CN1316698C - 短波长激光模件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在短波长激光模件中，光路端面上粘附着不需要的气体，导致长期可靠性的丧失。本发明将短波长激光模件做成在气密密封时使用的组件盖(201)和内部气体不接触的组件结构，通过采用促进组件内部使用的固定聚合的工序，从能够除去固定剂的不需要的气体，确保输出的长期可靠。

Description

短波长激光模件及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体激光器作为组件安装，输出短波长激光的短波长激光模件(module)及其制造方法。
背景技术
在光器件领域，各类光学部件的气密密封结构、气密密封方法是确保光器件长期可靠性的重要的技术，即使是光路波长变换器件，为了光路自身特性的稳定性、半导体激光器等光半导体特性的稳定、长期可靠性，必须加以保护，使外部的潮气和尘埃不能侵入，气密密封结构成为一个重要的因素。
已有的光器件的气密密封方法通常使用金属组件(package)或陶瓷组件，可以在组件(package)的主体和盖之间进行电阻焊接等缝焊。例如，光半导体模件的气密密封方法如日本专利特开平6-82660号公报等所述，借助于缝焊或软钎焊固定将主体的上面和盖气密密封而构成。利用这种缝焊及软钎焊固定，组件内能保持充分的气密程度。但是在考虑到要把半导体激光器等发光器件安装在光拾波器上的情况，减轻组件自身的重量，降低成本就相当重要。从此处着眼，塑料等树脂组件因为重量轻而且价廉，是一种很有希望的组件材料。在应用树脂组件的情况下，作为缝焊或软钎焊固定的代替方法，利用粘接剂封装的组件密封方法最为有效。
在半导体激光器及使该半导体激光器的光短波长化的光路波长变换器件的组件密封方法中使用粘接剂的情况下，在图13所示的已有的气密密封结构中，在图13的A面1308，盖子固定剂1302和组件内部被气密密封的气体接触，所以来自粘接剂的不需要的气体1306或硬化时产生的粘接剂的不需要的气体就会混杂在组件内部。还有，通过使用粘接剂固定组件内部光路波长变换器件1304、辅助固定件1305，和固定盖子的情况一样，在组件内搀杂进粘接剂的不需要的气体1307。
向来，非相干白色电灯、或发光二极管、长波半导体激光等，相当大的能量不是集中在发光点附近，不会给发光点带来不良的影响。但是，从兰色激光那样的短波长半导体激光器或光路射出的短波长化的光线是相干光，并且激光器芯片端面或光路发光点附近集中着10kw/cm2以上的极大的能量，因此在那里吸附着不需要的气体的粒子，组件内部存在的不需要气体粘附在作为发射部的芯片端面、光路端面上，存在着光输出降低的问题。
另外，使用紫外线固化树脂作为组件密封固定剂、光路波长变换器件固定剂时，从半导体激光器或光路射出的兰紫光、紫外光和存在于组件内部气氛中由紫外线固化树脂产生的不需要的气体、即释放出的气体发生反应，进一步显著地粘附在通向光路的端面上，存在丧失长期可靠性的问题。
另一方面，不将光路波长变换器件固定在组件内部，即便在空气气氛中连续点亮时，也因为在光路端面上集中相当大的能量，空气中存在的尘埃以及碳化物等异物会粘在兰色光出射端面上，致使兰色光输出降低，横模劣化，存在着长期可靠性丧失的问题。
发明内容
本发明为解决上述问题而作，其目的在于，得到能够减轻在制作时因所用的粘接剂引起的性能下降，确保输出稳定，具有长时间使用可靠性的短波长激光模件及其制造方法。
为达到上述目的，本发明之一(与权利要求1对应)为短波长激光模件，具备
至少包括半导体激光器在内，输出短波长激光的发光器件、
有配置所述发光器件的配置面和围着所述配置面的壁面的容器主体、以及
和所述容器主体接合，其一部分与所述配置面及所述壁面一起形成收容所述发光器件的收容空间的盖部，
所述容器主体和所述盖部嵌合，形成搭接并紧密贴合的密封面，并用粘接剂接合，
所述密封面在所述粘接剂和所述收容空间之间形成，所述盖部装配在所述收容空间内，且所述密封面形成为所述盖部和所述容器主体的接触区域。
又，本发明之二(与权利要求2对应)是，由上述发光器件所得到的短波长激光的波长为450nm以下的本发明之一的短波长激光模件。
又，本发明之三(与权利要求3对应)是，上述发光器件具有将上述半导体激光器输出的光波长变换成450nm以下波长的波长变换手段的本发明之二的短波长激光模件。
又，本发明之四(与权利要求4对应)是，上述半导体激光器为输出450nm以下波长的光线的短波长半导体激光器的本发明之一的短波长激光模件。
又，本发明之五(与权利要求5对应)是，上述盖部至少由粘接剂固定的部分有透光性，
上述粘接剂是利用紫外线照射使其硬化的材料的本发明之一的短波长激光模件。
又，本发明之六(与权利要求6对应)是，上述收容空间中密封着惰性气体的本发明之一的短波长激光模件。
又，本发明之七(与权利要求7对应)是，上述收容空间内为真空状态的权利要求1所述的短波长激光模件。
又，本发明之八(与权利要求8对应)是，上述容器主体及/或上述盖部具有透光性的出射窗的本发明之一的短波长激光模件。
又，本发明之九(与权利要求9对应)是，上述粘接剂至少是上述容器主体和上述盖部的接合部分，在上述短波长激光模件外部设置露出部分的本发明之一的短波长激光模件。
又，本发明之十(与权利要求10对应)是短波长激光模件的制造方法，具备以下工序，即
第1固定工序，至少将包括半导体激光器在内的发光器件用依靠紫外线照射硬化的粘接剂固定的辅助固定件上、
第2固定工序，将固定所述发光器件的辅助固定件用依靠加热硬化的粘接剂固定在容器内、
紫外线照射工序，再照射紫外线，促进依靠紫外线的照射硬化的粘接剂聚合、以及
密封工序，密封所述容器，使所述容器实现气体密封，
所述密封工序将主体和盖部嵌合，形成搭接并紧密贴合的密封面，并用粘接剂接合，
使所述密封面形成于所述粘接剂和所述收容空间之间，
将所述盖部装配进所述收容空间内，并将所述密封面形成为所述盖部和所述容器主体的接触区域。
又，本发明之十一(与权利要求11对应)为本发明之十的短波长激光模件的制造方法，还具备与上述紫外线照射工序平行，或在其后实施的，再次进行加热，促进利用加热而硬化的粘接剂的聚合的加热工序。
又，本发明之十二(与权利要求12对应)是，上述加热工序的温度比上述第2固定工序温度高，比上述短波长激光模件工作时的温度低的本发明之十的短波长激光模件的制造方法。
又，本发明之十三(与权利要求13对应)是至少具备以光的形态发送信息的发送手段的通信装置，
上述发送手段具有本发明之一至本发明之九中任一项本发明的短波长激光模件。
采用以上的本发明，例如，在由半导体激光器及将其光波长变换成其一半的光路型波长变换器件构成的短波长激光模件和短波长激光模件中，密封时使用的组件盖固定剂、光路型波长变换器件固定剂、辅助固定件固定剂发出的不需要的气体不会受半导体激光器的光、高次谐波光的影响，在长期连续点亮时能确保输出的长期可靠性。
附图说明
图1为本实施形态的SHG兰色光源的构成图。
图2(a)为实施形态1的组件构造的断面图。
图2(b)为实施形态1的组件构造的立体图。
图3为实施形态1的组件构造的断面图。
图4为实施形态1的组件构造的断面图。
图5为表示实施形态1的长期可靠性评价特性示意图。
图6为实施形态2的组件构造的剖面图。
图7为表示实施形态2的长期可靠性评价特性示意图。
图8为本实施形态的GaN系半导体激光器的构成图。
图9为实施形态3的SHG兰色光源的制作工序图。
图10为表示加热循环试验时的粘接强度特性的示意图。
图11为表示实施形态3的长期可靠性评价特性的示意图。
图12为表示实施形态3的长期可靠性评价特性的示意图。
图13为表示已有的组件构造的剖面图。
符号说明
11  x板掺杂MgO的LiNbO3基板
12  光路型QPM-SHG器件
13  波长可变半导体激光器
14、83  Si辅助固定件
15  质子交换光路
16  周期性的极化反转区域
31、41、1301  金属组件盖
32、42、1302  粘接剂
33、43、1303  金属组件主体
34、44、205  玻璃盖
35、45  紧密连接部
36、46、213  外周部接触点
81  半导体激光器
82  反射面
201  盖部
203  主体部
604、1306  不需要的气体
206  盖部内侧面
210  外缘部
211  B面
212、612  C面
601  盖部
602  紫外线硬化剂
610  紫外线
611  紫外线照射机
1302  盖部固定剂
1304  光路型波长变换器件
1305  辅助固定件
1307  组件内不需要的气体
1308  A面
具体实施例
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
实施形态1
在本发明实施形态1中，对作为光波长度变换器件，使用在掺杂MgO的LiNbO3基板上制作的光路型准相位匹配方式第二高次谐波发生(Quasi-Phase-Matched Second-Harmonic-Generation，以下称为“QPM-SHG”)器件，而对作为半导体激光器，使用具有波长可变换功能的波长可变半导体激光器的SHG兰色光源进行说明。本实施形态在将半导体激光器和将其光的波长变换为其一半的光路型波长变换器件加以密封之际，通过做成盖部固定剂和组件内部利用紧密连接部隔离开的组件结构，确保长期连续点亮时输出的长期可靠性。
图1表示本实施形态的SHG兰色光源的构成图。相当于本发明的发光器件的SHG兰色光源由安装在Si辅助固定件14上的光路型QPM-SHG器件12和相当于本发明的半导体激光器的波长可变半导体激光器13构成。光路型QPM-SHG器件12由x板掺杂MgO的LiNbO3基板11上形成的质子交换光路15和周期性的极化反转区域16构成的。周期性的极化反转区域16在MgO:LiNbO3基板的+x面上形成梳状电极，通过施加电场制作。由周期性的极化反转区域16补偿基波光和第二高次谐波光的传播速度的偏差，满足准相位匹配条件。基波及高次谐波作为波导光在质子交换光路15内传播，故能确保较长的相互作用长度，实现较高的变换效率。
下面对采用本实施形态的SHG兰色光源的利用组件的气密密封结构进行说明。首先，用软钎焊高精度地将波长可变半导体激光器13安装在Si辅助固定件14上，然后，对着波长可变半导体激光器13高精度地用紫外线硬化树脂安装光路型QPM-SHG器件12。然后，由热固化性的环氧系粘接剂将Si辅助固定片14固定在组件主体的预定位置上。
接着说明容纳SHG兰色光源的组件的构成。图2(b)为仅有组件的立体图，图2(a)为图2(b)的A-A’剖面图。但是，在图2(a)也一并表示出容纳在组件内的SHG兰色光源的剖面。
如图2(a)、(b)所示，组件由相当于本发明的容器主体的主体部203、以及相当于本发明的盖部的盖部201构成，主体部203的收容SHG兰色光源的凹陷部的外缘部210具有与盖部201的具有剖面呈L型的台阶的盖部内侧面206的一个面即C面212实质上相同的形状，外缘部210与C面212成对向的位置关系。再者，在这里，收容SHG兰色光源的凹陷部相当于本发明的配置面及壁面。
另一方面，盖部内侧面206的一部分，也就是与C面212成直角的另一个面即B面211，与主体部203的内壁成对向的位置关系。
盖部201与收容SHG兰色光源的主体部203接合，使外缘部210和C面212对应。这时，盖部201的B面211和主体部203的内侧壁搭接，贴紧，利用主体部203内配置SHG兰色光源的凹陷部和盖部201的露出在配置SHG兰色光源的空间的面，形成SHG兰色光源的收容空间。还有，该收容空间相当于本发明的收容空间。
在外缘部210和C面212之间充填用于粘接固定主体部203和盖部201的粘接剂202，收容空间和粘接剂202之间，使盖部201的B面211和主体部203的内壁搭接、贴紧，以此形成本发明的密封面，由于该密封面，粘接剂202不会和收容空间内的气氛接触。
这时，最好是将从B面211到对面的B面211的公差相对于从主体部203的内壁到对面的内侧面的距离，以+0.05mm制作。这样，在气密密封时能增大密封面上盖部201的B面211和主体部203内侧壁的密封性，能充分地将粘接剂202与组件内部空间的气氛隔断开来。
另一方面，组件主体射出面上预先熔敷固定着玻璃盖205，Si辅助固定件14垂直地固定在从SHG兰色光源发生的兰色光对具有玻璃盖205的面垂直射出的方向上。
下面对上述组件的装配进行说明。盖部201及配置SHG兰色光源的主体部203设置在充满N2的气氛中，在配置SHG兰色光源的主体部203的凹陷部内N2保持着充满的状态。其后，将盖部201嵌合在主体部203上，在形成密封面的状态下，将粘接剂204充填在盖部201的C面212和主体部203的外缘部210之间，把盖部201和主体部203粘接固定。这时，作为粘接剂202的一个例子，把两种成分的液态环氧树脂系粘接剂涂布在C面212、外缘部210的一方或双方。
粘接一结束就加压。其后，在常温下放置一定时间，例如24小时，让粘接剂硬化，就能确保充分的气密性。但是粘接剂204的涂布也可在盖部201和主体部203嵌合前进行。
作为盖部201的一个例子，使用金属。在已有的组件结构(图13)中，SHG兰色光源的气密密封使用两种成分的液态环氧树脂系粘接剂时，因为在组件内部存在不需要的气体，所以，能发现如图5的曲线图所示在兰色光5mw连续点亮后，由于光路端面粘附异物致使基波光及兰色光输出降低，但是应用本实施形态的组件构造，可以确认在兰色光5mw连续点亮后端面没有粘附，能确保1000小时的长期可靠性。
这样，采用本实施形态，在盖部201上设置B面211、C面212，采用L型台阶结构，能防止粘接剂的未硬化部分、或硬化后粘接剂侵入配置SHG兰色光源的组件内部混杂在其气氛中。因此，不需要的气体不会粘附在SHG兰色光源的射出端面，激光器的输出不会降低。
本实施形态通过避免在激光器连续点亮时异物粘附在端面上，从而能确保长期可靠性，其实用效果甚大。
还有，本实施形态中，盖部201使用金属，但是用玻璃或塑料等树脂材料也能实现同样的密封方法，因为更轻，更便宜所以是理想的。另外，粘接剂并不限于两种成分的液态环氧树脂系粘接剂，单一成分的液态热固化粘接剂、常温固化粘接剂等亦可用。
还有，也可把粘接剂202充填到主体部203和盖部201的整个外周部接触处。在该状态下从外面看上去主体部203和盖部201的接合线变成被粘接剂遮盖住。这时，在加热循环试验的可靠性，或冲击等可靠性方面，较粘接剂充填在外周部部分接触处要优越，其实用效果也大。
另外，在上述说明中，收容空间的气密密封上使用气体N2，但只要是惰性气体，稀有气体等其他种类的气体也能使用。另外，也可以不用气体，而把收容空间内部抽真空。这时，因为收容空间和组件盖部的空气之间有气压差，增大了密封面上的贴紧强度，因此更加加大了气密效果，粘接剂难以混入组件内部，本发明的效果能够进一步提高。
另外，组件的结构并不限于具有盖部201那样的剖面L形的台阶，如图3所示，主体部33与盖部31贴紧接合的贴紧面35也可做成具有和主体部33的内壁斜交的锥形。这时充填盖部固定剂32，密封主体部33和盖部31的在盖部上露出的接合线。
在图3所示的构成的情况下，贴紧面35整个面就形成本发明的密封面，盖部固定剂32能够隔断与组件内部的连通，盖部固定剂32的未硬化部分、或硬化时发生的不需要的气体不会进入组件内部的收容空间。还有，因为是锥形的，通过增加来自盖部31上面的加压量，与图2所示的结构相比更能提高密封性，更为有效。另外，通过对盖部31边加压、边固定，从而能进一步使贴紧面35与外部隔断，效果更好。
还有，盖部的结构如图4(a)、(b)所示，即使将盖部41及主体部43的接触面做成L形台阶结构，靠盖部41和主体部43的接合、贴紧形成的贴紧部45变成密封面，盖部固定剂42能与组件内部隔开，盖部固定剂42发生的不需要气体不会进入组件内部。这也能和图3的结构一样通过提高加压量，能使贴紧部的密封性更好。又，与图3的结构相比，从易于制作这一点来看是更为有效的。特别是图4(a)，盖部41的边缘部，充填盖部固定剂42的部位形成沟450，从而使盖部固定剂42更容易充填，因此更加有效。
另外，在本实施形态中，组件外形做成长方体，但组件的外形并不限于长方体，也可用正方体，多面体、半圆柱体等。作为组件内部的形状，在主体部和盖部贴紧形成的密封部外侧设置利用主体部和盖部的粘接剂进行固定的固定部，对于防止固定剂释放出的气体侵入组件内部，这是相当重要的。
要而言之，本发明只要在由盖部和收容主体形成的收容空间和粘接盖部与收容主体的粘接剂之间形成盖部和收容主体贴紧而成的密封面即可，并不受收容主体及盖部的外形、主体的配置光学器件的凹陷部的具体形状、密封面的具体构成、粘接剂的涂布位置、充填位置等的限定。
实施形态2
本实施形态为将半导体激光器、将其光的波长变换成其一半的光路波长变换器件、Si辅助固定件气密密封之际，使用在短波长段易反应的紫外线硬化剂作为组件盖固定剂。以此与实施形态1一样，确保在长期连续点亮时的输出的长期可靠性。
下面利用图6说明本实施形态的采用SHG兰色光源的组件的气密密封结构。在图中，和图2相同或相当的部分赋于同一符号，不再详述。另外，盖部601的不同之处是，能用例如玻璃板等透明的部件来实现。另外，在本实施形态，也和实施形态1一样，光波长变换器件以使用在掺杂MgO的LiNbO3基板上制成的光路型QPM-SHG器件为例，半导体激光器以使用有波长变换功能的波长可变半导体激光器的SHG兰色光源为例。
以下利用图6对本实施形态的组件的装配方法进行说明。和实施形态1一样，用热固化性的环氧树脂系粘接剂等将安装在Si辅助固定件上的光路型QPM-SHG器件和波长可变半导体激光器固定在组件主体的预定位置上。
接着，将组件主体设置于充满N2气体的气氛中，在配置SHG兰色光源的组件主体内部保持充满N2的状态。其后，将盖部601嵌合在主体部203上，在业已形成密封面的状态下，将紫外线硬化剂602充填入盖部601的C面612和主体部203的外缘部210之间，使盖部601和主体部203之间贴合后加压。再加压并使其平行，由紫外线照射器611对着组件盖601照射紫外线610，以左右两处为中心分别照射约60秒左右，使紫外线硬化剂602硬化，将盖部601和主体部603粘接固定，组件主体内部气密密封。
盖部601及主体部603的构成和实施形态1相同，故能防止紫外线硬化剂的未硬化部分、或已硬化的粘接剂侵入配置SHG兰色光源的组件内部，防止混杂在该气氛中。这样，不需要的气体604就不会粘附在SHG兰色光源的射出端面上，激光器的光输出不会降低。
波长450nm以上的半导体激光器以及其他可见光激光器、光路波长变换器件的气密密封上使用紫外线硬化剂时，产生的光的波长不是能够和紫外线硬化剂反应的波长段。但在将本实施形态这样的产生450nm以下波长的短波长段的光源气密密封时，随着波长变短，紫外线硬化剂的反应增大。因此，如从图7可以知道的那样，已有的组件结构(图13)在兰色SHG光源气密密封时使用紫外线硬化剂之际，可以确认在兰色光连续点亮后由于异物粘附在光路端面致使基波光及兰色光输出能力低下。
因此可以发现，采用本实施形态的组件结构，因而在输出5mw的兰色光连续点亮后异物没有粘附在端面上，如图7所示，半导体激光器光、兰色光1000小时内能确保长期可靠性。
本实施形态中作为组件盖固定剂使用紫外线硬化剂，即使在易与紫外线硬化剂反应的450nm以下的短波长段，通过避免粘附在端面上，能确保经波长变换后兰色光的长期可靠性，其实用效果颇大。另外，和实施形态1的两种成分的液态环氧树脂、热固化性粘接剂等粘接剂比较，硬化时间极快，所以从短波长激光模件成批生产这一点来看，能缩短制作时间，其实用效果甚大。
还有，在本实施形态中，组件使用实施形态1中的图2结构，都是也可以使用图3及图4的结构的组件盖，边加压边进行气密密封。在这种情况下，因为能够更好将紫外线硬化剂和组件内部隔断，所以其实用效果也大。
另外，在本实施形态中使用玻璃材料作为盖部601，但是塑料等树脂材料也能实现同样的密封方法，只要在紫外线硬化剂对于照射机的波长段透明或某种程度以上，例如30％以上透明，而且由于重量更轻，所以更为理想。
另外，虽然本实施形态以盖部601为具有完全透光性的部件进行说明，但只要本发明的盖部至少紫外线硬化剂被照射的部分有透光性就可以。
还有，在上述实施形态2，采用SHG兰色光源，但作为本发明的光学器件，也可用波长410nm的GaN系半导体激光器代替SHG兰色光源。如图8所示，GaN系半导体激光器81利用例如软钎焊固定在Si辅助固定件83上而构成。辅助固定件83的配置可以和实施形态2同样地进行，如图8所示，从GaN半导体激光器81射出的光在反射面82反射后向上方射出，从透明的盖部601向盖部输出。
分别用已有的组件、本发明的组件将波长410nm的GaN系半导体激光器气密密封，进行长期可靠性试验。其结果是，和SHG兰色光源一样，已有的组件异物粘附在半导体芯片端面致使光输出降低，而本实施形态的组件在半导体芯片端面上没有发现粘附异物，在1000小时内能确保激光器长期可靠。
这样，GaN半导体激光器81输出紫色光，而通过将上述实施形态的构成用于GaN系半导体激光器，能实现长时间连续点亮时输出紫色光的长期可靠性。
再者，曾设定GaN系半导体激光器的波长为410nm，但其他波长亦可。另外，Si辅助固定件的形状不必限于图8所示，也可如图1所示。在这种情况下，能够将GaN系半导体激光器收容于实施形态1构成的组件中使用。
实施形态3
本实施形态中引入了促进在固定光路型波长变换器件和Si辅助固定件时所用的固定剂聚合的工序，从而在经波长变换的高输出的兰色光长期连续点亮时实现输出的长期可靠性。在本实施形态中也和实施形态1一样，光波长变换器件利用在掺杂MgO的LiNbO3基板上制作的光路型QPM-SHG器件，半导体激光器利用具有波长可变功能的波长可变半导体激光器的SHG兰色光源，对在实施形态1的主体部201上安装SHG兰色光源的情况进行说明。
本实施形态的SHG兰色光源的制作工序示于图9。首先用软钎焊将波长可变半导体激光器13高精度地安装在Si辅助固定件上(911)，此后，用紫外线硬化树脂对着波长可变半导体激光器13高精度地安装光路型QPM-SHG器件12(912)。然后，用热固化性的环氧树脂系粘结剂将Si辅助固定件14固定在主体部203预定的位置上(913)。这时，玻璃盖205靠熔敷被固定在主体部203的射出面上，固定Si辅助固定件，使得产生的兰色光相对于包括玻璃盖205的面垂直射出。
通常，与粘接剂硬化前的状态相比，硬化后的状态下不需要的气体量少，而且，在硬化时产生不需要的气体。因此，在硬化前及硬化时从固定光路型QPM-SHG器件12所用的紫外线硬化树脂、以及固定Si辅助固定件14所用的热固化性环氧树脂系粘接剂产生的不需要的气体，在配置Si辅助固定件14的空间没有被气密密封的状态下会逃逸至主体部201的外面。但是在硬化后，粘接剂中存在残留不需要的气体，即使是微量的不需要的气体，也存在着影响制成的SHG兰色光源的长期可靠性的可能。
为了调查残留的不需要的气体的影响，用不需要的气体较少的环氧树脂系紫外线硬化粘接剂固定SHG兰色光源，又用环氧树脂系热固化性粘接剂固定Si辅助固定件，对激光器连续点亮后的不需要的气体进行评估。此时，紫外线硬化时所使用的紫外线照射量约3000mJ(与厂家推荐值相当)，热固化树脂的固化方法为在60℃恒温槽进行1小时热处理。另外，气密密封时的组件形状及其装配方法和实施形态2一样。
实施例1
首先，连续点亮基波光(波长800nm的波段)并观察端面后，没有发现粘附在端面上的异物，通过使用不需要的气体量少的粘接剂，能确保基波的可靠性。但是，即使是被认为不需要的气体少的粘接剂，在连续点亮高输出的兰色光(波长400nm的波段，输出10mW)后，一观察端面就发现粘附异物。可以认为这是残留在组件内的粘接剂的不需要的气体、或未硬化的粘接剂产生的不需要的气体粘附在元件端面上，已经判明，即使在不需要的气体量少的环氧树脂系粘接剂中，也由于少量不需要的气体的存在而对长期可靠性产生影响。
另外，即使是在粘接剂硬化后，也由于在发生光聚合的状态下，光聚合时粘接剂产生不需要的气体，该不需要的气体在本实验中也被认为会带来影响。图10为在-40℃～85℃加热循环试验中的粘接强度特性，可以确认，施以0～100个循环，粘接强度上升。可以认为这是在加热循环试验时，促进了粘接剂的聚合，粘接强度上升。
另外，被粘结物体SHG元件(掺杂MgO的LiNbO3基板)的吸收端在320nm处，在用紫外线硬化剂固定SHG元件时的紫外线照射中，320nm以下的波长不透明。另一方面，紫外线硬化剂的硬化波长因粘接剂而异，但各粘接剂也并不限于单一波长，调合开始剂以使得能够在从紫外区域至可见光区域的多个特定波长硬化。但是在被粘结物体使用掺杂MgO的LiNbO3基板时，用在波长320nm以下聚合的开始剂不能够对粘接剂的硬化起作用。也就是说由于必须利用在波长320nm以上聚合的开始剂使紫外线硬化剂完全硬化，需要足够的紫外线照射量。本实施形态所用的紫外线硬化剂使用最佳硬化波长330nm附近的硬化剂。掺杂MgO的LiNbO3基板在波长330nm的透射率约50％，因此紫外线硬化剂上照射的紫外线的累积光量为来自实际照射机的累积光量的一半左右。
由此可知，为了促进粘接剂聚合，完全除去不需要的气体，在SHG兰色光源固定后追加的紫外线照射量需大于主要硬化工序中需要的厂家推荐照射量，在本实施形态中为2倍以上(6000mJ以上，厂家推荐值为3000mJ)，还采用在Si辅助固定件12固定后在恒温槽进行10小时的60℃热处理去除不需要的气体的工序(图9的914)。这时的紫外线照射量考虑到SHG元件的紫外线透过率，采用粘接剂的主要硬化工序的足够的照射量，热处理在SHG兰色光源的工作温度在(在这里，工作温度为常温25℃)以上进行，因此能除去由于粘接剂未硬化而产生的不需要的气体以及在工作环境下发生的不需要的气体。
还有，在60℃、10小时的热处理工序中，因热扩散给光路型QPM-SHG器件12的光路部带来的影响，即光路部的折射率变化极小，可忽略不计，光波导特性即与光路的光耦合效率下降引起的SHG兰色光源的光输出特性不变化。其结果是，如图11所示，在输出10mW的兰色光连续点亮时，500小时后能确认在元件端面上无粘附，消除了输出降低的可能性，确保高输出时SHG兰色光源的长期可靠性。
实施例2
在SHG兰色光源的工作温度、保存温度上升时，为避免不需要的气体的发生，有必要设定热处理温度于工作温度和保存温度之上，另外，此时的热处理工序有必要设定能够忽略热扩散对光路部的影响的工序。在光器件用的光源使用SHG兰色光源时，因为通常设定上限保存温度为85℃，故需85℃以上的热处理工序。除去不需要的气体的热处理工序在100℃下进行10小时。此时热扩散引起的光路扩散量d可以以d＝2×[D(T)×t]1/2(D为扩散常数，是T的函数、T为热处理温度、t为热处理时间)表示。
通常，光路型QPM-SHG器件12那样的质子交换光路制作时的热处理工序在T＝330℃、t＝3小时的条件下进行，T＝100℃、t＝10小时的热处理工序与通常制作质子交换光路时的热扩散引起的扩散量相比小两个数量级以上，作为扩散量对光波导特性的影响非常小，几乎没有影响。也就是说该工序是不影响光学波导特性的工序，并能作为完全除去不需要的气体的工序使用。热处理温度T＝100～200℃、t＝10小时左右的热处理工序不会影响光波导特性，并能除去不需要的气体，所以对于上限保存温度在t＝200℃以下的范围，可以实施充分热处理工序。
在本实施例中，组件使用图4(a)所示的构成，气密密封时，边对盖部41加压边充填盖部固定剂42，并且采用使其硬化的工程。还有，气密密封通过用盖部固定剂42固定盖部42进行，但作为气密密封方法，也可以先用盖部固定剂42固定盖部41，然后用熔敷方法最后固定主体部43的光射出窗即玻璃盖44。也就是说，如果在熔敷前实施热处理工序，即使假定在组件内部存在组件盖固定用的盖部固定剂42的不需要的气体的情况下，也能让不需要的气体从玻璃盖44安装前的射出窗部逃出到组件外部，其实用效果颇大。
另外，气密密封通过用粘接剂固定盖部41进行，但是组件盖固定方法也可以采用除了盖部四周的一部分之外均充填粘接剂，在固定好后，最后在未填充的部分进行充填，再进行固定的方法。这样，即使组件内部存在组件盖固定用的粘接剂的不需要的气体，也因为不需要的气体能从未充填的部分逃到组件外部，故实用效果很大。
这样，如本实施形态，通过将半导体激光器和光路型波长变换器件直接结合于Si辅助固定件上的光路型QPM-SHG器件固定在被气密密封的容器内部，能够保护SHG元件端面使其不粘空气中存在的尘埃、碳化物、在经波长变换后的大输出的兰色光长期连续点亮时，能确保输出的长期可靠性。在利用半导体激光器和光波长变换器件的SHG兰色光源中，因为空气中存在的异物在连续点亮时粘附在射出端面上，导致输出降低和横模的劣化，成为很大的问题。
在不将图1所示的未被气密密封于组件内部的直接耦合型短波长激光模件气密密封在组件内，射出端面和空气气氛接触的状态下连续点亮时，空气中的异物积附在射出端面上，如图12所示引起兰色光输出下降和横模劣化。所以用实施形态3的方法，将短波长激光模件气密密封，从而防止空气中的异物附着于射出端上，还能防止实施形态3所示的固定剂释放出的气体粘附，能确保输出及横模的长期可靠性。
如上所述，采用本发明能在短波长光长期点亮时确保输出的可靠性。
还有，在制作短波长激光模件时，通过除去固定剂产生的不需要的气体，从而能避免异物粘在光学器件的射出端面上，能确保兰色光高输出点亮时输出的长期可靠性。
本领域技术人员通过以上的描述还可以想到提供一种通信装置，该通信装置至少具备以光的形态发送信息的发送手段，该发送手段可具备任何一项如上所述的短波长激光模件。

Claims (13)

1.一种短波长激光模件，其特征在于，具备
至少包括半导体激光器在内，输出短波长激光的发光器件、有配置所述发光器件的配置面和围着所述配置面的壁面的容器主体、以及和所述容器主体接合，其一部分与所述配置面及所述壁面一起形成收容所述发光器件的收容空间的盖部，
所述容器主体和所述盖部嵌合，形成搭接并紧密贴合的密封面，并用粘接剂接合，
所述密封面在所述粘接剂和所述收容空间之间形成，所述盖部装配在所述收容空间内，且所述密封面形成为所述盖部和所述容器主体的接触区域。
2.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
由所述发光器件所得的短波长激光的波长为450nm以下。
3.根据权利要求2所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述发光器件具有将所述半导体激光器输出的光的波长变换成长度450nm以下的波长的波长变换手段。
4.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述半导体激光器为输出450nm以下波长的光的短波长半导体激光器。
5.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述盖部的至少由粘接剂固定的部分具有透光性，
所述粘接剂为靠紫外线照射硬化的粘接剂。
6.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述收容空间内密封着惰性气体。
7.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述收容空间内为真空状态。
8.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述容器主体及/或所述盖部有透光的射出窗。
9.根据权利要求1所述的短波长激光模件，其特征在于，
所述粘接剂至少是所述容器主体和所述盖部的接合部分，在所述短波长激光模件的外部设置露出的部分。
10.一种短波长激光模件的制造方法，其特征在于，
具备
第1固定工序，至少将包括半导体激光器在内的发光器件用依靠紫外线照射硬化的粘接剂固定的辅助固定件上、
第2固定工序，将固定所述发光器件的辅助固定件用依靠加热硬化的粘接剂固定在容器内、
紫外线照射工序，再照射紫外线，促进依靠紫外线的照射硬化的粘接剂聚合、以及
密封工序，密封所述容器，使所述容器实现气体密封，
所述密封工序将封装主体和用于与封装主体一起形成收容空间的盖部嵌合，形成搭接并紧密贴合的密封面，并用粘接剂接合，
使所述密封面形成于所述粘接剂和所述收容空间之间，
将所述盖部装配进所述收容空间内，并将所述密封面形成为所述盖部和所述容器主体的接触区域。
11.根据权利要求10所述的短波长激光模件的制造方法，其特征在于，
还具备与所述紫外线照射工序平行，或在其后执行的再加热，促进靠所述加热硬化的粘接剂聚合。
12.根据权利要求11所述的短波长激光模件的制造方法，其特征在于，
所述加热工序的温度比所述第2固定工序的温度要高，比所述短波长激光模件工作时的温度低。
13.一种通信装置，该通信装置至少具备以光的形态发送信息的发送手段，其特征在于，
所述发送手段具备权利要求1至9中任一项所述的短波长激光模件。
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