CN104011949B - 激光模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种能够提高散热性的激光模块及其制造方法。激光模块具备：箱体10的底板11；具有贯通箱体10的内部空间和外部空间的贯通孔OP且固定于底板11的箱体10的框部件12；具有与贯通孔OP连通的空洞PH且与框部件12的外壁的管道部件20接合；被保持于管道部件20的空洞PH的光纤50；被收容在箱体10的内部空间且与光纤50为光轴对准的激光元件30。管道部件20的底面与在将底板11载置于平面的情况下和该平面接触的底板部位位于同一面上。

Description

激光模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及激光模块及其制造方法，尤其涉及将从激光元件输出的激光输入至光纤的纤芯的激光模块。
背景技术
作为这样的激光模块，存在例如下述专利文献1、专利文献2中公开的激光模块。
这些专利文献的激光模块分别具有封装体，在该封装体内的底板设置有散热片，在该散热片上配置有激光元件。另外，在封装体的侧板设置有沿从激光元件输出的激光的光轴延伸至封装体外侧的筒状的管道部件。
该管道部件的空洞中插入有光纤，在激光元件与光纤的光轴对准的状态下，管道部件的内周面和光纤的外周面利用密封部件被无间隙地密封，该光纤被固定于管道部件的空洞。
专利文献1:日本特开平8－122578号
专利文献2:日本特开2002－50824号
发明内容
然而，通过在从激光元件出射的激光的一部分不与该光纤的纤芯光学耦合而作为泄漏光在包覆层中传搬，并经由该包覆层被管道部件以及密封部件吸收，从而存在管道部件以及密封部件发热的情况。该发热量随着近年来的激光元件的高输出化而增大，可认为是超过了密封部件的耐热温度的发热。
在上述专利文献的激光模块中，在激光正下方设置有散热片，但管道部件的周围为空气。由此，管道部件产生的热沿着管道部件的轴向从框传递到底板并达到散热片。即，从管道部件散热片为止的散热路径比激光元件的散热路径长，对该管道部件的散热与激光元件相比处于困难的状况。
鉴于此，本发明的目的在于能够提供提高散热性的激光模块及其制造方法。
为了解决上述课题，本发明涉及的激光模块的特征在于，具备：箱体的底板；上述箱体的框部件，该框部件具有贯通上述箱体的内部空间和外部空间的贯通孔，上述框部件固定于上述底板；管道部件，其具有与上述贯通孔连通的空洞，该管道部件与上述框部件的外壁接合；光纤，其被保持于上述管道部件的空洞；激光元件，其被收容在上述箱体的内部空间且与上述光纤为光轴对准，上述管道部件的底面与在上述底板载置于平面的情况下和上述平面接触的底板部位位于同一面上。
在这样的激光模块中，形成为激光模块全体的底以管道部件的底面为基准而位于大致同一面上的状态，因此在该激光模块被载置于散热片的情况下，管道部件直接与该散热片接触。由此，缩短了由于泄漏光吸收而在管道部件产生的热的散热路径，而且容易地使散热路径的剖面积扩大，因而与管道部件从框部件半悬空地悬浮成悬臂的结构相比，能够大幅度地抑制在管道部件以及密封部件的发热。这样一来，能够提高激光模块的散热性。
此外，优选地，形成为用上述管道部件与上述平面的接触面积除以上述管道部件的底面积而得的值比用上述底板与上述平面的接触面积除以上述底板的底面积而得的值大的关系。
在这样关系的情况下，即使在部件本身的加工变形、封装体组装时底板产生弯曲，也能够进一步提高针对管道部件的散热。
此外，优选形成上述管道部件的高度比接合上述管道部件的上述框部件的高度低的状态。
在成为这样状态的情况下，在框部件的上端对箱体的顶板进行缝焊的情况下，能够避免管道部件与该缝焊所使用的滚轮电极的接触。
此外，优选形成上述管道部件的宽度为将从上述管道部件的空洞的中心到底面的距离二倍后的值以上，且上述管道部件的宽度比接合上述管道部件的上述框部件的宽度小的状态。
在成为这样的状态的情况下，能够实现管道部件的小型化并且能够维持对管道部件的散热。
此外，本发明涉及的激光模块的制造方法的特征在于，包括：将管道部件向成为平面的载置台按压来进行固定的管道固定工序；和利用焊料按规定的顺序或者同步地接合固定于上述载置台的上述管道部件、应收容激光元件的箱体的底板以及上述箱体的框部件的接合工序。
在这样的制造方法中，在对管道部件接合框部件后接合底板的情况下，即使底板弯曲或存在尺寸公差，也能够通过利用焊料将该管道部件以及框部件的接合体与底板之间接合来实现无间隙地接合。另一方面，在将底板与框部件接合后接合管道部件的情况下，即使底板弯曲或存在尺寸公差，也能够通过利用焊料将该底板和框部件的接合体与管道部件之间接合来实现无间隙地接合。另一方面，在对管道部件同时接合底板以及框部件的情况下，即使底板完全或是存在尺寸公差，也能够利用接合该管道部件、底板以及框部件之间的焊料来无间隙地接合。这样一来，即使底板弯曲或者存在尺寸公差，也能够形成使激光模块整体的底以管道部件的底面为基准而位于大致同一面上的状态。因此，在激光模块被载置于散热片的情况下，管道部件与该散热片直接接触。由此，由于泄漏光吸收而在管道部件产生的热的散热路径缩短，此外，还能够容易地扩大散热路径的剖面积，所以与管道部件从框部件半悬空地悬浮成悬臂的构造相比，能够大幅度地抑制在管道部件以及密封部件的发热。这样一来，能够提高激光模块的散热性。
此外，优选在利用焊料接合了固定于上述载置台的上述管道部件以及上述框部件的外壁彼此后将上述底板载置于上述载置台，利用比在上述外壁的接合中使用的上述焊料的熔点低熔点的焊料接合该载置状态的上述底板、上述框部件以及上述管道部件。
若这样，在接合底板与框部件及管道部件时，能够避免使该框部件与管道部件的接合所使用的焊料熔融的情况。因此，与使用比外壁相互的接合所使用的焊料的熔点以上的焊料的情况相比简易地将底板与管道部件无间隙地接合，从而能够形成使激光模块整体的底成为以管道部件的底面为基准而位于大致同一面上的状态。
此外，优选一边将上述框部件向固定于上述载置台的上述管道部件按压，一边将上述管道部件与上述框部件的外壁彼此接合，一边按压上述框部件的上端，一边接合上述底板、上述框部件以及上述管道部件。
这样一来，能够制造出底板或者框部件的弯曲减少的状态的激光模块。因此，能够进一步扩大载置于散热片的情况下的激光模块底部的接触面积，能够进一步提高该激光模块的散热性。
根据以上本发明，能够提供一种提高散热性的激光模块及其制造方法。
附图说明
图1是从旁边观察本发明实施方式涉及的激光模块的概要图。
图2是表示从图1的箭头方向观察到的框部件和管道部件的样子的概要图。
图3是用于对处于弯曲状态的底板的底面和管道部件的底面进行说明的概要图。
图4是表示激光模块的制造方法的主工序的流程图。
图5是表示处于制造中途阶段的激光模块的样子(1)的图。
图6是表示处于制造中途阶段的激光模块的样子(2)的图。
图7是针对与实施方式不同形状的管道部件，从与图2相同的视点观察到的概要图。
图8是从旁边观察另一实施方式涉及的激光模块的概要图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的激光模块的优选实施方式进行详细说明。
如图1所示，本实施方式的激光模块1作为主要的结构元件具备箱体10、管道部件20、激光元件30、透镜40以及光纤50。
箱体10是具有用于收纳激光元件30以及透镜40等的内部空间的封装体。本实施方式中的箱体10呈中空的大致长方体形状，且构成为包括底板11、框部件12。
底板11是一张金属、陶瓷、或者金属与陶瓷的复合板。该金属的材料例如可以是如铜、钼等那样单一的金属元素，还可以是如铜钨、铜钼等那样由多个金属元素或金属元素和非金属元素构成的合金。一方面，关于陶瓷的材料能够举出例如氮化铝等。另一方面，关于金属与陶瓷的复合材料能够举出例如，铜‐氮化铝‐铜等。此外，从利用配置于底板11的底面侧的散热片等来对激光元件30产生的热进行散热的观点出发，优选由热传导率超过100W/mK的高热传导率部件构成底板11。
框部件12是包围与底板11的底面相反侧的面上的空间的金属或者陶瓷部件。框部件12的金属或者陶瓷的种类可以与底板11相同也可以与之不同。该框部件12的下端与底板11的上面通过用于调整底板11与框部件12之间的间隙的焊料(以下，称为调整用焊料)AJC而接合。此外，从减少与底板11接合时框部件12产生的弯曲的观点出发，框部件12的材料优选为与底板11的线膨胀系数越接近越好。
本实施方式中的框部件12由与底板11的长边方向平行的一对壁、和与底板11的短边方向平行的一对壁构成，利用这些壁围起底板11的底面与相反侧的面上的空间。在这样的框部件12中的与管道部件20对置的壁部位12A设置有贯通箱体10的内部空间和外部空间的贯通孔OP。
管道部件20如图1以及图2所示那样，是具有空洞PH的金属或者陶瓷部件。该金属或者陶瓷的种类可以与底板11或者框部件12相同也可以与之不同。
该管道部件20以该管道部件20的空洞PH与框部件12的贯通孔OP连通的状态通过焊料(未图示)与框部件12的壁部位12A的外壁接合。另外，管道部件20的外壁与底板11的侧面通过调整用焊料AJC而接合。此外，从减少底板11以及框部件12接合时管道部件20产生的弯曲的观点出发，作为管道部件20的材料，优选为与底板11以及框部件12的线膨胀系数越接近越好。另外，从使管道部件20的散热性提高的观点出发，作为管道部件20的材料，优选为越高的热传导率越好。
本实施方式的管道部件20呈大致长方体形状。如图2所示那样，形成为该管道部件20的高度H1比接合该管道部件20的壁部位12A的高度H2低的状态。另外，形成为管道部件20的宽度W1为将从该管道部件20的空洞的中心到底面的距离D两倍后的值以上，且比该管道部件20被接合的壁部位12A的宽度W2小的状态。
激光元件30是射出激光的元件，如图1所示那样，激光元件30被配置在设置于底板11的内表面的规定位置的激光安装部31上。此外，为了易于理解，激光元件30以及激光安装部31的形状在图1中以简略的状态表示为立方体。
贯通框部件12的导销32经由电线33被电连接于该激光元件30。在该实施方式的情况下，采用了贯通与框部件12的壁部位12A正对的壁部位12B的导销32。此外，导销32还与电源连接，从该电源依次经由导销32以及线33向激光元件30提供驱动电压。
透镜40如图1所示那样，由对从激光元件30出射的激光进行平行校正的准直透镜40A、和对通过准直透镜40A平行校正过的激光进行聚光的聚光透镜40B构成。此外，为了易于理解，以剖面表示对这些透镜40A以及40B。
准直透镜40A配置在设置于激光元件30与框部件12的壁部位12A之间的规定位置的透镜安装部41上，使其与该激光的光轴OA轴对准。聚光透镜40B配置在设置于比准直透镜40A靠后方的规定位置处的透镜安装部42上，使其与激光的光轴OA轴对准。其中，透镜安装部41以及42的形状简略为立方体。此外，也可以省略透镜安装部41以及42。在省略这些透镜安装部41以及42的情况下，在与底板11的底面相反侧的面的规定位置设置准直透镜40A以及聚光透镜40B。
光纤50如图1所示那样，由纤芯51、包围纤芯51的外周面的包覆层52、以及被覆包覆层52的外周面的被覆层53构成。该光纤50的一方的端部的被覆层53被剥离，露出包覆层52的一部分。
该包覆层52的露出部分被插入管道部件20的空洞PH，该露出部分与被覆层53的边界部分配置在与和框部件12对置的一侧的空洞PH的一端相反侧的另一端的外侧。另外，包括该边界部分在内的光纤的一部分被保护帽54覆盖而保护。
该实施方式的情况下，管道部件20的空洞PH中插入有具有与该空洞PH的内径同程度的外径的管状的管箍55，在该管箍55的中空部插入有包覆层52的露出部分的一部分。其中，在本实施方式的情况下，虽然管箍55的一端和处于露出状态的包覆层52的一端位于框部件12与管道部件20的边界，但是管箍55的一端只要是未从该边界露出的状态即可，并不是必须位于该边界。
管箍55的内表面与插入该管箍55的中空部的包覆层部分的外表面通过粘合剂而粘合。此外，管道部件20的空洞PH以及保护帽54的中空部分填充有紫外线固化树脂或者热固化性树脂等密封部件SL，通过该密封部件SL，光纤50被固定在管道部件20的空洞PH以及保护帽54的中空部分。
此外，包覆层52露出的一方的端部朝向激光元件30的出射部位，光纤50与激光元件30处于光学耦合的状态(光轴对准的状态)，以便从该激光元件30输出的激光输入至纤芯51。
形成为这样的激光模块1的底板11的底面与管道部件20的底面呈大致在同一面上的状态。此外，底板11的底面是指，在底板11弯曲的情况下，如图3所示那样，在平面PL载置底板11的情况下与该平面PL接触的底板部位SC1。换言之，成为在与管道部件20的底面同一面上至少存在底板部位SC1的状态。
本实施方式的情况下，形成用管道部件20与平面PL的接触面积除以管道部件的底面积A1而得到的值比用底板11与平面PL的接触面积除以底板11的底面积A2而得到的值大的关系。此外，管道部件20与平面PL的接触面积在图3中为与平面PL接触的管道部位SC2的面积，底板11与平面PL的接触面积在图3中为与平面PL接触的底板部位SC1的面积。
对于以上的结构的激光模块1而言，在使激光从激光元件30射出的情况下，在框部件12的上端安装顶板而覆盖箱体10的内部空间的状态下被载置于散热片的散热片面上。
从激光元件30出射的激光依次经由准直透镜40A以及聚光透镜40B而入射至固定于管道部件20的空洞PH的光纤前端的纤芯51，而在该纤芯51中传播。
另一方面，在激光的一部分不与纤芯51光学耦合而作为泄漏光入射至包覆层52的情况下，该激光经由包覆层52被管道部件20以及密封部件SL吸收，导致该管道部件20以及密封部件SL发热。
关于该点，在本实施方式的激光模块1中，在将底板11载置于平面PL(图3)的情况下，与该平面PL接触的底板部位与管道部件20的底面位于同一面上。即，以管道部件20的底面为基准，激光模块1整体的底位于大致同一面上。因此，在激光模块1载置于散热片的情况下，管道部件20与散热片直接接触。
由此，在本实施方式的激光模块1中，缩短由于泄漏光吸收而产生在管道部件20的热的散热路径，而且，容易地使散热路径的剖面积扩大，因而与管道部件从框部件成半悬空地悬浮成悬臂的构造相比，能够大幅度地抑制管道部件20以及密封部件SL的发热。这样一来，能够提高激光模块1的散热性。
另外，在本实施方式的情况下，如图3所示那样，形成为用管道部件20平面PL的接触面积除以管道部件的底面积A1而得的值比用底板11与平面PL的接触面积除以底板11的底面积A2而得到的值大的关系。
在处于这样关系的本实施方式的激光模块1中，即使发生了底板11本身的加工变形、封装体组装时底板11产生弯曲这样的情况，也能够进一步提高对管道部件20的散热。另外，即使是管道部件20的底面的表面积比底板11的表面积小的情况，也能够进一步提高对管道部件20的散热。
另外，在本实施方式的激光模块1中，如图2所示，形成为管道部件20的高度H1比接合该管道部件20的框部件12(壁部位12A)的高度H2低的状态。
在成为这样状态的情况下，在将顶板进行缝焊在框部件12的上端时，能够避免管道部件20与该缝焊所使用的滚轮电极的接触。
另外，在该实施方式的激光模块1中，如图2所示，形成为管道部件20的宽度W1为将从该管道部件20的空洞的中心到底面的距离D二倍后的值以上，且比该管道部件20接合的壁部位12A的宽度W2小的状态。
管道部件20产生的热具有从该管道部件20的空洞的中心同心圆状地扩散的趋势。因此，在管道部件20的宽度W1比将从管道部件20的空洞的中心到底面的距离D二倍后的值小的情况下，能够产生管道部件20的宽度方向上的热的扩散停滞这样的屏蔽现象。由此，在成为管道部件20的宽度W1比将从管道部件20的空洞的中心到底面的距离D二倍后的值以上的情况下，与不足该值的情况相比，能够提高管在道部件20的散热性。另外，在管道部件20的宽度W1比管道部件20接合的壁部位12A的宽度W2小的情况下，与比该宽度W2大的情况相比，能够使管道部件20本身小型化。这样地，在管道部件20的宽度W1为将从该管道部件20的空洞的中心到底面的距离D二倍后的值以上且比壁部位12A的宽度W2小的状态的情况下，能够实现管道部件20的小型化，并且实现管道部件20的散热性优良。
接下来，对激光模块1的制造方法进行说明。如图4所示那样，激光模块1的制造方法主要包括管道固定工序P1、第一接合工序P2、第二接合工序P3以及光学系安装工序P4。
管道固定工序P1如图5的(A)所示那样，以管道部件20的底面对置于平面的载置台STG的载置面的状态，将该管道部件20向载置台STG按压的工序。
第一接合工序P2是如图5的(B)所示那样，以设置于框部件12的贯通孔OP与贯通设置于管道部件20的空洞PH连接的状态，将框部件12与管道部件20的外壁彼此接合的工序。
具体而言，首先，以在管道部件20的空洞PH的中心轴上存在框部件12的贯通孔OP的中心轴的状态，配置框部件12。接下来，保持该状态，利用焊料JC将框部件12的外壁向管道部件20的外壁按压，来将这些外壁彼此接合。作为该焊料的材料，例如举出银钎、金锡焊料等。
在该接合中，由于框部件12被按压于处于固定状态的管道部件20，所以即使在该框部件12弯曲的情况下，框部件12也以管道部件20的侧面与框部件12大致平行的状态被接合于管道部件20。
第二接合工序P3是如图5的(C)所示那样，将载置于载置台STG的载置面的底板11的侧面与框部件12的内壁通过调整用焊料AJC无间隙地接合的工序。
具体而言，在载置台STG的载置面载置底板11后，将底板11的侧面与管道部件20的外壁、以及底板11的上面与框部件12的下端利用调整用焊料AJC无间隙地接合。
该调整用焊料AJC可以是和管道部件20与框部件12接合所使用的焊料JC相同的材料，从在第二接合工序中防止焊料JC的熔融的观点出发，优选为比焊料JC的熔点低熔点的材料。具体而言，在焊料JC是银钎的情况下，举出有例如金锡焊料。
另外，在使用比焊料JC的熔点低熔点的调整用焊料AJC的情况下，优选将框部件12的上端朝向载置台STG按压，并且优选接合底板11、框部件12以及管道部件20。若这样地接合，则即使在底板11弯曲的情况下，也能够以抑制该弯曲的状态来接合底板11、框部件12以及管道部件20。
通过这样地依次经过管道固定工序P1、第一接合工序P2以及第二接合工序P3，能够在以将管道部件20按压的状态接合框部件12后，利用调整用焊料AJC对该管道部件20以及框部件12无间隙地接合底板11。
由此，对于管道部件20与箱体10(底板11以及框部件12)的接合体，即使底板弯曲或存在尺寸公差，也能够使整体的底成为以管道部件的底面为基准而在大致同一面上的状态。因此，该接合体被载置于散热片的情况下，管道部件20直接与对该散热片直接触。由此，通过泄漏光吸收导致在管道部件20产生的热的散热路径缩短，而且容易地使散热路径的剖面积扩大，因此与从管道部件20框部件在半悬空地悬浮成悬臂的构造相比，能够大幅度地抑制在管道部件20的散热。
光学系安装工序P4是对管道部件20与箱体10的接合体的规定位置安装激光元件30、透镜40以及光纤50的工序。
具体而言，作为第一阶段，如图6的(A)所示那样，在箱体10的底板11的顶面的规定位置固定激光安装部31后，在该激光安装部31上固定激光元件30。然后，在框部件12的规定位置安装导销32，将该导销32与激光元件30通过电线33电连接。
此外，在箱体10的底板11的顶面的规定位置固定透镜安装部41以及42后，在该透镜安装部41上配置准直透镜40A，并且在透镜安装部42上配置聚光透镜40B。
作为第二阶段，如图6的(B)所示那样，准备要固定于管道部件20的光纤。具体而言，将保护帽54插入光纤50。此外，从光纤50的一端侧的被覆层53露出包覆层52。另外，在包覆层52的前端与管箍55的一端一致的状态下，将该包覆层52的前端部分固定在管箍55的中空部。在该固定中，例如使用粘合剂。此外，该第二阶段可以在该光学系安装工序P4以外的工序P1～P3或者管道固定工序P1之前进行。
作为第三阶段，如图6的(C)所示那样，将固定有包覆层52的前端部分的管箍55插入管道部件20的空洞PH直至该管箍55的一端位于管道部件20与框部件12的边界为止。
作为第四阶段，对准直透镜40A、聚光透镜40B以及光纤50的配置位置进行微调，使该准直透镜40A、聚光透镜40B以及光纤50的光轴与从激光元件30出射的激光的光轴OA(图1)对准。
作为第五阶段，利用粘合剂等将准直透镜40A以及聚光透镜40B固定于对应的透镜安装部41以及41B。此外，如图1所示那样，在管道部件20的空洞PH以及保护帽54的中空部分通过密封部件SL固定光纤50。
作为固定光纤50的具体方法，能够举出例如，在保护帽54贯通设置孔，在从该孔填充未固化状态的热固化性树脂后进行加热，或者在填充紫外线固化性树脂后照射紫外线之类的方法。
这样地通过经过第一阶段～第五阶段，制造出图1所示那样的激光模块1。该激光模块1实际上是在对箱体10安装顶板，在散热片的散热片面上载置的状态下使用。
此外，作为光学系安装工序P4，上述的第一阶段～第五阶段的顺序终归是一个例子，还可以通过与该顺序不同的顺序，来在管道部件20与箱体10的接合体的规定位置安装激光元件30、透镜40以及光纤50。
以上，以上述实施方式为例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于此。
例如，在上述实施方式中，作为箱体10的形状，优选为中空的长方体状，但也可以为中空的圆柱状，还可以应用这些以外的各种形状。
此外，在上述实施方式中，作为管道部件20，应用了剖面为矩形的部件，但也可以是例如图7所示那样剖面为半圆的部件，还可以应用这些以外的剖面形状的部件。
另外，在上述实施方式中，管箍55被插入了管道部件20的空洞PH，但可以省略该管箍55。在省略该管箍55的情况下，处于露出状态的包覆层52的外周面与空洞PH的内周面通过密封部件SL而固定。
此外，在上述实施方式中，应用了利用调整用焊料AJC将底板11的上面与框部件12的下面、以及底板11的侧面与管道部件20的外壁接合而成的激光模块1。然而，如图8所示那样，也可以应用在框部件12的下端设置切口，利用调整用焊料AJC接合该切口部分与底板11的上面以及侧面而成的激光模块2。
此外，在上述实施方式中，虽然在箱体10的内部空间配置有准直透镜40A以及聚光透镜40B，但也可以省略这些透镜40A以及40B。此外，在设置了透镜40A以及40B的情况下，能够在箱体10的内部空间中的透镜40A的前方设置多个激光元件30，使从这些激光元件30出射的激光入射至光纤50。由此，以使从多个激光元件30出射的激光入射至光纤50的观点，优选省略透镜40A以及40B。另一方面，在省略了这些透镜40A以及40B的情况下，能够采用在箱体10的内部空间设置纤线安装部，在该安装部上配置处于露出状态的一端的方式。由此，以箱体10的小型化的观点，优选省略这些透镜40A以及40B。
另外，在上述制造方法中，虽然在对管道部件20接合框部件12后接合底板11，但也可以在接合底板11与框部件12后将该框部件12接合于管道部件20。在这样接合的情况下，在第一接合工序P2中，利用焊料JC将底板11与框部件12接合，在第二接合工序P3中，利用调整用焊料AJC将底板11与框部件12的接合体接合于固定于载置台STG的管道部件20即可。但是，关于该情况下的第一接合工序P2，可以设在管道固定工序P1之前。这样地，即使在接合底板11与框部件12后将该框部件12接合于管道部件20，也与上述的制造方法同样地，能够利用调整用焊料AJC将底板11与框部件12无间隙地接合于管道部件20。
此外，还能够将固定于载置台STG的管道部件20与底板11与框部件12同时接合。在这样接合的情况下，省略了第一接合工序P2，在第二接合工序P3中，利用调整用焊料AJC将底板11以及框部件12接合在固定于载置台STG的管道部件20即可。这样也与上述的制造方法同样，能够利用调整用焊料AJC将底板11与框部件12无间隙地接合于管道部件20。
工业上的可利用性
本发明在处理从激光元件输出的激光的领域中具有可利用性。
附图标记的说明：1、2…激光模块；10…箱体；11…底板；12…框部件；20…管道部件；30…激光元件；31…激光安装部；32…导销；33…线；40A…准直透镜；40B…聚光透镜；41，42…透镜安装部；50…光纤；51…纤芯；52…包覆层；53…被覆层；54…保护帽；55…管箍；OP…贯通孔；PH…空洞；SL…密封部件；SC1…底板部位；SC2…管道部位；STG…载置台；AJC…调整用焊料；JC…焊料；P1…管道固定工序；P2…第一接合工序；P3…第二接合工序；P4…光学系安装工序。

Claims (4)

1.一种激光模块，其特征在于，具备：
箱体的底板；
所述箱体的框部件，该框部件具有贯通所述箱体的内部空间和外部空间的贯通孔，所述框部件固定于所述底板；
管道部件，其具有与所述贯通孔连通的空洞，该管道部件与所述框部件的外壁接合；
光纤，其被保持于所述管道部件的空洞；以及
激光元件，其被收容在所述箱体的内部空间且与所述光纤为光轴对准，
所述管道部件的全体底面与在将所述底板载置于平面的情况下和所述平面接触的底板部位位于同一面上。
2.根据权利要求1所述的激光模块，其特征在于，
形成为用所述管道部件与所述平面的接触面积除以所述管道部件的底面积而得的值比用所述底板与所述平面的接触面积除以所述底板的底面积而得的值大的关系。
3.根据权利要求1或者2所述的激光模块，其特征在于，
形成为所述管道部件的高度比接合所述管道部件的所述框部件的高度低的状态。
4.根据权利要求1所述的激光模块，其特征在于，
形成为所述管道部件的宽度为将从所述管道部件的空洞的中心到底面的距离二倍后的值以上，且所述管道部件的宽度比接合所述管道部件的所述框部件的宽度小的状态。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5834125B1 (ja) * 2014-09-29 2015-12-16 株式会社フジクラ 光ファイバモジュール
JP2017011043A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 株式会社フジクラ レーザ装置、及び、レーザ装置の製造方法
CN108463928B (zh) * 2016-01-30 2020-07-14 伊雷克托科学工业股份有限公司 系统隔离和光学隔间密封
US20190129108A1 (en) 2017-10-31 2019-05-02 Versalume LLC Modular Laser Connector Packaging System and Method
WO2019207744A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
US10551542B1 (en) 2018-12-11 2020-02-04 Corning Incorporated Light modules and devices incorporating light modules
CN110625256B (zh) * 2019-10-18 2021-06-15 中南大学 蝶形激光器光纤耦合与焊接装置
CN114868060B (zh) * 2019-12-25 2024-08-20 古河电气工业株式会社 光学装置及光学装置的制造方法
US11957804B2 (en) * 2020-09-28 2024-04-16 The Boeing Company Optical disinfection systems having side-emitting optical fiber coupled to high-energy UV-C laser diode
WO2022266786A1 (en) * 2021-06-21 2022-12-29 Lumentum Operations Llc Control of solder bond line thickness with squeezed gold bump space

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5068865A (en) * 1988-06-09 1991-11-26 Nec Corporation Semiconductor laser module
KR920010947B1 (ko) * 1989-05-24 1992-12-24 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 광결합장치와 그 제조방법, 발광장치와 그 조립방법 및 렌즈홀더
JP3067151B2 (ja) * 1990-03-13 2000-07-17 日本電気株式会社 光電気変換素子サブキャリア
GB9123336D0 (en) * 1991-11-04 1991-12-18 Marconi Gec Ltd Methods of joining components
US5291571A (en) * 1992-03-19 1994-03-01 Fujitsu Limited Duplicated light source module
JPH06160674A (ja) * 1992-11-19 1994-06-07 Hitachi Ltd 光電子装置
BE1006983A3 (nl) * 1993-04-06 1995-02-07 Koninkl Philips Electronics Nv Opto-electronische inrichting met een koppeling tussen een opto-electronische component, in het bijzonder een halfgeleiderdiodelaser, en een optische glasvezel en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke inrichting.
US5613026A (en) * 1993-12-28 1997-03-18 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Package structure for optical element and fibers and composite structure thereof
JPH08122578A (ja) 1994-10-25 1996-05-17 Oki Electric Ind Co Ltd 光学モジュールおよびその組立て方法
JP3472660B2 (ja) * 1995-06-22 2003-12-02 日本オプネクスト株式会社 光半導体アレイモジュ−ルとその組み立て方法、及び外部基板実装構造
JP3624360B2 (ja) * 1996-04-24 2005-03-02 富士通株式会社 光モジュール
US6086265A (en) * 1996-04-24 2000-07-11 Fujitsu Limited Fiber-detachable-type optical module
EP0948104B1 (en) * 1998-03-30 2003-02-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor laser module and method of manufacturing the same
DE19823691A1 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 Siemens Ag Gehäuseanordnung für Lasermodul
JP4050402B2 (ja) * 1998-08-25 2008-02-20 日本オプネクスト株式会社 光電子装置およびその製造方法
JP2000121883A (ja) * 1998-10-16 2000-04-28 Hitachi Ltd 光通信装置およびネットワーク装置
JP2000352642A (ja) * 1999-06-10 2000-12-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 波長多重通信システム用半導体レーザモジュール
JP2001194561A (ja) * 2000-01-14 2001-07-19 Mitsubishi Electric Corp レーザダイオードモジュール
JP2001284699A (ja) * 2000-01-25 2001-10-12 Furukawa Electric Co Ltd:The 光通信機器および光モジュールの固定方法
JP4833440B2 (ja) 2000-05-26 2011-12-07 古河電気工業株式会社 半導体レーザーモジュールの製造方法
US6697399B2 (en) * 2000-05-26 2004-02-24 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module with peltier module for regulating a temperature of a semiconductor laser chip
CN1207595C (zh) * 2000-05-31 2005-06-22 古河电气工业株式会社 半导体激光器模块
JP3824879B2 (ja) * 2001-04-20 2006-09-20 古河電気工業株式会社 光モジュール
US6786627B2 (en) * 2001-09-21 2004-09-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Light generating module
US6796725B2 (en) * 2001-10-05 2004-09-28 Kyocera America, Inc. Opto-electronic package for integrated sealing of optical fibers
JP2003188453A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Hitachi Ltd 光電子装置
JP3909257B2 (ja) * 2002-03-12 2007-04-25 日本オプネクスト株式会社 光結合装置
JP3802844B2 (ja) * 2002-06-14 2006-07-26 古河電気工業株式会社 光半導体モジュール
US6917482B2 (en) * 2002-08-29 2005-07-12 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical module mounted body and securing method of optical module
US20060239621A1 (en) * 2002-11-08 2006-10-26 Lo Adrian W F Optical module and method for manufacturing same
US6773171B2 (en) * 2003-01-14 2004-08-10 Intel Corporation Optoelectronic housings and methods of assembling optoelectronic packages
JP2005164909A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Citizen Electronics Co Ltd 光ファイバーモジュール
JP2006066875A (ja) * 2004-07-26 2006-03-09 Fuji Photo Film Co Ltd レーザモジュール
US7226218B2 (en) * 2004-09-10 2007-06-05 Applied Optoelectronics, Inc. Method and apparatus for coupling a laser to a fiber in a two-lens laser system
JP4067521B2 (ja) * 2004-10-21 2008-03-26 富士通株式会社 光集積デバイス
JP2006229189A (ja) * 2005-01-19 2006-08-31 Seiko Epson Corp 光素子およびその製造方法、並びに、光モジュールおよびその製造方法
JP2006301597A (ja) * 2005-03-22 2006-11-02 Fuji Photo Film Co Ltd レーザー装置およびその組立方法
US7466017B2 (en) 2005-03-22 2008-12-16 Fujifilm Corporation Laser apparatus and method for assembling the same
JP4515298B2 (ja) * 2005-03-22 2010-07-28 富士フイルム株式会社 レーザー装置の組立方法
JP2006309146A (ja) * 2005-03-31 2006-11-09 Fuji Photo Film Co Ltd 光源モジュール
US7304293B2 (en) * 2005-07-11 2007-12-04 Fujifilm Corporation Laser module
JP4976005B2 (ja) * 2005-11-28 2012-07-18 古河電気工業株式会社 半導体レーザモジュール
JP2007334015A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Nichia Chem Ind Ltd レーザーモジュール

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