CN104565903A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种光源装置，其能够使保持架形成为比以往更简单的结构，并且，能够使装置小型化，而且能够简单地进行用于使从光源射出的光束会聚在光纤中的调整作业。光源装置具备：LD(3)，其搭载于管座(11)；罩(6)，其以覆盖LD(3)的方式固定于管座(11)；聚光透镜(2)，其使从LD(3)射出的光束会聚；光纤连接部(16)，其连接光纤(1)，通过聚光透镜(2)会聚后的光束被输入至该光纤(1)；和保持架(7)，其保持光纤连接部(16)，并且被固定在罩(6)上。光纤连接部(16)具备位置调整部(20)，该位置调整部(20)调整光纤连接部(16)相对于保持架(7)的位置。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及使从光源射出的光束会聚在光纤中的光源装置。

背景技术

作为使从光源射出的光束会聚在光纤中的以往的光源装置，存在将聚光透镜和金属箍保持架保持于保持架的装置。在这样的光源装置中，在使保持架紧密贴合于固定有光半导体元件和罩的管座的状态下，进行保持架的位置调整后，通过锡焊等对保持架和管座进行固定(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平2-32583号公报

在用于光通信的以往的光源装置中，存在这样的问题：由于使用上述的方法通过锡焊等来固定保持架和管座，因此，在保持架与罩之间需要调整用空间，保持架的结构变得复杂，且装置大型化。

另外，需要在保持架和管座被高精度地进行了调整的状态下，通过锡焊等来进行固定。因此，由于在锡焊熔融固定的加热冷却时构成部件的热膨胀和收缩以及焊锡的张力等原因，存在这样的可能性：在锡焊固定后，管座从最佳位置发生微米级的位置偏移，从而引起超出允许范围的结合效率的劣化。此外，存在难以相对于管座进行保持架的位置调整作业这样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种这样的技术：其能够使保持架形成为比以往更简单的结构，并且，能够使装置小型化，而且能够简单地进行用于使从光源射出的光束会聚在光纤中的调整作业。

本发明的光源装置具备：光半导体元件，其搭载于支承基座；罩，其以覆盖所述光半导体元件的方式固定于所述支承基座；聚光部，其使从所述光半导体元件射出的光束会聚；光纤连接部，其连接光纤，通过所述聚光部会聚后的光束被输入至该光纤；和保持架，其保持所述光纤连接部，并且被固定在所述罩上，所述光纤连接部具备位置调整部，该位置调整部调整所述光纤连接部相对于所述保持架的位置。

根据本发明，由于光纤连接部具备调整光纤连接部相对于保持架的位置的位置调整部，因此，在保持架与罩之间不需要调整用空间，能够使保持架形成为简单的结构，进而能够实现光源装置的小型化。

另外，由于能够利用位置调整部来调整光纤连接部相对于保持架的位置，因此，能够简单地进行用于使从光源射出的光束会聚在光纤中的调整作业。

附图说明

图1是实施方式1的光源装置的立体图。

图2是从另一个方向观察的实施方式1的光源装置的立体图。

图3是图1的YZ剖视图。

图4是图1的XZ剖视图。

图5是会聚在实施方式1的光源装置的光纤上的光斑形状的说明图。

图6是实施方式2的光源装置的立体图。

图7是从另一个方向观察的实施方式2的光源装置的立体图。

图8是图6的YZ剖视图。

图9是图6的XZ剖视图。

图10是实施方式3的光源装置的立体图。

图11是从另一个方向观察的实施方式3的光源装置的立体图。

图12是图10的YZ剖视图。

图13是图10的XZ剖视图。

图14是现有技术的光源装置的剖视图。

标号说明

1：光纤；2：聚光透镜；3：激光二极管；4：插座；6：罩；7：保持架；8a：粘结剂(杨氏模量大)；8b：粘结剂(杨氏模量小)；11：管座；13：光轴；15：光斑；16：光纤连接部；20：位置调整部；27：保持架；37：保持架。

具体实施方式

＜实施方式1＞

以下利用附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是实施方式1的光源装置的立体图，图2是从另一个方向观察的光源装置的立体图，图3是图1的YZ剖视图，图4是图1的XZ剖视图，图5是会聚在光源装置的光纤1上的光斑15的形状的说明图。

如图1～图4所示，光源装置具备：管座11(支承基座)；块体10；作为光半导体元件的激光二极管(以下，称作“LD”)3；罩6；聚光透镜2(聚光部)；光纤1；光纤连接部16；和保持架7。

管座11是支承罩6和块体10的板状部件，在其表面进行了镀金(Au)。块体10配置在管座11的上表面，用来支承聚光透镜2和LD3。LD3是多发射极型的激光二极管，搭载于管座11。更具体来说，LD3搭载于配置在管座11上的块体10的侧部。用于对LD3供电的引脚12从外部与LD3连接。

聚光透镜2在块体10上搭载于LD3的上侧，使从LD3射出的光束向光纤1会聚。罩6使用Fe-Ni合金形成为圆筒状，并且在其表面进行了镀镍(Ni)。罩6以覆盖搭载于块体10上的聚光透镜2和LD3的方式固定于管座11的上表面。罩6的下端部通过凸焊与管座11的上表面接合，罩6内被气密密封。在罩6的上表面的中央部分配置有玻璃窗5，该玻璃窗5使从LD3射出的光透过。

接下来，对保持架7进行说明。保持架7是用于保持光纤连接部16的部件，并与罩6的侧面部接合。保持架7具备：大径圆筒部7a；和小径圆筒部7b，其配置在大径圆筒部7a的上侧。在大径圆筒部7a的下侧部分的内部形成有收纳罩6的上部的收纳部7c，在大径圆筒部7a的上侧部分的内部形成有收纳玻璃窗5的收纳部7d。收纳部7c与收纳部7d连通，收纳部7c形成为比收纳部7d大的直径。在小径圆筒部7b的中央部形成有与收纳部7d连通的孔部7e。

光纤连接部16具备：插座4；和位置调整部20，其调整光纤连接部16相对于保持架7的位置。插座4具备：圆板部4a，其使用螺钉9螺纹固定于保持架7；和连接部4b，其与光纤1连接。连接部4b配置于圆板部4a的中央部。另外，对位置调整部20的详细情况在后面进行叙述。

在罩6内，从搭载于块体10的LD3射出发散光，发散光被搭载于块体10的聚光透镜2会聚。如图3和图4中的光路14所示，通过聚光透镜2会聚后的光束透过在罩6上配置的玻璃窗5后，会聚在光纤1的端面1a上。

在大径圆筒部7a的下端部形成有供粘结剂8a、8b涂敷的多个(例如4个)切口部7f。粘结剂8a、8b是用于对保持架7与罩6进行粘结固定(接合)的部件，粘结剂8a是硬化后的杨氏模量比粘结剂8b大的粘结剂。

通过将保持架7粘结固定于罩6，可以获得与将保持架7粘结于实施了镀金的管座11相比可靠性更高的粘接强度。在此，因为LD3是多发射极型，所以会聚在光纤1的端面1a上的光斑15如图5那样。因此，关于光纤1中的透射率的变化，在光斑15的长边方向上容易受到影响，而在短边方向上不容易受到影响。

切口部7f被配置在以从LD3射出的光束的光轴13为中心成线对称的位置。换而言之，粘结剂8a、8b被配置在以从LD3射出的光束的光轴13为中心成线对称的位置。在光斑15的长边方向的切口部7f上分别涂敷有粘结剂8a。粘结剂8a的硬化后的杨氏模量比粘结剂8b的硬化后的杨氏模量大，因此，不容易发生由于粘结剂8a而引起的保持架7的位置偏移，光纤1上的光斑15的位置偏移变小，能够实现可靠性高的光源装置。

另外，在光斑15的短边方向的切口部7f上分别涂敷有硬化后的杨氏模量比粘结剂8a小的粘结剂8b。由于粘结剂8b具有预先确定的柔性，因此，即使在施加了热循环等的情况下粘结剂8b也不会断裂，能够获得可靠的粘接强度。

下面，对调整光纤连接部16(更具体来说是插座4)相对于保持架7的位置的位置调整部20进行说明。位置调整部20具备螺钉9和大径孔4c，该位置调整部20是通过使螺钉9与插座4间隙配合而构成的。

使用多个(例如3个)螺钉9来固定保持架7的小径圆筒部7b和插座4的圆板部4a。在小径圆筒部7b的外周部形成有多个(例如3个)螺钉孔7g，在圆板部4a的外周部形成有多个直径比螺钉孔7g大(换而言之，直径比螺钉9的轴部的直径大)的大径孔4c。在将螺钉9插入大径孔4c的状态下，在大径孔4c与螺钉9的轴部之间形成有预先确定的间隙。由此，插座4能够以与大径孔4c的直径和螺钉9的轴部的直径之间的间隙相当的量沿水平方向移动。

下面，对利用位置调整部20实现的插座4的位置调整方法进行说明。首先，使圆板部4a的大径孔4c与小径圆筒部7b的螺钉孔7g位置对准，在该状态下，经由大径孔4c将螺钉9拧紧至螺钉孔7g的中途。在该状态下，由于螺钉9的头部没有抵接于圆板部4a的上表面，因此，能够通过使插座4以与大径孔4c的直径和螺钉9的轴部的直径之间的间隙相当的量沿水平方向移动，来对插座4相对于保持架7的位置进行调整。

利用粘结剂将聚光透镜2高精度地固定于块体10以便聚光于预先确定的目标，因此，仅进行插座4相对于保持架7的位置调整就能够获得所需要的透射率。在插座4的位置调整后，将螺钉9拧紧至螺钉孔7g的最底部。在该状态下，由于螺钉9的头部抵接于圆板部4a的上表面，因此，无法使插座4沿水平方向移动。即，插座4固定于保持架7。

下面，对比现有技术的光源装置，对实施方式1的光源装置所起的效果进行说明。首先，利用图14对现有技术的光源装置简单地进行说明。图14是现有技术的光源装置的剖视图。

现有技术的光源装置具备：管座107；LD103；罩109；聚光透镜102；光纤101；金属箍104；金属箍保持架105；和保持架106。保持架106保持聚光透镜102和与光纤101连接的金属箍保持架105。关于保持架106，在使其与固定有LD103和罩109的管座107紧密贴合的状态下进行位置调整后，通过锡焊等将保持架106和管座107固定。由此，存在这样的问题：在保持架106与罩109之间需要调整用空间，保持架106的结构变得复杂，且装置变得大型。

另外，保持架106和管座107需要在被高精度地进行了调整的状态下，在固定位置111上通过锡焊等来进行固定。因此，由于在锡焊熔融固定的加热冷却时构成部件的热膨胀和收缩以及焊锡的张力等原因，存在这样的可能性：在锡焊固定后，管座107从最佳位置发生微米级的位置偏移，从而引起超出允许范围的结合效率的劣化。此外，存在难以相对于管座107进行保持架106的位置调整作业这样的问题。

与此相对，在实施方式1的光源装置中，由于光纤连接部16具备调整光纤连接部16相对于保持架7的位置的位置调整部20，因此，在保持架7与罩6之间不需要调整用空间，能够使保持架7形成为简单的结构，进而能够实现光源装置的小型化。

另外，由于能够利用位置调整部20来调整光纤连接部16相对于保持架7的位置，因此，能够简单地进行用于使从LD3射出的光束会聚在光纤1中的调整作业。

光纤连接部16具备插座4，该插座4被螺纹固定于保持架7且连接光纤1，位置调整部20是通过使用于螺纹固定的螺钉9与插座4间隙配合而构成的。因此，能够在插座4的位置调整后，简单地将插座4固定于保持架7。另外，能够以简单的结构实现位置调整部20。

聚光透镜2配置于罩6内。更具体来说，由于聚光透镜2接合于块体10，所以无需使保持架7具有现有技术那样的作为用于保持聚光透镜的透镜保持架的功能，能够实现光源装置的小型化及制造成本的削减。

因为LD3是多发射极型，聚光透镜2使从LD3射出的光束会聚于一点，所以能够使具有多个发光点的LD3的光输出增大。

罩6形成为圆筒状，保持架7接合于罩6的侧面部。更具体来说，用于将保持架7与罩6接合的粘结剂8a、8b被配置在以从LD3射出的光束的光轴13为中心成线对称的位置，因此，能够将保持架7稳定地固定于罩6上。

粘结剂8a、8b分别被配置于通过聚光透镜2会聚后的光斑15的短边方向和长边方向上，配置于光斑15的长边方向上的粘结剂8a的硬化后的杨氏模量比配置于光斑15的短边方向上的粘结剂8b的硬化后的杨氏模量大。

因此，不容易发生由于粘结剂8a而引起的保持架7的位置偏移，因此，光纤1上的光斑15的位置偏移变小，能够实现可靠性高的光源装置。另外，由于粘结剂8b的硬化后的杨氏模量比粘结剂8a小，因此，粘结剂8b比粘结剂8a更具有柔性。因此，即使在施加了热循环等的情况下，粘结剂8b也不容易断裂，能够获得较高的粘接强度。其结果是，能够实现光源装置的耐久性的提高。

＜实施方式2＞

接下来，对实施方式2的光源装置进行说明。图6是实施方式2的光源装置的立体图，图7是从另一个方向观察的实施方式2的光源装置的立体图，图8是图6的YZ剖视图，图9是图6的XZ剖视图。并且，在实施方式2中，对于与在实施方式1中进行了说明的构成部件相同的构成部件，标记相同的标号并省略说明。

在实施方式2中，保持架的结构与实施方式1的情况不同。如图6～图9所示，光源装置具备保持架27，来代替保持架7(参照图1)。保持架27形成为圆筒状，其具备小径圆筒部27a、和配置于小径圆筒部27a的上侧的大径圆筒部27b。小径圆筒部27a的下端与罩6的上表面部相接合。更具体来说，通过在小径圆筒部27a的下端部涂敷粘结剂8a、8b，由此将保持架27与罩6接合。并且，小径圆筒部27a上的粘结剂8a、8b的位置关系与实施方式1的情况相同。

在大径圆筒部27b的外周部形成有固定螺钉9的多个(例如3个)螺钉孔27g。在小径圆筒部27a的内部形成有收纳玻璃窗5的收纳部27d。在大径圆筒部27b的中央部形成有与收纳部27d连通的孔部27e。

如以上那样，在实施方式2的光源装置中，由于罩6形成为圆筒状，且保持架27与罩6的上表面部相接合，因此，与实施方式1的情况相比，保持架27成为小型且简单的结构，进而能够使光源装置小型化。

＜实施方式3＞

接下来，对实施方式3的光源装置进行说明。图10是实施方式3的光源装置的立体图，图11是从另一个方向观察的实施方式3的光源装置的立体图，图12是图10的YZ剖视图，图13是图10的XZ剖视图。并且，在实施方式3中，对于与在实施方式1、2中进行了说明的构成部件相同的构成部件，标记相同的标号并省略说明。

在实施方式3中，保持架的结构与实施方式1、2的情况不同。如图10～图13所示，光源装置具备保持架37，来代替保持架7(参照图1)。保持架37具备：大径圆筒部37a；和小径圆筒部37b，其配置在大径圆筒部37a的上侧。在大径圆筒部37a的内部形成有收纳部37c。收纳部37c形成为能够收纳罩6，在将保持架37固定于罩6的状态下，大径圆筒部37a的下端与管座11的上表面抵接。

在小径圆筒部37b的中央部形成有与收纳部37c连通的孔部37d。在大径圆筒部37a的侧面部形成有供粘结剂8a、8b涂敷的多个(例如4个)窗部37f。在小径圆筒部37b的外周部形成有固定螺钉9的多个(例如3个)螺钉孔37g。在此，与实施方式1中的切口部7f的情况相同，窗部37f被配置在以从LD3射出的光束的光轴13为中心成线对称的位置。另外，大径圆筒部37a上的粘结剂8a、8b的位置关系与实施方式1的情况相同。

在实施方式3的光源装置中，通过使保持架37的大径圆筒部37a的下端与管座11的上表面抵接，从而沿高度方向进行定位。并且，通过在大径圆筒部37a的窗部37f涂敷粘结剂8a、8b，由此将大径圆筒部37a接合于罩6的侧面部。因此，能够对LD3和光纤1更加高精度地进行定位，并减小固定位置移位的情况下的光斑15的位置偏移。

并且，本发明能够在其发明的范围内对各实施方式自由地进行组合、或对各实施方式适当地进行变形和省略。

Claims (10)

1.一种光源装置，其具备：

光半导体元件，其搭载于支承基座；

罩，其以覆盖所述光半导体元件的方式固定于所述支承基座；

聚光部，其使从所述光半导体元件射出的光束会聚；

光纤连接部，其连接光纤，通过所述聚光部会聚后的光束被输入至该光纤；和

保持架，其保持所述光纤连接部，并且被固定在所述罩上，

所述光纤连接部具备位置调整部，该位置调整部调整所述光纤连接部相对于所述保持架的位置。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，

所述光纤连接部具备插座，该插座被螺纹固定于所述保持架，且连接所述光纤，

所述位置调整部是通过使用于所述螺纹固定的螺钉与所述插座间隙配合而构成的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光源装置，其中，

所述聚光部配置于所述罩内。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的光源装置，其中，

所述光半导体元件是多发射极型，

所述聚光部使从所述光半导体元件射出的光束会聚于一点。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其中，

所述罩形成为圆筒状，

所述保持架接合于所述罩的侧面部。

6.根据权利要求4所述的光源装置，其中，

所述罩形成为圆筒状，

所述保持架接合于所述罩的上表面部。

7.根据权利要求5所述的光源装置，其中，

用于将所述保持架与所述罩接合的粘结剂被配置在以从所述光半导体元件射出的光束的光轴为中心成线对称的位置。

8.根据权利要求6所述的光源装置，其中，

用于将所述保持架与所述罩接合的粘结剂被配置在以从所述光半导体元件射出的光束的光轴为中心成线对称的位置。

9.根据权利要求7所述的光源装置，其中，

所述粘结剂分别被配置于通过所述聚光部会聚后的光斑的短边方向和长边方向上，

配置于所述光斑的长边方向上的粘结剂的硬化后的杨氏模量比配置于所述光斑的短边方向上的粘结剂的硬化后的杨氏模量大。

10.根据权利要求8所述的光源装置，其中，

所述粘结剂分别被配置于通过所述聚光部会聚后的光斑的短边方向和长边方向上，

配置于所述光斑的长边方向上的粘结剂的硬化后的杨氏模量比配置于所述光斑的短边方向上的粘结剂的硬化后的杨氏模量大。