JP2012015223A - Semiconductor laser device and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体レーザ装置および光装置に関し、特に、半導体レーザ素子を封止するパッケージを備えた半導体レーザ装置および光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and an optical device, and more particularly to a semiconductor laser device and an optical device provided with a package for sealing a semiconductor laser element.
従来、半導体レーザ素子は、光ディスクシステムや光通信システムなどの光源として広く用いられている。たとえば、約780nmの波長のレーザ光を出射する赤外半導体レーザ素子は、CDの再生用の光源として実用化されているとともに、約650nmの波長のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子は、DVDの記録・再生用の光源として実用化されている。また、約405nmの波長のレーザ光を出射する青紫色半導体レーザ素子は、ブルーレイディスクの光源として実用化されている。 Conventionally, semiconductor laser elements are widely used as light sources for optical disk systems, optical communication systems, and the like. For example, an infrared semiconductor laser element that emits laser light having a wavelength of about 780 nm has been put into practical use as a light source for CD reproduction, and a red semiconductor laser element that emits laser light having a wavelength of about 650 nm is used as a DVD. It has been put to practical use as a light source for recording / reproducing. A blue-violet semiconductor laser element that emits laser light having a wavelength of about 405 nm has been put into practical use as a light source for a Blu-ray disc.
このような光源装置を実現するために、従来、半導体レーザ素子を封止するパッケージを備えた半導体レーザ装置が知られている(たとえば、特許文献1および2参照)。 In order to realize such a light source device, conventionally, a semiconductor laser device including a package for sealing a semiconductor laser element is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
上記特許文献1には、フランジ面が形成された樹脂成型品からなるヘッダと、ヘッダに取り付けられた半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子の周囲を覆う樹脂製の透明キャップとを備えた半導体レーザのプラスチックモールド装置が開示されている。また、このプラスチックモールド装置では、透明キャップの開口端部をエポキシ樹脂系材料を含有する接着剤を介してヘッダのフランジ面に接合することにより、半導体レーザ素子が気密封止されている。 Patent Document 1 discloses a semiconductor laser including a header made of a resin molded product having a flange surface, a semiconductor laser element attached to the header, and a resin transparent cap covering the periphery of the semiconductor laser element. A plastic mold apparatus is disclosed. Further, in this plastic mold apparatus, the semiconductor laser element is hermetically sealed by joining the opening end of the transparent cap to the flange surface of the header via an adhesive containing an epoxy resin material.
また、上記特許文献2には、円柱状のステムと、ステム上に取り付けられた半導体レーザ素子と、ステムとともに半導体レーザ素子の周囲を覆うキャップとを備えた半導体装置が開示されている。この半導体装置では、ステム全体がキャップ内に挿入された状態でキャップの開口部分に封止剤を塗布(充填)することにより、パッケージが封止されている。 Patent Document 2 discloses a semiconductor device including a columnar stem, a semiconductor laser element mounted on the stem, and a cap that covers the periphery of the semiconductor laser element together with the stem. In this semiconductor device, the package is sealed by applying (filling) a sealing agent to the opening of the cap in a state where the entire stem is inserted into the cap.
しかしながら、上記特許文献1および2に開示された半導体装置では、接着剤または封止剤により封止を行っているので、製造プロセスが増加するという問題点がある。また、上記した接着剤または封止剤が、特に硬化前の状態において、有機ガスなどの揮発性のガス成分を多く含んでいる場合には、接合後には上記揮発性のガスがパッケージ内に充満する虞がある。この場合、特に青紫色半導体レーザ素子が封止されている場合には、揮発性のガスが発振波長が短く高エネルギーのレーザ光により励起・分解されることに起因して、半導体レーザ素子のレーザ出射端面に付着物が形成されやすい。この場合、付着物によってレーザ光が吸収されるので、レーザ出射端面の温度が上昇しやすい。その結果、半導体レーザ素子が劣化するという問題点がある。 However, the semiconductor devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the manufacturing process increases because the sealing is performed with an adhesive or a sealing agent. In addition, when the above-described adhesive or sealant contains a large amount of volatile gas components such as organic gas, particularly in a state before curing, the volatile gas fills the package after bonding. There is a risk of doing. In this case, particularly when the blue-violet semiconductor laser device is sealed, the volatile gas has a short oscillation wavelength and is excited and decomposed by a high-energy laser beam. Deposits are easily formed on the emission end face. In this case, since the laser beam is absorbed by the deposit, the temperature of the laser emission end face is likely to rise. As a result, there is a problem that the semiconductor laser element is deteriorated.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、製造プロセスを簡素化することができ、かつ、半導体レーザ素子が劣化することを抑制することが可能な半導体レーザ装置および光装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to simplify the manufacturing process and to suppress the deterioration of the semiconductor laser device. It is an object to provide a semiconductor laser device and an optical device.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子を封止するパッケージとを備え、パッケージは、半導体レーザ素子が取り付けられるベース部と、半導体レーザ素子を覆う樹脂からなるキャップ部とを含み、ベース部は、外周面に第1嵌合部を有し、キャップ部は、内周面に第2嵌合部を有し、第1嵌合部と第2嵌合部とが嵌合されている。なお、本発明における「嵌合部」とは、ベース部とキャップ部とが嵌合する際の、ベース部の外周面とキャップ部の内周面とが互いに接触(密着)する部分を含む広い概念である。 To achieve the above object, a semiconductor laser device according to a first aspect of the present invention includes a semiconductor laser element and a package for sealing the semiconductor laser element, and the package includes a base portion to which the semiconductor laser element is attached. The base portion has a first fitting portion on the outer circumferential surface, the cap portion has a second fitting portion on the inner circumferential surface, The fitting part and the second fitting part are fitted. The “fitting part” in the present invention includes a wide part including a part where the outer peripheral surface of the base part and the inner peripheral surface of the cap part come into contact (contact) with each other when the base part and the cap part are fitted together. It is a concept.
この発明の第1の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、第1嵌合部と第2嵌合部とを嵌合することにより、嵌合部においてベース部とキャップ部とを容易に密着させることができるので、パッケージ内部を容易に封止することができる。これにより、パッケージ内部の半導体レーザ素子が劣化することを抑制することができる。また、第1嵌合部と第2嵌合部とを嵌合することによりパッケージを封止しているので、封止剤などを別途使用する必要がない。その結果、製造プロセスを簡素化することができる。 In the semiconductor laser device according to the first aspect of the present invention, as described above, the base portion and the cap portion can be easily formed in the fitting portion by fitting the first fitting portion and the second fitting portion. Since it can adhere, the inside of a package can be sealed easily. Thereby, it can suppress that the semiconductor laser element inside a package deteriorates. Further, since the package is sealed by fitting the first fitting portion and the second fitting portion, it is not necessary to use a sealant or the like separately. As a result, the manufacturing process can be simplified.
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、ベース部またはキャップ部のいずれか一方の弾性率は、他方の弾性率よりも小さく、第1嵌合部および第2嵌合部の少なくとも一方は、弾性変形している。このように構成すれば、ベース部とキャップ部との嵌合部では、相対的に弾性率が小さい方の部材が相対的に弾性率が大きい方の部材の形状に合わせて変形(伸縮)した状態となる。これにより、嵌合部におけるベース部とキャップ部との密着性を向上させながら、ベース部とキャップ部とを容易に嵌め合わせることができる。 In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the elastic modulus of either the base portion or the cap portion is smaller than the elastic modulus of the other, and at least one of the first fitting portion and the second fitting portion. Is elastically deformed. If comprised in this way, in the fitting part of a base part and a cap part, the member with a relatively small elastic modulus will deform | transform (expand / contract) according to the shape of the member with a relatively large elastic modulus. It becomes a state. Thereby, a base part and a cap part can be easily fitted together, improving the adhesiveness of the base part and cap part in a fitting part.
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第1嵌合部および第2嵌合部の少なくとも一方には、凹部および凸部の少なくとも一方が形成されている。このように構成すれば、少なくとも一方の部材に設けられた凸部の表面を、嵌合部における他方の部材の表面に適切な押圧力を有して確実に当接させることができる。これにより、パッケージ内部の気密封止をより確実に行うことができる。 In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, at least one of a concave portion and a convex portion is formed in at least one of the first fitting portion and the second fitting portion. If comprised in this way, the surface of the convex part provided in the at least one member can be made to contact | abut reliably with an appropriate pressing force on the surface of the other member in a fitting part. Thereby, the hermetic sealing inside the package can be performed more reliably.
この場合、好ましくは、第1嵌合部および第2嵌合部には、ねじ構造が形成されている。このように構成すれば、ベース部またはキャップ部の一方に設けられたねじ山(複数の凸部)の表面を、嵌合部における他方の部材の表面に設けられたねじ山の表面(谷底部)に連続的に当接させることができる。これにより、パッケージ内部の気密封止をより確実に行うことができる。 In this case, preferably, a screw structure is formed in the first fitting portion and the second fitting portion. If comprised in this way, the surface (valley bottom part) of the thread provided in the surface of the other member in the fitting part on the surface of the thread (a plurality of convex parts) provided in one of the base part or the cap part ) Continuously. Thereby, the hermetic sealing inside the package can be performed more reliably.
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、ベース部は、ポリフェニレンサルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂、液晶ポリマ、または、エポキシ系樹脂のいずれかからなる。このように構成すれば、耐熱性および耐侯性に優れ、かつ、金型成形性に優れたベース部を形成することができる。また、製造プロセスにおいて適切な熱処理を行うことで、樹脂中に含有する揮発性ガスを容易に除去することができる。これにより、ベース部からの揮発性ガスの発生を抑制することができる。 In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the base portion is made of any of a polyphenylene sulfide resin, a polyamide resin, a polyether ether ketone resin, a polybutylene terephthalate resin, a liquid crystal polymer, or an epoxy resin. Become. If comprised in this way, the base part which was excellent in heat resistance and weather resistance, and excellent in mold moldability can be formed. Moreover, the volatile gas contained in resin can be easily removed by performing an appropriate heat treatment in the manufacturing process. Thereby, generation | occurrence | production of the volatile gas from a base part can be suppressed.
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、キャップ部は、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、エチレンビニルアルコール系樹脂、または、シリコン樹脂のいずれかからなる。このように構成すれば、耐熱性および耐侯性に優れ、かつ、伸縮性(可撓性)に優れたキャップ部を形成することができる。また、製造プロセスにおいて適切な熱処理を行うことで、樹脂中に含有する揮発性ガスを容易に除去することができる。これにより、キャップ部からの揮発性ガスの発生を抑制することができる。 In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the cap portion is made of any one of a fluorine resin, an epoxy resin, an ethylene vinyl alcohol resin, and a silicon resin. If comprised in this way, the cap part excellent in heat resistance and weather resistance, and excellent in a stretching property (flexibility) can be formed. Moreover, the volatile gas contained in resin can be easily removed by performing an appropriate heat treatment in the manufacturing process. Thereby, generation | occurrence | production of the volatile gas from a cap part can be suppressed.
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第1嵌合部および第2嵌合部の後方に接続される放熱部をさらに備え、放熱部は、ベース部の外周面よりも外側に延びる。このように構成すれば、ベース部の後方に放熱部が接続されるので、ベース部の前方側に放熱部と干渉することなくキャップ部を取り付けることができる。また、パッケージ内に封止された半導体レーザ素子が発する熱を、放熱部を介して効率よく放熱することができる。 In the semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the semiconductor laser device further includes a heat radiating portion connected to the rear of the first fitting portion and the second fitting portion, and the heat radiating portion is outside the outer peripheral surface of the base portion. Extend. If comprised in this way, since a thermal radiation part is connected to the back of a base part, a cap part can be attached to the front side of a base part, without interfering with a thermal radiation part. In addition, the heat generated by the semiconductor laser element sealed in the package can be efficiently radiated through the heat radiating portion.
この発明の第2の局面による光装置は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子を封止するパッケージとを含む半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置の出射光を制御する光学系とを備え、パッケージは、半導体レーザ素子が取り付けられるベース部と、半導体レーザ素子を覆う樹脂からなるキャップ部とを有し、ベース部は、外周面に第1嵌合部を有し、キャップ部は、内周面に第2嵌合部を有し、第1嵌合部と第2嵌合部とが嵌合されている。 An optical device according to a second aspect of the present invention includes a semiconductor laser device including a semiconductor laser element, a package for sealing the semiconductor laser element, and an optical system for controlling light emitted from the semiconductor laser device, and the package includes: And a base part to which the semiconductor laser element is attached and a cap part made of resin covering the semiconductor laser element, the base part has a first fitting part on the outer peripheral surface, and the cap part is on the inner peripheral surface It has a 2nd fitting part and the 1st fitting part and the 2nd fitting part are fitted.
この発明の第2の局面による光装置では、上記のように、第1嵌合部と第2嵌合部とを嵌合することにより、嵌合部においてベース部とキャップ部とを容易に密着させることができるので、パッケージ内部を容易に封止することができる。これにより、半導体レーザ素子が劣化しにくく、長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光装置を得ることができる。また、第1嵌合部と第2嵌合部とを嵌合することによりパッケージを封止しているので、封止剤などを別途使用する必要がない。その結果、製造プロセスが簡素化された半導体レーザ装置を用いて光装置を構成することができる。 In the optical device according to the second aspect of the present invention, as described above, the base portion and the cap portion are easily adhered to each other by fitting the first fitting portion and the second fitting portion. Therefore, the inside of the package can be easily sealed. As a result, it is possible to obtain a highly reliable optical device in which the semiconductor laser element is hardly deteriorated and can withstand long-time use. Further, since the package is sealed by fitting the first fitting portion and the second fitting portion, it is not necessary to use a sealant or the like separately. As a result, an optical device can be configured using a semiconductor laser device with a simplified manufacturing process.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置100の構造について説明する。
(First embodiment)
First, the structure of the
半導体レーザ装置100は、約405nmの発振波長を有する青紫色半導体レーザ素子20と、青紫色半導体レーザ素子20を封止するパッケージ45とを備えている。パッケージ45は、青紫色半導体レーザ素子20が取り付けられるベース部10と、ベース部10に取り付けられ、青紫色半導体レーザ素子20を覆うキャップ部30とを有している。なお、青紫色半導体レーザ素子20は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
The
ベース部10は、硬化時に約13〜15GPaの弾性率を有するポリフェニレンサルフィド樹脂(PPS)により形成されており、外径D1を有する略円柱状のヘッダ部10aと、ヘッダ部10aの前面10cの下側約半分が前方(レーザ光出射方向(A1方向))に延びる台座部10bとを有する。また、台座部10bの上面(C2側)には、所定の深さを有する凹部10dが形成されている。凹部10dは、台座部10bの前側(A1側)に設けられた開口部10fを除く壁部10eと、前面10cの一部とにより囲まれた領域内に底面10jを有して形成されている。
The
キャップ部30は、硬化時に約4〜40MPaの弾性率を有するシリコン樹脂により形成されており、内径D2および外径D3を有する略円筒状に形成された側壁部30aと、側壁部30aの一方側(A1側)を塞ぐ底面部30bとを有する。側壁部30aは、約0.5mmの厚み(肉厚)t1を有するとともに、底面部30bは、厚みt1よりも若干大きな厚みt2(t2≧t1)を有する。また、キャップ部30は、透光性を有している。また、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30bの外表面30d上には、約0.1μmの厚みを有するSiO2からなるガスバリア層33が連続して形成されている。
The
また、キャップ部30の内径D2がヘッダ部10aの外径D1よりも若干小さい。これにより、半導体レーザ装置100では、図2の状態において、ベース部10とキャップ部30とが周状に嵌合されており、パッケージ45内に青紫色半導体レーザ素子20が気密封止されている。なお、ベース部10とキャップ部30との嵌合部におけるヘッダ部10aの外周面10kが、本発明の「第1嵌合部」の一例であり、キャップ部30の内周面30cが、本発明の「第2嵌合部」の一例である。
Further, the inner diameter D2 of the
また、図2に示すように、ベース部10の外周面10kと前面10cおよび10hとが交わる縁部10iには、周状に面取り加工が施されている。また、キャップ部30の側壁部30aの開口部30iにも、周状に面取り加工が施されている。
In addition, as shown in FIG. 2, a chamfering process is performed on the
また、ヘッダ部10aの外周面10kには、おねじ部15が形成されている。詳細には、図2に示すように、おねじ部15は、外周面10kのうちのヘッダ部10aの軸方向(A方向)に沿った一部の領域に形成されている。おねじ部15では、ねじ山の頂部におけるヘッダ部10aの外径が、外周面10kの外径D1に略等しい。なお、おねじ部15は、本発明の「ねじ構造」の一例である。
Moreover, the
また、キャップ部30の内周面30cには、めねじ部16が形成されている。また、めねじ部16は、内周面30cのうちのキャップ部30の軸方向(A方向)に沿った開口部30i寄り(A2側)の一部の領域に形成されている。めねじ部16では、ねじ山の谷底における側壁部30aの内径が、内周面30cの内径D2に略等しい。なお、めねじ部16は、本発明の「ねじ構造」の一例である。
A
したがって、ベース部10とキャップ部30とが嵌合される際、おねじ部15とめねじ部16とが螺合するので、この部分において、キャップ部30の内周面30cがベース部10の外周面10kに周状に密着する。なお、おねじ部15は、本発明の「第1嵌合部」および「ねじ構造」の一例であり、めねじ部16は、本発明の「第2嵌合部」および「ねじ構造」の一例である。
Accordingly, when the
また、ベース部10には、金属製のリードフレームからなるリード端子11、12および13が設けられている。このリード端子11〜13は、互いに絶縁された状態でヘッダ部10aを前方(A1側)から後方(A2側)に貫通するように配置されている。また、上面側(図1のC2側)から見て、リード端子11は、ヘッダ部10aの幅方向(B方向)の略中心を貫通する。また、リード端子12および13は、リード端子11のB方向の外側(B2側およびB1側)にそれぞれ配置されている。
The
リード端子11〜13は、後方(A2方向)に延びた後端領域が、ヘッダ部10aの後方(A2側)の後面10g(図3参照)からそれぞれ露出している。また、リード端子11、12および13の前方(A1側)に延びた前端領域11a、12aおよび13aは、前面10cからそれぞれ露出しており、前端領域11a〜13aは、共に凹部10dの底面10j(図2参照)上に配置されている。また、前端領域11aは、前端領域12aおよび13aの前方において、前面10hまで延びるとともに、凹部10dの底面10j上でB方向に広がっている。
In the
また、リード端子11には、前端領域11aに接続される一対の放熱部11dが一体的に形成されている。詳細に説明すると、リード端子11には、前端領域11aの幅方向(B2側およびB1側)の両端部からそれぞれ後方(A2方向)に延びる接続部11cが形成されている。また、接続部11cは、それぞれ、前端領域11aからリード端子12および13よりも外側(B2側またはB1側)を後方に延びるとともに、ベース部10の前面10cからヘッダ部10a内に隠れた後、おねじ部15が形成された領域よりも後方位置で外周面10kからB1方向およびB2方向に延びて外部に露出している。そして、放熱部11dは、外周面10kから露出した接続部11cに接続されている。また、放熱部11dは、接続部11cに接続された位置から前方(A1方向)に延びている。したがって、図1に示すように、一対の放熱部11dは、それぞれ、ベース部10の外周面10kに対して幅W6の間隔を隔てて外周面10kと略平行に延びている。
The
また、ベース部10の外周面10kとその両側の放熱部11dとの間には、キャップ部30の側壁部30aの厚みt1よりも大きな幅W6を有する隙間(切り欠き部)が形成されている。したがって、キャップ部30をベース部10に嵌合した状態では、放熱部11dは、キャップ部30の側壁部30aと干渉(接触)することなくキャップ部30の外側に配置されている。
Further, a gap (notch portion) having a width W6 larger than the thickness t1 of the
また、リード端子11の前端領域11aの上面略中央に、青紫色半導体レーザ素子20が、導電性を有するサブマウント40を介して取り付けられている。
In addition, the blue-violet
ここで、青紫色半導体レーザ素子20は、光出射面を開口部10f側(A1側)に向けて取り付けられている。なお、光出射面は、青紫色半導体レーザ素子20に形成されている一対の共振器端面のうち、出射されるレーザ光の光強度が相対的に大きい方の端面が光出射面、相対的に小さい方の端面が光反射面であって、レーザ光は、A1方向に出射される。また、青紫色半導体レーザ素子20の上面に形成されたp側電極27には、Auなどからなる金属線91の一端がワイヤボンディングされており、金属線91の他端は、リード端子12の前端領域12aに接続されている。また、青紫色半導体レーザ素子20の下面に形成されたn側電極(図示せず)は、サブマウント40を介してリード端子11の前端領域11aに電気的に接続されている。
Here, the blue-violet
また、サブマウント40の後方(A2側)の青紫色半導体レーザ素子20の光反射面側には、レーザ光強度をモニタするために用いられるPD(フォトダイオード)42が受光面を上方(C2方向)に向けて配置されている。そして、PD42の下面をサブマウント40に電気的に接続するとともに、PD42の上面には、Auなどからなる金属線92の一端がワイヤボンディングされており、金属線92の他端は、リード端子13の前端領域13aに接続されている。
In addition, on the light reflecting surface side of the blue-violet
次に、図1〜図4を参照して、半導体レーザ装置100の製造プロセスについて説明する。
Next, a manufacturing process of the
まず、図3に示すように、鉄や銅などの帯状の薄板からなる金属板をエッチングすることにより、放熱部11dが前端領域11aと一体的に形成されたリード端子11と、リード端子11の両側に配置されたリード端子12および13とが、横方向(B方向)に繰り返しパターニングされたリードフレーム105を形成する。この際、各リード端子12および13は、横方向(B方向)に延びる連結部101および102により連結された状態でパターニングされる。また、各放熱部11dは、横方向に延びる連結部103により連結された状態でパターニングされる。
First, as shown in FIG. 3, by etching a metal plate made of a strip-shaped thin plate such as iron or copper, a
その後、図4に示すように、樹脂成型装置を用いて、凹部10dを有し、一組のリード端子11〜13が貫通するとともに、各端子の前端領域11a〜13aが底面10j(図2参照)上に露出するように、ベース部10をモールド成型する。この際、ヘッダ部10aの軸方向(A方向)に沿った一部の領域の外周面10kに、おねじ部15を同時に形成する。また、ベース部10は、前面10hがリード端子11の前端領域11aの前端面11eと同一面上に揃うように成型される。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the resin molding apparatus is used to have a
その後、ベース部10に対して、UVクリーニング処理または真空中における約200℃の加温処理を行う。これにより、凹部10dやおねじ部15などの表面に付着する製造プロセス中の汚れや、ポリフェニレンサルフィド樹脂に含まれる水分や溶剤を蒸発して除去する。
Thereafter, the
その後、導電性接着層(図示せず)を用いて青紫色半導体レーザ素子20およびPD42が接合されたサブマウント40を、前端領域11aの上面の略中央(横方向)に接合する。この際、青紫色半導体レーザ素子20の光出射面を開口部10f(図1参照)側に向けるとともに、青紫色半導体レーザ素子20の光反射面およびPD42を前面10c(図1参照)側に向けて配置する。
Thereafter, the
その後、金属線91を用いて青紫色半導体レーザ素子20のp側電極27とリード端子12の前端領域12aとを接続する。また、金属線92を用いてPD42の上面とリード端子13の前端領域13aとを接続する。その後、連結部101〜103を切断除去することにより、キャップ部30以外の半導体レーザ装置100を個々に分離する。
Thereafter, the
一方、シリコン樹脂と硬化剤とを混ぜ合わせた硬化前のシリコン樹脂を所定の形状を有する型(図示せず)に流し込む。そして、約150℃の温度条件下で約30分間加熱することにより硬化させる。これにより、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30b(図1参照)が成型される。この際、キャップ部30の軸方向(A方向)に沿った開口部30i寄りの内周面30cに、めねじ部16を同時に形成する。
On the other hand, an uncured silicone resin obtained by mixing a silicone resin and a curing agent is poured into a mold (not shown) having a predetermined shape. And it hardens | cures by heating for about 30 minutes on about 150 degreeC temperature conditions. Thereby, the
その後、型からキャップ部30を取り出し、オイルフリーポンプにより減圧状態にしたオーブン内で、約240℃の温度条件下で約2日間加熱することにより、シリコン樹脂中に含有している低分子シロキサンを除去する。その後、真空蒸着法を用いて、キャップ部30の側壁部30aおよび底面部30bの外表面30d上に、SiO2からなるガスバリア層33(図1参照)を形成する。このようにして、キャップ部30が形成される。
Thereafter, the
最後に、ベース部10を前面10c側からキャップ部30の内側にA1方向に挿入する。この際、キャップ部30内部でおねじ部15とめねじ部16のねじ山同士が接触した状態からキャップ部30を右ねじ方向に回して締め込む。これにより、おねじ部15およびめねじ部16を含めたキャップ部30の内周面30cとベース部10の外周面10kとが締まり嵌めの状態で嵌合して青紫色半導体レーザ素子20が気密封止される。
Finally, the
第1実施形態では、上記のように、ベース部10の外周面10kとキャップ部30の内周面30cとを嵌合することにより、嵌合部においてベース部10の外周面10kとキャップ部30の内周面30cとを容易に密着させることができるので、パッケージ45内部を容易に封止することができる。これにより、パッケージ45内部の青紫色半導体レーザ素子20が劣化することを抑制することができる。また、ベース部10の外周面10kとキャップ部30の内周面30cとを嵌合することによりパッケージ45を封止しているので、封止剤などを別途使用する必要がない。その結果、半導体レーザ装置100の製造プロセスを簡素化することができる。
In the first embodiment, as described above, by fitting the outer
また、キャップ部30の弾性率は、ベース部10の弾性率よりも小さく、キャップ部30は、ベース部10とキャップ部30との嵌合部において側壁部30aを弾性変形させている。これにより、ベース部10とキャップ部30との嵌合部では、相対的に弾性率が小さいキャップ部30が相対的に弾性率が大きいベース部10(ヘッダ部10a)の形状に合わせて変形(伸縮)した状態となる。これにより、嵌合部におけるベース部10とキャップ部30との密着性を向上させながら、ベース部10とキャップ部30とを容易に嵌め合わせることができる。
Moreover, the elastic modulus of the
また、ベース部10とキャップ部30とが嵌合する嵌合部に、それぞれ、おねじ部15とめねじ部16とが形成されている。これにより、外周面10kと内周面30cとが接触する嵌合部のうちのねじ部同士が螺合する部分において外周面10kと内周面30cとをより確実に当接させることができる。また、ねじ部同士が螺合する部分では、外周面10kと内周面30cとを周状(螺旋状)に連続的に当接させることができる。したがって、パッケージ45内部の気密封止をより確実に行うことができる。
Moreover, the
なお、キャップ部30とベース部10とを嵌合しない状態では、ヘッダ部10aの外径D1(おねじ部15のねじ山の頂部におけるヘッダ部10aの外径)よりも、キャップ部30の内径D2(めねじ部16のねじ山の谷底における側壁部30aの内径)が、約1%程度小さくなるようにキャップ部30を形成するのが好ましい。これにより、ヘッダ部10aとキャップ部30とをより確実に締まり嵌めの状態で嵌合させることができる。加えて、ねじ部同士が螺合する部分においても、おねじ部15のねじ山にめねじ部16のネジ溝を周状に密着させることが可能である。この際、キャップ部30の弾性率がベース部10の弾性率よりも小さいので、キャップ部30は容易に伸縮しながら締まり嵌めの状態を実現することができる。
In a state where the
また、ベース部10の縁部10iおよびキャップ部30の開口部30iにそれぞれ周状に面取り加工が施されているので、キャップ部30にベース部10(ヘッダ部10a)がA1方向に嵌め込まれる際、外周面10kと内周面30cとの嵌合を滑らかに開始させることができる。
Further, since the chamfering process is performed circumferentially on the
また、ポリフェニレンサルフィド樹脂(PPS)を用いてベース部10を形成している。また、シリコン樹脂を用いてキャップ部30を形成している。したがって、耐熱性および耐侯性に優れ、かつ、金型成形性に優れたベース部10を形成することができるとともに、耐熱性および耐侯性に加えて伸縮性(可撓性)に優れたキャップ部30を形成することができる。また、製造プロセスにおいて適切な熱処理を行うことで、上記した樹脂中に含有する揮発性ガスを容易に除去することができる。これにより、揮発性ガスの発生が抑制されたベース部10およびキャップ部30を用いて半導体レーザ装置100を容易に構成することができる。また、シリコン樹脂により形成されたキャップ部30は、透光性を有するので、略円形状の底面部30bの中央部から、青紫色半導体レーザ素子20から出射されたレーザ光を外部に向けて容易に出射させることができる。
Moreover, the
また、ベース部10とキャップ部30との嵌合部の後方に接続される放熱部11dを備えており、放熱部11dは、ベース部10の外周面10kよりも外側に延びている。これにより、ベース部10の後方に放熱部11dが接続されるので、ベース部10の前方側に放熱部11dと干渉することなくキャップ部30を取り付けることができる。また、パッケージ45内に封止された青紫色半導体レーザ素子20が発する熱を、放熱部11dを介して効率よく放熱することができる。
Further, a
(第1実施形態の第1変形例)
次に、第1実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置101について説明する。この半導体レーザ装置101では、図5に示すように、ベース部10の外周面10kおよびキャップ部30の内周面30cに、第1実施形態で示したおねじ部15およびめねじ部16がそれぞれ形成されていない。
(First modification of the first embodiment)
Next, a
また、ヘッダ部10aは、前方側(前面10c側)において外径D1を有する大径部10mと、後方側(後面10g側)において外径D5(D5<D1)を有する小径部10nと、大径部10m側から小径部10n側に向かって縮径された略円錐台形状の接続部10pと有している。また、キャップ部30は、ベース部10(ヘッダ部10a)に嵌合されない状態では、開口部30i近傍の内径D4が、開口部30i近傍以外の内径D2よりも小さい状態(D4<D2)で形成されている。
The
これにより、ベース部10とキャップ部30とが嵌合した際、図5に示すように、キャップ部30の開口部30i近傍が、接続部10pまで被せられた位置から小径部10nの表面に向かって絞り変形を起こしており、接続部10pの大径部10m側の角部10qが、キャップ部30の内周面30cに周状(環状)に線接触している。なお、半導体レーザ装置101のその他の構成は、第1実施形態と同様であって、図中において、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
As a result, when the
また、半導体レーザ装置101の製造プロセスでは、上記した形状のヘッダ部10aおよびキャップ部30を成型した後、ベース部10をキャップ部30に向かって直線的にスライドして嵌め合わせてパッケージ45を封止する。その他のプロセスは、第1実施形態における製造プロセスと同様である。
Further, in the manufacturing process of the
第1実施形態の第1変形例では、上記のように、大径部10mと小径部10nとを一体的に有するベース部10と、開口部30i近傍に絞り形状が加えられたキャップ部30とを嵌合している。これにより、キャップ部30の開口部30i近傍における側壁部30aが、大径部10m側の角部10qの部分で変形してキャップ部30の内周面30cに周状(環状)に線接触するので、嵌合部におけるベース部10とキャップ部30との密着性を容易に向上させることができる。これにより、パッケージ45内部の気密封止をより確実に行うことができる。
In the first modified example of the first embodiment, as described above, the
なお、キャップ部30とベース部10とを嵌合する前の状態では、キャップ部30の内径D2よりも、ヘッダ部10aの外径D1(大径部10mにおける外径)を約20μm以上約60μm以下の範囲で大きく形成するのが好ましい。これにより、ヘッダ部10a(大径部10m)とキャップ部30とを締まり嵌めの状態で嵌合させることができる。なお、第1実施形態の第1変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
In addition, in the state before fitting the
(第1実施形態の第2変形例)
次に、第1実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置102について説明する。この半導体レーザ装置102では、図6に示すように、略円柱状のヘッダ部10aの外周面10kに、外方向(ヘッダ部10aの外径が増加する方向)に突出する周状(環状)の凸部17が形成されている。また、キャップ部30については、ベース部10(ヘッダ部10a)に嵌合されない状態では、内周面30cが軸心に沿って一様な内径D2を有して形成されている。そして、ベース部10とキャップ部30とが嵌合した際、凸部17の部分でキャップ部30の内周面30cが弾性変形を起こしている。すなわち、凸部17の部分における内周面30cへの圧接力は、凸部17以外の部分よりも大きい。なお、凸部17は、本発明の「第1嵌合部」の一例である。なお、半導体レーザ装置102のその他の構成は、第1実施形態と略同様であって、図中において、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
(Second modification of the first embodiment)
Next, a
また、半導体レーザ装置102の製造プロセスでは、上記した形状のヘッダ部10aおよびキャップ部30を成型した後、ベース部10とキャップ部30とを嵌合してパッケージ45を封止する。その他のプロセスは、第1実施形態における製造プロセスと同様である。
Further, in the manufacturing process of the
第1実施形態の第2変形例では、上記のように、外周面10kに凸部17を有するベース部10と、平滑な内周面30cを有するキャップ部30とを嵌合している。これにより、凸部17の部分におけるキャップ部30の内周面30cが、弾性変形を起こしながら凸部17の頂部に周状(環状)に面接触するので、嵌合部におけるベース部10とキャップ部30との密着性を容易に向上させることができる。これにより、パッケージ45内部の気密封止をより確実に行うことができる。なお、第1実施形態の第2変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
In the second modification of the first embodiment, as described above, the
(第1実施形態の第3変形例)
次に、第1実施形態の第3変形例による半導体レーザ装置103について説明する。この半導体レーザ装置103では、図7に示すように、キャップ部30に内周面30cにおいて、ベース部10の凸部17が嵌合する位置に周状(環状)の溝部30eが形成されている。なお、溝部30eは、本発明の「第2嵌合部」の一例である。なお、半導体レーザ装置103のその他の構成は、第1実施形態の第2変形例と略同様であって、図中において、第1実施形態の第2変形例と同じ符号を付して図示している。
(Third Modification of First Embodiment)
Next, a
また、半導体レーザ装置103の製造プロセスでは、上記した形状のキャップ部30を成型した後、ベース部10とキャップ部30とを嵌合してパッケージ45を封止する。その他のプロセスは、上記第1実施形態の第2変形例における製造プロセスと同様である。
Further, in the manufacturing process of the
第1実施形態の第3変形例では、上記のように、外周面10kに凸部17を有するベース部10と、内周面30cに溝部30eを有するキャップ部30とを嵌合している。これにより、凸部17の頂部(外縁部)を溝部30eの内側面(溝部30eの底部)に周状に密着させることができるので、嵌合部においてベース部10とキャップ部30とを確実に嵌合させることができる。なお、第1実施形態の第3変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
In the third modification of the first embodiment, as described above, the
(第1実施形態の第4変形例)
次に、第1実施形態の第4変形例による半導体レーザ装置104について説明する。この半導体レーザ装置104では、図8に示すように、半導体レーザ装置102の凸部17に代えて、ベース部10の外周面10kに、外方向(ヘッダ部10aの外径が増加する方向)に突出する周状(環状)の凸部が複数形成されている。この凹凸領域18は、半導体レーザ装置102の凸部17の高さ(突出高さ)を若干小さく形成したものを、ヘッダ部10aの軸方向(A方向)に沿って所定の間隔で複数(6本)並べて構成されている。なお、凹凸領域18は、本発明の「第1嵌合部」の一例である。なお、半導体レーザ装置104のその他の構成は、上記第1実施形態の第2変形例と略同様であって、図中において、上記第1実施形態の第2変形例と同じ符号を付して図示している。
(Fourth modification of the first embodiment)
Next, a
また、半導体レーザ装置104の製造プロセスでは、上記した形状のヘッダ部10aを成型した後、ベース部10とキャップ部30とを嵌合してパッケージ45を封止する。その他のプロセスは、上記第1実施形態の第2変形例における製造プロセスと同様である。
In the manufacturing process of the
第1実施形態の第4変形例では、上記のように、外周面10kに凹凸領域18を有するベース部10と、平滑な内周面30cを有するキャップ部30とを嵌合している。これにより、キャップ部30の内周面30cが弾性変形を起こしながら凹凸領域18の複数の頂部に連続的に線接触するので、嵌合部におけるベース部10とキャップ部30との密着性を容易に向上させることができる。なお、第1実施形態の第4変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
In the fourth modification of the first embodiment, as described above, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による半導体レーザ装置200について説明する。この半導体レーザ装置200では、図9に示すように、キャップ部30の内周面30cに、内方向(軸心に向かう方向)に突出する周状(環状)の凸部37が形成されている。また、ベース部10は、ヘッダ部10aの外周面10kが軸方向(A方向)に一様な外径D1を有している。半導体レーザ装置200では、凸部37のみならず凸部37以外の内周面30cも、ヘッダ部10aの外周面10kに対して密着している。なお、凸部37の部分におけるヘッダ部10aの外周面10kへの圧接力は、凸部37以外の部分よりも大きい。なお、凸部37は、本発明の「第2嵌合部」の一例である。なお、半導体レーザ装置200のその他の構成は、第1実施形態と略同様であって、図中において、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
(Second Embodiment)
Next, a
また、半導体レーザ装置200の製造プロセスでは、上記した形状のヘッダ部10aおよびキャップ部30を成型した後、ベース部10とキャップ部30とを嵌合してパッケージ45を封止する。その他のプロセスは、第1実施形態における製造プロセスと同様である。
In the manufacturing process of the
第2実施形態では、上記のように、平滑な外周面10kを有するベース部10と、内周面30cに周状の凸部37を有するキャップ部30とを嵌合している。これにより、キャップ部30の凸部37の頂部が外周面10kに周状(環状)に面接触するので、嵌合部におけるベース部10とキャップ部30との密着性を容易に向上させることができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
In the second embodiment, as described above, the
(第2実施形態の変形例)
次に、第2実施形態の変形例による半導体レーザ装置201について説明する。この半導体レーザ装置201では、図10に示すように、第1実施形態の第2変形例で用いた凸部17を有するベース部10と、第2実施形態で用いた凸部37を有するキャップ部30とを嵌合している。なお、半導体レーザ装置201のその他の構成は、第1実施形態と略同様であって、図中において、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
(Modification of the second embodiment)
Next, a
また、半導体レーザ装置201の製造プロセスでは、凸部17を有するベース部10と凸部37を有するキャップ部30を成型した後、ベース部10をキャップ部30とを嵌合する。この際、ベース部10の凸部17が、キャップ部30の凸部37が形成された位置よりも奥側(底面部30b側(A1側))に嵌まり込むまでスライドさせる。その他のプロセスは、第1実施形態における製造プロセスと同様である。
Further, in the manufacturing process of the
第2実施形態の変形例では、上記のように、外周面10kに凸部17を有するベース部10と、内周面30cに凸部37を有するキャップ部30とを嵌合している。これにより、凸部17と凸部37とを互いに相手側の側面に周状に(環状)に接触させることができるので、嵌合部におけるベース部10とキャップ部30との密着性をさらに向上させることができる。なお、第2実施形態の変形例のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
In the modification of the second embodiment, as described above, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態による光ピックアップ装置400について説明する。なお、光ピックアップ装置400は、本発明の「光装置」の一例である。
(Third embodiment)
Next, an
光ピックアップ装置400は、図12に示すように、3波長半導体レーザ装置300と、3波長半導体レーザ装置300から出射されたレーザ光を調整する光学系420と、レーザ光を受光する光検出部430とを備えている。
As shown in FIG. 12, the
3波長半導体レーザ装置300では、図11に示すように、パッケージ内のサブマウント40上に、青紫色半導体レーザ素子20と、青紫色半導体レーザ素子20に隣接して約650nmの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子50および約780nmの発振波長を有する赤外半導体レーザ素子55がモノリシックに形成された2波長半導体レーザ素子60とが搭載されている。なお、3波長半導体レーザ装置300は、本発明の「半導体レーザ装置」の一例であり、赤色半導体レーザ素子50、赤外半導体レーザ素子55および2波長半導体レーザ素子60は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
In the three-wavelength
また、ベース部10には、金属製のリードフレームからなるリード端子11、72、73、74および75が設けられている。このリード端子11およびリード端子72〜75は、樹脂モールド成型によって、互いに絶縁された状態でベース部10を前方(A1方向)から後方(A2方向)に貫通するように配置されている。そして、ベース部10の外部(A2側)に延びる後端領域が、それぞれ図示しない駆動回路に接続されている。また、リード端子11およびリード端子72〜75の前方(A1側)に延びた前端領域11a、72a、73a、74aおよび75aは、前面10cからそれぞれ露出しており、共に凹部10dの底面10j上に配置されている。
The
また、p側電極27には、金属線91の一端がワイヤボンディングされており、金属線91の他端は、リード端子74の前端領域74aに接続されている。また、赤色半導体レーザ素子50の上面に形成されているp側電極54には、金属線92の一端がワイヤボンディングされており、金属線92の他端は、リード端子73の前端領域73aに接続されている。また、また、赤外半導体レーザ素子55の上面に形成されているp側電極56には、金属線93の一端がワイヤボンディングされており、金属線93の他端は、リード端子72の前端領域72aに接続されている。また、青紫色半導体レーザ素子20の下面に形成されたn側電極(図示せず)および2波長半導体レーザ素子60の下面に形成されたn側電極(図示せず)は、サブマウント40を介してリード端子11の前端領域11aに電気的に接続されている。
One end of the
また、PD42の上面には、Auなどからなる金属線94の一端がワイヤボンディングされており、金属線94の他端は、リード端子75の前端領域75aに接続されている。
One end of a
また、上記第1実施形態の第1変形例における半導体レーザ装置101と比べて、ベース部10は、断面が幅方向(B方向)に引き延ばされることにより、最大幅W31(W31>W1)を有して形成されている。また、台座部10b(凹部10d)も開口部10fの部分においてB方向に引き延ばされている。これにより、ヘッダ部10aの断面は、水平方向に延びた略小判形の形状を有している。なお、3波長半導体レーザ装置300のその他の構造は、第1実施形態の第1変形例と同様であり、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示している。
Compared with the
また、3波長半導体レーザ装置300の製造プロセスについては、青紫色半導体レーザ素子20および2波長半導体レーザ素子60を横方向(図11のB方向)に並べてサブマウント40を介して接合する。その後、各レーザ素子20および60のp側電極27、54および56、および、PD42の上面と、リード端子72、73、74および75の前端領域72a、73a、74aおよび75aとを、それぞれ、ワイヤボンディングする。その他のプロセスについては、第1実施形態の第1変形例と同様である。
As for the manufacturing process of the three-wavelength
また、光学系420は、偏光ビームスプリッタ(PBS)421、コリメータレンズ422、ビームエキスパンダ423、λ/4板424、対物レンズ425、シリンドリカルレンズ426および光軸補正素子427を有している。
The
また、PBS421は、3波長半導体レーザ装置300から出射されるレーザ光を全透過するとともに、光ディスク435から帰還するレーザ光を全反射する。コリメータレンズ422は、PBS421を透過した3波長半導体レーザ装置300からのレーザ光を平行光に変換する。ビームエキスパンダ423は、凹レンズ、凸レンズおよびアクチュエータ(図示せず)から構成されている。アクチュエータは後述するサーボ回路からのサーボ信号に応じて、凹レンズおよび凸レンズの距離を変化させることにより、3波長半導体レーザ装置300から出射されたレーザ光の波面状態を補正する機能を有している。
Further, the
また、λ/4板424は、コリメータレンズ422によって略平行光に変換された直線偏光のレーザ光を円偏光に変換する。また、λ/4板424は光ディスク435から帰還する円偏光のレーザ光を直線偏光に変換する。この場合の直線偏光の偏光方向は、3波長半導体レーザ装置300から出射されるレーザ光の直線偏光の方向に直交する。これにより、光ディスク435から帰還するレーザ光は、PBS421によって略全反射される。対物レンズ425は、λ/4板424を透過したレーザ光を光ディスク435の表面(記録層)上に収束させる。なお、対物レンズ425は、対物レンズアクチュエータ(図示せず)により、後述するサーボ回路からのサーボ信号(トラッキングサーボ信号、フォーカスサーボ信号およびチルトサーボ信号)に応じて、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に移動可能にされている。
The λ / 4
また、PBS421により全反射されるレーザ光の光軸に沿うように、シリンドリカルレンズ426、光軸補正素子427および光検出部430が配置されている。シリンドリカルレンズ426は、入射されるレーザ光に非点収差作用を付与する。光軸補正素子427は、回折格子により構成されており、シリンドリカルレンズ426を透過した青紫色、赤色および赤外の各レーザ光の0次回折光のスポットが後述する光検出部430の検出領域上で一致するように配置されている。
In addition, a
また、光検出部430は、受光したレーザ光の強度分布に基づいて再生信号を出力する。ここで、光検出部430は再生信号とともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号が得られるように所定のパターンの検出領域を有する。このようにして、3波長半導体レーザ装置300を備えた光ピックアップ装置400が構成される。
The
この光ピックアップ装置400では、3波長半導体レーザ装置300は、リード端子11と、リード端子72〜74との間に、それぞれ、独立して電圧を印加することによって、青紫色半導体レーザ素子20、赤色半導体レーザ素子50および赤外半導体レーザ素子55から、青紫色、赤色および赤外のレーザ光を独立的に出射することが可能である。また、3波長半導体レーザ装置300から出射されたレーザ光は、上記のように、PBS421、コリメータレンズ422、ビームエキスパンダ423、λ/4板424、対物レンズ425、シリンドリカルレンズ426および光軸補正素子427により調整された後、光検出部430の検出領域上に照射される。
In this
ここで、光ディスク435に記録されている情報を再生する場合には、青紫色半導体レーザ素子20、赤色半導体レーザ素子50および赤外半導体レーザ素子55から出射される各々のレーザパワーが一定になるように制御しながら、光ディスク435の記録層にレーザ光を照射するとともに、光検出部430から出力される再生信号を得ることができる。また、同時に出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ423のアクチュエータと対物レンズ425を駆動する対物レンズアクチュエータとを、それぞれ、フィードバック制御することができる。
Here, when reproducing the information recorded on the
また、光ディスク435に情報を記録する場合には、記録すべき情報に基づいて、青紫色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子50(赤外半導体レーザ素子55)から出射されるレーザパワーを制御しながら、光ディスク435にレーザ光を照射する。これにより、光ディスク435の記録層に情報を記録することができる。また、上記同様、光検出部430から出力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号により、ビームエキスパンダ423のアクチュエータと対物レンズ425を駆動する対物レンズアクチュエータとを、それぞれ、フィードバック制御することができる。
When recording information on the
このようにして、3波長半導体レーザ装置300を備えた光ピックアップ装置400を用いて、光ディスク435への記録および再生を行うことができる。
In this manner, recording and reproduction on the
光ピックアップ装置400では、上記3波長半導体レーザ装置300を備えている。すなわち、青紫色半導体レーザ素子20および2波長半導体レーザ素子60がパッケージ45内部に確実に封止されている。これにより半導体レーザ素子が劣化しにくく、長時間の使用にも耐え得る信頼性の高い光ピックアップ装置400を得ることができる。なお、3波長半導体レーザ装置300の効果については、第1実施形態と同様である。
The
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第3実施形態では、ポリフェニレンサルフィド樹脂(PPS)を用いてベース部10を形成したが、本発明では、耐熱性および耐候性が高くモールド成型が容易なポリアミド樹脂(PA:弾性率=約3GPa)、ポリブチレンテレフタラート樹脂(PBT)、液晶ポリマ(LCP)およびエポキシ系樹脂や、機械切削性が良好なポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)などを用いてもよい。
For example, in the first to third embodiments, the
また、この場合、PPS、PA、LCPおよびエポキシ樹脂中にガス吸収剤を所定の割合で混入した状態でベース部10を成型してもよい。ここで、ガス吸収剤としては、シリカゲルや熱処理後の合成ゼオライトを用いるのが好ましい。また、ガス吸収剤は、数十μm以上数百μm以下の粒子径を有する粒子状のものを用いるのが好ましい。これにより、大気中に存在する低分子シロキサンやベース部などから発生する揮発性の有機ガスを、ガス吸収剤によって吸収することができるので、パッケージ45内の有機ガスなどの濃度を小さくすることができる。
In this case, the
また、上記第1〜第3実施形態では、シリコン樹脂を用いてキャップ部30を形成したが、本発明では、耐熱性および耐候性が高くモールド成型が容易なフッ素系樹脂(弾性率=約80〜500MPa)、エポキシ系樹脂およびエチレンビニルアルコール系樹脂などを用いてもよい。なお、フッ素系樹脂やエチレンビニルアルコール系樹脂などの透光性を有する材料を用いる場合は、これらの材料を用いて底面部30bをキャップ部30と一体的に形成すればよい。この際、エポキシ系樹脂を用いる場合には、底面部30bの一部に開口部を設けるとともに、その開口部を封止するようにレーザ光取り出し用の窓部を形成すればよい。この際、表面にガスバリア層を形成したホウ珪酸ガラス、石英またはアクリル系樹脂(透明アクリル樹脂)などの透光性を有する材料を用いて、上記窓部を形成することができる。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the
また、上記第1〜第3実施形態では、キャップ部30の外表面上にSiO2からなるガスバリア層33を形成したが、ガスバリア層としては、SiO2以外に、Al2O3やZrO2などの誘電体膜を用いて形成してもよいし、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコールなどのガス透過性の低い樹脂膜を用いて形成してもよい。なお、ガスバリア層を、Al2O3やZrO2などからなる多層の金属酸化膜によって構成する場合、この金属酸化膜に対して反射防止層の役割も兼用させることができる。また、特に、エチレンビニルアルコール系樹脂などガス透過性が低い材料でキャップ部30を形成する場合には、ガスバリア層33を形成しなくてもよい。
Further, in the above-described first to third embodiments, to form a
また、上記第1〜第3実施形態では、シリコン樹脂を用いてキャップ部30を形成したが、本発明では、樹脂材料にガス吸収剤を所定の割合で混入した状態でキャップ部30を成型してもよい。ガス吸収剤としては、シリカゲルや熱処理後の合成ゼオライトを用いるのが好ましい。また、ガス吸収剤は、数十μm以上数百μm以下の粒子径を有する粒子状のものを用いるのが好ましい。これにより、大気中に存在する低分子シロキサンやベース部などから発生する揮発性の有機ガスを、ガス吸収剤によって吸収することができ、パッケージ45内の有機ガスなどの濃度を小さくすることができる。なお、シリコン樹脂とガス吸収剤との混合物を用いてキャップ部を形成する場合、この混合物は透光性を有しない。したがって、キャップ部の底面部に透光性を有するレーザ光取り出し用の窓部を設けることが好ましい。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the
また、上記第1〜第3実施形態では、ベース部10を樹脂により形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ベース部を金属材料を用いて形成してもよい。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although shown about the example which formed the
また、上記第1実施形態では、ベース部10およびキャップ部30を形成する際、ヘッダ部10aの外径D1よりも、キャップ部30の内径D2が約1%程度小さくなる(D1>D2)ようにキャップ部30を形成したが、本発明はこれに限られない。たとえば、おねじ部15およびめねじ部16の有効径を略等しく形成してもよい。この際、おねじ部15側の有効径の寸法公差を0〜+85μm程度に設定するとともに、めねじ部16側の有効径の公差を0〜−150μm程度に設定するのが好ましい。これにより、螺合時の遊びを少なくした状態で、ベース部10とキャップ部30とを嵌合することができる。
In the first embodiment, when forming the
また、上記第1実施形態の第4変形例では、凹凸領域18の環状の凸部が互いに独立している例について示したが、本発明では、外周面10kにローレット加工を施すことにより、隣り合う凸部同士が部分的に繋げられて網状となった凹凸領域を形成してもよい。この変形例のように構成しても、凹凸領域の凸部がキャップ部30の内周面30cに対して周状に、かつ連続性を有して接触するので、嵌合部における封止が確実に行われる。
Moreover, in the 4th modification of the said 1st Embodiment, although the cyclic | annular convex part of the uneven | corrugated area |
また、上記第3実施形態では、本発明の「半導体レーザ装置」を備えた光ピックアップ装置300について示したが、本発明はこれに限らず、本発明の半導体レーザ装置を、CD、DVDまたはBDなどの光ディスクの記録または再生を行う光ディスク装置や、プロジェクタ装置などの光装置に適用してもよい。
In the third embodiment, the
10 ベース部
10k 外周面
11d 放熱部
15 おねじ部(第1嵌合部、ねじ構造)
16 めねじ部(第2嵌合部、ねじ構造)
17 凸部(第1嵌合部)
18 凹凸領域(第1嵌合部)
20 青紫色半導体レーザ素子(半導体レーザ素子)
30 キャップ部
30c 内周面
30e 溝部(第2嵌合部)
37 凸部(第2嵌合部)
45 パッケージ
50 赤色半導体レーザ素子(半導体レーザ素子)
55 赤外半導体レーザ素子(半導体レーザ素子)
60 2波長半導体レーザ素子(半導体レーザ素子)
100、101、102、103、104、200、201 半導体レーザ装置
300 3波長半導体レーザ装置(半導体レーザ装置)
400 光ピックアップ装置(光装置)
420 光学系
10
16 Female thread (second fitting part, screw structure)
17 Convex part (first fitting part)
18 Concavity and convexity area (first fitting part)
20 Blue-violet semiconductor laser device (semiconductor laser device)
30
37 Convex part (second fitting part)
45
55 Infrared semiconductor laser device (semiconductor laser device)
60 Two-wavelength semiconductor laser device (semiconductor laser device)
100, 101, 102, 103, 104, 200, 201
400 Optical pickup device (optical device)
420 Optical system
Claims (8)
前記半導体レーザ素子を封止するパッケージとを備え、
前記パッケージは、前記半導体レーザ素子が取り付けられるベース部と、前記半導体レーザ素子を覆う樹脂からなるキャップ部とを含み、
前記ベース部は、外周面に第1嵌合部を有し、
前記キャップ部は、内周面に第2嵌合部を有し、
前記第1嵌合部と前記第2嵌合部とが嵌合されている、半導体レーザ装置。 A semiconductor laser element;
A package for sealing the semiconductor laser element,
The package includes a base portion to which the semiconductor laser element is attached, and a cap portion made of a resin that covers the semiconductor laser element,
The base portion has a first fitting portion on the outer peripheral surface;
The cap portion has a second fitting portion on the inner peripheral surface,
A semiconductor laser device in which the first fitting portion and the second fitting portion are fitted.
前記第1嵌合部および前記第2嵌合部の少なくとも一方は、弾性変形している、請求項1に記載の半導体レーザ装置。 The elastic modulus of either the base portion or the cap portion is smaller than the other elastic modulus,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein at least one of the first fitting portion and the second fitting portion is elastically deformed.
前記放熱部は、前記ベース部の外周面よりも外側に延びる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。 A heat dissipating part connected to the rear of the first fitting part and the second fitting part;
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the heat radiating portion extends outward from an outer peripheral surface of the base portion.
前記半導体レーザ装置の出射光を制御する光学系とを備え、
前記パッケージは、前記半導体レーザ素子が取り付けられるベース部と、前記半導体レーザ素子を覆う樹脂からなるキャップ部とを有し、
前記ベース部は、外周面に第1嵌合部を有し、
前記キャップ部は、内周面に第2嵌合部を有し、
前記第1嵌合部と前記第2嵌合部とが嵌合されている、光装置。 A semiconductor laser device including a semiconductor laser element and a package for sealing the semiconductor laser element;
An optical system for controlling the emitted light of the semiconductor laser device,
The package has a base portion to which the semiconductor laser element is attached, and a cap portion made of a resin that covers the semiconductor laser element,
The base portion has a first fitting portion on the outer peripheral surface;
The cap portion has a second fitting portion on the inner peripheral surface,
An optical device in which the first fitting portion and the second fitting portion are fitted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010148459A JP2012015223A (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Semiconductor laser device and optical device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014075536A (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical module and cap for optical module |
US11561374B2 (en) | 2017-01-20 | 2023-01-24 | Tokyo Visionary Optics Co., Ltd. | Imaging lens |
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2010
- 2010-06-30 JP JP2010148459A patent/JP2012015223A/en active Pending
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