JP2008130773A - Integrated optical device, integrated optical device mounting method, and optical element manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集積化光学装置および集積化光学装置の取付け方法ならびに光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an integrated optical device, a method for mounting the integrated optical device, and a method for manufacturing an optical element.
光ディスク装置およびレーザプリンタなどの装置では、光源として半導体レーザチップなどの発光素子が用いられている。たとえば光ディスク装置では、半導体レーザチップと受光素子とが1つのパッケージに組み込まれる半導体レーザ装置が光ピックアップ装置に備えられる。半導体レーザ装置としては、半導体レーザチップからの光出射側の面にホログラム素子などの光学素子が設けられる集積化光学装置が汎用されている。また光ディスク装置では、小形化および薄型化が望まれており、これに伴って光ピックアップ装置および集積化光学装置の小形化および薄型化も望まれている。 In devices such as an optical disk device and a laser printer, a light emitting element such as a semiconductor laser chip is used as a light source. For example, in an optical disk device, a semiconductor laser device in which a semiconductor laser chip and a light receiving element are incorporated in one package is provided in an optical pickup device. As a semiconductor laser device, an integrated optical device in which an optical element such as a hologram element is provided on a light emitting side surface from a semiconductor laser chip is widely used. Further, the optical disk device is desired to be reduced in size and thickness, and accordingly, the optical pickup device and the integrated optical device are also desired to be reduced in size and thickness.
図11は、第1の従来技術の集積化光学装置1の斜視図である。第1の従来技術の集積化光学装置1は、ステム2の平面形状が、円からその一部をなす2つの対向した弓形を削除してできる対向した2つの円弧と、対向した2つの弦とで囲まれてなる略長円形状をしている(たとえば、特許文献1参照)。このような集積化光学装置1は、ステム2の上記略長円形状の円弧部分が、発光点の位置を決めるための基準となる基準部とされている。
FIG. 11 is a perspective view of the first conventional integrated
集積化光学装置1は、金属製の略長円形状のステム2と、略長円形状のキャップ3と、回折格子が形成されたガラス板である光学素子4とを含む。キャップ3の内部には、光源である半導体レーザチップ、モニタ用フォトダイオードおよび信号読取用フォトダイオードがそれぞれダイボンドされて、金属製ワイヤによってリードピン5に電気的に接続されている。第1の従来技術の集積化光学装置1は、ステム2およびキャップ3を上記略長円形状とすることによって、たとえばステム2およびキャップ3が円形状に形成される場合よりも薄型化される。
The integrated
また集積化光学装置の小形化を実現するとともに、光の出射によって発生する熱の放出性に優れる第2の従来技術の集積化光学装置が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。第2の従来技術の集積化半導体レーザ装置は、半導体レーザチップ、受光素子基板、受光素子、回路基板、および光学素子を備える。受光素子基板は、フリップチップ工法によって回路基板に実装される。回路基板の内部には多層配線が形成され、回路基板の下面の端部には外部接続電極が配置される。受光素子基板の上面では、回路基板の開口部に臨む受光領域に受光素子が、受光領域の内側に半導体レーザチップが、それぞれ配置される。回路基板を挟んで受光素子基板の上面と対向する側では、ホログラム領域を有する光学素子が接着剤によって回路基板上に固定される。このように第2の従来技術の集積化光学装置では、受光素子基板が封止用樹脂、光学素子、および接着剤によって外部の環境から保護される。 Further, a second conventional integrated optical device has been proposed that realizes downsizing of the integrated optical device and is excellent in the ability to emit heat generated by light emission (see, for example, Patent Document 2). A second conventional integrated semiconductor laser device includes a semiconductor laser chip, a light receiving element substrate, a light receiving element, a circuit board, and an optical element. The light receiving element substrate is mounted on the circuit board by a flip chip method. Multi-layer wiring is formed inside the circuit board, and external connection electrodes are arranged at the end of the lower surface of the circuit board. On the upper surface of the light receiving element substrate, the light receiving element is disposed in the light receiving region facing the opening of the circuit board, and the semiconductor laser chip is disposed inside the light receiving region. On the side facing the upper surface of the light receiving element substrate across the circuit board, the optical element having the hologram region is fixed on the circuit board with an adhesive. As described above, in the second conventional integrated optical device, the light receiving element substrate is protected from the external environment by the sealing resin, the optical element, and the adhesive.
第2の従来技術では、ワイヤボンディング工法による配線を用い、受光素子基板を枠体および光学素子によって外部の環境から保護していた構造に対し、無駄な空間を削減することができる。また枠体内に受光素子基板を収納する形態を取らないので、回路基板および光学素子を受光素子基板の大きさと概ね等しい大きさに形成することが可能となり、集積化光学装置の小形化を実現することができる。また回路基板の開口部を外部から仕切られた空間とすることによって、たとえば光出射で生じる熱による光学特性の劣化を防ぐことができ、信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することができる。 In the second prior art, it is possible to reduce useless space with respect to the structure in which the wiring by the wire bonding method is used and the light receiving element substrate is protected from the external environment by the frame body and the optical element. In addition, since the light receiving element substrate is not housed in the frame, the circuit board and the optical element can be formed to have a size substantially equal to the size of the light receiving element substrate, and the integrated optical device can be miniaturized. be able to. In addition, by making the opening of the circuit board a space partitioned from the outside, it is possible to prevent deterioration of optical characteristics due to heat generated by light emission, for example, and to provide a highly reliable semiconductor laser device.
たとえば光ピックアップ装置において、集積化光学装置は、半田付けによってフレキシブル基板に固定された後、フレキシブル基板を変形させることによってハウジングに形成される開口からハウジング内に装入され、取付けられる。このような取付け方法では、集積化光学装置をフレキシブル基板に固定するための半田付けを、集積化光学装置を取付けた後に行う場合に比べて、光学素子の取付け位置がずれることを防止できる。ただしこのような取付け方法において、フレキシブル基板は、その長さに余裕をもたせることができない。光ピックアップ装置は、光ディスク装置内においてそれ自体が可動するので、フレキシブル基板を長くすることは、その撓みによって光ピックアップ装置の可動に支障をきたすこととなる。またフレキシブル基板が長すぎると、フレキシブル基板を収容するスペースが必要となり、光ピックアップ装置の小形化を実現することができなくなる。したがってフレキシブル基板は、集積化光学装置を装入するための最低限の長さに設定され、たとえば把持手段およびアームを含む取付け装置によって、集積化光学装置を把持し、予め定める軸線まわりに角変位回転させることによってハウジング内に装入するけれども、このようなフレキシブル基板の制約によって、次のような問題を招来する。 For example, in an optical pickup device, an integrated optical device is fixed to a flexible substrate by soldering, and then inserted into and attached to the housing from an opening formed in the housing by deforming the flexible substrate. In such a mounting method, it is possible to prevent the mounting position of the optical element from deviating compared to the case where the soldering for fixing the integrated optical device to the flexible substrate is performed after the integrated optical device is mounted. However, in such an attachment method, the flexible substrate cannot have a margin in its length. Since the optical pickup device itself moves within the optical disk device, making the flexible substrate longer hinders the movement of the optical pickup device due to its bending. If the flexible substrate is too long, a space for accommodating the flexible substrate is required, and the optical pickup device cannot be miniaturized. Accordingly, the flexible substrate is set to a minimum length for inserting the integrated optical device. For example, the integrated optical device is gripped by an attachment device including a gripping means and an arm, and angular displacement is performed around a predetermined axis. Although it inserts in a housing by rotating, the following problems are caused by the restriction of the flexible substrate.
図12は、第1の従来技術の集積化光学装置1をハウジング6に取付けるときのハウジング6の断面図である。上記のような集積化光学装置1の取付け方法では、ハウジング6に固定されたフレキシブル基板7を変形させることによって集積化光学装置1を矢符8方向に回転させ、ハウジング6内の取付け部分に集積化光学装置1を装入する。このとき、ハウジング6の開口の大きさに比べて集積化光学装置1の光学素子4の高さhおよび厚みtが大きいと、光学素子4がハウジング6に接触し、ハウジング6内に集積化光学装置1を装入することができない場合がある。第2の従来技術の集積化光学装置をハウジングに装入する場合にも、同じ問題が発生する。
FIG. 12 is a sectional view of the
集積化光学装置1に備えられる光学素子4は、光学素子4に求められる光学特性に応じて、その高さhが決定され、光学素子4の高さhを小さくすることは容易ではない。したがって、このような光学素子4を備える集積化光学装置1をハウジング6内に装入するためには、ハウジング6の設計を変更せざるを得ず、ハウジング6の小型化、ひいては光ピックアップ装置の小形化を実現することができない。
The height h of the
また集積化光学装置をハウジングに装入し、フレキシブル基板に取付けた後、ハウジングにフレキシブル基板を固定することもできるけれども、ハウジングに半田付けする際に用いる鏝が接触するなど半田付け作業が困難となり、生産性が悪い。 Although the integrated optical device can be inserted into the housing and attached to the flexible substrate, the flexible substrate can be fixed to the housing. However, soldering work becomes difficult, for example, contact with a hook used for soldering to the housing. Productivity is bad.
本発明の目的は、ハウジングと光学素子との接触を防止しつつ、ハウジングを可及的に小型化することができる集積化光学装置および集積化光学装置の取付け方法ならびに光学素子の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an integrated optical device, an integrated optical device mounting method, and an optical element manufacturing method capable of miniaturizing the housing as much as possible while preventing contact between the housing and the optical element. It is to be.
本発明は、発光素子と、発光素子から発せられた光が透過するように発光素子に設けられる光学素子とを含み、発光素子から発せられる光の光軸方向に垂直な方向に延びる予め定める角変位軸線まわりに角変位されてハウジングに取付けられる集積化光学装置であって、
光学素子の発光素子に臨む第1端部のうち、前記角変位軸線から最も離間する部分を含み、かつ前記光軸方向に平行な仮想一平面に関して、光軸方向において、光学素子の前記第1端部とは反対側の第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分が、前記第1端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分よりも、前記角変位軸線寄りに形成されることを特徴とする集積化光学装置である。
The present invention includes a light emitting element and an optical element provided in the light emitting element so that light emitted from the light emitting element is transmitted, and has a predetermined angle extending in a direction perpendicular to the optical axis direction of the light emitted from the light emitting element. An integrated optical device that is angularly displaced about a displacement axis and is attached to a housing,
Of the first end facing the light emitting element of the optical element, the first end of the optical element in the optical axis direction with respect to a virtual plane that includes the portion farthest from the angular displacement axis and is parallel to the optical axis direction. The portion near the second end opposite to the end and facing the virtual one plane is formed closer to the angular displacement axis than the portion facing the first end and facing the virtual one plane. The integrated optical device is characterized by the above.
また本発明は、光学素子は、入射した光を回折する回折部を含み、
回折部によって回折される光の進行方向が、前記仮想一平面に平行な方向であることを特徴とする。
In the present invention, the optical element includes a diffractive portion that diffracts incident light,
The traveling direction of the light diffracted by the diffraction unit is a direction parallel to the virtual one plane.
また本発明は、前記仮想一平面および前記角変位軸線に垂直な光学素子の断面が、階段形状であることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that a cross section of the optical element perpendicular to the virtual plane and the angular displacement axis is stepped.
また本発明は、前記仮想一平面および前記角変位軸線に垂直な光学素子の断面が、台形状であることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that a cross section of the optical element perpendicular to the virtual plane and the angular displacement axis is trapezoidal.
また本発明は、光学素子の前記仮想一平面を臨む部分が、前記角変位軸線まわりの半径方向外方に凸に湾曲して形成されることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that a portion of the optical element facing the virtual plane is formed to be convexly curved outward in the radial direction around the angular displacement axis.
また本発明は、前記本発明の集積化光学装置をフレキシブル基板に固定する工程と、
集積化光学装置が固定されたフレキシブル基板をハウジングに固定する工程と、
フレキシブル基板がハウジングに固定された状態で、このフレキシブル基板に固定された集積化光学装置を、予め定める角変位軸線まわりに角変位させてハウジングに取付ける工程とを含むことを特徴とする集積化光学装置の取付け方法である。
The present invention also includes a step of fixing the integrated optical device of the present invention to a flexible substrate;
Fixing the flexible substrate to which the integrated optical device is fixed to the housing;
And a step of attaching the integrated optical device fixed to the flexible substrate to the housing by angular displacement about a predetermined angular displacement axis while the flexible substrate is fixed to the housing. It is an installation method of the apparatus.
また本発明は、透光性基板に複数の回折部を形成する回折部形成工程と、
透光性基板の隣合う回折部同士の間に、第1の方向に延び、予め定める幅の第1の溝を形成する溝形成工程と、
第1の溝の幅よりも小さい幅の第2の溝を形成し、第2の溝を透光性基板の厚み方向一方に貫通させて透光性基板を切断する第1切断工程と、
隣合う回折部同士の間を、第1の方向に直交する第2の方向に切断する第2切断工程とを含むことを特徴とする光学素子の製造方法である。
Further, the present invention provides a diffraction part forming step of forming a plurality of diffraction parts on a translucent substrate,
A groove forming step for forming a first groove having a predetermined width extending in a first direction between adjacent diffractive portions of the translucent substrate;
A first cutting step of forming a second groove having a width smaller than the width of the first groove, cutting the translucent substrate by penetrating the second groove in one thickness direction of the translucent substrate;
And a second cutting step of cutting between adjacent diffractive portions in a second direction perpendicular to the first direction.
また本発明は、溝形成工程の前に、
第1の溝を形成するための第1のマークと、第2の溝を形成するための第2のマークとを形成するマーク形成工程を含むことを特徴とする。
In addition, the present invention, before the groove forming step,
The method includes a mark forming step of forming a first mark for forming the first groove and a second mark for forming the second groove.
また本発明は、前記透光性基板は、
アクリル樹脂基材と、アクリル樹脂基材の表面上の一部分に形成される誘電体膜とを含んで形成されることを特徴とする。
In the present invention, the translucent substrate comprises:
It is characterized by including an acrylic resin base material and a dielectric film formed on a part of the surface of the acrylic resin base material.
本発明によれば、集積化光学装置は、発光素子と光学素子とを含み、発光素子からの光の光軸に垂直な方向に延びる予め定める角変位軸線まわりに角変位されてハウジングに取付けられる。このような集積化光学装置において、光学素子の発光素子に臨む第1端部のうち、前記角変位軸線から最も離間する部分を含み、かつ前記光軸方向に平行な仮想一平面を定義する。本発明の集積化光学装置は、光軸方向において光学素子の第1端部と反対側の第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分が、光学素子の第1端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分よりも角変位軸線寄りに形成される。これによって、第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分が、第1端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分よりも、角変位軸線寄りに形成されない場合に比べて、第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分と、角変位軸線との距離が短くなる。したがって集積化光学装置を角変位させるときに、光学素子が通過する領域を小さくすることができ、光学素子の第2端部がハウジングに接触するおそれを低減することができるので、ハウジングを可及的に小型化することができる。 According to the present invention, the integrated optical device includes a light emitting element and an optical element, and is angularly displaced about a predetermined angular displacement axis extending in a direction perpendicular to the optical axis of light from the light emitting element and attached to the housing. . In such an integrated optical device, a virtual one plane that includes a portion that is farthest from the angular displacement axis among the first end portion of the optical element facing the light emitting element and is parallel to the optical axis direction is defined. The integrated optical device of the present invention is near the second end opposite to the first end of the optical element in the optical axis direction, and the portion facing the virtual plane is near the first end of the optical element. And it is formed closer to the angular displacement axis than the part facing the virtual plane. Thereby, compared to the case where the portion near the second end portion and facing the virtual one plane is not formed closer to the angular displacement axis than the portion near the first end portion and facing the virtual one plane, The distance between the portion near the second end and facing the virtual plane and the angular displacement axis is shortened. Therefore, when the integrated optical device is angularly displaced, the area through which the optical element passes can be reduced, and the possibility that the second end of the optical element contacts the housing can be reduced. Can be reduced in size.
また本発明によれば、光学素子は、入射した光を回折する回折部を含み、回折部によって回折される光の進行方向が、前記仮想一平面に平行な方向である。これによって、たとえば前記仮想一平面に垂直に配置される受光素子の受光面に対して、戻り光を入射させることができる。またハウジングを一層小型化することができる。 According to the invention, the optical element includes a diffractive part that diffracts incident light, and the traveling direction of the light diffracted by the diffractive part is a direction parallel to the virtual plane. Thereby, for example, the return light can be made incident on the light receiving surface of the light receiving element arranged perpendicular to the virtual plane. Further, the housing can be further reduced in size.
また本発明によれば、前記仮想一平面および前記角変位軸線に垂直な光学素子の断面が、階段形状である。光学素子の断面を階段形状とすることによって、光学素子の第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分を、光学素子の第1端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分よりも、角変位軸線寄りに形成することができる。これによって、第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分と、角変位軸線との距離が短くなり、集積化光学装置を角変位させるときに、光学素子が通過する領域を小さくすることができるので、光学素子の第2端部がハウジングに接触するおそれが低減され、ハウジングを可及的に小型化することができる。また光学素子の断面を階段形状とする作業は、光学素子を切出すダイシングの作業と同じ工程で実施することができ、光学素子の生産性の低下が防止される。 According to the invention, the cross section of the optical element perpendicular to the virtual plane and the angular displacement axis is stepped. By forming the cross section of the optical element in a staircase shape, the portion near the second end of the optical element and facing the virtual one plane is the portion near the first end of the optical element and facing the virtual one plane. Rather, it can be formed closer to the angular displacement axis. As a result, the distance between the portion near the second end and facing the virtual plane and the angular displacement axis is shortened, and the region through which the optical element passes when the integrated optical device is angularly displaced is reduced. Therefore, the possibility that the second end portion of the optical element comes into contact with the housing is reduced, and the housing can be miniaturized as much as possible. Further, the step of making the cross section of the optical element a stepped shape can be performed in the same process as the dicing operation of cutting out the optical element, and a reduction in productivity of the optical element is prevented.
また本発明によれば、前記仮想一平面および前記角変位軸線に垂直な光学素子の断面が、台形状である。光学素子の断面を、第1端部側の下底の寸法が第2端部側の上底の寸法よりも大きい台形状とすることによって、光学素子の第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分を、光学素子の第1端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分よりも、角変位軸線寄りに形成することができる。光学素子の形状をこのような形状とすることによっても、第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分と、角変位軸線との距離が短くなり、集積化光学装置を角変位させるときに、光学素子が通過する領域を小さくすることができる。これによって、光学素子の第2端部がハウジングに接触するおそれを低減することができるので、ハウジングを可及的に小型化することができる。また断面に階段部分などのエッジ部が存在しないので、エッジ部において反射する光が迷光となって入射することによる影響を最低限に抑制することができる。また断面にエッジ部が存在しないので、反射防止膜を断面部分にも形成することができ、迷光による影響を一層確実に抑制することができる。 According to the invention, the cross section of the optical element perpendicular to the virtual plane and the angular displacement axis is trapezoidal. The cross section of the optical element has a trapezoidal shape in which the size of the lower base on the first end side is larger than the size of the upper base on the second end side. The portion facing one plane can be formed closer to the first end of the optical element and closer to the angular displacement axis than the portion facing the virtual one plane. Even if the optical element has such a shape, the distance between the portion near the second end and facing the virtual plane and the angular displacement axis is shortened, and the integrated optical device is angularly displaced. Sometimes the area through which the optical element passes can be reduced. As a result, the possibility that the second end of the optical element contacts the housing can be reduced, so that the housing can be made as small as possible. In addition, since there is no edge portion such as a staircase portion in the cross section, it is possible to minimize the influence of the light reflected at the edge portion being incident as stray light. Further, since there is no edge portion in the cross section, the antireflection film can be formed also in the cross section, and the influence of stray light can be more reliably suppressed.
また本発明によれば、光学素子の前記仮想一平面を臨む部分が、前記角変位軸線まわりの半径方向外方に凸に湾曲して形成される。光学素子の前記仮想一平面を臨む部分が、前記角変位軸線まわりの半径方向外方に凸に湾曲して形成されると、光学素子が凹に湾曲して形成される場合に比べて、光学素子中の光が透過する部分を減少させることがなく、光学素子の光学的特性を変化させるおそれがない。また断面に階段部分などのエッジ部が存在しないので、エッジ部において反射する光が迷光となって入射することによる影響を最低限に抑制することができる。また断面にエッジ部が存在しないので、反射防止膜を断面部分にも形成することができ、迷光による影響を一層確実に抑制することができる。 According to the invention, the portion of the optical element that faces the virtual plane is curved so as to protrude outward in the radial direction around the angular displacement axis. When the portion of the optical element facing the virtual plane is formed to be convexly convex outward in the radial direction around the angular displacement axis, the optical element is optically compared to the case where the optical element is concavely formed. The portion of the element through which light is transmitted is not reduced, and there is no possibility of changing the optical characteristics of the optical element. In addition, since there is no edge portion such as a staircase portion in the cross section, it is possible to minimize the influence of the light reflected at the edge portion being incident as stray light. Further, since there is no edge portion in the cross section, the antireflection film can be formed also in the cross section, and the influence of stray light can be more reliably suppressed.
また本発明によれば、前記効果を有する集積化光学装置は、集積化光学装置固定工程と、基板固定工程と、取付け工程とによってハウジングに取付けられる。集積化光学装置固定工程では、前記効果を有する集積化光学装置をフレキシブル基板に固定する。基板固定工程では、集積化光学装置が固定されたフレキシブル基板をハウジングに固定する。取付け工程では、フレキシブル基板がハウジングに固定された状態で、このフレキシブル基板に固定された集積化光学装置を、予め定める角変位軸線まわりに角変位させてハウジングに取付ける。このように、集積化光学装置をフレキシブル基板に固定し、フレキシブル基板をハウジングに固定した後に、集積化光学装置をハウジングに取付けると、たとえば集積化光学装置をフレキシブル基板に取付けるときの半田付けの熱によって、光学素子の発光素子に対する調整位置がずれることを防止することができる。 According to the invention, the integrated optical device having the above-described effect is attached to the housing by the integrated optical device fixing step, the substrate fixing step, and the attaching step. In the integrated optical device fixing step, the integrated optical device having the above effect is fixed to the flexible substrate. In the substrate fixing step, the flexible substrate on which the integrated optical device is fixed is fixed to the housing. In the mounting step, in a state where the flexible substrate is fixed to the housing, the integrated optical device fixed to the flexible substrate is angularly displaced about a predetermined angular displacement axis and attached to the housing. As described above, when the integrated optical device is fixed to the flexible substrate and the flexible substrate is fixed to the housing, and then the integrated optical device is attached to the housing, for example, the heat of soldering when the integrated optical device is attached to the flexible substrate. Therefore, the adjustment position of the optical element with respect to the light emitting element can be prevented from shifting.
また本発明によれば、光学素子は、回折部形成工程と、溝形成工程と、第1切断工程と、第2切断工程とを含む製造方法によって製造される。回折部形成工程では、透光性基板に複数の回折部を形成する。溝形成工程では、透光性基板の隣合う回折部同士の間に、第1の方向に延び、予め定める幅の第1の溝を形成する。第1切断工程では、第1の溝の幅よりも小さい幅の第2の溝を形成し、第2の溝を透光性基板の厚み方向一方に貫通させて透光性基板を切断する。第2切断工程では、隣合う回折部同士の間を、第1の方向に直交する第2の方向に切断する。このような各工程を含む製造方法によって、第1の方向に垂直な断面が階段形状である光学素子を製造することができる。 Moreover, according to this invention, an optical element is manufactured by the manufacturing method including a diffraction part formation process, a groove | channel formation process, a 1st cutting process, and a 2nd cutting process. In the diffraction part forming step, a plurality of diffraction parts are formed on the translucent substrate. In the groove forming step, a first groove having a predetermined width extending in the first direction is formed between adjacent diffractive portions of the translucent substrate. In the first cutting step, a second groove having a width smaller than the width of the first groove is formed, the second groove is penetrated in one thickness direction of the translucent substrate, and the translucent substrate is cut. In a 2nd cutting process, between adjacent diffraction parts is cut | disconnected in the 2nd direction orthogonal to a 1st direction. An optical element having a step shape in a cross section perpendicular to the first direction can be manufactured by a manufacturing method including such steps.
また本発明によれば、溝形成工程の前に、マーク形成工程が行われる。マーク形成工程では、第1の溝を形成するための第1のマークと、第2の溝を形成するための第2のマークとを形成する。このような第1のマークおよび第2のマークを形成することによって、溝形成工程および第1切断工程において形成する第1の溝および第2の溝を予め定める好適な位置に形成することができる。 According to the present invention, the mark forming step is performed before the groove forming step. In the mark forming step, a first mark for forming the first groove and a second mark for forming the second groove are formed. By forming the first mark and the second mark as described above, the first groove and the second groove formed in the groove forming step and the first cutting step can be formed at predetermined positions. .
また本発明によれば、前記透光性基板は、アクリル樹脂基材と、アクリル樹脂基材の表面上の一部分に形成される誘電体膜とを含んで形成される。誘電体膜を、たとえば回折部が形成される側の面に形成することによって、誘電体膜が反射防止膜として機能し、光学素子の光の透過率を向上させることができる。またこのような誘電体膜は、アクリル樹脂基材の表面上の一部分に形成されるので、高温高湿環境下において吸湿、膨張しやすいアクリル樹脂を基材として用いても、吸湿した水分が抜けやすくなり、クラックの発生を防止することができる。これによって、光学素子としての光学的特性について、信頼性が向上する。 According to the invention, the translucent substrate is formed including an acrylic resin base material and a dielectric film formed on a part of the surface of the acrylic resin base material. By forming the dielectric film on, for example, the surface on the side where the diffractive portion is formed, the dielectric film functions as an antireflection film, and the light transmittance of the optical element can be improved. In addition, since such a dielectric film is formed on a part of the surface of the acrylic resin base material, even if an acrylic resin that easily absorbs and expands in a high-temperature and high-humidity environment is used as the base material, the absorbed moisture is removed. It becomes easy and the generation of cracks can be prevented. This improves the reliability of the optical characteristics as the optical element.
図1は本発明の第1の実施形態である集積化半導体レーザ装置11の斜視図であり、図2は集積化半導体レーザ装置11の断面図である。図2は、後述の角変位軸線15に平行な方向から見た集積化半導体レーザ装置11の断面図である。集積化半導体レーザ装置11は、大略、パッケージ12と、発光素子である半導体レーザチップ13と、光学素子14とを含む集積化光学装置である。本実施の形態の集積化半導体レーザ装置11は、たとえば、光記録媒体に情報を記録または光記録媒体に記録される情報を再生する光ディスク装置を構成する光ピックアップ装置に用いられる。
FIG. 1 is a perspective view of an integrated
集積化半導体レーザ装置11は、半導体レーザチップ13から発せられる光の光軸方向に垂直な方向に延びる予め定める角変位軸線15まわりに矢符16方向に角変位されて、たとえば光ピックアップ装置のハウジングに取付けられる。集積化半導体レーザ装置11は、たとえば、集積化半導体レーザ装置11のパッケージ12を把持する把持部と、把持部を支持するアームと、アームを角変位可能に駆動する駆動手段とを備える不図示の取付け手段によって取付けられる。このような取付け手段を用いる場合、光の光軸方向に垂直な方向に延びる予め定める角変位軸線15とは、アームの回転軸線に一致する。集積化半導体レーザ装置11の取付け方法の詳細については後述する。
The integrated
パッケージ12は、発光素子である半導体レーザチップ13を収容し、ステム17とキャップ18とから形成される。本実施の形態のステム17は、熱伝導性に優れる銅またはアルミニウムなどの金属、もしくは樹脂によって形成され、その平面形状が、円からその一部をなす2つの対向した弓形を削除してできる対向した2つの円弧と、Y方向に延びる対向した2つの弦とで囲まれてなる略長円形状を有する。ステム17の一方の面17aには、ステム17と同様に熱伝導性に優れる銅またはアルミニウムなどの金属、もしくは樹脂によって形成されるキャップ18が設けられる。キャップ18には、半導体レーザチップ13から光学素子14に向けて出射される光が通過するための光学窓19が形成される。またステム17とキャップ18とによって形成される空間には、図示しない放熱台と受光素子とが固定され、放熱台には熱伝導性を有する接着剤によって発光素子である半導体レーザチップ13が貼付される。
The
半導体レーザチップ13は、光を発する光学素子である。半導体レーザチップ13は、リードピン20を介して電力が供給されることによって、たとえば、波長650nmの赤色レーザ光を出射する。半導体レーザチップ13および図示しない受光素子は、リードピン20によって、フレキシブルプリント基板(FPC;Flexible Print Circuit)などの配線基板(以下「フレキシブル基板」という)を介して、外部回路と電気的に接続される。
The
光学素子14は、半導体レーザチップ13から発せられた光が透過するように半導体レーザチップ13に設けられる。本実施の形態では、光学素子14は、半導体レーザチップ13が内部に収容されるパッケージ12のキャップ18に接して設けられる。光学素子14は、半導体レーザチップ13を臨む第1端部21aと、第1端部21aと反対側の第2端部21bとを含む。
The
また本実施の形態では、光学素子14は、第1端部21aによって形成される面であって、半導体レーザチップ13から出射された光が入射する入射面22aと、第2端部21bによって形成される面であって、光学素子14に入射した光が出射する出射面22bとを有する。本実施の形態では、光学素子14の入射面22aおよび出射面22bはステム17の厚み方向一方側の面17aに平行であり、半導体レーザチップ13から発せられる光の光軸方向は、光学素子14の入射面22aおよび出射面22bに垂直である。
In the present embodiment, the
本実施の形態において、略長円形状のステム17の延びる方向をY方向、入射面22aに垂直な前記光軸方向をZ方向、Y方向およびZ方向に垂直な方向をX方向と定義する。また光学素子14の半導体レーザチップ13に臨む第1端部21aのうち、角変位軸線15から最も離間する部分23を含み、かつ光軸方向であるZ方向に平行な一平面を、仮想一平面24として定義する。
In the present embodiment, the direction in which the substantially
本実施の形態の光学素子14は、入射面22aおよび出射面22bに、それぞれ回折部である回折格子25a,25bが形成される。このような回折格子25a,25bは、出射面22bから出射される光の進行方向が、仮想一平面24に平行な方向となるように光を回折する。これによって、本実施の形態の光学素子14を、たとえば光ピックアップ装置に用いられるホログラム素子として用いることができる。また回折部によって回折される光の進行方向が、仮想一平面に平行な方向であることによって、仮想一平面24に垂直に配置される受光素子の受光面に対して、戻り光を入射させることができる。またハウジングを一層小型化することができる。
In the
光学素子14は、光軸方向に平行な仮想一平面24に関して、光軸方向であるZ方向において、光学素子14の第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26aが、第1端部21a寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bよりも、角変位軸線15寄りに形成されることを特徴とする。
The
また本実施の形態の光学素子14は、仮想一平面24および角変位軸線15に垂直な断面が、階段形状である。すなわち本実施の形態の光学素子14は、光軸方向に垂直な一方向であるY方向から見た断面が、階段形状である。光学素子14の断面が階段形状であると、光軸方向であるZ方向において、光学素子14の第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bが、第1端部21a寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26aよりも、角変位軸線15寄りに形成される。このような形状の光学素子14を有する集積化半導体レーザ装置11は、たとえば次のような本実施の形態の光学素子の製造方法によって製造することができる。
In the
図3は、複数の回折格子32が形成された透光性基板31の平面図である。図4は、第1のマーク33および第2のマーク34が形成された透光性基板31の拡大平面図である。図5は、透光性基板31から得られた光学素子14の斜視図である。図3および図4は、透光性基板31を出射面22b側の回折格子25bが形成される側から見た平面図であり、図3および図4における回折格子32が出射面22b側の回折格子25bである。入射面22a側の回折格子25aは、図3および図4の紙面の奥側に、回折格子25b、すなわち回折格子32と同じ位置に形成される。複数の回折格子32は、図3および図4の紙面の上下方向である第1の方向(図3〜5において「y方向」で示す。以下「第1の方向y」という)に等間隔で並んで形成されるとともに、図3および図4の紙面の左右方向である第2の方向(図3〜5において「x方向」で示す。以下「第2の方向x」という)に並んで形成される。この第1の方向yと、第2の方向xとは、光学素子14として集積化半導体レーザ装置11に備えられるときのY方向と、X方向とにそれぞれ一致する。
FIG. 3 is a plan view of the
本実施の形態では、透光性基板31は、円板形状を有し、誘電体膜35が形成されるアクリル樹脂基材36である。誘電体膜35は、たとえば相対的に屈折率の高い酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合層からなる第1膜と、相対的に屈折率の低い酸化シリコンからなる第2膜とが積層される膜である。第1膜と第2膜とは、1層ずつ形成されてもよく、2層以上の複数層がそれぞれ形成される4層以上の多層であってもよい。第1膜と第2膜とは、たとえばほぼ同じ厚みで形成され、誘電体膜35全体として、0.4μm以上1.0μm以下の厚みで形成されることが好ましい。このような誘電体膜35は、出射面22b側の回折格子25bが形成される側の面に、蒸着法またはスパッタリング法などによって第1膜を形成し、第1膜が形成された側の面に、蒸着法またはスパッタリング法などによって第2膜を形成することによって得られる。誘電体膜35を4層以上の多層とする場合、第2膜の形成後、第1膜、第2膜を順次形成する。このような誘電体膜35を形成することによって、誘電体膜35が反射防止膜として機能し、回折格子25bからの光の透過率を向上させることができる。
In the present embodiment,
本実施の形態の光学素子の製造方法は、回折格子形成工程と、溝形成工程と、第1切断工程と、第2切断工程とを含む。回折格子形成工程では、透光性基板に複数の回折部である回折格子32を形成する。透光性基板31への回折格子32の形成は、公知の方法によって行うことができる。たとえば、洗浄された透光性基板31に感光材料膜を形成し、感光材料膜に回折格子32のパターンを現像した後、エッチングすることによって、回折格子32を形成することができる。
The method for manufacturing an optical element according to the present embodiment includes a diffraction grating forming step, a groove forming step, a first cutting step, and a second cutting step. In the diffraction grating forming step, the
以上のような回折格子32の形成のときに、後述の溝形成工程で第1の溝を形成するための第1のマーク33と、後述の第1切断工程で第2の溝を形成するための第2のマーク34とが、回折格子32とともに形成されることが好ましい。第1のマーク33および第2のマーク34は、透光性基板31の一方側の面に形成されればよい。
When forming the
図4に示すように、第1のマーク33は、第2の方向xの一方xa側における回折格子32の端部32aと、第2の方向xの一方xa側における第1のマーク33の端部33aとの距離がd1となる位置に形成される。また第2のマーク34は、第2の方向xの一方xa側における第1のマーク33の端部33aと、第2の方向xの他方xb側における第2のマーク34の端部34bとの距離がd2となる位置に形成される。このとき、第2の方向xの他方xb側における第2のマーク34の端部34bと、第2の方向xの他方xb側における回折格子32に隣合う回折格子32の端部32bとの距離がd3となる。第1のマーク33および第2のマーク34は、第2の方向yに並んでそれぞれ複数個が形成される。
As shown in FIG. 4, the
前記距離d1、d2、d3については特に限定されないけれども、本実施の形態では、d1+d2=d3となる位置に、第1のマーク33および第2のマーク34を形成する。d1+d2=d3となる位置に、第1のマーク33および第2のマーク34を形成することによって、光学素子14の入射面22aの中央部付近に回折格子32を配置することができる。これによって、たとえば光学素子14のX方向の寸法がキャップ18のX方向の寸法に略等しい場合であっても、光学素子14がキャップ18からはみ出さない位置に、光学素子14を設けることができる。
Although the distances d1, d2, and d3 are not particularly limited, in the present embodiment, the
溝形成工程では、第2の方向xについて透光性基板31の隣合う回折格子32同士の間に、第1の方向yに延び、予め定める幅の第1の溝37を形成する。溝形成工程では、第2の方向xの一方xa側における第1のマーク33の端部33aと、第2の方向xの他方xb側における第1の溝37の端部とが一致するように、幅W、深さDの第1の溝37を形成する。第1の溝37の幅Wおよび深さDは、集積化半導体レーザ装置11を取付けるハウジングの大きさなどによって決定される。このような第1の溝37の形成方法としては、特に限定されることなく、たとえばエッチングによる方法、またはレーザを用いる方法などが挙げられる。
In the groove forming step, the
ここで第1の溝37の幅Wは、集積化半導体レーザ装置11を取付けるハウジングの大きさなどによって決定されるとともに、第2の方向xの一方xa側における第1のマーク33の端部33aと、第2の方向xの他方xb側における第2のマーク34の端部34bとの距離d2(以下「第1および第2のマーク33,34間の距離d2」という)の半分よりも大きい寸法であって、かつ第1および第2のマーク33,34間の距離d2以下の寸法とする。第1の溝37の幅Wが、第1および第2のマーク33,34間の距離d2の半分以下であると、第1の溝37の幅を狭くしても、集積化半導体レーザ装置11の取付けにおいて、ハウジングと光学素子14とが接触するおそれがある。また第1の溝37の幅Wが第1および第2のマーク33,34間の距離d2よりも大きくなると、第2のマーク34が削り取られ、再度第1切断工程における切断位置を決定するためのマークを形成する必要がある。したがって第1の溝37の幅Wを上記のように設定することによって、ハウジングと光学素子14との接触を確実に防止することができるとともに、第1切断工程における切断位置を再度決定することなく、溝形成工程終了後、第1切断工程に移ることができる。
Here, the width W of the
第1の溝37の深さDは、取付けるべきハウジングの寸法、光学素子14の寸法、第1の溝37の幅Wなどに応じて決定され、特に限定されない。第1の溝37の深さDは、ハウジングに取付ける最の仮想回転中心半径、すなわち後述の図6に示す距離Rに応じて決定される。第1の溝37の深さDは、たとえば透光性基板31の厚み寸法である光学素子14のZ方向の寸法(以下「高さ寸法」という)をHとするとき、0.5H以上1.0H未満であることが好ましい。第1の溝37の深さDが0.5H未満であると、集積化半導体レーザ装置11を取付けるときに、光学素子14とハウジングとが接触するおそれがあり、ハウジングの薄型を実現することができないおそれがある。第1の溝37の深さDが1.0Hであると、光学素子に段差を形成することができず、第1の溝37が形成される光学素子14に比べてX方向の寸法が第1の溝37の幅Wだけ減少した光学素子となる。
The depth D of the
光学素子は、前述のように熱伝導性を有する接着剤によってパッケージ12に貼付される。光学素子のX方向の寸法が第1の溝37の幅Wだけ減少することは、光学素子とパッケージ12との接触面積を小さくさせることとなり、光学素子の固定強度が低下する。これによって光学素子の光学的特性の信頼性を低下させるおそれがある。したがって単に光学素子の寸法を小さくするだけではハウジングの小形化と光学的特性の信頼性とを両立することができない。
As described above, the optical element is attached to the
第1切断工程では、第1の溝37の幅よりも小さい幅の第2の溝を形成し、第2の溝を透光性基板31の厚み方向一方に貫通させて透光性基板31を切断する。第1の溝37が形成された透光性基板31の切断は、第1の溝37が形成された部分以外の、第2の方向xの一方xa側における第1のマーク33の端部33aと、第2の方向xの他方xb側における第2のマーク34の端部34bとの間の部分を、たとえばエッチングすること、またはレーザを用いて切断することによって行われる。第1切断工程では、幅(d2−W)の第2の溝を形成し、この第2の溝に透光性基板31を貫通させることによって、透光性基板31を切断する。第2の溝は、第2の方向xの一方xa側の端部が、第2の方向xの他方xb側における第2のマーク34の端部34bと一致するように形成される。このような第2の溝を、深さが光学素子14の高さ寸法Hに一致するまで形成し、透光性基板31を貫通させる。これによって、図5に示すように、Y方向からみた断面が階段形状となるように、透光性基板31を切断することができる。
In the first cutting step, a second groove having a width smaller than the width of the
第2切断工程では、第1の方向yについて隣合う回折格子32同士の間を、第1の方向yに直交する第2の方向xに切断する。第2切断工程における切断位置は、第1のマーク33および第2のマーク34を形成するときに、決定しておいてもよい。第2切断工程において透光性基板31を、図4において一点鎖線38で示す第2の方向xに切断すると、第1の方向y、すなわちY方向からみた断面が階段形状である光学素子14を得ることができる。
In the second cutting step, a gap between
上記のようにして製造された光学素子14は、Y方向から見た断面のX方向一方側の端部39aについては段差が形成され、X方向他方側の端部39bには段差が形成されない。これによって、段差の作製に要する時間を最小限に抑えることができ、生産性を向上させることができる。
In the
また上記のようにして製造された光学素子14は、出射面22bに誘電体膜35が形成されるので、段差部によって反射した光が出射面22bから入射することを防止することができる。すなわち誘電体膜35は、反射防止膜として機能する。これによって、光学素子14の光学的特性に関する信頼性が低下することが一層確実に防止される。
Moreover, since the
以上のようにして、Y方向からみた断面が階段形状であって、仮想一平面24に関して、光軸方向であるZ方向において、光学素子14の第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bが、第1端部21a寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26aよりも、角変位軸線15寄りに形成される光学素子14を製造することができる。このような形状を有する光学素子14を備える集積化半導体レーザ装置11は、次のような利点を有する。
As described above, the cross section viewed from the Y direction has a stepped shape, and the virtual one
図6は、集積化半導体レーザ装置11をハウジング41に取付けるときのハウジング41の断面図である。本実施の形態では、前述のような本実施の形態の集積化半導体レーザ装置11を、フレキシブル基板42に固定する半導体レーザ固定工程と、集積化半導体レーザ装置11が固定されたフレキシブル基板42をハウジング41に固定する基板固定工程と、フレキシブル基板42がハウジング41に固定された状態で、このフレキシブル基板42に固定された集積化半導体レーザ装置を、予め定める角変位軸線15まわりの矢符16方向に角変位させてハウジング41に取付ける。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
半導体レーザ固定工程では、半田付けによって集積化半導体レーザ装置11をフレキシブル基板42に固定する。また基板固定工程では、半田付けによって集積化半導体レーザ装置11が固定されたフレキシブル基板42をハウジング41に固定する。取付け工程では、フレキシブル基板42に固定された集積化半導体レーザ装置11を、ハウジング41に取付ける。このような順序で集積化半導体レーザ装置11を取付けると、半田付けの熱によって光学素子14の半導体レーザチップ13に対する調整位置がずれることを防止することができる。
In the semiconductor laser fixing step, the integrated
たとえば集積化半導体レーザ装置11をハウジング41に装入し、位置調整して固定した後に、集積化半導体レーザ装置11をフレキシブル基板42に半田付けすると、半田付けによる熱が、半田付けのリード部、パッケージ12、光学素子14をパッケージ12に貼付する接着剤、光学素子の順に熱が伝達され、各材料の熱膨張率の違いによって接触部が歪み応力を持つことによって、光学素子14が適正位置からずれるおそれがある。これに対して、集積化半導体レーザ装置11をフレキシブル基板42に半田付けした後に、集積化半導体レーザ装置11をハウジング41に装入し、位置調整して固定すると、上記のような熱の伝達が発生しないので、熱膨張率の差による歪み応力の発生が抑制され、光学素子14の調整位置が好適な位置にある状態で、集積化半導体レーザ装置11をハウジング41に固定することができる。
For example, after the integrated
また本実施の形態では、フレキシブル基板42をハウジング41に固定した後に、フレキシブル基板42に固定された集積化半導体レーザ装置11を、ハウジング41に取付ける。フレキシブル基板42は、ある程度の硬度を有する材料であり、このフレキシブル基板42の一端を先にハウジング41に取付けることによって、後の工程である集積化半導体レーザ装置11の取付け作業を安定して実施することができる。またフレキシブル基板42は、集積化半導体レーザ装置11に直結しているので、静電気などに対する注意が必要である。この観点からも、フレキシブル基板42の端部が常に同じ状態で組立てられる必要がある。したがって集積化半導体レーザ装置11をハウジング12に装入する前に、フレキシブル基板42をハウジング12に固定する。
In this embodiment, after the
さらに本実施の形態では、フレキシブル基板42を変形させ、集積化半導体レーザ装置11を矢符16方向に回転させてハウジング41に装入する。フレキシブル基板42の寸法が大きいと、集積化半導体レーザ装置11を、回転させることなくハウジング41に装入することができるけれども、上記のように集積化半導体レーザ装置11を回転させて取付ける方法では、フレキシブル基板42の寸法を小さくしても、ハウジング41に集積化半導体レーザ装置11を装入することができる。フレキシブル基板42の寸法を小さくすることができると、余剰のフレキシブル基板42を収容するスペースを設ける必要がなく、光ピックアップ装置の小形化が図れる。またフレキシブル基板42の寸法を小さくすることができると、配線の長さを短くすることができ、応答性を向上させることができるので、電気的特性が向上する。
Further, in the present embodiment, the
このような取付け方法によって集積化半導体レーザ装置を取付ける場合、光学素子の寸法および形状によっては、ハウジングと光学素子とが接触し、ハウジングの寸法の再設定が必要となるという問題があった。このような問題に対し、本実施の形態の光学素子14は、Y方向からみた断面が階段形状であり、仮想一平面24に関して、光軸方向であるZ方向において、光学素子14の第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bが、第1端部21a寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26aよりも、角変位軸線15寄りに形成される。このような集積化半導体レーザ装置11であると、光学素子14とハウジング41とが接触するおそれを低減することができる。
When an integrated semiconductor laser device is mounted by such an attachment method, there is a problem that depending on the size and shape of the optical element, the housing and the optical element come into contact with each other, and it is necessary to reset the dimension of the housing. In order to solve such a problem, the
本実施の形態の集積化半導体レーザ装置11と、二点鎖線で示される従来の光学素子44を備える集積化半導体レーザとを比較する。本実施の形態の集積化半導体レーザ装置11の第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bと、角変位軸線15との距離をRとする。また従来の集積化半導体レーザ装置の第2端部寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分44aと、角変位軸線15との距離をrとする。本実施の形態の集積化半導体レーザ装置11では、光学素子14の第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bが、従来の光学素子44の第2端部寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分44aよりも、角変位軸線15寄りとなる。したがって、本実施の形態の集積化半導体レーザ装置11は、従来の集積化半導体レーザに比べて、第2端部21b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分26bと、角変位軸線15との距離Rが、従来の距離rよりも短くなる。これによって、集積化半導体レーザ装置11を角変位させるときに、光学素子14が通過する領域を、従来の光学素子44が通過する領域よりも小さくすることができるので、光学素子14の第2端部21bがハウジング41に接触するおそれを低減でき、ハウジング41を可及的に小型化することができる。
The integrated
また本実施の形態では、光学素子14の段差が形成される側と反対側の面に、段差が形成されない。これによって、段差の作製に要する時間を最小限に抑えることができ、生産性を向上させることができる。
In the present embodiment, no step is formed on the surface of the
このように本実施の形態の光学素子14を用いると、集積化半導体レーザ装置11をハウジング41に取付けるときに、ハウジング41と光学素子14とが接触するおそれを低減することができるので、ハウジング41の薄型化が可能となる。これによって、ハウジング41を可及的に小形化することができ、光ピックアップ装置および光ディスク装置の小型化に寄与することができる。
As described above, when the
このような光学素子14としては、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。
Such an
図7は本発明の第2の実施形態である集積化半導体レーザ装置51の斜視図であり、図8は集積化半導体レーザ装置51をハウジング41に取付けるときのハウジング41の断面図である。本実施の形態の集積化半導体レーザ装置51は、光学素子52の形状が異なること以外は、前述の第1の実施形態の集積化半導体レーザ装置11と同様の構成であるので、対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
FIG. 7 is a perspective view of an integrated
本実施の形態の光学素子52は、第1の方向に垂直な断面が台形状であり、光軸方向であるZ方向において、光学素子14の第2端部53b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分54bが、第1端部53a寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分よりも、角変位軸線15寄りに形成されることを特徴とする。また本実施の形態の光学素子52は、Y方向から見た断面が、X方向一方側の端部55が台形の上底および下底である入射面56aおよび出射面56bに垂直である。
The
このような断面が台形状である光学素子52を備える集積化半導体レーザ装置51をハウジング41に取付ける場合においても、光学素子52とハウジング41との接触を防止することができ、薄型化されたハウジング41にも集積化半導体レーザ装置51を取付けることができる。また断面に階段部分などのエッジ部が存在しないので、エッジ部において反射する光が迷光となって入射することによる影響を最低限に抑制することができる。また断面にエッジ部が存在しないので、反射防止膜を断面部分にも形成することができ、迷光による影響を一層確実に抑制することができる。このような断面が台形状である光学素子52は、たとえば、刃面が形成すべき台形状の斜面と平行に形成される特殊な形状のダイシングブレードによってダイシングすることによって製造することができる。また金型による一体樹脂成型によっても製造することができる。
Even when the integrated
図9は本発明の第3の実施形態である集積化半導体レーザ装置61の斜視図であり、図10は集積化半導体レーザ装置61をハウジング41に取付けるときのハウジング41の断面図である。本実施の形態の集積化半導体レーザ装置61は、光学素子62の形状が異なること以外は、前述の第1の実施形態の集積化半導体レーザ装置11と同様の構成であるので、対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
FIG. 9 is a perspective view of an integrated
本実施の形態の光学素子62は、光学素子62の仮想一平面24を臨む部分63が、角変位軸線15まわりの半径方向外方に凸に湾曲して形成されるとともに、光軸方向であるZ方向において、光学素子14の第2端部64b寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分65bが、第1端部64a寄りで、かつ仮想一平面24に臨む部分65bよりも、角変位軸線15寄りに形成されることを特徴とする。また本実施の形態の光学素子62は、仮想一平面24に臨む部分と反対側の部分66が、入射面67aおよび出射面67bに垂直である。
In the
このように、断面が円弧によって表される部分を含む形状の光学素子62を備える集積化半導体レーザ装置61をハウジング41に取付ける場合においても、光学素子62とハウジング41との接触を防止することができ、薄型化されたハウジング41にも集積化半導体レーザ装置61を取付けることができる。また断面に階段部分などのエッジ部が存在しないので、エッジ部において反射する光が迷光となって入射することによる影響を最低限に抑制することができる。また断面にエッジ部が存在しないので、反射防止膜を断面部分にも形成することができ、迷光による影響を一層確実に抑制することができる。このような断面が円弧によって表される部分を含む形状を有する光学素子62は、たとえば、金型による一体樹脂成型によって製造することができる。
In this way, even when the integrated
11,51,61 集積化半導体レーザ装置
12 パッケージ
13 半導体レーザチップ
14,52,62 光学素子
15 角変位軸線
17 ステム
18 キャップ
19 光学窓
20 リードピン
21a,53a,64a 第1端部
21b,53b,64b 第2端部
22a,56a 入射面
22b,56b 出射面
24 仮想一平面
25a,25b,32 回折格子
31 透光性基板
33 第1のマーク
34 第2のマーク
35 誘電体膜
36 アクリル樹脂基材
37 第1の溝
41 ハウジング
42 フレキシブル基板
DESCRIPTION OF
Claims (9)
光学素子の発光素子に臨む第1端部のうち、前記角変位軸線から最も離間する部分を含み、かつ前記光軸方向に平行な仮想一平面に関して、光軸方向において、光学素子の前記第1端部とは反対側の第2端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分が、前記第1端部寄りで、かつ前記仮想一平面に臨む部分よりも、前記角変位軸線寄りに形成されることを特徴とする集積化光学装置。 Including a light emitting element and an optical element provided in the light emitting element so that the light emitted from the light emitting element is transmitted, around a predetermined angular displacement axis extending in a direction perpendicular to the optical axis direction of the light emitted from the light emitting element An integrated optical device that is angularly displaced and attached to a housing,
Of the first end facing the light emitting element of the optical element, the first end of the optical element in the optical axis direction with respect to a virtual plane that includes the portion farthest from the angular displacement axis and is parallel to the optical axis direction. The portion near the second end opposite to the end and facing the virtual one plane is formed closer to the angular displacement axis than the portion facing the first end and facing the virtual one plane. An integrated optical device.
回折部によって回折される光の進行方向が、前記仮想一平面に平行な方向であることを特徴とする請求項1記載の集積化光学装置。 The optical element includes a diffraction unit that diffracts incident light,
2. The integrated optical device according to claim 1, wherein a traveling direction of the light diffracted by the diffraction unit is a direction parallel to the virtual one plane.
集積化光学装置が固定されたフレキシブル基板をハウジングに固定する工程と、
フレキシブル基板がハウジングに固定された状態で、このフレキシブル基板に固定された集積化光学装置を、予め定める角変位軸線まわりに角変位させてハウジングに取付ける工程とを含むことを特徴とする集積化光学装置の取付け方法。 Fixing the integrated optical device according to any one of claims 1 to 5 to a flexible substrate;
Fixing the flexible substrate to which the integrated optical device is fixed to the housing;
And a step of attaching the integrated optical device fixed to the flexible substrate to the housing by angular displacement about a predetermined angular displacement axis while the flexible substrate is fixed to the housing. How to install the device.
透光性基板の隣合う回折部同士の間に、第1の方向に延び、予め定める幅の第1の溝を形成する溝形成工程と、
第1の溝の幅よりも小さい幅の第2の溝を形成し、第2の溝を透光性基板の厚み方向一方に貫通させて透光性基板を切断する第1切断工程と、
隣合う回折部同士の間を、第1の方向に直交する第2の方向に切断する第2切断工程とを含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 A diffractive part forming step of forming a plurality of diffractive parts on a translucent substrate;
A groove forming step for forming a first groove having a predetermined width extending in a first direction between adjacent diffractive portions of the translucent substrate;
A first cutting step of forming a second groove having a width smaller than the width of the first groove, cutting the translucent substrate by penetrating the second groove in one thickness direction of the translucent substrate;
A method of manufacturing an optical element, comprising: a second cutting step of cutting between adjacent diffractive portions in a second direction orthogonal to the first direction.
第1の溝を形成するための第1のマークと、第2の溝を形成するための第2のマークとを形成するマーク形成工程を含むことを特徴とする請求項7記載の光学素子の製造方法。 Before the groove formation process
The optical element according to claim 7, further comprising a mark forming step of forming a first mark for forming the first groove and a second mark for forming the second groove. Production method.
アクリル樹脂基材と、アクリル樹脂基材の表面上の一部分に形成される誘電体膜とを含んで形成されることを特徴とする請求項7または8記載の光学素子の製造方法。 The translucent substrate is
9. The method of manufacturing an optical element according to claim 7, wherein the optical element is formed including an acrylic resin base material and a dielectric film formed on a part of the surface of the acrylic resin base material.
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- 2006-11-20 JP JP2006313519A patent/JP2008130773A/en active Pending
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