JP2021026073A - Optical device and manufacturing method of optical device - Google Patents

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浩一 児山
Koichi Koyama
浩一 児山
章 古谷
Akira Furuya
章 古谷
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Abstract

To appropriately inhibit adhesive resin protruding from a bottom side of a downsized optical element from interfering with the incident area and emission area of an optical element.SOLUTION: As shown in FIG. 1, an optical device 1 comprises: a substrate 10; a semiconductor laser chip 50 fixed on the substrate 10; and a collimator lens 20 including a bottom face 23 that is fixed via adhesive resin 40 to the substrate 10, a first principal surface 21 receiving incident light from the semiconductor laser chip 50, and a second principal surface 22 emitting emission light generated based on the incident light entering the first principal surface 21. A liquid repellent film 30 is applied on the collimator lens 20 so as to cover an incident area 21a of the first principal surface 21 for at least receiving the incident light and an emission area 22a of the second principal surface 22 for at least emitting the emission light. The liquid repellent film 30 has liquid repellency for the adhesive resin 40 which is not yet cured.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学装置および光学装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical device and a method for manufacturing the optical device.

特許文献1には、半導体レーザ光源から発せられる光を、コリメートレンズによってコリメート光とする光学装置が記載されている。このような光学装置では、例えば、基板上においてサブマウントを介して半導体レーザチップが設けられると共に、コリメート用のレンズが接着樹脂を用いて所定の位置に固着されている。 Patent Document 1 describes an optical device in which light emitted from a semiconductor laser light source is converted into collimated light by a collimating lens. In such an optical device, for example, a semiconductor laser chip is provided on a substrate via a submount, and a collimating lens is fixed at a predetermined position using an adhesive resin.

特開平5−181091号公報JP-A-5-181091

ここで、上述したような光学装置においては、コリメート用のレンズ(光学素子)が小型化することによって、例えばレンズの底面からレンズの光が入射する入射領域や光を出射する出射領域までの距離が小さくなった場合に、レンズの底面側から這い上がった接着樹脂がレンズの入射領域や出射領域に干渉することが問題となりうる。 Here, in the above-mentioned optical device, by reducing the size of the collimating lens (optical element), for example, the distance from the bottom surface of the lens to the incident region where the light of the lens is incident and the exit region where the light is emitted. When becomes smaller, the adhesive resin that crawls up from the bottom surface side of the lens may interfere with the incident region and the emitted region of the lens.

接着樹脂がレンズの入射領域や出射領域に干渉することを抑制するための対応として、接着剤の粘性又はチキソ性を高くした接着樹脂を用いることが考えられる。このような接着樹脂は、濡れ広がりにくいため上述した這い上がりが発生しにくい。しかしながら、接着剤の粘性又はチキソ性が高い接着樹脂は、接着樹脂を基板上に塗布する段階において薄く塗ることが難しい。そのため、このような接着樹脂を用いる場合には、レンズ底面からレンズの入射領域や出射領域までの距離の最小値は、接着樹脂の塗布可能最小厚みに制限されてしまう。すなわち、接着剤の粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いる手法は、レンズの底面からレンズの入射領域や出射領域までの距離が極めて小さい場合(例えば0.3mm以下となる場合)には用いることができない。以上のように、従来、例えばレンズ(光学素子)の底面からレンズの入射領域や出射領域までの距離が極めて小さい場合において、レンズの底面側から這い上がった接着樹脂がレンズの入射領域や出射領域に干渉することを適切に抑制することができない。 As a measure to prevent the adhesive resin from interfering with the incident region and the exit region of the lens, it is conceivable to use an adhesive resin having a high viscosity or thixotropy of the adhesive. Since such an adhesive resin does not easily get wet and spread, the above-mentioned creeping up is unlikely to occur. However, it is difficult to apply an adhesive resin having a high viscosity or thixotropy of the adhesive thinly at the stage of applying the adhesive resin on the substrate. Therefore, when such an adhesive resin is used, the minimum value of the distance from the bottom surface of the lens to the incident region and the exit region of the lens is limited to the minimum coatable thickness of the adhesive resin. That is, the method of using an adhesive resin having a high viscosity or thixotropic property of the adhesive should be used when the distance from the bottom surface of the lens to the incident region or the exit region of the lens is extremely small (for example, when it is 0.3 mm or less). I can't. As described above, conventionally, for example, when the distance from the bottom surface of the lens (optical element) to the incident region or the exit region of the lens is extremely small, the adhesive resin that crawls up from the bottom surface side of the lens is the incident region or the exit region of the lens. It is not possible to properly suppress the interference with the lens.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、小型化された光学素子の底面側から這い上がった接着樹脂が光学素子の入射領域や出射領域に干渉することを適切に抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to appropriately prevent an adhesive resin creeping up from the bottom surface side of a miniaturized optical element from interfering with an incident region or an emitted region of the optical element. And.

本発明の一態様に係る光学装置は、基板と、基板上に固定された光源と、底面を有し、底面が接着樹脂を介して基板に固定されると共に、光源からの入射光が入射する入射面、及び、入射面に入射した入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射面を有する光学素子と、を備え、光学素子は、入射面において少なくとも入射光が入射する入射領域を覆うと共に、出射面において少なくとも出射光を出射する出射領域を覆うように撥液膜が塗布されており、撥液膜は、硬化前の状態の接着樹脂に対して撥液性を有する。 The optical device according to one aspect of the present invention has a substrate, a light source fixed on the substrate, and a bottom surface, the bottom surface is fixed to the substrate via an adhesive resin, and incident light from the light source is incident. An optical element having an incident surface and an emitting surface that emits emitted light generated based on the incident light incident on the incident surface is provided, and the optical element covers at least an incident region in which the incident light is incident on the incident surface. A liquid-repellent film is applied so as to cover and at least cover the light-emitting region on the light-emitting surface, and the liquid-repellent film has liquid-repellent properties against the adhesive resin in the state before curing.

本発明の一態様に係る光学装置の製造方法は、基板と、光源からの入射光が入射する入射面、及び、入射面に入射した入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射面を有する光学素子とを、備える光学装置の製造方法であって、基板に光源を固定する第1の工程と、入射面において少なくとも入射光が入射する入射領域を覆うと共に、出射面において少なくとも出射光を出射する出射領域を覆うように、硬化前の状態の接着樹脂に対して撥液性を有する撥液膜が形成された光学素子を、前記光学素子の底面と基板とが対向するように、基板上の所定の位置に保持する第2の工程と、光学素子及び基板間に硬化前の状態の接着樹脂を滴下し、基板と、光学素子との間に接着樹脂を充填する第3の工程と、接着樹脂を硬化させる第4の工程と、を備える。 The method for manufacturing an optical device according to one aspect of the present invention is a substrate, an incident surface on which incident light from a light source is incident, and an emitted surface that emits emitted light generated based on the incident light incident on the incident surface. This is a method for manufacturing an optical device including an optical element having an optical element, wherein the light source is fixed to a substrate, the incident surface covers at least the incident region where the incident light is incident, and at least the emitted light is emitted. An optical element having a liquid-repellent film having a liquid-repellent property against the adhesive resin in the state before curing is formed so as to cover the exit region of the optical element so that the bottom surface of the optical element and the substrate face each other. The second step of holding the adhesive resin in a predetermined position on the substrate and the third step of dropping the adhesive resin in the uncured state between the optical element and the substrate and filling the adhesive resin between the substrate and the optical element. And a fourth step of curing the adhesive resin.

本発明によれば、小型化された光学素子の底面側から這い上がった接着樹脂が光学素子の入射領域や出射領域に干渉することを適切に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately prevent the adhesive resin that crawls up from the bottom surface side of the miniaturized optical element from interfering with the incident region and the emitted region of the optical element.

図1は、本実施形態に係る光学装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an optical device according to the present embodiment. 図2は、コリメートレンズの正面図及び背面図である。FIG. 2 is a front view and a rear view of the collimating lens. 図3は、撥液膜形成箇所のバリエーションを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing variations of the liquid repellent film forming portion. 図4は、図1の光学装置の製造方法を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method of manufacturing the optical device of FIG. 図5は、比較例に係る光学装置の製造方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing an optical device according to a comparative example.

[本発明の実施形態の説明]
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光学装置は、基板と、基板上に固定された光源と、底面を有し、底面が接着樹脂を介して基板に固定されると共に、光源からの入射光が入射する入射面、及び、入射面に入射した入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射面を有する光学素子と、を備え、光学素子は、入射面において少なくとも入射光が入射する入射領域を覆うと共に、出射面において少なくとも出射光を出射する出射領域を覆うように撥液膜が塗布されており、撥液膜は、硬化前の状態の接着樹脂に対して撥液性を有する。
[Explanation of Embodiments of the Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described. The optical device according to the embodiment has a substrate, a light source fixed on the substrate, and a bottom surface, the bottom surface is fixed to the substrate via an adhesive resin, and an incident surface on which incident light from the light source is incident. , And an optical element having an exit surface that emits the emitted light generated based on the incident light incident on the incident surface, and the optical element covers at least the incident region where the incident light is incident on the incident surface. A liquid-repellent film is applied on the exit surface so as to cover at least the emission region where the emitted light is emitted, and the liquid-repellent film has liquid repellency against the adhesive resin in the state before curing.

このような光学装置では、光学素子における入射領域及び出射領域を覆うように、硬化前の状態の接着樹脂に対して撥液性を有する撥液膜が形成されている。このように撥液膜が形成されていることにより、光学素子を基板に固定している接着樹脂が、光学素子の底面側から、入射領域を構成する入射面及び出射領域を構成する出射面に這い上がることを抑制することができる。このことで、接着樹脂が、光学素子の入射領域や出射領域に干渉することを適切に抑制することができる。そして、このような光学装置においては、接着樹脂の粘性又はチキソ性によらずに、接着樹脂が入射領域や出射領域に干渉することを抑制できる。そのため、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いた場合に問題となる、接着樹脂の塗布可能最低厚みに応じた、光学素子の底面から入射領域や出射領域までの距離の制限がない。したがって小型化された光学素子についても、接着樹脂が入射領域や出射領域に干渉することを適切に抑制できる。また、例えば、接着樹脂が入射領域や出射領域に干渉することを抑制すべく、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いた場合においては、接着樹脂に光学素子を浸しながら光学素子の位置を調整する際に、光学素子の位置の調整に要する力が大きくなる。光学素子の位置調整に要する力が増すと、光学素子(レンズ等)・コレット間で滑りが生じやすくなり、適切な調心ができないおそれがある。この点、本実施形態に係る光学装置では、接着樹脂の粘性又はチキソ性によらずに、接着樹脂が入射領域や出射領域に干渉することを抑制できるため、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いた場合と比較して、光学素子の調心を容易に行うことができる。なお、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いた場合の、調心の困難性は、基板と光学素子の底面との距離が短い場合に特に顕著になる。このため、例えば、基板と光学素子の底面との距離を大きくすることによって、調心の容易性を向上させることも考えられる。しかしながら、基板と光学素子の底面との距離が大きくなった場合には、接着樹脂の硬化時の収縮によって、光学素子を固着する際の位置ずれ量が大きくなると共に、固着後においても温度変化があった場合の熱膨張によって光学素子の位置ずれ量が大きくなるおそれがある。この点についても、そもそも粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いる必要がない本実施形態に係る光学装置では、調心の容易性の観点から基板と光学素子の底面との距離を大きくする必要がなく、光学素子の位置ずれ量が大きくなることを回避できる。 In such an optical device, a liquid-repellent film having a liquid-repellent property against the adhesive resin in the state before curing is formed so as to cover the incident region and the emitted region in the optical element. By forming the liquid-repellent film in this way, the adhesive resin fixing the optical element to the substrate is applied from the bottom surface side of the optical element to the incident surface forming the incident region and the exit surface forming the exit region. It is possible to suppress crawling up. As a result, it is possible to appropriately prevent the adhesive resin from interfering with the incident region and the emitted region of the optical element. Then, in such an optical device, it is possible to prevent the adhesive resin from interfering with the incident region and the exit region regardless of the viscosity or thixotropic property of the adhesive resin. Therefore, there is no limitation on the distance from the bottom surface of the optical element to the incident region or the exit region according to the minimum coatable thickness of the adhesive resin, which is a problem when an adhesive resin having high viscosity or thixotropy is used. Therefore, even for a miniaturized optical element, it is possible to appropriately suppress the adhesive resin from interfering with the incident region and the emitted region. Further, for example, when an adhesive resin having high viscosity or chicosis is used in order to prevent the adhesive resin from interfering with the incident region or the exit region, the position of the optical element is adjusted while immersing the optical element in the adhesive resin. When doing so, the force required to adjust the position of the optical element increases. If the force required to adjust the position of the optical element increases, slippage tends to occur between the optical element (lens, etc.) and the collet, and proper alignment may not be possible. In this respect, in the optical device according to the present embodiment, it is possible to suppress the adhesive resin from interfering with the incident region and the exit region regardless of the viscosity or thixotropic property of the adhesive resin, so that the adhesive resin having high viscosity or thixotropic property can be used. The alignment of the optical element can be easily performed as compared with the case where it is used. When an adhesive resin having high viscosity or thixotropy is used, the difficulty of alignment becomes particularly remarkable when the distance between the substrate and the bottom surface of the optical element is short. Therefore, for example, it is conceivable to improve the ease of alignment by increasing the distance between the substrate and the bottom surface of the optical element. However, when the distance between the substrate and the bottom surface of the optical element becomes large, the amount of displacement when the optical element is fixed increases due to the shrinkage of the adhesive resin during curing, and the temperature changes even after the fixing. If there is, there is a possibility that the amount of misalignment of the optical element will increase due to thermal expansion. In this respect as well, in the optical device according to the present embodiment, which does not need to use an adhesive resin having high viscosity or thixotropy in the first place, it is necessary to increase the distance between the substrate and the bottom surface of the optical element from the viewpoint of easy alignment. Therefore, it is possible to avoid a large amount of misalignment of the optical element.

撥液膜は、n‐ヘキサデカンに対するぬれ角が65°以上であってもよい。これにより、撥液膜によって接着樹脂を適切にはじくことができ、接着樹脂が、光学素子の底面側から、入射領域を構成する入射面及び出射領域を構成する出射面に這い上がることを適切に抑制することができる。 The liquid-repellent film may have a wetting angle of 65 ° or more with respect to n-hexadecane. As a result, the adhesive resin can be appropriately repelled by the liquid-repellent film, and the adhesive resin can be appropriately crawled up from the bottom surface side of the optical element to the incident surface constituting the incident region and the exit surface forming the exit region. It can be suppressed.

光学素子は、入射面の底面側の部分において、撥液膜が塗布されていない露出部を有していてもよい。このような露出部には、底面側から接着樹脂が這い上がりフィレットが形成される。このことで、基板に対して光学素子をより強く固定することができる。 The optical element may have an exposed portion on the bottom surface side of the incident surface to which a liquid repellent film is not applied. An adhesive resin crawls up from the bottom surface side of such an exposed portion to form a fillet. As a result, the optical element can be more strongly fixed to the substrate.

露出部は、間欠的に複数設けられていてもよい。これにより、上述したフィレットが複数形成されることとなり、基板に対して光学素子をより強く固定することができる。 A plurality of exposed portions may be provided intermittently. As a result, a plurality of the above-mentioned fillets are formed, and the optical element can be more strongly fixed to the substrate.

一実施形態に係る光学装置の製造方法は、基板と、光源からの入射光が入射する入射面、及び、入射面に入射した入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射面を有する光学素子とを、備える光学装置の製造方法であって、基板に光源を固定する第1の工程と、入射面において少なくとも入射光が入射する入射領域を覆うと共に、出射面において少なくとも出射光を出射する出射領域を覆うように、硬化前の状態の接着樹脂に対して撥液性を有する撥液膜が形成された光学素子を、前記光学素子の底面と基板とが対向するように、基板上の所定の位置に保持する第2の工程と、光学素子及び基板間に硬化前の状態の接着樹脂を滴下し、基板と、光学素子との間に接着樹脂を充填する第3の工程と、接着樹脂を硬化させる第4の工程と、を備える。 The method for manufacturing an optical device according to an embodiment includes a substrate, an incident surface on which incident light from a light source is incident, and an emitted surface that emits emitted light generated based on the incident light incident on the incident surface. A method of manufacturing an optical device including an optical element, wherein the light source is fixed to a substrate, the incident surface covers at least the incident region where the incident light is incident, and at least the emitted light is emitted on the exit surface. An optical element having a liquid-repellent film having a liquid-repellent property against the adhesive resin in the state before curing is formed on the substrate so as to cover the ejection region so that the bottom surface of the optical element and the substrate face each other. The second step of holding the adhesive resin in a predetermined position, and the third step of dropping the adhesive resin in the state before curing between the optical element and the substrate and filling the adhesive resin between the substrate and the optical element. It comprises a fourth step of curing the adhesive resin.

このような製造方法によれば、第3の工程において接着樹脂を滴下した際に、入射面及び出射面に形成された撥液膜が接着樹脂をはじき、入射領域を構成する入射面及び出射領域を構成する出射面に接着樹脂が這い上がることが抑制される。このことで、接着樹脂が、光学素子の入射領域や出射領域に干渉することを適切に抑制することができる。 According to such a manufacturing method, when the adhesive resin is dropped in the third step, the liquid-repellent film formed on the incident surface and the exit surface repels the adhesive resin, and the incident surface and the exit region constituting the incident region are formed. It is suppressed that the adhesive resin crawls up on the exit surface constituting the above. As a result, it is possible to appropriately prevent the adhesive resin from interfering with the incident region and the emitted region of the optical element.

[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る光学装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[Details of Embodiments of the present invention]
Specific examples of the optical device according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to these examples, and is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. In the following description, the same elements will be designated by the same reference numerals in the description of the drawings, and duplicate description will be omitted.

図1は、本実施形態に係る光学装置1の模式図である。光学装置1は、微小の光学素子であるコリメートレンズ20を組み込んだ光モジュールである。図1に示されるように、光学装置1は、基板10と、コリメートレンズ20(光学素子)と、撥液膜30と、接着樹脂40と、半導体レーザ(LD:Laser Diode)チップ50(光源)と、サブマウント60と、を備えている。なお、以下では、図1に加えて図2も参照しながら、光学装置1を説明する。図2は、コリメートレンズ20の正面図(図2(a))及び背面図(図2(b))である。 FIG. 1 is a schematic view of an optical device 1 according to the present embodiment. The optical device 1 is an optical module incorporating a collimating lens 20 which is a minute optical element. As shown in FIG. 1, the optical device 1 includes a substrate 10, a collimating lens 20 (optical element), a liquid repellent film 30, an adhesive resin 40, and a semiconductor laser (LD: Laser Diode) chip 50 (light source). And a submount 60. In the following, the optical device 1 will be described with reference to FIG. 2 in addition to FIG. FIG. 2 is a front view (FIG. 2 (a)) and a rear view (FIG. 2 (b)) of the collimating lens 20.

基板10は、上述したコリメートレンズ20等の各構成を搭載する基板である。基板10は、その搭載面において、コリメートレンズ20の底面23と対向しており、コリメートレンズ20との間に硬化前の状態の接着樹脂40が滴下されて該接着樹脂40が硬化することによって、搭載面にコリメートレンズ20が搭載(固着)される。基板10は、その搭載面にサブマウント60が搭載されている。 The substrate 10 is a substrate on which each configuration such as the collimating lens 20 described above is mounted. The substrate 10 faces the bottom surface 23 of the collimating lens 20 on its mounting surface, and the adhesive resin 40 in the state before curing is dropped between the substrate 10 and the collimating lens 20, and the adhesive resin 40 is cured. The collimating lens 20 is mounted (fixed) on the mounting surface. The substrate 10 has a submount 60 mounted on the mounting surface thereof.

コリメートレンズ20は、半導体レーザチップ50から出射された光をコリメート光に変換する(平行光にする)レンズである。すなわち、コリメートレンズ20は、半導体レーザチップ50からの入射光に基づいて生成されたコリメート光である出射光を出射する。コリメートレンズ20は、コリメート光の進む方向において互いに対向する第1の主面21(入射面)及び第2の主面22(出射面)を有する。第1の主面21は、半導体レーザチップ50からの光を受けるレンズ面21xを有する。第1の主面21においては、レンズ面21x以外の面は略平坦であるのに対し、レンズ面21xは例えば球面とされている。なお、レンズ面21xの形状については、球面に限られず、非球面のレンズ面であってもよい。レンズ面21xは、コリメート光の進む方向から見ると、略円形の領域である。第1の主面21は、半導体レーザチップ50からの放射光L1が第1の主面21に入射する入射領域21aを有する。レンズ面21xを経たコリメート光L2は、コリメートされて第2の主面22方向に進む。第2の主面22は、コリメート光L2を出射光L3として出射する。第2の主面22は、出射光L3を出射する出射領域22aを有する。 The collimating lens 20 is a lens that converts the light emitted from the semiconductor laser chip 50 into collimated light (makes it parallel light). That is, the collimating lens 20 emits emitted light which is collimated light generated based on the incident light from the semiconductor laser chip 50. The collimating lens 20 has a first main surface 21 (incident surface) and a second main surface 22 (emission surface) facing each other in the direction in which the collimating light travels. The first main surface 21 has a lens surface 21x that receives light from the semiconductor laser chip 50. In the first main surface 21, the surfaces other than the lens surface 21x are substantially flat, whereas the lens surface 21x is, for example, a spherical surface. The shape of the lens surface 21x is not limited to a spherical surface, and may be an aspherical lens surface. The lens surface 21x is a substantially circular region when viewed from the direction in which the collimated light travels. The first main surface 21 has an incident region 21a in which the synchrotron radiation L1 from the semiconductor laser chip 50 is incident on the first main surface 21. The collimated light L2 that has passed through the lens surface 21x is collimated and travels in the direction of the second main surface 22. The second main surface 22 emits the collimated light L2 as the emitted light L3. The second main surface 22 has an emission region 22a that emits the emission light L3.

コリメートレンズ20は、基板10の搭載面に対して底面23が対向した状態で接着樹脂40により基板10に固定(固着)されている。コリメートレンズ20の高さ(基板10の搭載面に交差する方向の長さ)は、例えば0.5mm程度とすることができる。コリメートレンズ20のコリメート光の進む方向における長さ(第1の主面21〜第2の主面22までの最大長さ)は、例えば0.5mm程度とすることができる。 The collimating lens 20 is fixed (fixed) to the substrate 10 by the adhesive resin 40 with the bottom surface 23 facing the mounting surface of the substrate 10. The height of the collimating lens 20 (the length in the direction intersecting the mounting surface of the substrate 10) can be, for example, about 0.5 mm. The length of the collimating lens 20 in the direction in which the collimating light travels (the maximum length from the first main surface 21 to the second main surface 22) can be, for example, about 0.5 mm.

撥液膜30は、入射領域21a及び出射領域22aを少なくとも覆うように形成された、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有する膜である。撥液膜30は、入射領域21aを少なくとも覆う撥液膜31と、出射領域22aを少なくとも覆う撥液膜32とを含んで構成されている。撥液膜30は、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有していればどのような撥液膜でもよい。撥液膜30は、例えば硬化前の状態のUV硬化性の接着樹脂に対して撥液性を有する膜である。撥液膜30は、例えばn‐ヘキサデカンに対するぬれ角が65°以上の撥液膜である。また、撥液膜30としては、厚さ20nm以下のフッ素を含む樹脂薄膜(例えばパーフルオロアルキル基を含有している薄膜)を用いてもよい。このような撥液膜30は、厚みが薄いので、可視・近赤外の光を利用する場合において、光学特性への影響を軽減することができる。撥液膜31と撥液膜32は、少なくとも入射領域21a、出射領域22aを覆っていればよい。また、素子のばらつきや製造でのばらつきを考慮して、入射領域21a、出射領域22aより広い領域に備えるようにしてもよい。例えば、撥液膜31を、入射領域21aを含むレンズ面21xの一部の領域に設けてもよいし、レンズ面21xの全領域に設けてもよい。さらには、撥液膜31を、第1の主面21におけるレンズ面21xの外側の領域の一部又は第1の主面全体に設けてもよい。 The liquid-repellent film 30 is a film formed so as to cover at least the incident region 21a and the exit region 22a and has liquid repellency with respect to the adhesive resin 40 in the state before curing. The liquid-repellent film 30 includes a liquid-repellent film 31 that at least covers the incident region 21a and a liquid-repellent film 32 that at least covers the exit region 22a. The liquid-repellent film 30 may be any liquid-repellent film as long as it has liquid-repellent properties with respect to the adhesive resin 40 in the state before curing. The liquid-repellent film 30 is, for example, a film having liquid-repellent properties against a UV-curable adhesive resin in a state before curing. The liquid repellent film 30 is, for example, a liquid repellent film having a wetting angle of 65 ° or more with respect to n-hexadecane. Further, as the liquid repellent film 30, a resin thin film containing fluorine having a thickness of 20 nm or less (for example, a thin film containing a perfluoroalkyl group) may be used. Since such a liquid-repellent film 30 has a thin thickness, it is possible to reduce the influence on the optical characteristics when using visible / near-infrared light. The liquid-repellent film 31 and the liquid-repellent film 32 may cover at least the incident region 21a and the exit region 22a. Further, in consideration of the variation of the element and the variation in the manufacturing, the region may be provided in a region wider than the incident region 21a and the emission region 22a. For example, the liquid-repellent film 31 may be provided in a part of the lens surface 21x including the incident region 21a, or may be provided in the entire region of the lens surface 21x. Further, the liquid repellent film 31 may be provided on a part of the outer region of the lens surface 21x on the first main surface 21 or the entire first main surface.

図3は、撥液膜31の形成箇所のバリエーションを示す図である。撥液膜31の形成箇所は、図3(a)〜図3(e)に示されるいずれかであってもよいし、図3(a)〜図3(e)以外であってもよい。図3(a)〜図3(e)に示される各図は、コリメートレンズ20に光が入射する方向から第1の主面21を見た図である。図3(a)に示される例では、レンズ面21xを含む第1の主面21の全体に、撥液膜31が形成されている。また、図3(b)に示される例では、コリメートレンズ20が、第1の主面21の底面23側の部分において、撥液膜31が塗布されていない露出部25を有している。すなわち、図3(b)に示される例では、第1の主面21のうち露出部25を除く領域に、撥液膜31が形成されている。このように第1の主面21の一部(底面23に近い露出部25)に撥液膜31が塗布されていない構成においては、接着樹脂40が第1の主面21の一部(露出部25)に這い上がり、いわゆるフィレットを形成するので、図3(a)に示されるような第1の主面21の全体に撥液膜31が形成される構成と比較して、基板10とコリメートレンズ20との固着をより強固にすることができる。 FIG. 3 is a diagram showing variations in the formed portion of the liquid repellent film 31. The location where the liquid repellent film 31 is formed may be any of those shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e), or may be other than those shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e). Each of the views shown in FIGS. 3A to 3E is a view of the first main surface 21 viewed from the direction in which light is incident on the collimating lens 20. In the example shown in FIG. 3A, the liquid repellent film 31 is formed on the entire first main surface 21 including the lens surface 21x. Further, in the example shown in FIG. 3B, the collimating lens 20 has an exposed portion 25 to which the liquid repellent film 31 is not applied in the portion of the first main surface 21 on the bottom surface 23 side. That is, in the example shown in FIG. 3B, the liquid repellent film 31 is formed in the region of the first main surface 21 excluding the exposed portion 25. In the configuration in which the liquid repellent film 31 is not applied to a part of the first main surface 21 (exposed portion 25 near the bottom surface 23), the adhesive resin 40 is a part of the first main surface 21 (exposed). Since it crawls up to the portion 25) and forms a so-called fillet, the substrate 10 and the substrate 10 are compared with the configuration in which the liquid repellent film 31 is formed on the entire first main surface 21 as shown in FIG. 3A. The adhesion to the collimating lens 20 can be further strengthened.

また、例えば図3(c)及び図3(d)に示されるように、複数のコリメートレンズ20を一体にしたアレイレンズを採用することも考えられる。アレイレンズにおいても、例えば図3(c)に示されるように、底面23に近い露出部25を除いて撥液膜31を形成してもよい。また、例えば図3(d)に示されるように、アレイレンズにおいて、コリメートレンズ20のレンズ面21xの下端とコリメートレンズ20の底面の端部とが接するように各コリメートレンズ20を設け、すなわち、コリメートレンズ20におけるレンズ面21xの下端から底面23までの距離をゼロにして、さらに、隣り合うコリメートレンズ20のレンズ面21xが互いに接するように各コリメートレンズ20を設けることが考えられる。この場合、レンズ面21xが円形であるので、第1の主面21における底面23に近い部分には、露出部25が間欠的(飛び地状)に複数設けられることとなる。また、例えば図3(e)に示されるように、レンズ面21xの一部に、入射領域21aを少なくとも覆うように撥液膜31を備えるようにしてもよい。なお、撥液膜31を塗布する領域は、素子のばらつきや製造でのばらつきを考慮して、入射領域21aより広くする。図3(e)に示される例では、第1の主面21における底面23に近い部分に、露出部25が設けられることから、基板10とコリメートレンズ20との固着をより強固にすることができる。また、第1の主面21やレンズ面21xの全体に撥液膜31を塗布するより、撥液膜31を塗布する領域を狭くすることができる。 Further, for example, as shown in FIGS. 3 (c) and 3 (d), it is conceivable to adopt an array lens in which a plurality of collimating lenses 20 are integrated. In the array lens as well, for example, as shown in FIG. 3C, the liquid repellent film 31 may be formed except for the exposed portion 25 near the bottom surface 23. Further, for example, as shown in FIG. 3D, in the array lens, each collimating lens 20 is provided so that the lower end of the lens surface 21x of the collimating lens 20 and the lower end of the bottom surface of the collimating lens 20 are in contact with each other. It is conceivable to set the distance from the lower end of the lens surface 21x of the collimating lens 20 to the bottom surface 23 to zero, and to provide each collimating lens 20 so that the lens surfaces 21x of the adjacent collimating lenses 20 are in contact with each other. In this case, since the lens surface 21x is circular, a plurality of exposed portions 25 are intermittently (encave-like) provided in a portion of the first main surface 21 near the bottom surface 23. Further, for example, as shown in FIG. 3E, a liquid repellent film 31 may be provided on a part of the lens surface 21x so as to cover at least the incident region 21a. The region to which the liquid-repellent film 31 is applied is made wider than the incident region 21a in consideration of variations in the elements and variations in manufacturing. In the example shown in FIG. 3E, since the exposed portion 25 is provided on the first main surface 21 near the bottom surface 23, the adhesion between the substrate 10 and the collimating lens 20 can be further strengthened. it can. Further, the area to which the liquid-repellent film 31 is applied can be narrowed as compared with the case where the liquid-repellent film 31 is applied to the entire first main surface 21 and the lens surface 21x.

図1に戻り、接着樹脂40は、コリメートレンズ20を基板10上の所定の位置に固定する樹脂である。接着樹脂40は、コリメートレンズ20と基板10との間にしみこませるように導入される。接着樹脂40は、例えばUV照射又は熱により硬化する樹脂であり、例えばエポキシ系、又は変性アクリル系の樹脂である。接着樹脂40としては、粘性及びチキソ性が比較的小さいものが用いられ、例えば粘度が400cP程度のものが用いられる。 Returning to FIG. 1, the adhesive resin 40 is a resin that fixes the collimating lens 20 at a predetermined position on the substrate 10. The adhesive resin 40 is introduced so as to penetrate between the collimating lens 20 and the substrate 10. The adhesive resin 40 is, for example, a resin that is cured by UV irradiation or heat, and is, for example, an epoxy-based resin or a modified acrylic-based resin. As the adhesive resin 40, one having a relatively low viscosity and thixotropy is used, and for example, one having a viscosity of about 400 cP is used.

半導体レーザチップ50は、レーザ光を出射する光源である。半導体レーザチップ50は、サブマウント60を介して基板10上に固定されている。 The semiconductor laser chip 50 is a light source that emits laser light. The semiconductor laser chip 50 is fixed on the substrate 10 via a submount 60.

次に、図4を参照して、光学装置1の製造方法について説明する。まず、基板10にサブマウント60を介して半導体レーザチップ50を固着する(第1の工程)。 Next, a method of manufacturing the optical device 1 will be described with reference to FIG. First, the semiconductor laser chip 50 is fixed to the substrate 10 via the submount 60 (first step).

そして、図4(a)に示されるように、コリメートレンズ20には、第1の主面21(入射面)における半導体レーザチップ50からの入射光が入射する入射領域21aを少なくとも覆うように撥液膜31が形成されている。また、コリメートレンズ20には、第2の主面22における入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射領域22aを少なくとも覆うように撥液膜32が形成されている。撥液膜30(撥液膜31、撥液膜32)は、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有する。撥液膜30が形成されたコリメートレンズ20を、その底面23と基板10とが対向するように、基板10上の所定の位置に保持する(第2の工程)。コリメートレンズ20を保持する位置は、半導体レーザチップ50の発光点を考慮してコリメートを適切に行うことができる位置に調整される。 Then, as shown in FIG. 4A, the collimating lens 20 repels at least the incident region 21a on which the incident light from the semiconductor laser chip 50 on the first main surface 21 (incident surface) is incident. A liquid film 31 is formed. Further, the collimating lens 20 is formed with a liquid repellent film 32 so as to at least cover an emission region 22a that emits emission light generated based on the incident light on the second main surface 22. The liquid-repellent film 30 (liquid-repellent film 31, liquid-repellent film 32) has liquid-repellent properties with respect to the adhesive resin 40 in the state before curing. The collimating lens 20 on which the liquid-repellent film 30 is formed is held at a predetermined position on the substrate 10 so that the bottom surface 23 thereof and the substrate 10 face each other (second step). The position for holding the collimating lens 20 is adjusted to a position where collimation can be appropriately performed in consideration of the light emitting point of the semiconductor laser chip 50.

つづいて、図4(b)に示されるように、コリメートレンズ20及び基板10間に硬化前の接着樹脂40を滴下し、基板10とコリメートレンズ20との間に接着樹脂40を充填する(第3の工程)。この場合、コリメートレンズ20の少なくとも入射領域21a及び出射領域22aには撥液膜30が形成されているため、接着樹脂40の這い上がり(底面23側からの這い上がり)が抑制される。最後に、接着樹脂40を硬化させて基板10上でのコリメートレンズ20の位置を固定する(第4の工程)。接着樹脂40の硬化は、UV照射によって行われてもよいし、加熱によって行われてもよい。 Subsequently, as shown in FIG. 4B, the uncured adhesive resin 40 is dropped between the collimating lens 20 and the substrate 10, and the adhesive resin 40 is filled between the substrate 10 and the collimating lens 20 (No. 1). Step 3). In this case, since the liquid repellent film 30 is formed at least in the incident region 21a and the exit region 22a of the collimating lens 20, the adhesive resin 40 is suppressed from crawling up (crawling up from the bottom surface 23 side). Finally, the adhesive resin 40 is cured to fix the position of the collimating lens 20 on the substrate 10 (fourth step). Curing of the adhesive resin 40 may be carried out by UV irradiation or by heating.

次に、図5に示す比較例に係る光学装置101も参照しながら、本実施形態に係る光学装置1及び光学装置1の製造方法の作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the optical device 1 and the manufacturing method of the optical device 1 according to the present embodiment will be described with reference to the optical device 101 according to the comparative example shown in FIG.

図5は、比較例に係る光学装置101の製造方法を説明する図である。図5(b)に示される光学装置101は、撥液膜30が形成されていない点を除いては、本実施形態に係る光学装置1と同様の構成とされている。すなわち、その製造工程においては、まず、図5(a)に示されるように、サブマウント60を介して半導体レーザチップ50を基板10に固着した後に、基板10上に接着樹脂40を塗布する。そして、図5(b)に示されるように、塗布した接着樹脂40に浸るようにコリメートレンズ20を保持する。その後に、コリメートレンズ20の位置を半導体レーザチップ50の発光点に対して適切にコリメートすることができる位置に調整する。そして、接着樹脂40をUV照射等により硬化させることによって基板10上でコリメートレンズ20の位置を固定する。 FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing the optical device 101 according to a comparative example. The optical device 101 shown in FIG. 5B has the same configuration as the optical device 1 according to the present embodiment, except that the liquid repellent film 30 is not formed. That is, in the manufacturing process, first, as shown in FIG. 5A, the semiconductor laser chip 50 is fixed to the substrate 10 via the submount 60, and then the adhesive resin 40 is applied onto the substrate 10. Then, as shown in FIG. 5B, the collimating lens 20 is held so as to be immersed in the applied adhesive resin 40. After that, the position of the collimating lens 20 is adjusted to a position where it can be appropriately collimated with respect to the light emitting point of the semiconductor laser chip 50. Then, the position of the collimating lens 20 is fixed on the substrate 10 by curing the adhesive resin 40 by UV irradiation or the like.

ここで、光学装置101においては、コリメートレンズ20が小型化することによって、例えばコリメートレンズ20の底面からレンズの入射領域及び出射領域までの距離が小さく(例えば1mm程度にまで小さく)なった場合に、コリメートレンズ20の底面側から這い上がった接着樹脂40がコリメートレンズ20の入射領域及び出射領域に干渉することが問題となりうる(図5(b)参照)。 Here, in the optical device 101, when the collimating lens 20 is miniaturized, for example, the distance from the bottom surface of the collimating lens 20 to the incident region and the exit region of the lens is reduced (for example, as small as about 1 mm). , The adhesive resin 40 that crawls up from the bottom surface side of the collimating lens 20 may interfere with the incident region and the exit region of the collimating lens 20 (see FIG. 5B).

これに対して、本実施形態に係る光学装置1は、図1に示されるように、基板10と、基板10上に固定された半導体レーザチップ50と、底面23を有し、底面23が接着樹脂40を介して基板10に固定されると共に、半導体レーザチップ50からの入射光が入射する第1の主面21、及び、第1の主面21に入射した入射光に基づいて生成された出射光を出射する第2の主面22を有するコリメートレンズ20と、を備え、コリメートレンズ20は、第1の主面21において少なくとも入射光が入射する入射領域21aを覆うと共に、第2の主面22において少なくとも出射光を出射する出射領域22aを覆うように撥液膜30が塗布されており、撥液膜30は、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有する。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the optical device 1 according to the present embodiment has a substrate 10, a semiconductor laser chip 50 fixed on the substrate 10, and a bottom surface 23, and the bottom surface 23 is adhered to the substrate 10. It is fixed to the substrate 10 via the resin 40, and is generated based on the incident light incident on the first main surface 21 and the first main surface 21 on which the incident light from the semiconductor laser chip 50 is incident. A collimating lens 20 having a second main surface 22 that emits emitted light is provided, and the collimating lens 20 covers at least the incident region 21a on which the incident light is incident on the first main surface 21 and the second main surface 21. A liquid-repellent film 30 is applied on the surface 22 so as to cover at least the emission region 22a that emits emitted light, and the liquid-repellent film 30 has liquid repellency with respect to the adhesive resin 40 in the state before curing.

このような光学装置1では、コリメートレンズ20の入射領域21a及び出射領域22aを少なくとも覆うように、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有する撥液膜30が形成されている。このように撥液膜30が形成されていることにより、コリメートレンズ20を基板10に固定している接着樹脂40が、コリメートレンズ20の底面23側から、入射領域21aを構成する第1の主面21及び出射領域22aを構成する第2の主面22に這い上がることを抑制することができる。このことで、接着樹脂40が、コリメートレンズ20の入射領域21aや出射領域22aに干渉することを適切に抑制することができる。 In such an optical device 1, a liquid-repellent film 30 having a liquid-repellent property with respect to the adhesive resin 40 in the state before curing is formed so as to cover at least the incident region 21a and the exit region 22a of the collimating lens 20. .. By forming the liquid-repellent film 30 in this way, the adhesive resin 40 fixing the collimating lens 20 to the substrate 10 forms the incident region 21a from the bottom surface 23 side of the collimating lens 20. Crawling up to the second main surface 22 constituting the surface 21 and the emission region 22a can be suppressed. As a result, it is possible to appropriately prevent the adhesive resin 40 from interfering with the incident region 21a and the exit region 22a of the collimating lens 20.

ここで、接着樹脂40がコリメートレンズ20の入射領域21aや出射領域22aに干渉することを抑制するための対応(本実施形態とは異なる対応)として、接着剤の粘性又はチキソ性を高くした接着樹脂を用いることが考えられる。例えば、粘土が20000cP程度の接着樹脂は濡れ広がりにくいため、上述した入射領域21a及び出射領域22a方向への接着樹脂の這い上がりが発生しにくい。しかしながら、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いる構成においては、以下の問題がある。 Here, as a measure for suppressing the adhesive resin 40 from interfering with the incident region 21a and the exit region 22a of the collimating lens 20 (correspondence different from the present embodiment), the adhesive is adhered with increased viscosity or tixo property. It is conceivable to use a resin. For example, since the adhesive resin having a clay of about 20000 cP does not easily get wet and spread, it is difficult for the adhesive resin to crawl up in the incident region 21a and the exit region 22a as described above. However, in the configuration using an adhesive resin having high viscosity or thixotropic property, there are the following problems.

第1に、接着剤の粘性又はチキソ性が高い接着樹脂は、接着樹脂を基板上に塗布する段階において薄く塗ることが難しい。そのため、このような接着樹脂を用いる場合には、点図底面からレンズの入射領域及び出射領域までの距離の最小値は、接着樹脂の塗布可能最小厚みに制限されてしまう。すなわち、接着剤の粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いる手法は、レンズの底面からレンズの入射領域及び出射領域までの距離が極めて小さい場合(例えば0.3mm以下となる場合)には用いることができない(第1の問題)。 First, it is difficult to apply an adhesive resin having a high viscosity or thixotropy of the adhesive thinly at the stage of applying the adhesive resin on the substrate. Therefore, when such an adhesive resin is used, the minimum value of the distance from the bottom surface of the point diagram to the incident region and the exit region of the lens is limited to the minimum coatable thickness of the adhesive resin. That is, the method of using an adhesive resin having a high viscosity or thixotropic property of the adhesive should be used when the distance from the bottom surface of the lens to the incident region and the exit region of the lens is extremely small (for example, when it is 0.3 mm or less). Cannot be done (first problem).

第2に、接着剤の粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を塗布した後に、該接着樹脂にレンズを浸しながらレンズの位置を調整する場合においては、レンズの位置の調整に要する力が大きくなる。微小なレンズの調整を行う際には、レンズを真空コレットで把持しながら行うことが多いが、レンズの位置調整に要する力が増すと、レンズ・コレット間で滑りが生じやすくなり、適切な調心ができないおそれがある(第2の問題)。このような現象は、基板とレンズ底面との距離が短い場合に特に生じやすい。 Secondly, when the position of the lens is adjusted while immersing the lens in the adhesive resin after applying the adhesive resin having high viscosity or thixotropy of the adhesive, the force required for adjusting the position of the lens becomes large. When making minute lens adjustments, it is common to hold the lens with a vacuum collet, but if the force required to adjust the lens position increases, slippage will easily occur between the lens and collet, and an appropriate adjustment will be made. There is a risk that you will not be able to do it (second problem). Such a phenomenon is particularly likely to occur when the distance between the substrate and the bottom surface of the lens is short.

第3に、上述した第2の問題が生じることを回避すべく、基板とレンズ底面との距離を大きくした場合においては、接着樹脂の硬化時の収縮により固定時のレンズ位置ずれ量が大きくなり、また、固着後温度変化があった場合においても熱膨張によるレンズ位置ずれ量が大きくなってしまう(第3の問題)。 Thirdly, when the distance between the substrate and the bottom surface of the lens is increased in order to avoid the second problem described above, the amount of lens misalignment during fixing becomes large due to shrinkage during curing of the adhesive resin. In addition, even if there is a temperature change after fixing, the amount of lens misalignment due to thermal expansion becomes large (third problem).

これに対して、本実施形態に係る光学装置1においては、接着樹脂40の粘性又はチキソ性によらずに、接着樹脂40が入射領域21a及び出射領域22aに干渉することを抑制できるため、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いた場合に問題となる、上述した第1〜第3の問題が生じることを抑制できる。すなわち、光学装置1においては、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いていないため、粘性等が高い接着樹脂を用いた場合に問題となる、接着樹脂の塗布可能最低厚みに応じたコリメートレンズ20の底面23から入射領域21a及び出射領域22aまでの距離の制限がないため、小型化されたコリメートレンズ20についても、接着樹脂40が入射領域21a及び出射領域22aに干渉することを適切に抑制できる。また、光学装置1においては、接着樹脂40の粘性又はチキソ性によらずに、接着樹脂40が入射領域21a及び出射領域22aに干渉することを抑制できるため、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いた場合と比較して、コリメートレンズ20の調心を容易に行うことができる。また、粘性又はチキソ性が高い接着樹脂を用いる必要がない本実施形態に係る光学装置1では、調心の容易性の観点から基板10とコリメートレンズ20の底面23との距離を大きくする必要がなく、コリメートレンズ20の位置ずれ量が大きくなることを回避できる。 On the other hand, in the optical device 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress the adhesive resin 40 from interfering with the incident region 21a and the exit region 22a regardless of the viscosity or the thixo property of the adhesive resin 40. Alternatively, it is possible to suppress the occurrence of the above-mentioned first to third problems, which is a problem when an adhesive resin having high viscosity is used. That is, since the optical device 1 does not use an adhesive resin having high viscosity or chicosis, the collimating lens 20 according to the minimum coatable thickness of the adhesive resin, which is a problem when an adhesive resin having high viscosity or the like is used. Since there is no limitation on the distance from the bottom surface 23 of the lens to the incident region 21a and the exit region 22a, it is possible to appropriately suppress the adhesive resin 40 from interfering with the incident region 21a and the exit region 22a even in the miniaturized collimating lens 20. .. Further, in the optical device 1, since it is possible to suppress the adhesive resin 40 from interfering with the incident region 21a and the exit region 22a regardless of the viscosity or the chic property of the adhesive resin 40, the adhesive resin having a high viscosity or chic property is used. The collimating lens 20 can be easily aligned as compared with the case where it is used. Further, in the optical device 1 according to the present embodiment, which does not require the use of an adhesive resin having high viscosity or thixotropy, it is necessary to increase the distance between the substrate 10 and the bottom surface 23 of the collimating lens 20 from the viewpoint of ease of alignment. Therefore, it is possible to avoid a large amount of misalignment of the collimating lens 20.

上述した撥液膜30は、n‐ヘキサデカンに対するぬれ角が65°以上であってもよい。これにより、撥液膜30によって接着樹脂40を適切にはじくことができ、接着樹脂40が、コリメートレンズ20の底面23側から、入射領域21a及び出射領域22aに這い上がることを適切に抑制することができる。 The liquid repellent film 30 described above may have a wetting angle of 65 ° or more with respect to n-hexadecane. As a result, the adhesive resin 40 can be appropriately repelled by the liquid-repellent film 30, and the adhesive resin 40 is appropriately prevented from creeping up from the bottom surface 23 side of the collimating lens 20 to the incident region 21a and the exit region 22a. Can be done.

なお、n‐ヘキサデカンは、直鎖炭化水素であり非極性分子としては典型的な分子構造を持つ油であり、かつ油の中では、表面張力の小さい(ぬれ性の良い)ものの代表的試料である。接着樹脂40は、微小な光学部品を基板に取り付けることを想定した樹脂である。そのため、対象と考えている接着樹脂40の基材は具体的にはエポキシ系、または変性アクリル系の材料となる。接着樹脂40は非極性であって、液体状に流れうる比較的低分子の有機材料が実質的な対象となるので、n‐ヘキサデカンに対するぬれ角が65°以上であれば、撥液膜30は、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有すると考えられる。また、ぬれ角とは、「静止液体の自由表面が、固体壁に接する場所で、液面と固体面とのなす角(液の内部にある角をとる)」(理化学辞典(岩波書店 第4版)である。ぬれ性の試験方法は、例えば、日本産業規格(JIS(Japanese Industrial Standards))において基板ガラス表面のぬれ性試験方法:JIS R 3257で規定されている。また、撥液膜30としてパーフルオロアルキル基を含有している薄膜を用いる。パーフルオロアルキル基は、CF3(CF2)n− と記載され、アルキル鎖の水素原子を全てフッ素原子に置き換えたものになる。パーフルオロアルキル基を含有する膜を、撥液膜として使用する場合には、フッ素を含む官能基が膜表面に存在する形態になる。この場合は、PTFE(polytetrafluoroethylene)と同様に、フッ素の電気陰性度が大きいので、極性・非極性にかかわらず親和性が乏しくなり撥液性能を有する。このように、パーフルオロアルキル基を含有している撥液膜30は、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有する。 It should be noted that n-hexadecane is a linear hydrocarbon and is an oil having a typical molecular structure as a non-polar molecule, and is a typical sample of an oil having a small surface tension (good wettability). is there. The adhesive resin 40 is a resin that assumes that minute optical components are attached to a substrate. Therefore, the base material of the adhesive resin 40 considered as the target is specifically an epoxy-based or modified acrylic-based material. Since the adhesive resin 40 is non-polar and a relatively low-molecular-weight organic material that can flow in a liquid state is a substantial target, the liquid-repellent film 30 has a wetting angle of 65 ° or more with respect to n-hexadecane. It is considered that the adhesive resin 40 in the state before curing has liquid repellency. The wet angle is "the angle between the liquid surface and the solid surface where the free surface of the static liquid touches the solid wall (takes the angle inside the liquid)" (Physical and Chemical Dictionary (Iwanami Shoten No. 4). The wettability test method is specified in, for example, the Japanese industry standard (JIS (Japanese Industrial Solids)) for the wettability test method for the surface of the substrate glass: JIS R 3257. The liquid repellent film 30 A thin film containing a perfluoroalkyl group is used as a perfluoroalkyl group. The perfluoroalkyl group is described as CF3 (CF2) n−, and all hydrogen atoms in the alkyl chain are replaced with fluorine atoms. When a film containing the above is used as a liquid-repellent film, a functional group containing fluorine is present on the surface of the film. Therefore, the affinity is poor regardless of whether it is polar or non-polar, and it has liquid-repellent performance. As described above, the liquid-repellent film 30 containing the perfluoroalkyl group has a liquid-repellent film 30 with respect to the adhesive resin 40 in the state before curing. Has liquid repellency.

上述したコリメートレンズ20は、第1の主面21の底面23側の部分において、撥液膜30が塗布されていない露出部25(図3(b)参照)を有していてもよい。このような露出部25には、底面23側から接着樹脂40が這い上がりフィレットが形成される。このことで、基板10に対してコリメートレンズ20をより強く固定することができる。 The collimated lens 20 described above may have an exposed portion 25 (see FIG. 3B) to which the liquid repellent film 30 is not applied at a portion of the first main surface 21 on the bottom surface 23 side. In such an exposed portion 25, the adhesive resin 40 crawls up from the bottom surface 23 side to form a fillet. As a result, the collimating lens 20 can be more firmly fixed to the substrate 10.

図3(d)に示されるように、露出部25は、間欠的に複数設けられていてもよい。これにより、上述したフィレットが複数形成されることとなり、基板10に対してコリメートレンズ20をより強く固定することができる。 As shown in FIG. 3D, a plurality of exposed portions 25 may be provided intermittently. As a result, a plurality of the above-mentioned fillets are formed, and the collimating lens 20 can be more strongly fixed to the substrate 10.

本実施形態に係る光学装置1の製造方法は、基板10と、半導体レーザチップ50からの入射光が入射する第1の主面21、及び、第1の主面21に入射した入射光に基づいて生成された出射光を出射する第2の主面22を有するコリメートレンズ20とを、備える光学装置の製造方法であって、基板10に半導体レーザチップ50を固定する第1の工程と、第1の主面21において少なくとも入射光が入射する入射領域21aを覆うと共に、第2の主面22において少なくとも出射光を出射する出射領域22aを覆うように、硬化前の状態の接着樹脂40に対して撥液性を有する撥液膜30が形成されたコリメートレンズ20を、コリメートレンズ20の底面23と基板10とが対向するように、基板10上の所定の位置に保持する第2の工程(図4(a)参照)と、コリメートレンズ20及び基板10間に硬化前の状態の接着樹脂40を滴下し、基板10と、コリメートレンズ20との間に接着樹脂40を充填する第3の工程(図4(b参照))と、接着樹脂40を硬化させる第4の工程と、を備える。 The method for manufacturing the optical device 1 according to the present embodiment is based on the incident light incident on the substrate 10, the first main surface 21 on which the incident light from the semiconductor laser chip 50 is incident, and the first main surface 21. A method for manufacturing an optical device including a collimating lens 20 having a second main surface 22 that emits the emitted light generated by the above, the first step of fixing the semiconductor laser chip 50 to the substrate 10, and the first step. With respect to the adhesive resin 40 in the state before curing so as to cover at least the incident region 21a on which the incident light is incident on the main surface 21 of 1 and at least the emission region 22a on which the emitted light is emitted on the second main surface 22. A second step of holding the collimating lens 20 on which the liquid-repellent film 30 having the liquid-repellent property is formed at a predetermined position on the substrate 10 so that the bottom surface 23 of the collimating lens 20 and the substrate 10 face each other. A third step of dropping the adhesive resin 40 in the uncured state between the collimating lens 20 and the substrate 10 (see FIG. 4A) and filling the adhesive resin 40 between the substrate 10 and the collimating lens 20. (See FIG. 4 (b)) and a fourth step of curing the adhesive resin 40.

このような製造方法によれば、第3の工程において接着樹脂40を滴下した際に、第1の主面21及び第2の主面22を少なくとも覆うように形成された撥液膜30が接着樹脂40をはじき、入射領域21a及び出射領域22aに接着樹脂40が這い上がることが抑制される。このことで、接着樹脂40が、コリメートレンズ20の入射領域21a及び出射領域22aに干渉することを適切に抑制することができる。また、このような製造方法においては、レンズ位置の調整時(光学素子を保持している時)に接着樹脂40がないので、レンズ位置の調整を容易に行うことができると共に、入射領域21a及び出射領域22aに接着樹脂40を干渉させることなく、厚みが薄い接着樹脂40でコリメートレンズ20を基板10に適切に固定することができる。 According to such a manufacturing method, when the adhesive resin 40 is dropped in the third step, the liquid repellent film 30 formed so as to cover at least the first main surface 21 and the second main surface 22 adheres. The resin 40 is repelled, and the adhesive resin 40 is suppressed from creeping up in the incident region 21a and the exit region 22a. As a result, it is possible to appropriately prevent the adhesive resin 40 from interfering with the incident region 21a and the exit region 22a of the collimating lens 20. Further, in such a manufacturing method, since there is no adhesive resin 40 when the lens position is adjusted (when the optical element is held), the lens position can be easily adjusted, and the incident region 21a and the incident region 21a and The collimating lens 20 can be appropriately fixed to the substrate 10 with the thin adhesive resin 40 without causing the adhesive resin 40 to interfere with the emission region 22a.

以上、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、光学素子としてコリメートレンズ20を例に説明したが、光学素子は、他のレンズであってもよいし、微小反射鏡又は微小プリズム、光アイソレータ、偏光板、波長板等のレンズ以外の光学素子であってもよい。例えば、微小反射鏡の場合は、入射光に基づいて反射された出射光を生成することから、反射面が入射面及び出射面となる。したがって、反射面の入射光が入射し、反射して出射する領域が、入射領域及び出射領域となる。また、光アイソレータの場合は、一方の端面に入射する入射光を他方の端面から出射するのに対して、他方の端面から入射する入射光を一方の端面から出射しないことから、一方の端面及び他方の端面が入射面、他方の端面は出射面となる。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the collimating lens 20 has been described as an example of the optical element, but the optical element may be another lens, or an optical element other than a lens such as a microreflector or a microprism, an optical isolator, a polarizing plate, and a wave plate. It may be an element. For example, in the case of a microreflector, since the emitted light reflected based on the incident light is generated, the reflecting surface becomes the incident surface and the emitting surface. Therefore, the region where the incident light on the reflecting surface is incident, reflected and emitted is the incident region and the exit region. Further, in the case of an optical isolator, the incident light incident on one end face is emitted from the other end face, whereas the incident light incident on the other end face is not emitted from one end face. The other end face is the entrance surface and the other end face is the exit surface.

1…光学装置、10…基板、20…コリメートレンズ(光学素子)、21…第1の主面(入射面)、21x…レンズ面、22…第2の主面(出射面)、23…底面、25…露出部、30,31,32…撥液膜、40…接着樹脂、50…半導体レーザチップ(光源)、60…サブマウント。 1 ... Optical device, 10 ... Substrate, 20 ... Collimating lens (optical element), 21 ... First main surface (incident surface), 21x ... Lens surface, 22 ... Second main surface (emission surface), 23 ... Bottom surface , 25 ... exposed part, 30, 31, 32 ... liquid repellent film, 40 ... adhesive resin, 50 ... semiconductor laser chip (light source), 60 ... submount.

Claims (5)

基板と、
前記基板上に固定された光源と、
底面を有し、前記底面が接着樹脂を介して前記基板に固定されると共に、前記光源からの入射光が入射する入射面、及び、前記入射面に入射した前記入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射面を有する光学素子と、
を備え、
前記光学素子は、前記入射面において少なくとも前記入射光が入射する入射領域を覆うと共に、前記出射面において少なくとも前記出射光を出射する出射領域を覆うように撥液膜が塗布されており、
前記撥液膜は、硬化前の状態の前記接着樹脂に対して撥液性を有する、光学装置。
With the board
With the light source fixed on the substrate,
It has a bottom surface, the bottom surface is fixed to the substrate via an adhesive resin, and is generated based on an incident surface on which incident light from the light source is incident and the incident light incident on the incident surface. An optical element having an exit surface that emits emitted light,
With
The optical element is coated with a liquid repellent film so as to cover at least the incident region where the incident light is incident on the incident surface and at least cover the emitted region where the emitted light is emitted on the emitting surface.
The liquid-repellent film is an optical device having liquid-repellent properties against the adhesive resin in a state before curing.
前記撥液膜は、n‐ヘキサデカンに対するぬれ角が65°以上である、請求項1に記載の光学装置。 The optical device according to claim 1, wherein the liquid-repellent film has a wetting angle of 65 ° or more with respect to n-hexadecane. 前記光学素子は、前記入射面の前記底面側の部分において、前記撥液膜が塗布されていない露出部を有する、請求項1又は請求項2に記載の光学装置。 The optical device according to claim 1 or 2, wherein the optical element has an exposed portion on the bottom surface side of the incident surface to which the liquid repellent film is not applied. 前記露出部は、間欠的に複数設けられている、請求項3に記載の光学装置。 The optical device according to claim 3, wherein a plurality of exposed portions are provided intermittently. 基板と、光源からの入射光が入射する入射面、及び、前記入射面に入射した前記入射光に基づいて生成された出射光を出射する出射面を有する光学素子とを、備える光学装置の製造方法であって、
前記基板に前記光源を固定する第1の工程と、
前記入射面において少なくとも前記入射光が入射する入射領域を覆うと共に、前記出射面において少なくとも前記出射光を出射する出射領域を覆うように、硬化前の状態の接着樹脂に対して撥液性を有する撥液膜が形成された前記光学素子を、前記光学素子の底面と前記基板とが対向するように、前記基板上の所定の位置に保持する第2の工程と、
前記光学素子及び前記基板間に硬化前の状態の前記接着樹脂を滴下し、前記基板と、前記光学素子との間に前記接着樹脂を充填する第3の工程と、
前記接着樹脂を硬化させる第4の工程と、を備える光学装置の製造方法。
Manufacture of an optical device including a substrate, an incident surface on which incident light from a light source is incident, and an optical element having an emitted surface that emits emitted light generated based on the incident light incident on the incident surface. The way,
The first step of fixing the light source to the substrate and
It has liquid repellency to the adhesive resin in the state before curing so as to cover at least the incident region where the incident light is incident on the incident surface and at least cover the emitted region where the emitted light is emitted on the emitting surface. A second step of holding the optical element on which the liquid-repellent film is formed at a predetermined position on the substrate so that the bottom surface of the optical element and the substrate face each other.
A third step of dropping the adhesive resin in a state before curing between the optical element and the substrate and filling the adhesive resin between the substrate and the optical element.
A method for manufacturing an optical device, comprising a fourth step of curing the adhesive resin.
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