光纤的固定结构和半导体激光模块的制作方法_2

文档序号:9138853阅读:来源:国知局
通过焊料等固定有半导体激光器基座5。半导体激光器基座5是在上部固定有半导体激光器7的部件。作为半导体激光器基座5,例如可以使用A1N、Cuff, Cu、Si等,此外,半导体激光器7可以发出所希望的波长的激光,例如可以使用InP激光器、GaAs激光器、GaAsAl激光器等。
[0047]在基体3上通过焊料或粘接剂等固定有光纤固定基座9,使其与半导体激光器基座5排列设置。作为光纤固定基座9,例如可以使用硼硅酸玻璃或石英玻璃等的玻璃材料、或者A1N、CuW、A1203等。另外,也可以如图1中的(b)所示,光纤固定基座9相对于基体3一体构成。此外,也可以如图2所示,半导体激光器基座5与光纤固定基座9 一体构成。在该情况下,一体化的基座通过焊料等被固定在基体3上。此处,如图2所示,在半导体激光器基座5与光纤固定基座9 一体构成的情况下,基体3未必是必须的。另外,在下面的说明中,对光纤固定基座9与基体3分开构成并在基体3上接合的例子进行说明。
[0048]在光纤固定基座9的上面通过粘接剂11固定光纤13。作为粘接剂11,例如可以使用UV固化类、热固化类、UV固化+热固化类、常温放置固化类等。在该状态下,光纤13与半导体激光器7光学耦合。另外,作为用于固定光纤13的固定部件,也可以使用焊料而不是粘接剂11。在该情况下,作为焊料材,例如可以使用AuSn、SnAgCu、SnBi等。另外,在下面的说明中,对将粘接剂11用作固定部件且粘接剂11固化收缩的例子进行说明,但是在使用焊料的情况下,对于焊料的凝固收缩也能够获得相同的效果。
[0049]光纤13与半导体激光器7间的调芯,例如在使光从半导体激光器7入射至光纤13的状态下,使光纤13相对于半导体激光器7相对移动来进行。通过夹紧光纤13的柄(未图示)使光纤13移动。进行定位,使通过与光纤13连接的光检测器所检测的光强度达到最大,在检测到规定以上强度的状态下结束定位操作。在该状态下,通过对粘接剂11照射热量或紫外线等,使粘接剂11固化。由此,光纤13被固定在光纤固定基座9上适当的位置。
[0050]图3是表示光纤固定结构10的示意图,图3中的(a)为主视图,图3中的(b)为图3中的(a)的A部放大图。在光纤固定基座9上,沿被固定的光纤13的轴向设置有沟槽15。沟槽15向上方开口。光纤13沿沟槽15配置在沟槽15的内部。
[0051]光纤13通过粘接剂11固定在沟槽15的内面上。此时,沟槽15的彼此相对的内侧面成为光纤13的固定面17。S卩,固定光纤13通过粘接剂11固定在作为沟槽15内侧面的相对的固定面17上。
[0052]此时,如图3中的(b)所示,在光纤13的上下方向上形成有粘接剂11与光纤固定基座9间不粘接的空间部19。即,相对于光纤13被固定的固定方向,在大致垂直的上下方向上设置有空间部19。
[0053]另外,作为光纤13,例如可以使用125 μπι的透镜光纤。此时,沟槽15的宽度(在图3中的(b)的左右方向,光纤13的固定方向的固定面17彼此的间隔)例如设为200 μπι?500 μπι程度。其原因为,若沟槽15的宽度过大,则粘接剂11容易流向下部,有可能填满下方空间;此外,若沟槽15的宽度过窄,则光纤13的调心宽度变窄。
[0054]如图3中的(b)所示,对粘接剂11施加固化时的收缩力。这种力形成为由粘接剂11的表面朝向固定面17方向的力(图中箭头B方向)。在本实施方式中,光纤13向两侧的固定面17方向被拉伸。因此,固定面17方向(左右方向)的力被大致抵消,能够抑制粘接剂11固化收缩时的光纤13向左右方向的错位。另一方面,对于光纤13的上下方向,在上下方向上施加大致相同的力,光纤13不会向一侧方向被拉伸。因此,能够抑制粘接剂11固化收缩时的光纤13在上下方向上的错位。此时,光纤13的上下方向的粘接剂11填补粘接剂11向左右方向(固定面17方向)的收缩。因此,不会对光纤13的表面施加过剩的拉伸力。
[0055]这样,由于仅对相对的固定面17固定光纤13,并对与其垂直的方向设置空间部19,因此在空间部19的方向上,光纤13和光纤固定基座9不会接合。因此,在粘接剂11收缩时,在上下方向及左右方向上产生的应力分别对称,能够抑制光纤13的错位。
[0056]另外,使沟槽15的深度相对于沟槽15的宽度足够深(例如,将深度设为宽度的1.5倍以上)。其原因为,若沟槽15的深度过浅,则粘接剂11流动并附着在沟槽15的底面,难以适当形成空间部19。此外,粘接剂11的粘度例如优选设为10?200Pa/s,更优选为15?100Pa/S。若粘接剂11的粘度过低,粘接剂11容易流向下方。此外,若粘接剂11的粘度过高,则光纤13的调心变得困难。这种粘度的调整例如也可以通过填充料的含量来调整。若含有填充料较多,则能够提高粘度。此外,通过含有填充料,也能够使粘接剂11固化时的收缩量变小。
[0057]此外,如图4中的(a)所示,也可以结构性地抑制粘接剂11向下方流动。光纤固定结构1a中,沟槽15的宽度根据位置而不同。具体地,相对于光纤13与光纤固定基座9间通过粘接剂11来固定的固定部的宽度C(固定面17彼此的间隔),其下方的沟槽宽度D大。即,在固定面17的下部,通过间隔变化部21a形成阶差。这样,通过涂布有粘接剂11的固定面17的下部并非直线而是形成阶差,能够抑制粘接剂11向下方流动。
[0058]图4中的(b)所示的光纤固定结构1b也能够获得这样的效果。光纤固定结构1b中,相对于光纤13与光纤固定基座9间通过粘接剂11来固定的固定部的宽度(固定面17彼此的间隔),其下方的沟槽宽度小。即,在固定面17的下部,通过间隔变化部21b形成有阶差。这样,通过不依赖阶差的形成方向地使间隔变化,能够抑制粘接剂11从固定面17向下方流动。另外,阶差例如优选为0.1mm以上。
[0059]此外,图4中的(C)所示的光纤固定结构1c也能够获得相同的效果。光纤固定结构1c中,固定面17的下部形成为圆形。这种情况下,在固定面17的下部,通过间隔变化部21c也使沟槽的宽度变化。这样,只要在固定面17的下部形成有沟槽15的宽度的变化部,就能够不依赖其方式地抑制粘接剂11从固定面17向下方流动。
[0060]此外,通过对固定面17的粘接剂的粘接面部分或者固定面17的整个表面粗加工为毛玻璃状,使固定面17的表面粗糙度变大,能够提高粘接剂的表面张力效果,能够抑制粘接剂向下方流动。此时,固定面17的表面粗糙度优选为以中心线平均粗糙度(Ra)计为0.8 μ m ?25.0 μ m,更优选为 1.0 μ m ?12.5 μ m。
[0061]以上,根据本实施方式,由于光纤13被固定于相对的一对固定面17,因此在粘接剂11固化收缩时,朝向各固定面17方向的力抵消,能够抑制光纤13向左右方向的错位。此夕卜,由于光纤13在主视观察中左右对称(上下对称)地固定在光纤固定基座9,因此光纤13在从后方被拉伸时,也能够抑制在光纤13的前端产生上下左右的旋转方向的偏移。
[0062]此外,在光纤13的上下方向设置有空间部19,伴随粘接剂11收缩的拉伸力在上下方向对称。因此,也能够抑制光纤13在上下方向上的错位。此时,由于空间部19中的粘接剂11的表面填补粘接剂11的收缩,因此不会对光纤13表面或基座的固定面17附近施加过剩的拉伸力。因此,能够防止光纤13表面或基座的固定面17附近发生龟裂等。
[0063]尤其是通过使深度相对于沟槽15的宽度足够深,能够防止粘接剂11向下方流动,到达沟槽15的底面填满空间部19。此外,如果将粘接剂11的粘度设置在适当范围内,则能够更切实地确保空间部19。进一步地,通过在沟槽15的粘接剂11的固定部的下方形成间隔变化部,能够切实地防止粘接剂11向下方的流出。
[0064]接着,对其他实施方式进行说明。图5是表示第二实施方式的半导体激光模块Ia的图。另外,在以下的说明中,对于实现与半导体激光模块I相同功能的结构,标注与图1等相同的附图标记,并省略重复的说明。
[0065]半导体激光模块Ia是与半导体激光模块I大致相同的结构,但沟槽15的形成方向不同。在半导体激光模块Ia中,沟槽15向侧方开口。即,粘接剂11的固定面17在上下方向相对。在该情况下,在沟槽15的开口方向及与开口方向反方向的左右方向形成有空间部19。在该情况下,相对于通过粘接剂11进行光纤13与光纤固定基座9间的固定方向(图中上下方向),在垂直的两个方向上也形成有空间部。因此,能够获得与半导体激光模块I相同的效果。
[0066]接着,对第三实施方式进行说明。图6是表示第三实施方式的半导体激光模块Ib的图。半导体激光模块Ib是与半导体激光模块I大致相同的结构,但沟槽15的结构不同。在半导体激光模块Ib的沟槽15中设置有分割部23,沿光纤13的轴向设置有多个沟槽15。
[0067]图7是表示半导体激光模块Ib的光纤固定结构1d的图。在光纤固定结构1d的光纤固定基座9a上,沿光纤13的轴向形成有沟槽15。此外,在光纤固定基座9a上,设置有与沟槽15直交并分割沟槽15的分割部23。因此,沟槽15被分割为沟槽15a和沟
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