
８８４）等がある。これらは、光源の近傍において、発
散光となったレーザービームな平行化、あるいは集光さ
せ、高効率化を図ったものである。 【発明が解決しようとする課題ｌ 上述した従来の半導体レーザー装置のうち、光学素子を
適用したものにおいては、光学素子と半導体レーザー素
子との相対的な位置精度が要求される。この位置精度を
低下させる要因としては、ステムにマウントされた半導
体レーザー素子の位置すれとキャップに設けられた光学
素子の位置ずれとがあり、これらは、現実問題として必
ず発生するものである。このため、光学素子の特性を十
分に生かすためのは、ステムとキャップとの正確な位置
合わせが必要となる。これを省略するために、極めてき
びしい条件下で組立てを行なうと、歩留りが低下してし
まう。 しかし、せっかくキャップとステムとの正確な位置合わ
せな行なっても、これらをスポット溶接によって封着す
ると、加圧力のためにキャップの接続部に変形が生じ、
半導体レーザー素子と光学素子との相対位置ずれが生じ
る。 キャップとステムとをスポット溶接で固定後に光学素子
の調整を行なうことも考えられるが、気密性の低下、ハ
ンドリングに起因するパッケージサイズの大型化を招く
。 このように、半導体レーザー素子と光学素子との相対位
置精度を正確に維持しつつ、半導体レーザー装置を組立
てることは困難であった。 【課題を解決するための手段） 本発明の半導体レーザー装置は、キャップのステムとの
封着部分が光透過性を有しており、キャップとステムと
は光硬化した光硬化性樹脂を介して固定されている。 また、本発明の半導体レーザー装置の製造方法は、半導
体レーザー素子からレーザービームな出射させ、・外部
へ導出された該レーザービームの出力を受光素子等で検
知しながら半導体レーザー素子と光学素子との最適な位
置合わせな行ない、しかる後、キャップの封着部上から
紫外線等の光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させてステ
ムとキャップとを固定するものである。 【作用ｌ 実際に半導体レーザー素子からレーザービームな出射さ
せながら調整を行なうため、正確な位置合わせができる
。また、この位置合わせ工程の直後に光硬化性樹脂を硬
化させてステムとキャップとを固定することにより、ス
ポット溶接のようにキャップに物理的ストレスを与える
ことなく封着が行なえ、正確な位置精度を維持しつつ、
容易に組立てを行なうことができる。 また、ごにょうにして製造された半導体レーザー装置は
、光学特性に優れ、レーザービームの利用効率、が高い
。 【実施例】 次に、本発明の半導体レーザー装置の実施例について図
面を参照して説明する。 哀嵐週１ 第１図は本発明の半導体レーザー装置の第１の実施例の
断面図、第２図は本実施例の組立て方法を説明するため
の断面図である。 本実施例は、半導体レーザー素子ｌと、この半導体レー
ザー素子１がマウントされているヒートシンク２と、ヒ
ートシンク２が固定されているステム３と、光（紫外線
）硬化樹脂８を介してステム３に固定されている透明ガ
ラスからなるキャップ５と、キャップ５と一体成形され
た光学素子（球形レンズ）４とを有している。キャップ
５の外壁部には、信頼性を向上させるために耐水コート
６が施されており、さらにその外側には、散乱光を防止
するために遮光コート７が設けられている。しかし、ス
テムとの封着部分およびその近傍には、遮光コート７は
存在せず、光が透過可能な状態となっている。 次に、第２図を用いて本実施例の組立て方法を説明する
。 まず、第１図で説明したような、光学素子４が一体成形
され、耐水コート６、遮光コート７が施された透明ガラ
スからなるキャップ５を用意する０次に、ステム３とヒ
ートシンク２上に半導体レーザー素子１をマウントし、
しかる後、半導体レーザー素子ｌとリードビン１９とを
金ワイヤーにより電気的に接続する。このようにしてス
テム３とヒートシンク２．半導体レーザー素子１とが一
体的に固定されるが、この場合の半導体レーザー素子１
の位置は、ステムとヒートシンク加工精度、半導体レー
ザー素子１自体のマウント精度によってばらつきが生じ
やすく、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向で、±１００〜２００
ＪＡｌｌのばらつき、軸線方向と出射ビーム方向の傾き
の２〜５°程度のずれが存在する。この値は、位置精度
として数ミクロンオーダーを要求する光学素子に対して
は、極めて大きいので、これを、次のキャップとの位置
合わせ工程で補正する必要がある。 次に、キャップ５およびステム３の封着面に光硬化性樹
脂（本実施例では紫外線硬化樹脂） １１を塗布し、次
に、キャップ固定治具９．ステム固定治具１０とを用い
てキャップ５およびステム３をそれぞれ固定する０次に
、半導体レーザー素子１を発光させ、そのレーザービー
ムは受光素子１２でモニターしながらキャップもしくは
ステムを動かし、光出力が最大になる位置を検出する。 その位置が決定した後、紫外線（光）を照射し、光硬化
性樹脂８を硬化さ、キャップ５とステム３とを固定する
。このようにして、第１図の半導体レーザー装置が得ら
れる。なお、第１図および第２図では、光学素子４とし
て球形レンズが用いられているが、これに限定されるも
のではなく、凹、凸レンズあるいは非球面レンズ、プリ
ズム、シリンドリカルレンズ等が適用できるのはもちろ
んである。 衷血透ユ 第３図は本発明の半導体レーザー装置の第２の実施例の
断面図である。 本実施例は前述の実施例に、突起部１３を設けたもので
ある。この突起部１３の存在により、キャップ５とステ
ム３との接触面積が増大し、接着剤である光硬化性樹脂
８がキャップとステム間にすきまなく充填され、気密性
がさらに向上されている。また、キャップ５の封着面に
おける強度が大きくなり、光硬化性樹脂８収縮ストレス
に対する耐性が向上されている。また、光硬化性樹脂８
の量が多すぎた場合には、これが飛散して光学素子４を
汚染する恐れがあるが、突起部１３は、光硬化性樹脂の
飛散方向を変え、光学素子４の汚染を防ぐ役目をする。 さらに、光硬化性樹脂８を介して侵入する水の侵入経路
長を長くし、信頼度を高める働きもある。このように、
本実施例は信頼性が向上されている。なお、本実施例の
組立て方法は前述したものと同様である。 罠血亘１ 第４図は本発明の半導体レーザー装置の第３の実施例の
断面図である。 本実施例は、キャップ５およびステム３にテーパ一部１
４．１５を設けたものである。これらのテーパ一部は、
嵌合する形状を有しており、このテーパ一部の存在によ
り、接着剤（光硬化性樹脂）はゆるやかに延び、場所に
よる量のばらつきが低くなり、接着に関する製造ばらつ
きは小さくなる。 また、接触面積の増加による接着強度の向上、および信
頼性の向上が図れる。また、テーパー角度をもたせたこ
とにより、光学位置の調整の際に、調整範囲を広くとれ
るようになり、加工歩留りの向上およびローコスト化が
図れる６組立て方法は、前述の実施例と同様である。
ものがある。この従来例は、金属キャップを１７を半導
体レーザーがマウントされているステム３上にスポット
溶接を用いて固定したものであり、金属キャップ１７の
レーザービーム出射窓は平坦な窓ガラス１６であり、こ
の窓ガラス１６は低融点ガラス１８により金属キャップ
１７に固定されている。このタイプの半導体レーザー装
置では、レーザービームな外部に導出できればよく、金
属キャップ１７とステム３との相対位置精度はそれほど
問題とされなかった。 また、他の従来例としては、気密封止用キャップのレー
ザー取出し窓部分に光学素子を適用したもの、すなわち
、シリンドリカルレンズとしたもの（特開昭６Ｏ−１９
３３９２） 、球レンズとしたもの（特開昭５８−９７
８８４）等がある。これらは、光源の近傍において、発
散光となったレーザービームな平行化、あるいは集光さ
せ、高効率化を図ったものである。 【発明が解決しようとする課題ｌ 上述した従来の半導体レーザー装置のうち、光学素子を
適用したものにおいては、光学素子と半導体レーザー素
子との相対的な位置精度が要求される。この位置精度を
低下させる要因としては、ステムにマウントされた半導
体レーザー素子の位置すれとキャップに設けられた光学
素子の位置ずれとがあり、これらは、現実問題として必
ず発生するものである。このため、光学素子の特性を十
分に生かすためのは、ステムとキャップとの正確な位置
合わせが必要となる。これを省略するために、極めてき
びしい条件下で組立てを行なうと、歩留りが低下してし
まう。 しかし、せっかくキャップとステムとの正確な位置合わ
せな行なっても、これらをスポット溶接によって封着す
ると、加圧力のためにキャップの接続部に変形が生じ、
半導体レーザー素子と光学素子との相対位置ずれが生じ
る。 キャップとステムとをスポット溶接で固定後に光学素子
の調整を行なうことも考えられるが、気密性の低下、ハ
ンドリングに起因するパッケージサイズの大型化を招く
。 このように、半導体レーザー素子と光学素子との相対位
置精度を正確に維持しつつ、半導体レーザー装置を組立
てることは困難であった。 【課題を解決するための手段） 本発明の半導体レーザー装置は、キャップのステムとの
封着部分が光透過性を有しており、キャップとステムと
は光硬化した光硬化性樹脂を介して固定されている。 また、本発明の半導体レーザー装置の製造方法は、半導
体レーザー素子からレーザービームな出射させ、・外部
へ導出された該レーザービームの出力を受光素子等で検
知しながら半導体レーザー素子と光学素子との最適な位
置合わせな行ない、しかる後、キャップの封着部上から
紫外線等の光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させてステ
ムとキャップとを固定するものである。 【作用ｌ 実際に半導体レーザー素子からレーザービームな出射さ
せながら調整を行なうため、正確な位置合わせができる
。また、この位置合わせ工程の直後に光硬化性樹脂を硬
化させてステムとキャップとを固定することにより、ス
ポット溶接のようにキャップに物理的ストレスを与える
ことなく封着が行なえ、正確な位置精度を維持しつつ、
容易に組立てを行なうことができる。 また、ごにょうにして製造された半導体レーザー装置は
、光学特性に優れ、レーザービームの利用効率、が高い
。 【実施例】 次に、本発明の半導体レーザー装置の実施例について図
面を参照して説明する。 哀嵐週１ 第１図は本発明の半導体レーザー装置の第１の実施例の
断面図、第２図は本実施例の組立て方法を説明するため
の断面図である。 本実施例は、半導体レーザー素子ｌと、この半導体レー
ザー素子１がマウントされているヒートシンク２と、ヒ
ートシンク２が固定されているステム３と、光（紫外線
）硬化樹脂８を介してステム３に固定されている透明ガ
ラスからなるキャップ５と、キャップ５と一体成形され
た光学素子（球形レンズ）４とを有している。キャップ
５の外壁部には、信頼性を向上させるために耐水コート
６が施されており、さらにその外側には、散乱光を防止
するために遮光コート７が設けられている。しかし、ス
テムとの封着部分およびその近傍には、遮光コート７は
存在せず、光が透過可能な状態となっている。 次に、第２図を用いて本実施例の組立て方法を説明する
。 まず、第１図で説明したような、光学素子４が一体成形
され、耐水コート６、遮光コート７が施された透明ガラ
スからなるキャップ５を用意する０次に、ステム３とヒ
ートシンク２上に半導体レーザー素子１をマウントし、
しかる後、半導体レーザー素子ｌとリードビン１９とを
金ワイヤーにより電気的に接続する。このようにしてス
テム３とヒートシンク２．半導体レーザー素子１とが一
体的に固定されるが、この場合の半導体レーザー素子１
の位置は、ステムとヒートシンク加工精度、半導体レー
ザー素子１自体のマウント精度によってばらつきが生じ
やすく、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向で、±１００〜２００
ＪＡｌｌのばらつき、軸線方向と出射ビーム方向の傾き
の２〜５°程度のずれが存在する。この値は、位置精度
として数ミクロンオーダーを要求する光学素子に対して
は、極めて大きいので、これを、次のキャップとの位置
合わせ工程で補正する必要がある。 次に、キャップ５およびステム３の封着面に光硬化性樹
脂（本実施例では紫外線硬化樹脂） １１を塗布し、次
に、キャップ固定治具９．ステム固定治具１０とを用い
てキャップ５およびステム３をそれぞれ固定する０次に
、半導体レーザー素子１を発光させ、そのレーザービー
ムは受光素子１２でモニターしながらキャップもしくは
ステムを動かし、光出力が最大になる位置を検出する。 その位置が決定した後、紫外線（光）を照射し、光硬化
性樹脂８を硬化さ、キャップ５とステム３とを固定する
。このようにして、第１図の半導体レーザー装置が得ら
れる。なお、第１図および第２図では、光学素子４とし
て球形レンズが用いられているが、これに限定されるも
のではなく、凹、凸レンズあるいは非球面レンズ、プリ
ズム、シリンドリカルレンズ等が適用できるのはもちろ
んである。 衷血透ユ 第３図は本発明の半導体レーザー装置の第２の実施例の
断面図である。 本実施例は前述の実施例に、突起部１３を設けたもので
ある。この突起部１３の存在により、キャップ５とステ
ム３との接触面積が増大し、接着剤である光硬化性樹脂
８がキャップとステム間にすきまなく充填され、気密性
がさらに向上されている。また、キャップ５の封着面に
おける強度が大きくなり、光硬化性樹脂８収縮ストレス
に対する耐性が向上されている。また、光硬化性樹脂８
の量が多すぎた場合には、これが飛散して光学素子４を
汚染する恐れがあるが、突起部１３は、光硬化性樹脂の
飛散方向を変え、光学素子４の汚染を防ぐ役目をする。 さらに、光硬化性樹脂８を介して侵入する水の侵入経路
長を長くし、信頼度を高める働きもある。このように、
本実施例は信頼性が向上されている。なお、本実施例の
組立て方法は前述したものと同様である。 罠血亘１ 第４図は本発明の半導体レーザー装置の第３の実施例の
断面図である。 本実施例は、キャップ５およびステム３にテーパ一部１
４．１５を設けたものである。これらのテーパ一部は、
嵌合する形状を有しており、このテーパ一部の存在によ
り、接着剤（光硬化性樹脂）はゆるやかに延び、場所に
よる量のばらつきが低くなり、接着に関する製造ばらつ
きは小さくなる。 また、接触面積の増加による接着強度の向上、および信
頼性の向上が図れる。また、テーパー角度をもたせたこ
とにより、光学位置の調整の際に、調整範囲を広くとれ
るようになり、加工歩留りの向上およびローコスト化が
図れる６組立て方法は、前述の実施例と同様である。
以上説明したように本発明は、ステムとの接着部が透明
なキャップを用い、光硬化性樹脂を硬化させることによ
りステムとキャップを固定することにより、小型かつ高
性能な半導体レーザー装置および、これを安価で容易に
製造する製造方法を提供できる効果がある。
なキャップを用い、光硬化性樹脂を硬化させることによ
りステムとキャップを固定することにより、小型かつ高
性能な半導体レーザー装置および、これを安価で容易に
製造する製造方法を提供できる効果がある。
第１図は本発明の半導体レーザー装置の第１の実施例の
断面図、 第２図は第１の実施例の製造方法を説明するための断面
図、 第３図は本発明の半導体レーザー装置の第２の実施例の
断面図、 第４図は本発明の半導体レーザー装置の第３のの実施例
の断面図、 第５図は半導体レーザー装置の従来例の断面図である。 １・・・半導体レーザー素子、 ２・・・ヒートシンク、 −３・・・ステム、 ４・・・光学素子、 ５・・・キャップ、 ６・・・耐水コート、 ７・・・遮光コート、 ８・・・紫外線硬化樹脂、 ９・・・キャップ固定治具、 ｌＯ・・・ステム固定治具、 １１・・・紫外線、 １２・・・受光素子、 １３・・・突起部、 １４・・・キャップ側テーパ一部、 １５・・・ステム側テーパ一部、 １６・・・窓ガラス、 １７・・・金属キャップ１７． １８・・・低融点ガラス、 １９・・・リードビン。
断面図、 第２図は第１の実施例の製造方法を説明するための断面
図、 第３図は本発明の半導体レーザー装置の第２の実施例の
断面図、 第４図は本発明の半導体レーザー装置の第３のの実施例
の断面図、 第５図は半導体レーザー装置の従来例の断面図である。 １・・・半導体レーザー素子、 ２・・・ヒートシンク、 −３・・・ステム、 ４・・・光学素子、 ５・・・キャップ、 ６・・・耐水コート、 ７・・・遮光コート、 ８・・・紫外線硬化樹脂、 ９・・・キャップ固定治具、 ｌＯ・・・ステム固定治具、 １１・・・紫外線、 １２・・・受光素子、 １３・・・突起部、 １４・・・キャップ側テーパ一部、 １５・・・ステム側テーパ一部、 １６・・・窓ガラス、 １７・・・金属キャップ１７． １８・・・低融点ガラス、 １９・・・リードビン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体レーザー素子が、ステムとキャップとによっ
てとり囲まれ、気密封止されている半導体レーザー装置
において、 前記キャップのステムとの封着部分は、光透過性を有し
ていることを特徴とする半導体レーザー装置。 ２）前記キャップのステムとの封着部分は、透明である
請求項１記載の半導体レーザー装置。 ３）前記キャップは透明ガラス又は透明樹脂からなり、
前記ステムとの封着部分を除いた部分であって遮光性が
要求される部分は、遮光コーティングが施こされている
請求項１または２記載の半導体レーザー装置。 ４）前記キャップには、半導体レーザー素子から出射さ
れたレーザー光に光学的処理を加えるための光学素子が
固定されている請求項１から３までのいずれかに記載の
半導体レーザー装置。 ５）前記キャップとステムとは、光硬化性樹脂を硬化さ
せて形成された層を介して気密的に封着されている請求
項１から４までのいずれかに記載の半導体レーザー装置
。 ６）半導体レーザー素子と一体となっているステムと、
キャップとを気密的に封着して半導体レーザー装置を製
造する方法において、 半導体レーザー素子からレーザー光を出射させながらス
テムとキャップとを相対的に動かし、レーザー光を最適
に外部へ導出することができる位置を検出し、半導体レ
ーザー素子がその位置にあることが確認された後、キャ
ップの一部であって光透過性を有するステムとの封着部
上から光を照射し、これにより、該キャップの封着部と
ステムとの間に設けられた光硬化性樹脂を硬化させ、キ
ャップとステムとを固定することを特徴とする半導体レ
ーザー装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266688A JPH01227484A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 半導体レーザー装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266688A JPH01227484A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 半導体レーザー装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227484A true JPH01227484A (ja) | 1989-09-11 |
Family
ID=12921196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5266688A Pending JPH01227484A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 半導体レーザー装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01227484A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01305587A (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-08 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザー光源装置 |
| US6792178B1 (en) | 2000-01-12 | 2004-09-14 | Finisar Corporation | Fiber optic header with integrated power monitor |
| US6932522B2 (en) | 1998-12-30 | 2005-08-23 | Finisar Corporation | Method and apparatus for hermetically sealing photonic devices |
| JP2014003062A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置 |
| JP2014150098A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光装置 |
| JP2017050411A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 株式会社東芝 | 光半導体装置、およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP5266688A patent/JPH01227484A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01305587A (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-08 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザー光源装置 |
| US6932522B2 (en) | 1998-12-30 | 2005-08-23 | Finisar Corporation | Method and apparatus for hermetically sealing photonic devices |
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