TW200417100A - Laser module and the method for manufacturing the same - Google Patents

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200417100 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於雷射模組及其製造方法，特別是關於具 備半導體雷射元件、光纖、使由半導體雷射元件射出的雷 射束結合於光纖的一 _面的聚光光學系之蕾射模組及其製 造方法。 【先前技術】 習知以來具備：.收容於包封（package)內的半導體雷射元 件，與在一端（光入射端）面臨此包封的內部的狀態下，固 定於該包封的光纖，與使由半導體雷射元件射出的雷射束 結合於光纖的光入射端的聚光光學系而成的雷射模組一般 已知係以所謂的柔韌銅辮（pigtail)型雷射模組當作光通信零 件。 在雷射模組的內部中，爲了在微米等級（micro meter order)穩定地維持半導體雷射與光纖的光入射端光學地結合 的狀態，光纖以及聚光光學系等通常係使用焊錫、熔接或 接著劑等的接著手段固定。 而且，在通信用雷射模組中爲了防止因外氣的濕氣等 造成雷射劣化，以一般進行氣密密封包封的所謂的C AN包 封爲代表的構造係以半導體雷射元件以及保護雷射端面的 密封構造爲代表。在此雷射模組中殘存於被氣密密封的包 封內的污染物質係附著於半導體雷射元件的射出端面、聚 光光學系以及光纖等的光學零件，有使雷射特性劣化的問 題。特別是在光密度高的部分中物質附著的效果（集塵效果） 200417100 顯著。再者，在具備射出在GaN系半導體雷射元件等的 3 5 0〜5 0 0 nm (4 0 Onm波段）的波長的雷射束的半導體雷射元件 的雷射模組中因光子能量高與物質的光化學反應更易發生 ，故集塵效果更顯著地顯現。 污染物質之一已知可舉由製程的環境中混入的碳氫化 合物等，此碳氫被雷射光聚合或分解使分解物附著，妨礙 輸出的提高。 而且，揭示有在空中浮游的低分子矽氧烷係以藉由紫 外線所產生的光化學反應與氧反應，在光學玻璃窗零件以 Si〇x的形沉積、附著，因此，推薦與大氣接觸的[窗]構件 的定期的更換（例如參照專利文獻1)。 其中，爲了防止此集塵效果種種的提案被進行。例如 使以分解碳氫化合物等爲目的的氧混入lOOppm以上的密封 氣體被提出（例如參照專利文獻2)。 而且，在照射4〇 Onm以下的紫外線於光學零件的光學 系中，令光學零件的環境爲99.9 %以上的氮被提出（例如參 照專利文獻3)。 再者’在正要密封包封前進行包封內部的脫氣處理對 於集麈效果的防止有效也已知。 【專利文獻1】 日本特開平1 1 - 5 4 8 5 2號公報 【專利文獻2】 美國專利5 3 9 2 3 0 5號公報 【專利文獻3】 -7- 200417100 曰本特開平1 1- 1 67 1 32號公報 【發明內容】 但是，具備被施以由一般市面上販售的U V硬化樹脂製 造的一次被膜以及由聚合物（polymer)製造的二次被膜的光 纖之在包封固定有光纖的雷射模組的情形，爲了在包封固 定有光纖的狀態下進行脫氣處理而在脫氣處理裝置中存在 纖維被膜，在脫氣處理中由此被膜發生脫氣成份，由於此 氣體反而使模組內部被污染。

爲了防止此污染可考慮預先完全除去光纖的被覆，但 無被覆的光纖因容易折彎，故不易處理實用性低。 本發明乃鑒於上述事情其目的爲提供可得到抑制污染 物質的附著的高可靠度的雷射模組及其製造方法。 本發明的雷射模組，其特徵包含： 在光射出窗具備光透射構件的被氣密密封的包封； 配置於前述包封內部的一個或複數個半導體雷射元件

配置於前述包封外部的光纖；以及 使由前述半導體雷射元件射出的雷射束聚光於該光透 射構件的外面上之配置於該包封內部的聚光光學系， 該光纖的入射端係被密著固定於該光透射構件的外面 的該雷射束所聚光的位置。 此外，在該光透射構件附有決定使該雷射束聚光的位 置用的標識器（marker)較佳。光透射構件若爲前述雷射束可 透射的構件的話佳，爲圓形平板、平行平板、透鏡、楔形 200417100 等的任何形狀均可。 此外，此處[密著固定]係指包含密著接著固定的狀態與 可拆卸地密著保持固定的狀態。 本發明適合於在前述半導體雷射元件的振盪波長爲 350nm〜500nm的雷射模組。具體上可舉出由GaN系半導體 構成者。 前述光纖的入射端被***套圈（ferrule)，令前述包封爲 具備與前述套圈嵌合的裝設器者也可以。

包封爲內部以惰性氣體充滿者較佳，對於該惰性氣體 以混入有lppm以上的濃度的氧、鹵素族氣體及/或鹵素化 合物氣體更佳。即第一包封的內部環境爲（1 )、惰性氣體與 1 ppm以上的濃度的氧的混合氣體，（2)、惰性氣體與鹵素族 氣體以及鹵素化合物氣體之中至少任一方的氣體的混合氣 體，（3)、惰性氣體與lppm以上的濃度的氧與鹵素族氣體 以及鹵素化合物氣體之中至少任一方的氣體的混合氣體的 任一種更佳。

而且，包封係使用無助焊劑（flux-free)焊錫或不含Si 系有機物的接著劑，或藉由融著或熔接氣密密封較佳。 半導體雷射元件爲排列成陣列狀的複數個單空穴 (single cavity)半導體雷射元件、一個多空穴（multi cavity) 半導體雷射元件、排列成陣列狀的複數個多空穴半導體雷 射元件以及單空穴半導體雷射元件與多空穴半導體雷射元 件的組合之中的任一個較佳。 本發明的雷射模組的製造方法係具備：一個或複數個半 200417100 導體雷射元件、光纖、聚集由前述半導體雷射元件射出的 雷射束’使其結合於前述光纖的入射端的聚光光學系而成 ’其特徵爲：於在一壁面具有具備透射前述雷射束的光透射 構件的光射出窗之可氣密密封的包封內部，使前述雷射束 聚光於前述光透射構件的外面上而配置前述半導體雷射元 件與前述聚光光學系， 脫氣處理前述包封的內部， 該脫氣處理後氣密密封前述包封，

然後使前述雷射束光學地結合於前述光纖的入射端而 密著固定該光纖的入射端於前述光透射構件的前述外面。 【實施方式】 以下使用圖面詳細地說明本發明的實施形態。

針對依照本發明的第一實施形態的雷射模組來說明。 第1圖以及第2圖是顯示該雷射模組的槪略形狀的俯視圖 以及側剖面圖。而且，第3圖（a)以及（b)是包封的光射出窗 1 6以及光透射構件1 5的部分的一部分擴大側剖面圖以及前 視圖。 依照本實施形態的雷射模組如第1圖以及第2圖所示 ，排列固定於由銅或銅合金構成的熱塊（放熱塊）1 0上的一 例係八個GaN系半導體雷射LD1〜8與平行光管透鏡陣列 (collimator lens array)ll與聚光透鏡12係被收容於具有具 備光透射構件1 5的光射出窗1 6的包封40內，一條光纖1 3 在包封40的外部以按壓其入射端的方式密著固定於光透射 構件1 5而成。 -10- 200417100 此外，此第1圖以及第2圖係顯示本實施 模組的基本構成，平行光管透鏡陣列1 1以及黃 的形狀係槪略地顯示。而且爲了避免圖的繁雜化 半導體雷射元件之中僅配置於兩端的元件LD 1 I 加符號，而且雷射束B1〜B8之中僅B1以及B8 此外，GaN系半導體雷射LD1〜8爲將固設於例； 成的輔助支架上者安裝於熱塊10也可以。 由這些GaN系半導體雷射元件LD1〜8在發 射出的雷射束B 1〜8係分別藉由透鏡陣列1 1平行 被作成平行光的雷射束B1〜8被聚光透鏡1 第3圖（a)所示被調芯以在光透射構件15的外面 。使光纖13其光入射端被***套圈20，光纖1 端在光透射構件1 5的外面1 5 a上與雷射束收斂 每一套圈20密著於光透射構件1 5。在本例中藉 1 1以及聚光透鏡12構成有聚光光學系，藉由此 與光纖13構成有合波光學系。即藉由聚光透鏡 被聚光的雷射束B 1〜8入射到此光纖1 3的核心 內傳播，合波成一條雷射束B，由光纖13的未 端面射出。光纖1 3除了被***套圈2 0的部分 線1 3 a係藉由樹脂層1 3 b被覆而成。 此外，光纖13爲階梯指示（step index)型者 (graded index)型者以及這些型的複合型者均可適 在包封40的底面固定有基座板42，在此基 頂面安裝有熱塊1 0，而且在此熱塊1 0固定有保 形態的雷射 I光透鏡1 2 丨，GaN系 乂及LD8附 附加符號。 ：! 口由A1N構 散光狀態下 ί光化。 2聚光，如 1 5 a上收斂 3的光入射 位置一致而 由透鏡陣列 聚光光學系 12如上述 ，在光纖13 圖示的射出 外，光纖芯 、分級指不 用。 座板4 2的 持透鏡陣列 -11 - 200417100 1 1的平行光管透鏡保持器44。再者，在基座扳42的頂面 固定有保持聚光透鏡1 2的聚光透鏡保持器4 5。而且，供給 驅動電流給GaN系半導體雷射元件LD1〜8的配線類47係 透過形成於與配設有包封4 0的光射出窗1 6的壁面面對的 橫壁面的開口被拉出到包封外。

配設於包封4 0的光射出窗1 6係例如$ 6 m m的圓孔， 該射出窗16所具備的光透射構件15係由01〇mm的石英玻 璃或藍寶石構成的圓盤狀構件，以覆蓋窗16的方式安裝。 包封40被全面實施鍍金，在光透射構件15的包封內側面 或內外兩面施以AR塗佈。而且，光透射構件1 5的周緣1mm 的部分被進行金屬噴鍍（metallize)，藉由焊錫18安裝於包 封4 0。此外，光透射構件1 5不限於圓盤狀構件，爲平行平 板、透鏡、楔形等的任何形狀均可。 第3圖（b)是由同圖（a)的箭頭P方向看光纖13固定前 的包封的壁面的前視圖。如第3圖（b)所示，在光透射構件 15附加有標識器（maker)19。

此標識器1 9係在光透射構件1 5的外面1 5 a上藉由蝕 刻（e t c h i n g)形成。前述的雷射束的調芯係以此標識器1 9爲 基準，可使用CCD照相機調整而進行。· 其次，針對本實施形態的雷射模組的製造方法來說明 在包封40的頂面開放的狀態下，以覆蓋窗1 6的方式 藉由焊錫1 8固定光透射構件1 5於包封4 0的壁面而密封窗 16 ° 200417100 設置半導體雷射元件LD1〜8、平行光管透鏡陣列1 1以 及聚光透鏡1 2於包封內部。此時藉由CCD照相機，以光 透射構件1 5的外面i 5 a上的標識器丨9爲基準進行調整透 鏡陣列1 1以及聚光透鏡1 2，使由複數個半導體雷射元件 LD1〜8發出的雷射束B1〜B8聚光於光透射構件15的外面15a 上的預定的位置0，使用無助焊劑焊錫或不含Si系有機物 的接著劑’或藉由融著或熔接固定。此外，標識器19爲直 徑與纖維的核心徑同等或比其稍大的孔徑均可。 此外，在安裝此光透射構件1 5前調芯透鏡陣列1 1以 及聚光透鏡12，然後調芯光透射構件15以固定於包封40 也可以。 然後，爲了除去成爲使雷射的長期可靠度降低的原因 之包封內部的揮發成份，將包封40放入脫氣處理裝置，在 氮環境中加熱到9 進行脫氣處理。環境氣體爲氮以外的 例如氧、惰性氣體等或這些元素的混合氣體均可，減壓也 可以。脫氣處理後，在包封40頂面配設蓋4 1，使用無助焊 劑焊錫或不含S i系有機物的接著劑，或藉由融著或熔接密 封。 然後，藉由將光纖1 3的入射端推到光透射構件1 5使 其密著，排除外氣使光纖1 3的入射端不被污染。在此狀態 下藉由機械的保持、接著、焊錫固定等進行固定。再者爲 了求長期的可靠度，使用無助焊劑焊錫或不含S i系有機物 的接著劑，或藉由融著或溶接進行固定。在包封的光透射 構件1 5於光纖前端不接觸的位置在接近光纖1 3的狀態下 200417100 調芯後，將光纖前端推到光透射構件1 5的外面1 5 a而固定 ，使來自包封內部的雷射束B有效地入射到纖維核心。 如此，如果依照本發明的雷射模組的製造方法，因可 在光纖被安裝於包封前進行包封內的脫氣處理，故在包封 內的脫氣處理中無因來自光纖的樹脂皮膜的脫氣使包封內 被污染之虞。

此外，如第4圖顯示雷射模組的其他實施形態的一部 分擴大側剖面圖，以覆蓋安裝於包封40的窗1 6的光透射 構件 15的方式安裝有與套圈20嵌合的裝設器（插座 ••receptacle)25也可以。插座25預先裝設於包封40也可以 ，且在包封40的密封後安裝也可以。安裝係使用焊錫1 8 以密封包封內而進行。藉由具備插座25，可使裝設於光纖 13的包封40更簡便。此外如第4圖所示，在插座25嵌入 套圈2 0使光纖1 3的前端密著於光透射構件1 5的外面1 5 a 後，以焊錫4 2固定套圈2 0與插座2 5。此外，套圈2 0可使 用由氧化锆陶瓷、金屬、玻璃等形成者。 如第5圖顯示再其他實施形態的一部分擴大側剖面圖 ，使套圈2 0的端面2 0 a在推到光透射構件1 5 ’的面1 5 a ’時 不包含空氣而使用球面硏磨者較佳。如此，藉由將光纖的 前端推到光透射構件1 5 ’的外面15a’使其密著，以排除外氣 使入射端不被污染。而且，光透射構件1 5 ’使用具有如第5 圖所示的凸面的玻璃，若在該凸面15 a’使光纖13前端推到 Y方向，則可藉由密著時一邊有效地排除空氣一邊使其密

-14- 200417100 而且，再顯示其他實施形態的一部分擴大側剖面圖於 第6圖。第6圖所示的實施形態的雷射模組因與第4圖一 樣包封40具備插座25，再者在套圈20具備與插座25嵌合 的連接器4 5。取代使用焊錫固定插座2 5與套圈2 0，使連 接器45與插座25嵌合，使套圈20嵌著於插座25。連接器 45具備彈簧46，由套圏20的後端側按壓套圏20於光透射 構件1 5側。由於不使用焊錫，光纖1 3的安裝以及拆卸非 常簡便。 此外，塡充於包封4 0的氣體主要以由惰性氣體構成者 較佳。惰性氣體可舉出氮、稀有氣體等。而且，由惰性氣 體與lppm以上的氧、鹵素族氣體以及鹵素化合物氣體的至 少一種類以上構成的混合氣體也可以，例如使用與大氣相 同比率的氮、氧混合氣體的淸淨空氣也可以。 若在密封環境中包含lppm以上的濃度的氧，則可更有 效地抑制雷射模組的劣化。得到這種劣化抑制效果的提高 係密封環境中所含有的氧氧化分解藉由碳氫成份的光分解 所產生的固態物。 鹵素族氣體係指氯氣（Cl2)、氟氣（F2)等的鹵素氣體，鹵 素化合物氣體係指含有氯原子（C1)、溴原子（Br)、碘原子（I) 、氟原子（F)等的鹵素原子的氣體狀的化合物。 鹵素化合物氣體可舉出CF3C1、CF2C12、CFC13、CF3Bi: 、CC14、CC14_02、C2F4C12、Cl-H2、CF3Br、PC13、CF4、SF6 、NF3、XeF2、C3F8、CHF3 等，惟氟或氯與碳（C)、·(Ν)、 硫（S )、氣（X e)的化合物較佳，含有氟原子的特佳。 200417100 鹵素系氣體.即使微量也能發揮劣化抑制效果，而爲了 獲得顯著的劣化抑制效果，令鹵素系氣體的含有濃度爲 1 ppm以上較佳。獲得這種劣化抑制效果乃係密封環境中所 含有的鹵素系氣體分解藉由有機矽化合物氣體的光分解所 產生的沉積物。

而且，包封內部中的透鏡陣列1 1以及聚光透鏡1 2的 固定、包封的密封形態如上述係使用無助焊劑焊錫或不含 Si系有機物的接著劑，或藉由以融著或熔接固定或密封可 更防止集塵。 不含Si系有機物的接著劑例如可舉出日本特開200 1 -1 77 1 66號公報所記載的脂環式環氧化合物、具有氮雜環丁 基的化合物以及含有觸媒量的？鹽（onium salt)光反應引發 劑之接著性組成物，由不包含有機矽烷偶合劑的接著性組 成物構成者。 而且，無助焊劑焊錫例如可舉出Sn-Pb、Sn-In、Sn-Pb-In 、Au-Sn、Ag-Sn、Sn-Ag-In等。包含於通常的焊錫材的助

焊劑係成爲污染的要因，但若使用無助焊劑的焊錫則無產 生污染物質之虞。此外，考慮環境使用無鉛焊錫較佳。 溶接可利用市面上販售的縫熔接機（s e a m w e 1 d e r )例如 日本Avionics公司製的縫熔接機來進行。具體上可在包封 放置蓋，藉由在包封的蓋與框體的邊界部以縫熔接機施加 高電壓，進行包封的熔接密封。而且，融著可使用市面上 販售的融著機例如FITEL S-2000來進行。 其次，在上述實施形態中使用的半導體雷射元件的一 -16- 200417100 例針對GaN系半導體雷射元件的製造方法來說明。第7圖 是顯示GaN系半導體雷射元件的製程的剖面圖。 如第7圖（a)所示藉由有機金屬氣相成長法，使用三甲 基鎵（TMG)與氨於成長用原料，^型摻質（dopant)氣體使用 矽烷氣體，p型摻質使用環戊二烯基鎂（Cp2Mg)，在（〇〇〇i)C 面藍寶石基板121上在溫度500°C以20nm左右的膜厚形成 GaN緩衝層122。接著，令溫度爲1 050°C使GaN層133成 長2//m左右。在其上形成$丨02膜124，塗佈光阻（resist)125 後使用通常的微影（lithography)，藉由在 [式1] <1 100> 方向除去3//m寬的3丨02膜124,形成寬度7/zm左右的Si02 膜124的線部，形成1〇 # m左右的周期的線與空間（iine and space)之圖案（pattern)。 其次，如第7圖（b)所示，藉由以光阻125與Si02膜124 爲遮罩（mask)，利用氯系的氣體乾式蝕刻（dry etching)緩衝 層122與GaN層123，除去到藍寶石基板121頂面爲止後 ，除去光阻125與Si 02膜124。此時藍寶石基板121被稍 微蝕刻也可以。 其次，如第7圖（c)所示，使GaN層126選擇成長2〇//m 左右。此時藉由橫方向的成長，最終條紋（stripe)會合爲一 體，表面會平坦化。在此時點，在由緩衝層122與GaN層 1 2 3構成的層的線部上部發生貫通差排，但在其線部間的 GaN層126，貫通差排不發生。 -17- 200417100 其次，在GaN層126上形成3丨〇2膜127，如第7圖（d) 所示，除去3 μ m左右的位於前述緩衝層122與GaN層123 所剩餘的線部間的空間部的中央的S i02膜1 27。 其次，如第7圖（e)所示令成長溫度爲l〇50°C，使GaN 層128選擇成長20/zm左右。此時藉由橫方向的成長，最 終條紋會合爲一體，表面會平坦化。 其次，在GaN層128上形成Si02膜129，如第7圖（f) 所示，除去寬度3//m左右的位於剩餘的Si02膜127中央 的Si02膜129,在其上令成長溫度爲1050 °C，使GaN層130 選擇成長20//m左右。。 最後，如第7圖（g)所示，在如上述作成的GaN基板上 使η-GaN層131成長100〜200//m左右後，由藍寶石基板除 去到GaN層130,令η-GaN層131爲第8圖所示的η型GaN 基板1 4 1。第8圖係說明半導體雷射元件的層構成用的劈開 前的晶圓的一部分的剖面圖。 其次，如第8圖所示，在如上述製作的η型GaN基板 141上疊層n-GaN緩衝層142、150對的n-AU^GauA (2.5nm)/GaN(2.5nm)超晶格包覆（clad)層 143、η-GaN 光導 波層 144、n-In。三 重量子井活性層 145、p-AlG.2GaQ.8N 載子塊（carrier block) 層 146、p-GaN 光導波層 147、150 對的 P-AVMGaQ.wN (2.5nm)/GaN(2.5nm)超晶格包覆層 1 4 8、p - G aN 接觸層 1 4 9 。其中P型的雜質係使用Mg。爲了此Mg的活化，使用在 成長後氮環境中熱處理，或在富氮環境實施成長的任一方 -18- 200417100 法均可。

其次’製作橫單模式（s i n g 1 e m 〇 d e )半導體雷射的情形爲 了形成橫模式爲成爲單一的條紋區域，以1 〇〇〜5 00 # m間距 形成具有寬度1〜3//m的條紋狀開口的Si〇2遮幕（mask)i5〇 ’作成橫多模式（multi m〇de)的寬廣半導體雷射的情形係以 100〜5 00 /zm間距形成具有寬度數的條紋狀開口 的Si02罩幕150。由具有數#111〜50//111的寬度之條紋區域 的橫多模式的寬廣半導體雷射得到數百〜200 OmW左右的輸 出。 其次’以覆蓋條紋狀的開口的方式形成由Ni/Au構成 的條紋狀的P電極151。其次硏磨基板141形成由Ti/Au構 成的η電極1 5 2，在劈開形成的共振器面進行高反射塗佈、 低反射塗佈，然後更進一步劈開，使具有所希望的數目的 空穴、共振器長的半導體雷射元件LD完成。

對於作爲多空穴半導體雷射元件的情形共振器長 100〜1 5 00 // m，較佳爲400 # m，劈開以使發光點排列方向 的長度例如爲1 c m，在空穴面進行高反射、低反射塗佈， 例如使具有2 0個空穴的條狀的元件完成。此外，形成多空 穴的情形係依照必要的空穴數以發光點排列方向的元件寬 實施劈開，形成元件。 形成單空穴的半導體雷射元件的情形係以與條紋區域 的形成間距同等的1 〇〇〜5 00 // m間距劈開，當作具有單空穴 的共振器長400//1^的元件。 此外’在本發明的雷射模組中收容於包封內的半導體 -19- 200417100 雷射元件的形態除了配置上述實施形態所示的分離的單空 穴晶片成陣列狀外，爲一個多空穴半導體雷射元件（LD條） 、配置複數個多空穴半導體雷射元件成陣列狀者，或者單 空穴半導體雷射元件與多空穴半導體雷射元件的組合等也 可以。 第9圖是顯示本發明的第二實施形態的雷射模組的俯 視圖。

依照本實施形態的雷射模組係排列固定於熱塊70上的 5個晶片狀態的單空穴GaN系半導體雷射元件LD 1 1〜1 5與 聚光透鏡陣列72被收容於具有具備光透射構件85的光射 出窗8 6的包封8 0內，以5條光纖7 3在包封8 0的外部按 壓其入射端於光透射構件8 5的方式密著固定而成。此雷射 模組係纖維陣列（fiber array)型的雷射模組，使由半導體雷 射元件射出的雷射束結合於各自不同的光纖。

由GaN系半導體雷射元件LD1 1〜15在發散光狀態下射 出的雷射束B11〜15係分別藉由構成聚光透鏡陣列72的各 聚光透鏡聚光，分別收斂於光透射構件8 5的外面上的不同 位置。5條光纖73其前端被***多纖維套圈90，入射端密 著固定在各雷射束B11〜15的收斂位置。各雷射束B11〜15 結合於各自不同的光纖73，由各光纖73的未圖示的射出端 射出。 在本實施形態的雷射模組中包封8 0在脫氣處理後被氣 密密封，各構件的固定以及包封密封係使用無助焊劑焊錫 或不含S i系有機物的接著劑，或藉由融著或熔接進行。因 -20- 200417100 此，在包封8 0內部中集麈於光密度高的半導體雷射元件的 光射出端面被抑制，而且光透射構件8 5的包封內側面因不 爲雷射束的聚光點，故光密度低該面中的集塵效果被抑制 。而且，光纖7 3的入射端因密著於光透射構件8 5，故無接 觸於大氣不會被污染。雷射模組整體因集麈效果被抑制， 故可提高光輸出，而且可得到高的可靠度。 第1 〇圖是顯示本發明的第三實施形態的雷射模組的俯 視圖。

本實施形態的雷射模組係在內部具備GaN系半導體雷 射元件LD，被氣密密封的CAN包封110與聚光透鏡12被 收容於具有具備光透射構件1 5的光射出窗1 6之包封4 0內 ，以一條光纖1 3在包封40的外部按壓其入射端於光透射 構件1 5的方式密著固定而成。其中對於與第一實施形態的 雷射模組同等的要素附加相同符號省略詳細的說明。

CAN包封110、聚光透鏡12係使由半導體雷射元件LD 射出的雷射束B藉由聚光透鏡1 2在光透射構件1 5的外面 15a上收斂而配置固定於基座板105上的各固定構件。針對 各個固定使用無助焊劑焊錫或不含Si系有機物的接著劑。 此外藉由融著或熔接固定也可以。 在本實施形態中半導體雷射元件LD係具備於CAN包 封110中。CAN包封係爲了除去內部的揮發成份在實施脫 氣處理後被氣密密封。半導體雷射元件LD係具備於被脫氣 處理氣密密封的CAN包封1 10內，在CAN包封1 10的脫 氣處理時，因無配置光纖1 3於脫氣處理裝置內，故不會受 -21- 200417100 到由來自光纖1 3的樹脂皮膜的脫氣所造成的影響。再者， 因此CAN包封1 10係具備於被氣密密封的包封40的內部 ，故..可更抑制集塵效果，雷射模組整體因集塵效果被抑制 ，故可提高光輸出，而且可得到高的可靠度。特別是對於 具備像藉由上述製造方法製造的GaN系半導體雷射元件的 振盪波長400nm波段的高輸出半導體雷射元件的情形因集 塵效果顯著，故如本實施形態以包封雙重內包半導體雷射 元件的構造之效果大。 此外，收容於包封內的半導體雷射元件的形態除了配 置上述實施形態所示的分離的單空穴晶片成陣列狀外，爲 一個多空穴半導體雷射元件（LD條）、配置複數個多空穴半 導體雷射元件成陣列狀者，或者單空穴半導體雷射元件與 多空穴半導體雷射元件的組合等也可以。 【發明的功效】 如果依照本發明的雷射模組，因半導體雷射元件與聚 光光學系具備於一個包封內被密封，光纖被固著於包封外 側，故可在光纖裝設前進行包封內的脫氣處理，來自光纖 的被覆的脫氣所造成的包封內的污染不發生。而且，因使 光纖與窗密著，故光纖的光入射端面不接觸大氣，可防止 污染物質的附著於該光纖的入射端面。而且，因在光透射 構件的外面上聚集雷射束，故可抑制光透射構件的包封內 側的面中的光密度，即使在該構件的包封內部殘存污染物 質的情形，這些也能抑制光透射構件的內面附近中的有機 物的分解能力，故可抑制在該內面附著污染物質。即如果 -22- 200417100 依照本發明的雷射模組因可抑制污染物質的附著即集塵效 果，故可提高光輸出，而且可得到高的可靠度。 若在光透射構件附有決定使雷射束聚光的位置用的標 識器，則一邊以C CD照相機等觀測標識器，一邊以該標識 器爲基準可調芯雷射束，故調芯容易。而且自動調芯也可 能。 此外，特別是半導體雷射元件爲射出3 5 0nm〜500iim的 波長的情形，因能量高，集塵效果大，故適用本發明以防 止污染物質的附著有效。而且，在將來自複數個半導體雷 射元件或多空穴半導體雷射元件的複數雷射光合波於一條 纖維的雷射模組中，因纖維端面上的光強度非常高，故污 染物質的附著防止的效果顯著。 若具備光纖的入射端被***套圈，包封與套圈嵌合的 裝設器，則光纖的裝設容易，操作性提高。 在本發明的雷射模組的製造方法中，因在固著光纖於 包封前進行包封內的脫氣處理，故來自光纖的被膜的氣體 所造成的污染不發生。而且，因最後固定光纖於包封的外 側，故到包封密封爲止的製程無需處理光纖，故模組的製 造簡便。 【圖式簡單說明】 第1圖是顯示依照本發明的第一實施形態的雷射模組 的槪略構成的俯視圖。 第2圖是依照第一實施形態的雷射模組的側視圖。 第3圖是雷射模組的包封的一部分擴大側剖面圖。 -23- 200417100 第4圖是依照其他實施形態的雷射模組_的一部分擴大 側剖面圖。 .第5圖是說明依照其他實施形態的雷射模組的製作方 法用的一部分擴大側剖面圖。 第6圖是依照其他實施形態的雷射模組的一部分擴大 俯視圖。 第7圖是顯示GaN系半導體雷射元件的基板製作方法 的剖面圖。 第8圖是顯示GaN系半導體雷射元件的層構成用的剖 面圖。 第9圖是顯示依照本發明的第二實施形態的雷射模組 的槪略構成的俯視圖。 第1 〇圖是顯示依照本發明的第三實施形態的雷射模組 的槪略構成的俯視圖。 【符號說明】 10、70:熱塊 1 1 :透鏡陣列 1 2 :聚光透鏡 1 3 :·光纖 1 3 a :光纖芯線 13b:樹脂被膜 15、85··光透過構件 1 5 a :外面 1 6 :光射出窗 -24- 200417100 1 8 :焊錫 1 9 :標識器 20:套圈 25 :插座 40 ^ 80: 包封 4 1:蓋 42 ^ 105: 基座板 44:平行光管透鏡保持器 4 5 :聚光透鏡保持器 47:配線類 7 3 :光纖 90:多纖維套圈 1 1 0: CAN 包封 1 2 1 :藍寶石基板 122: GaN緩衝層 123 、 126 、 130 、 133: GaN 層 124、127、129: Si02 膜 1 2 5 :光阻 1 3 1 : η-GaN 層 141: η型GaN基板 142: GaN緩衝層 143: AlGaN/GaN超晶格包覆層 144: GaN光導波層 145: InGaN/InGaN三重量子井活性層 -25- 200417100 146: AlGaN載子塊層 147: GaN光導波層 148: AlGaN超晶格包覆層 149: GaN接觸層 150: Si02罩幕 1 5 1 : p電極 1 5 2 : η電極 Β、Β1〜Β8:雷射束

LD、LD1〜LD 8:半導體雷射元件

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Claims (1)

1. 200417100 拾、申請專利範圍： 1. 一種雷射模組，其特徵包含： 在光射出窗具備光透射構件的被氣密密封的包封； 配置於該包封內部的一個或複數個半導體雷射元件； 配置於該包封外部的光纖；以及

   使由該半導體雷射元件射出的雷射束聚光於該光透射 構件的外面上之配置於該包封內部的聚光光學系，且 該光纖的入射端係被密著固定於該光透射構件的外面 的該雷射束所聚光的位置。 2. 如申請專利範圍第1項之雷射模組，其中在該光透射構 件附有決定使該雷射束聚光的位置用的標識器。 3 .如申請專利範圍第1項之雷射模組，其中該半導體雷射 元件的振邊波長爲3 5 Onm〜5 OOnm。 4 ·如申請專利範圍第1項之雷射模組，其中該光纖的入射 端被***套圈， 該包封爲具備與該套圈嵌合的裝設器。

   5 ·如申請專利範圍第1項之雷射模組，其中該包封爲內部 以惰性氣體充滿者。 6·如申請專利範圍第5項之雷射模組，其中在該惰性氣'體 混入lppm以上的濃度的氧、鹵素族氣體及/或鹵素化合 物氣體。 7 ·如申請專利範圍第1項之雷射模組，其中該包封係使用 無助焊劑焊錫或不含S i系有機物的接者劑，或藉由融著 或熔接氣密密封。 8 ·如申請專利範圍第1項之雷射模組，其中該半導體雷射 -27- 200417100 元件係排列成陣列狀的複數個單空穴半導體雷射元件、 一個多空穴半導體雷射元件、排列成陣列狀的複數個多 空穴半導體雷射元件，以及單空穴半導體雷射元件與多 空穴半導體雷射元件的組合之中的任一個。 9. 一種雷射模組的製造方法，具備一個或複數個半導體雷 射元件、光纖、聚光由該半導體雷射元件射出的雷射束 使其結合於該光纖的入射端的聚光光學系，其特徵爲： 於一壁面上具有具備透射該雷射束的光透射構件的光 射出窗，在可氣密密封的包封內部，使該雷射束聚光於 該光透射構件的外面上而配置該半導體雷射元件與該聚 光光學系； 脫氣處理該包封的內部； 該脫氣處理後氣密密封該包封； 然後使該雷射束光學地結合於該光纖的入射端而密著 固定該光纖的入射端於該光透射構件的該外面。 -28-