CN206682672U - 光源装置 - Google Patents

Abstract

光源装置(1)具备：发光部(11)，被搭载在基板(10)上；盖部(12)，以覆盖发光部(11)的方式与基板接合；第一导光元件(14a)，将从发光部(11)射出的光，导光到盖部(12)的外部；以及第一套圈(14b)，被设置在第一导光元件(14a)的周围，盖部(12)具有开口部(12a)，该开口部位于与发光部(11)相对的位置，第一套圈(14b)，以插入到开口部(12a)的状态，与开口部(12a)的边缘接合。

Description

光源装置

技术领域

本实用新型涉及光源装置。

背景技术

以往已知的光源装置是，激光芯片被搭载在罐状的金属来形成的封装体等的内部的光源装置(例如，参考专利文献1)。在专利文献1所述的发光装置中，被气密封装的封装体内搭载着激光芯片。从激光芯片输出的激光，直接导光到从封装体的内部向外部贯通的光学杆，输出到封装体外。进一步，从光学杆输出的光，由光学透镜聚光，照射到照射对象上。

此外，近几年利用光纤的光传输方式逐渐普及，期待着从封装体内的激光芯片输出的激光导光到光纤的技术。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1∶日本特开2013-149449号公报

在上述以往的光源装置中，在气密封装的封装体内，将激光直接导光到光学杆中，并由光学透镜来聚光，这就需要对激光芯片、光学杆以及光学透镜正确地调芯。此外，对激光芯片、光学杆以及光学透镜正确地调芯，需要精密且复杂的装置构造。因此，将由光学透镜聚光的激光，进一步导光到很细并柔软的光纤内是很困难的。此外，代替光学杆以及光学透镜，将光纤从封装体内部贯通到外部的方式来设置，从而使激光芯片输出的激光直接导光到光纤时，出现封装体的气密封装不充分的问题。

实用新型内容

于是，本实用新型提供一种能够容易将激光导光到光纤内，并且被气密封装的光源装置。

本实用新型的一个方案涉及的光源装置，具备：发光部，被搭载在基板上；盖部，以覆盖所述发光部的方式与所述基板接合；第一导光元件，将从所述发光部射出的光，导光到所述盖部的外部；以及第一套圈，被设置在所述第一导光元件的周围，所述盖部具有开口部，该开口部位于与所述发光部相对的位置，所述第一套圈，以插入到所述开口部的状态，与所述开口部的边缘接合。

通过本实用新型，能够提供一种能够容易将激光导光到光纤内，并且被气密封装的光源装置。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的光源装置的构成的外观斜视图。

图2是沿着图1示出的光源装置的II-II线的截面图。

图3是表示实施方式1涉及的构成光源装置的各部的材料的组合的图。

图4是表示实施方式1涉及的光源装置的制造工序的一个例子的流程图。

图5是表示实施方式2涉及的光源装置的构成的截面图。

图6是表示实施方式2涉及的光源装置的使用方法的一个例子的概略图。

符号说明

1，2 光源装置

10 管座(基板)

11 发光部

12 盖部

14 第一导光部

14a 第一导光元件

14b 第一套圈

16 引线端子

20a 接合部件(第二接合部件)

20b 接合部件(第一接合部件)

30 第二导光部

30a 第二导光元件

30b 第二套圈

32 连接部件

具体实施方式

在以下的实施方式中，说明容易将激光导光到光纤内，并且被气密封装的光源装置。

下面，参考附图来说明本实用新型的实施方式。另外，下面说明的实施方式都是示出本实用新型的一个具体例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形式、步骤、步骤的顺序等，都是本实用新型的一个例子，主旨不是限制本实用新型。此外，以下的实施方式中的构成要素中，表示最上位概念的技术方案所没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。

(实施方式1)

下面，参考附图来说明本实用新型的实施方式1涉及的光源装置1。

[1.光源装置的构成]

首先，说明光源装置1的构成。图1是表示实施方式1涉及的光源装置的构成的外观斜视图。图2是沿着图1示出的光源装置的II-II线的截面图。

如图1以及图2所示，光源装置1具备管座(stem)10，发光部11，盖部12，第一导光部14。

管座10，例如是由金属来构成的基板。管座10，从热传导好、能够熔接、镀金性、以及与接合的对方的线膨胀系数匹配等观点出发，由铁合金(SUS(不锈钢)，SF材(锻钢)等)、镍合金(可伐(kovar)等)，铜合金(黄铜等)来形成。此外，管座10的表面实施了镀金。镀金材料可以采用例如Ni-Au镀金。另外，管座10是本实用新型的基板的一例。

发光部11例如是半导体激光二极管。发光部11是例如输出500nm以下的短波长光的半导体激光二极管。在发光部11是输出短波长光的半导体激光二极管的情况下，光源装置1，为了防止半导体激光二极管的谐振器受破损，需要进行气密封装。发光部11，例如在管座10上设置的块上，以射出方向成为规定方向的方式而被载置。本实施方式涉及的发光部11，如后边详述，射出方向成为向着第一导光部14的第一导光元件14a的方向而被载置，该第一导光部14设置在盖部12的开口部12a。

盖部12是以覆盖搭载在管座10上的发光部11的方式，与管座10接合的金属盖部。盖部12例如通过电阻熔接(凸焊)与管座10接合。盖部12从能够精密切削、能够熔接、与接合对方的线膨胀系数匹配等观点出发，由铁合金(SUS，SF材等)、镍合金(可伐等)等金属来构成。

此外，盖部12的在接合在管座10时与管座10相对的面上，具有开口部12a。在开口部12a，设置了后边详述的第一导光部14。这样，光源装置1被气密封装。

第一导光部14具有第一导光元件14a、第一套圈(ferrule)14b。第一套圈14b，被设置在第一导光元件14a的周围。

第一导光元件14a，例如是由石英玻璃构成的光纤、在石英玻璃上用Ni以及Au涂层的光纤。第一导光元件14a的一端，与发光部11相对，与发光部11相对的第一导光元件14a的前端，越接近发光部11越细。第一导光元件14a的前端，设置在与发光部11的射出口(未图示)接近的位置。此外，从发光部11输出的激光的照射方向，与第一导光元件14a的细长方向大体一致。这样，从发光部11输出的激光，容易导光到第一导光元件14a。

第一套圈14b，以围着第一导光元件14a的方式被设置在第一导光元件14a的周围。第一套圈14b，通过接合部件20a与第一导光元件14a接合。第一套圈14b是为了加强以及保护细长的第一导光元件14a而包裹的包层，例如由氧化锆等陶瓷烧结体、SUS等金属来构成。与发光部11相对的第一套圈14b的前端，与第一导光元件14a的前端同样，越接近发光部11越细。

此外，第一套圈14b，在盖部12设置的开口部12a的边缘，通过接合部件20b而被接合。第一套圈14b通过接合部件20b与盖部12的开口部12a的边缘接合，所以比起不使用接合部件20b的情况，能够提高光源装置1的气密封装的精度。另外，接合部件20a，比接合部件20b熔点高。这样，通过接合部件20a，将第一导光元件14a与第一套圈14b接合之后，能够以比接合部件20a的熔点低的温度，通过接合部件20b将第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘接合。因此，先接合的接合部件不会在后边工序再次熔化，所以能够高精度地进行接合。另外，接合部件20a以及接合部件20b，在本实用新型分别是第二接合部件以及第一接合部件的一例。

作为接合部件20a以及接合部件20b，从熔点以及与接合的对象物的线膨胀系数匹配等观点出发，例如采用低熔点玻璃、焊锡等。这里说的低熔点例如是200℃～600℃左右的熔点。

作为熔点为200℃～300℃的接合部件20a以及接合部件20b，可以采用铅玻璃。铅玻璃，在环境方面存在问题，但是从低熔点的观点，对于本实施方式涉及的光源装置1是有效的。此外，作为熔点为300℃～400℃的接合部件20a以及接合部件20b，可以采用Ag玻璃。Ag玻璃，虽熔点低，但化学性质不稳定并可靠性低，然而从低熔点的观点，对于本实施方式涉及的光源装置1是有效的。此外，作为熔点为400℃～600℃的接合部件20a以及接合部件20b，例如可以采用混合了玻璃粉和有机粘合剂的玻璃胶(Glass Paste)。采用玻璃胶的情况下，加热玻璃胶时，有机粘合剂挥发，只残留玻璃成分。玻璃成分熔化之后进一步冷却，从而能够将接合部件20a或接合部件20b夹在中间地接合两个接合对象物。

此外，在管座10，设置了引线端子16。引线端子16例如是从光源装置1的外部，接受用于使发光部11的发光的电力的端子。

图3是表示构成实施方式1涉及的光源装置1的各部的材料的组合的图。

在图3表示的构成1中，作为第一导光元件14a采用石英玻璃，作为接合部件20a采用第一低熔点玻璃，作为第一套圈14b采用氧化锆，作为接合部件20b采用第二低熔点玻璃，作为盖部12采用铁合金(SUS)。

在此，构成接合部件20a的第一低熔点玻璃，采用比构成接合部件20b的第二低熔点玻璃熔点高的玻璃。例如，作为第二低熔点玻璃，采用熔点为300℃～400℃的Ag玻璃，作为第一低熔点玻璃，采用熔点400℃～600℃的玻璃胶。玻璃胶例如是混合了玻璃粉和有机粘合剂的玻璃胶。

此外，在构成2中，作为第一导光元件14a采用石英玻璃、作为接合部件20a采用第二低熔点玻璃、作为第一套圈14b采用氧化锆，作为盖部12采用铁合金(SUS)。

另外，在本构成中，不使用接合部件20b，通过利用构成盖部12的金属与构成第一套圈14b的陶瓷之间的热膨胀差的压缩方法，来对光源装置1进行气密封装。

此外，在构成3中，作为第一导光元件14a采用在石英玻璃上用Ni以及Au涂层的敷金属石英玻璃，作为接合部件20a以及20b采用焊锡，作为第一套圈14b采用氧化锆，作为盖部12采用铁合金(SUS)。

在此，构成接合部件20a的焊锡，可以采用比构成接合部件20b的焊锡熔点高的焊锡。

[2.光源装置的制造方法]

下面说明光源装置1的制造方法。图4是表示实施方式1涉及的光源装置1的制造顺序的一个例子的流程图。另外，以下表示的光源装置1的制造顺序，作为一例说明上述构成1的情况。

开始如图4所示，在管座10设置发光部11(步骤S11)。首先，在管座10上设置用于安装发光部11的块10a。块10a的设置位置如下，发光部11安装在块10a时从发光部11输出的激光导光到第一导光元件14a的位置。而且，在块10a上设置发光部11。此时，被设置成从发光部11输出的激光的射出方向，成为在盖部12的开口部12a设置的第一导光部14的第一导光元件14a的方向。

接着，在管座10熔接盖部12(步骤S12)。在管座10与盖部12之间，通过电阻熔接(凸焊)来熔接。电流通过盖部12，产生焦耳热，将盖部12的管座10侧的边缘熔化。同时，将盖部12向管座10加压。这样，盖部12与管座10连接。另外，管座10与盖部12的接合，不仅限于电阻熔接，也可以采用其他的熔接方法，也可以采用熔接以外的连接方法。

接着，将第一套圈14b接合在第一导光元件14a的周围(步骤S13)。将第一导光元件14a与第一套圈14b接合的接合部件20a，例如采用上述的第一低熔点玻璃。第一低熔点玻璃是熔点为400℃～600℃的玻璃胶。将由玻璃成分构成的粉末和有机粘合剂混合的玻璃胶，涂布在第一导光元件14a的周围。之后，在第一套圈14b设置的贯通孔中插入第一导光元件14a。这个时候，第一导光元件14a与第一套圈14b之间，填充了玻璃胶。而且，加热第一导光元件14a以及第一套圈14b。这样，构成玻璃胶的有机粘合剂挥发，只留下玻璃成分。留下的玻璃成分，因为加热而熔化，熔化之后冷却从而固化。这个时候，第一导光元件14a和第一套圈14b，通过固化的玻璃来接合。

接着，与管座10接合的盖部12的内部，填充N₂气体。另外，与管座10接合的盖部12的内部填充的气体，不限于N₂气体，也可以是例如Ar等惰性气体。

接着，将第一套圈14b接合在盖部12的开口部12a的边缘(步骤S14)。接合盖部12的开口部12a的边缘和第一套圈14b的接合部件20b，例如采用上述第二低熔点玻璃。第二低熔点玻璃是熔点为300℃～400℃的Ag玻璃。

将Ag玻璃在第一套圈14b的周围涂布之后，在盖部12的开口部12a插入第一套圈14b。这个时候，以第一套圈14b的前端与发光部11相对的方式，调整第一套圈14b的插入深度。在盖部12的开口部12a的边缘和第一套圈14b之间填充了Ag玻璃。而且，通过加热Ag玻璃被熔化，熔化之后冷却从而固化。这个时候，第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘，通过固化的Ag玻璃来接合。

通过以上的顺序，发光部11能够通过光源装置1的管座10、盖部12、与盖部12的开口部12a的边缘接合的第一套圈14b而被封装。

另外，第一套圈14b与第一导光元件14a的周围接合的工序(步骤S13)，可以在盖部12的开口部12a的边缘与第一套圈14b接合的工序(步骤S14)之后进行。在这个情况下，盖部12的开口部12a的边缘与第一套圈14b接合的接合部件20b的熔点，可以比第一导光元件14a与第一套圈14b接合的接合部件20a的熔点高。即，可以将使用接合部件20b以及接合部件20a中的熔点高的一方的接合工序，在使用接合部件20b以及接合部件20a中熔点低的一方的接合工序之前进行。先进行使用高熔点的接合部件的接合工序，然后进行使用低熔点的接合部件的接合工序，所以在后进行的接合工序，能够以低于在前进行的接合工序的接合温度来进行。因此，先进行了接合的接合部件，在其后的接合工序中不会再次熔化，所以能够高精度地进行接合。

此外，接合部件20b以及接合部件20a，在上述制造顺序中分别采用了Ag玻璃以及玻璃胶，但是也可以采用其他材料。例如作为接合部件20b可以采用铅玻璃、作为接合部件20a可以采用Ag玻璃。此外，作为接合部件20b可以采用焊锡，作为接合部件20a可以采用Ag玻璃。

此外，第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘，可以不使用接合部件20b，可以利用构成盖部12的金属与第一套圈14b的构成的陶瓷之间的热膨胀之差的压缩方法来进行接合。

此外，在本实施方式涉及的光源装置1，在管座10熔接了盖部12之后，将第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘接合，但是也可以在第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘接合之后，在管座10熔接盖部12。

[3.效果等]

以上，通过本实施方式涉及的光源装置1，通过管座10和盖部12、与盖部12的开口部12a的边缘接合的第一套圈14b，将光源装置1进行气密封装。此外，在第一导光元件14a的周围接合了第一套圈14b，所以能够将第一导光元件14a与发光部11的位置高精度地对齐。这样，从发光部11输出的激光容易导光到第一导光元件14a。

此外，第一套圈14b可以通过接合部件20b来与开口部12a的边缘接合。这样，第一套圈14b通过接合部件20b与盖部的开口部12a的边缘接合，所以与没有使用接合部件20b的情况相比，能够高精度地进行光源装置1的气密封装。

此外，第一套圈14b，可以通过比接合部件20b的熔点高的接合部件20a来与第一导光元件14a接合。这样，通过接合部件20a第一导光元件14a与第一套圈14b接合之后，以比接合部件20a的熔点低的温度，通过接合部件20b将第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘接合。因此，在后边的工序中不需要再次熔化接合部件20a，所以能够高精度地接合。

此外，第一导光元件14a的一端与发光部11相对，与发光部11相对的第一导光元件14a的前端，越接近发光部11越细。这样，从发光部11输出的激光，容易导光到第一导光元件14a。

(实施方式2)

下面说明实施方式2涉及的光源装置2。图5是表示本实施方式涉及的光源装置2的构成的截面图。图6是表示本实施方式涉及的光源装置2的使用方法的一个例子的概略图。

本实施方式涉及的光源装置2与实施方式1表示的光源装置1的不同点在于，光源装置2具备对从第一导光元件14a射出的光进行导光的第二导光元件30a。此外，第二导光元件30a，在第一导光元件14a相对的端部侧的周围，具有第二套圈30b。

如图5所示，光源装置2具备，管座10、发光部11、盖部12、第一导光部14、第二导光部30、连接部件(sleeve)32。管座10、发光部11、盖部12以及第一导光部14是与实施方式1表示的光源装置1同样的构成，所以省略详细说明。

第二导光部30，如图5所示，具备第二导光元件30a和第二套圈30b。

与第一导光元件14a相同，第二导光元件30a是例如由石英玻璃构成的光纤、在石英玻璃用Ni以及Au涂层的光纤。

第二套圈30b是与第一套圈14b同样，为了加强以及保护细长的第一导光元件14a而包裹的包层，例如由氧化锆等陶瓷烧结体、SUS等金属来构成。第二套圈30b，从细长的第二导光元件30a的前端设置到规定长度的第二导光元件30a的周围。

此外，第二套圈30b，通过连接部件32以能够装拆的方式与第一套圈14b连接。更具体而言，如图6所示，连接部件32的一端外嵌在第一套圈14b，连接部件32的另一端被插入了第二套圈30b。这样，第一导光部14与第二导光部30连接。

连接部件32是用于连接第一套圈14b和第二套圈30b的筒形的连接器。连接部件32一端侧的内径与第一套圈14b的外径相同形状以及相同大小。此外，连接部件32另一端侧的内径与第二套圈30b的外径相同形状以及相同大小。

通过使用连接部件32，能够容易连接第一套圈14b和第二套圈30b。因此，第一导光元件14a和第二导光元件30a能够以高定位精度连接。

以上，本实施方式涉及的光源装置2具备第二导光元件30a，该第二导光元件14a对从第一导光元件14a射出的光进行导光，第二导光元件30a，可以在与第一导光元件14a相对的端部侧的周围，具有第二套圈30b。这样，通过连接部件32第二导光部30容易连接到第一导光部14。因此，能够以高定位精度来连接第一导光元件14a和第二导光元件30a，从而能够使从发光部11输出的激光，穿过第一导光元件14a以及第二导光元件30a传输到远方。

此外，第二套圈30b，通过连接部件32以能够装拆的方式与第一套圈14b连接。通过连接部件32，能够容易连接第一套圈14b与第二套圈30b。因此，能够以高定位精度来连接第一导光元件14a与第二导光元件30a。

以上，说明了本实用新型的实施方式涉及的光源装置1以及2，但是本实用新型，不限于所述的实施方式。

例如，在上述实施方式中，接合部件20a的熔点比接合部件20b的熔点高，但是可以是接合部件20b的熔点比接合部件20a的熔点高。

此外，在上述实施方式中，说明了第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘，通过第一接合部件接合，但是第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘，可以不使用第一接合部件，而是利用构成第一套圈14b的陶瓷和构成盖部12的金属之间的热膨胀之差的压缩方法来接合。

此外，在上述实施方式中，说明了在管座10熔接盖部12之后，将第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘接合，但是也可以将第一套圈14b与盖部12的开口部12a的边缘接合之后，在管座10熔接盖部12。

此外，管座10、第一导光元件14a、第一套圈14b、盖部12、接合部件20a、接合部件20b、第二导光元件30a、第二套圈30b、连接部件32的形状、大小、构成材料不限于上述，可以适当地变更。

此外，光源装置1的制造方法不限于上述的制造工序，也可以具备其他工序。

以上，根据实施方式说明了一个或多个方案涉及的光源装置，不过本实用新型不被这些实施方式所限定。只要不超出本实用新型的宗旨，则技术者想出的各种变形例实施在本实施方式的例子，以及对不同实施方式中的构成要素进行组合而构筑的例子也都包括在一个或多个方案的范围中。

本实用新型能够适用于发光装置、光源装置以及车辆用前照灯等。

Claims (6)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：

发光部，被搭载在基板上；

盖部，以覆盖所述发光部的方式与所述基板接合；

第一导光元件，将从所述发光部射出的光，导光到所述盖部的外部；以及

第一套圈，被设置在所述第一导光元件的周围，

所述盖部具有开口部，该开口部位于与所述发光部相对的位置，

所述第一套圈，以插入到所述开口部的状态，与所述开口部的边缘接合。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述第一套圈，通过第一接合部件与所述开口部的边缘接合。

3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，

所述第一套圈，通过比所述第一接合部件熔点高的第二接合部件，与所述第一导光元件接合。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述光源装置具备第二导光元件，该第二导光元件对从所述第一导光元件射出的光进行导光，

所述第二导光元件，在与所述第一导光元件相对的端部侧的周围，具有第二套圈。

5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于，

所述第二套圈，通过连接部件以能够装拆的方式与所述第一套圈连接。

6.如权利要求1至5的任一项所述的光源装置，其特征在于，

所述第一导光元件的一端与所述发光部相对，与所述发光部相对的所述第一导光元件的前端，越接近所述发光部越细。