半导体激光模块的制作方法_2

文档序号:9756751阅读:来源:国知局
插通。光纤112具备包覆部112a,但光纤112的插通于玻璃毛细管116的部分将包覆部112a除去。另外,光纤112在入射侧的一部分具备从玻璃毛细管116突出的突出部112b。玻璃毛细管116被光吸收体117覆盖其外周。并且,光吸收体117固定在封装件101。另外,在玻璃毛细管116的激光出射侧配置第2光阻断部118。第2光阻断部118在光吸收体117的激光出射侧与光吸收体117嵌合。在第2光阻断部118的一部分内插松套管115。
[0054]接下来详细说明半导体激光模块100的光纤112近旁的构成。图3是放大图1所示的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、光吸收体的示意截面图。如图3所示那样,光纤112具备:芯部112c、和包层部112d。
[0055]光纤112在玻璃毛细管116中插通。并且,光纤112和玻璃毛细管116以第I固定剂119粘固。玻璃毛细管116在光吸收体117中插通。并且,玻璃毛细管116和光吸收体117以第2固定剂120粘固。
[0056]另外,在光纤112的激光的入射端与玻璃毛细管116间配置第I光阻断部113。
[0057]接下来更详细地说明图1?3所示的半导体激光模块100的各构成要素。为了抑制内部的温度上升,作为筐体的封装件101优选由热传导性良好的材料构成,可以是由各种金属构成的金属构件。另外,封装件101优选如图2所示那样,在配置玻璃毛细管116的区域,底面和设置该半导体激光模块100的面分离。由此,在用螺栓等固定封装件101时,能减低封装件101底面的弯曲的影响。
[0058]LD高度调整板102如上述那样固定在封装件101内,调节半导体激光元件104-1?6的高度,使得半导体激光元件104-1?6所输出的激光的光路不会相互干涉。另外,LD高度调整板102也可以和封装件101构成为一体。
[0059]副底座103-1?6固定在LD高度调整板102上,辅助所载置的半导体激光元件104-1?6的散热。为此,副底座103-1?6优选由热传导性良好的材料构成,可以是由各种金属构成的金属构件。
[0060]半导体激光元件104-1?6是输出的激光的光强度为IW以上、进而1W以上的高输出的半导体激光元件。在本实施方式中,半导体激光元件104-1?6所输出的激光的光强度例如为11W。另外,半导体激光元件104-1?6例如输出900nm?100nm的波长的激光。另外,半导体激光元件104-1?6可以如实施方式所涉及的半导体激光模块100那样是多个,但也可以是I个,其数量并没有特别限定。
[0061 ]引线管脚15经由未图示的接合线向半导体激光元件104-1?6提供电力。提供的电力可以是恒定的电压,但也可以是调制电压。
[0062]第I透镜106-1?6例如是焦距0.3mm的柱面透镜(cylindrical lens)。第I透镜106-1?6配置在使对应的I个半导体激光元件的输出光成为与铅直方向大致平行的光的位置。
[0063]第2透镜107-1?6例如是焦距5mm的柱面透镜。第2透镜107-1?6配置在使半导体激光元件的输出光成为与水平方向大致平行的光的位置。
[0064]反射镜108-1?6可以是具备各种金属膜或电介质膜的反射镜,在半导体激光元件104-1?6所输出的激光的波长下,反射率越高越优选。另外,反射镜108-1?6能对反射方向进行微调整,使得对应的I个半导体激光元件的激光与光纤112合适地进行耦合。
[0065]第3透镜109和第4透镜111例如分别是焦距12mm、5mm的曲率相互正交的柱面透镜,将半导体激光元件104-1?6输出的激光聚光,与光纤112合适地进行耦合。第3透镜109和第4透镜111调整相对于光纤112的位置,使得例如半导体激光元件104-1?6输出的激光向光纤112的耦合效率成为85%以上。
[0066]滤光器110例如是对波长1060]11]1?1080111]1的光进行反射、透过900111]1?1000111]1的光的低通滤波器。其结果,滤光器110透过半导体激光元件104-1?6输出的激光,并防止波长1060nm?1080nm的光从外部照射到半导体激光元件104-1?6。另外,滤光器110相对于激光的光轴带角度地配置,使得在滤光器110些许反射的半导体激光元件104-1?6的输出激光不会返回到半导体激光元件104-1?6。
[0067]光纤112例如可以是芯直径105口111、包层直径12541]1的多模光纤,但也可以是单模光纤。光纤112的NA例如可以是0.15?0.22。
[0068]第I光阻断部113是具备缺口部的矩形的板状构件,在缺口部插通光纤112的突出部112b,光纤112的前端从第I光阻断部113突出。图4是放大图1所示的半导体激光模块的第I光阻断部的示意局部剖视图。如图4所示那样,第I光阻断部113配置在光纤112的突出部112b的外周,且第I光阻断部113和光纤112分离。
[0069]另外,通过如此将第I光阻断部113和光纤112分离设置,能抑制热从第I光阻断部113传递到光纤112,能抑制后述的第I固定剂119的温度上升。
[0070]另外,通过光纤112的前端从第I光阻断部113突出到激光的输入侧地设置第I光阻断部113,能抑制从第I光阻断部113与光纤112间泄漏非耦合光,能可靠地阻断未与光纤112耦合的非耦合光。
[0071]保护罩114被插通光纤112,防止光纤112的弯曲所带来的损伤。保护罩114可以是金属制的保护罩,但材料并没有特别的限定,也可以是橡胶或各种树脂、塑料等。
[0072]松套管115被插通光纤112,防止光纤112的弯曲所带来的损伤。进而,松套管115也可以构成为和光纤112粘固,其结果,在对光纤112在长度方向上施加牵拉力的情况下防止光纤112的位置出现偏离。
[0073]玻璃毛细管116是具备贯通孔的圆管状的玻璃毛细管。并且玻璃毛细管116在贯通孔中插通光纤112,玻璃毛细管116的贯通孔的内壁、和光纤112的包层部112d以第I固定剂119粘固。玻璃毛细管116在半导体激光元件104-1?6输出的激光的波长下具有光透过性,例如优选由在该波长下透过率为90%以上的材料构成。玻璃毛细管116的折射率优选等于或高于光纤112的包层部112d的折射率,例如玻璃毛细管116的折射率相对于光纤112的包层部112d的相对折射率差为0.1%以上10%以下。另外,玻璃毛细管116也可以在光出射侧具备为了易于插通光纤112而设的锥形部。
[0074]光吸收体117配置在玻璃毛细管116的外周,和玻璃毛细管116以第2固定剂120粘固。并且光吸收体117在半导体激光元件104-1?6输出的激光的波长下具有光吸收性,例如在该波长下吸收率为30 %以上,优选为70 %以上。其结果,光吸收体117吸收透过玻璃毛细管116的激光。另外,光吸收体117为了将因光吸收而产生的热散热而优选由热传导性良好的材料构成,例如优选由如下构件构成:含Cu、N1、不锈钢或Fe的金属构件;具备含N1、Cr、Ti的金属或含C的表面镀层的构件;含AlN或Al2O3的陶瓷构件;或者具备含AlN或Al2O3的覆盖表面的陶瓷层的构件。另外,光吸收体117为了将因光吸收而产生的热散热,优选经由未图示的易导热体与封装件101连接。易导热体优选由热传导率0.5W/mK以上的材料构成,例如由焊料或热传导性粘接剂构成。
[0075]第2光阻断部118与光吸收体117连接,进而被光纤112插通。其结果,第2光阻断部118防止透过玻璃毛细管116、从玻璃毛细管116的出射侧的端面放出的光向半导体激光模块100的外部出射。为此,第2光阻断部118优选不会因被照射的光而损伤,例如优选具有含
01、附、不锈钢或?6的金属构件;具备含附、0、11等的表面镀层的构件;或者具备电介质多层膜的构件。另外,第2光阻断部118的玻璃毛细管116侧的面优选具有倾斜或曲率,使得入射到该面的光向远离光纤112的方向反射。
[0076]另外,也可以在被第2光阻断部118、光吸收体117和玻璃毛细管116包围的空间填充第I固定剂119、第2固定剂120、其他的UV固化树脂、硅等。
[0077]第I固定剂119和第2固定剂120可以是同一材料,但也可以是不同的材料,例如由环氧树脂、氨基甲酸酯系的树脂等的UV固化树脂构成。第I固定剂119的折射率优选在25°C下等于或高于光纤112的包层部112d的折射率,进一步优选在半导体激光模块100的使用温度区域(例如15°C?100°C)等于或高于光纤112的包层部112d的折射率。第2固定剂120的折射率优选在25°C下等于或高于玻璃毛细管116的折射率,进一步优选在半导体激光模块100的使用温度区域(例如15°C?100°C)等于或高于玻璃毛细管116的折射率。另外,第I固定剂119以及第2固定剂120的折射率可以是大致等于玻璃毛细管116的折射率且高于光纤112的包层部112d的折射率的构成。第I固定剂119以及第2固定剂120的折射率例如相对于玻璃毛细管116的相对折射率差为0%以上10%以下。另外,第I固定剂119和第2固定剂120优选在与光纤112的长度方向正交的面上的厚度为Ιμπι以上800μπι以下。另外,UV固化树脂已知例如能通过含有氟来低折射率化,能通过含有硫来高折射率化,能通过调整提高折射率的材料、或降低折射率的材料的含有量来调整折射率。
[0078]接下来说明本实施方式所涉及的半导体激光模块100的动作。带高低差地配置的各半导体激光元件104-1?6从引线管脚105被提供电力,输出激光。输出的各激光分别通过第I透镜106-1?6以及第2透镜107-1?6而成为大致平行光。接下来,各激光通过配置在对应的高度的I个反射镜108-1?6而反射向光纤112的方向。然后,各激光通过第3透镜109以及第4透镜111而聚光,并与光纤112耦合。与光纤112耦合的激光通过光纤112而导波到半导体激光模块100的外部并输出。半导体激光模块100用半导体激光元件104-1?6以及反射镜108-1?6的高低差来防止在激光中出现不必要的损耗。另外,在本实施方式中,若各半导体激光元件104-1?6的输出光的光强度分别为11W,耦合效率为85%,则半导体激光模块
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