JP3195539B2 - 光学部品モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
と光ファイバとを高結合効率で結合する光学部品モジュ
ールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムにおいては、信号光源用
半導体レーザや光増幅器励起用半導体レーザ等の、多様
な半導体レーザ素子が用いられている。これらの半導体
レーザ素子と伝送路である光ファイバとはレーザモジュ
ール内において互いに結合されている。レーザモジュー
ルからの出力光量を高くするには、高出力の半導体レー
ザ素子を用いると共に、半導体レーザ素子と光ファイバ
との結合効率を高くする必要がある。

【０００３】光ファイバのスポットサイズは１０マイク
ロメータ程度と非常に小さく、高い結合効率を得るに
は、光ファイバ及び半導体レーザ素子の各スポットサイ
ズの相対位置を１マイクロメートル以下の高い精度で合
わせなければならない。従って、集光用レンズや加工精
度の高い部品を使用すると共に、組立作業中に結合光量
のモニタを行なうことが必須となる。これらはいずれ
も、高結合モジュールの製造コストを押し上げる要因と
なっている。

【０００４】そこで、レーザ光と光ファイバとの位置決
めを加工精度のみで行なう方法が提案され、報告されて
いる。

【０００５】例えば、半導体レーザ素子と光ファイバ等
とをカメラにより撮影し、画像処理により相対位置を決
める方法が文献１９９２年電子情報通信学会秋季大会、
通信・エレクトロニクスＢ−７００、（１９９２年）第
４−９３頁に報告されている。

【０００６】また、シリコンプロセスにより作製したガ
イド溝により光ファイバを誘導することにより、ミクロ
ン精度の位置精度を得る方法が文献１９９１年電子情報
通信学会秋季大会、通信・エレクトロニクスＣ−２５
２、（１９９１年）第４−２６９頁に報告されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のレーザモジュールは、レーザ光のスポットサイズの
大きさが数１０〜数１００マイクロメートルであるなか
で、サブミクロン精度で出射位置を特定し、且つ、光フ
ァイバと半導体レーザ素子とを固定することは困難であ
るという問題を有している。

【０００８】従って、高い結合効率を得るには結合光量
のモニタを行なうことが不可欠であり、逆に、結合光量
のモニタを行なわない場合は光ファイバに対して半導体
レーザ素子の出力を低い効率でしか結合することができ
ない。すなわち、半導体レーザ素子の出射位置をサブミ
クロン精度で特定することは容易でないため、半導体レ
ーザモジュールにおいて光ファイバを高い結合効率で結
合するには、作製中の結合光量のモニタが不可欠とな
り、このモニタ作業がコストの増加を引き起こす要因と
なっている。

【０００９】本発明は、レーザ光の出射位置を容易に特
定して、結合光量のモニタを不要にし、高結合効率及び
高出力特性を得られるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、半導体レーザ素子自体の出射光により光
ファイバ保持部材を収縮させ、該光ファイバ保持部材に
形成された凹部に光ファイバを保持させることにより、
レーザ光の出射位置を自己整合的に特定するものであ
る。

【００１１】具体的に、本発明に係る第１の光学部品モ
ジュールの製造方法は、半導体レーザ素子のレーザ光の
出射部を含む出射面に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布
工程と、半導体レーザ素子の出射部からレーザ光を出射
し、熱硬化性樹脂にレーザ光を照射して熱硬化性樹脂を
硬化且つ収縮させることにより、熱硬化性樹脂に凹部を
有する光ファイバ保持部材を形成する光ファイバ保持部
材形成工程と、光ファイバ保持部材の凹部に光ファイバ
を嵌合する光ファイバ嵌合工程とを備えている。

【００１２】第１の光学部品モジュールの製造方法によ
ると、半導体レーザ素子の出射部からレーザ光を出射
し、熱硬化性樹脂に該レーザ光を照射して該熱硬化性樹
脂を硬化且つ収縮させることにより、該熱硬化性樹脂に
凹部を有する光ファイバ保持部材を形成する工程と、光
ファイバ保持部材の凹部に光ファイバを嵌合する工程と
を備えているため、光ファイバ保持部材の凹部の中心が
レーザ光の光軸と一致する。従って、光ファイバは該凹
部に嵌合されているため、光ファイバの導波路の中心は
レーザ光の光軸と一致することになる。

【００１３】第１の光学部品モジュールの製造方法にお
いて、樹脂塗布工程が熱硬化性樹脂を出射面に複数個で
且つ互いに重なることなく塗布する工程を含み、光ファ
イバ 保持部材形成工程がレーザ光を複数の熱硬化性樹脂
に出射する工程を含むことが好ましい。このように、光
ファイバ保持部材の孔部を、半導体レーザ素子の出射部
に熱硬化性樹脂が互いに重ならないように塗布すること
により形成すると、熱硬化性樹脂を出射部の周囲に塗布
すれば、レーザ光が熱硬化性樹脂をほとんど透過しなく
なるので、熱硬化性樹脂による吸収損失を回避できる。

【００１４】本発明に係る第２の光学部品モジュールの
製造方法は、半導体レーザ素子が出射するレーザ光の光
軸上における該半導体レーザ素子の出射部から所定距離
の位置にレーザ光を通過させる開口部を有する板状体を
配置する板状体配置工程と、板状体における開口部を含
む領域に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、半導
体レーザ素子の出射部からレーザ光を出射し、熱硬化性
樹脂に前記レーザ光を照射して熱硬化性樹脂を硬化かつ
収縮させることにより、熱硬化性樹脂に凹部を有する光
ファイバ保持部材を形成する光ファイバ保持部材形成工
程と、光ファイバ保持部材の凹部に光ファイバを嵌合す
る光ファイバ嵌合工程とを備えている。

【００１５】第２の光学部品モジュールの製造方法によ
ると、半導体レーザ素子の出射部からレーザ光を出射
し、熱硬化性樹脂に該レーザ光を照射して該熱硬化性樹
脂を硬化かつ収縮させることにより、該熱硬化性樹脂に
凹部を有する光ファイバ保持部材を形成する工程と、光
ファイバ保持部材の凹部に光ファイバを嵌合する工程と
を備えているため、光ファイバ保持部材の凹部の中心が
レーザ光の光軸と一致する。従って、光ファイバは該凹
部に嵌合されているため、光ファイバの導波路の中心は
レーザ光の光軸と一致することになる。

【００１６】さらに、光ファイバ保持部材が設けられて
いる板状体は、レーザ光の光軸上における半導体レーザ
素子の出射部から所定の距離の位置に設けられているた
め、孔部はレーザ光進行方向の径が拡大する。

【００１７】第１又は第２の光学部品モジュールの製造
方法は、樹脂塗布工程と光ファイバ保持部材形成工程と
の間に、熱硬化性樹脂におけるレーザ光の光軸近傍に孔
を開ける工程をさらに備えていることが好ましい。この
ようにすると、レーザ光の熱により硬化が進むに従い、
熱硬化性樹脂における周辺部の未硬化部分からの表面張
力により該孔が外周方向に確実に広がるので、光ファイ
バ保持部材に光ファイバを確実に嵌合することができ
る。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態） 本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施形態に係る半導
体レーザ素子を用いた光学部品モジュール（以下、レー
ザモジュールと呼ぶ）の構成断面図であって、半導体レ
ーザ素子の活性層及びレーザ光の光軸を含み且つ活性層
及び光軸に対して平行な面による断面図である。図１に
示すように、ケース１１の底面部にレーザモジュールを
所定の温度に保つ温度制御用ペルチェ素子１２と、温度
制御用ペルチェ素子１２の上に保持具１３を介した、レ
ーザ光を出射する半導体レーザ素子１４及びレーザ光の
伝送路となる光ファイバ１５が設置されている。半導体
レーザ素子１４は、該半導体レーザ素子１４が発する熱
を拡散すると共に温度制御用ペルチェ素子１２との間の
熱の伝導路となるヒートシンク１６の上に設けられてお
り、光ファイバ保持部材であって、レーザ光の強度分布
に対応しレーザ光進行方向の前方に向かって径が拡大す
る円錐状の凹部１７ａを有する熱硬化性樹脂１７がレー
ザ光の出射部１４ａを含む出射面１４ｂに塗布されてい
る。熱硬化性樹脂１７の凹部１７ａの中心はレーザ光の
光軸と一致しており、先端を先細に加工された光ファイ
バ１５は熱硬化性樹脂１７の凹部１７ａに嵌合されるこ
とにより一体化され、熱硬化性樹脂１７と光ファイバ１
５とは固定用樹脂１８により固定されている。

【００２２】このように、本実施形態によると、半導体
レーザ素子１４の出射部１４ａを含む出射面１４ｂに
は、レーザ光の強度分布に対応しレーザ光進行方向の前
方に向かって径が拡大する円錐状の凹部１７ａを有する
光ファイバ保持部材としての熱硬化性樹脂１７が塗布さ
れているため、熱硬化性樹脂１７の凹部１７ａの中心が
レーザ光の光軸と一致している。従って、光ファイバ１
５は凹部１７ａに嵌合されているので、光ファイバ１５
の導波路の中心はレーザ光の光軸と一致することにな
り、結合効率が高いレーザモジュールを得ることができ
る。

【００２３】以下、本発明の第１の実施形態に係るレー
ザモジュールの製造方法を図面に基づいて説明する。

【００２４】図２及び図３は本発明の第１の実施形態に
係るレーザモジュールの製造方法を示す工程順断面図で
ある。いずれの図面も、半導体レーザ素子の活性層及び
光ファイバの中心を通る縦断面図である。まず、図２
（ａ）に示すように、ヒートシンク１６の上にハンダ付
けされた半導体レーザ素子１４の出射部１４ａを含む出
射面１４ｂに熱硬化性樹脂１４を塗布する。熱硬化性樹
脂１４は表面張力により半球形の状態を保っている。

【００２５】次に、図２（ｂ）に示すように、熱硬化性
樹脂１７を出射面１４ｂに塗布した状態で半導体レーザ
素子１４の出射部１４ａからレーザ光１９を出射する
と、レーザ光１９の熱により熱硬化性樹脂１７が硬化
し、同時に熱硬化性樹脂１７の体積が収縮する。熱硬化
性樹脂１７が収縮する割合は、大きいもので体積の１０
〜２０％以上となる。

【００２６】このため、図２（ｃ）に示すように、レー
ザ光１９により自己整合的に形成された凹部１７ａはレ
ーザ光１９の光軸と一致し、且つレーザ光１９の強度分
布に対応しレーザ光進行方向の前方に向かって径が拡大
する円錐状であるため、半導体レーザ素子１７と光ファ
イバとの接続を誘導することが可能になる。

【００２７】次に、図３（ａ）に示すように、通常の半
導体レーザ素子１４の出射角度は２０度から３０度程度
であるため、熱硬化性樹脂１７の光軸方向の厚さを１０
０マイクロメートルとすると凹部１７ａの直径は３０か
ら５０マイクロメートル程度になる。これはシングルモ
ード光ファイバ１５のコア１５ａの直径１０マイクロメ
ートルよりも大きいが、クラッドの径の１２５マイクロ
メートルよりも小さいので、より接続を容易にするため
に光ファイバ１５の先端部を細く尖らせてある。

【００２８】次に、図３（ｂ）に示すように、保持具１
３に半導体レーザ素子１４と光ファイバ１５とを固定す
ると共に、熱硬化性樹脂１７及び該熱硬化性樹脂１７の
凹部１７ａに嵌合された光ファイバ１５の先端部を固定
用樹脂１８により接着する。その後、熱硬化性樹脂１７
の凹部１７ａを除く周辺部と固定用樹脂１８とを外部熱
源を用いて硬化させて固着する。

【００２９】このように、半導体レーザ素子１４自体の
レーザ光１９を用いて熱硬化性樹脂１７に自己整合的に
光ファイバ１５を誘導する凹部１７ａを形成するため、
作製時に結合光量のモニタが不要となるので、高い結合
効率を有するレーザモジュールを容易に得ることができ
る。

【００３０】また、前記の製造方法により作製されたモ
ジュールは、光ファイバ保持部材としての熱硬化性樹脂
１７と固定用樹脂１８とに同じ材質の樹脂を用いた場合
も、異なる材質の樹脂を用いた場合も共に、半導体レー
ザ素子１４のレーザ光１９による硬化と外部熱源による
硬化との２度に分けられた硬化による境界層を有してい
る。

【００３１】（第２の実施形態） 以下、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明す
る。

【００３２】図４は本発明の第２の実施形態に係るレー
ザモジュールの構成断面図である。ただし、モジュール
のケース、温度制御用ペルチェ素子及び保持具を省略し
ている。図４に示すように、半導体レーザ素子１４はヒ
ートシンク１６の上に、半導体レーザ素子１４の出射面
１４ｂがヒートシンク１６における出射面１４ｂ側の端
面１６ａからレーザ光１９のレーザ光進行方向に対して
１００マイクロメートル後方にハンダ付けされている。
ヒートシンク１６の出射面１４ｂ側の端面１６ａには、
レーザ光１９の光軸が交わる領域に該レーザ光１９を通
し、径が１００マイクロメートル程度の円形の開口部２
０ａを有し、厚さが１００マイクロメートルの板状の金
属薄膜２０が接着されている。金属薄膜２０におけるレ
ーザ光１９のレーザ光進行方向の前方側の開口部２０ａ
には該開口部２０ａを中心にして光ファイバ保持部材と
しての熱硬化性樹脂１７が半球形状に塗布されており、
レーザ光の強度分布に対応しレーザ光進行方向の前方に
向かって径が拡大する円錐状の凹部１７ａが形成されて
いる。円錐状の凹部１７ａに対応した凸形状に加工され
た伝送路用の光ファイバ１５は、熱硬化性樹脂１７の凹
部１７ａに嵌合されている。

【００３３】このように、本実施形態によると、半導体
レーザ素子１４から出射されるレーザ光１９の光軸が交
わる位置に開口部２０ａを有する金属薄膜２０に光ファ
イバ保持部材としての熱硬化性樹脂１７が塗布されてい
るため、熱硬化性樹脂１７とレーザ光１９の光軸とが交
わる位置を中心にしてレーザ光１９の強度分布に対応し
レーザ光進行方向の前方に向かって径が拡大する円錐状
の凹部１７ａが形成されているので、熱硬化性樹脂１７
の凹部１７ａの中心がレーザ光の光軸と一致することに
なる。従って、光ファイバ１５は凹部１７ａに嵌合され
ているため、光ファイバ１５の導波路の中心はレーザ光
の光軸と一致することになるので、結合効率が高いレー
ザモジュールを得ることができる。

【００３４】さらに、熱硬化性樹脂１７は半導体レーザ
素子１４の出射面１４ｂから１００マイクロメートル離
れた金属薄膜２０に塗布されているため、レーザ光の出
射角度を２０度から３０度程度、熱硬化性樹脂１７の厚
さを２００マイクロメートルとすると、硬化する範囲の
直径は９０〜１３０マイクロメートルとなるので、シン
グルモード光ファイバ１０はクラッド径がほぼそのまま
で円錐状の凹部１７ａに嵌合することができる。

【００３５】以下、本発明の第２の実施形態に係るレー
ザモジュールの製造方法を図面に基づいて説明する。

【００３６】図５は本発明の第２の実施形態に係るレー
ザモジュールの製造方法を示す工程順断面図である。ま
ず、図５（ａ）に示すように、ヒートシンク１６の上
に、半導体レーザ素子１４を、該半導体レーザ素子１４
の出射面１４ｂがヒートシンク１６における出射面１４
ｂ側の端面１６ａからレーザ光１９のレーザ光進行方向
に対して１００マイクロメートル後方に位置するように
ハンダ付けする。ヒートシンク１６の出射面１４ｂ側の
端面１６ａに、レーザ光１９の光軸が交わる領域に該レ
ーザ光１９を通すための径が１００マイクロメートル程
度の円形の開口部２０ａを有し、厚さが１００マイクロ
メートルの板状の金属薄膜２０を固定する。その後、金
属薄膜２０におけるレーザ光１９のレーザ光進行方向の
前方側の開口部２０ａに該開口部２０ａを中心にして光
ファイバ保持部材としての熱硬化性樹脂１７を半球形状
に塗布する。

【００３７】なお、第１の実施形態よりも熱硬化性樹脂
１７の硬化範囲が広い場合には、図５（ａ）に示すよう
に、熱硬化性樹脂１７の中心部付近に直径５０マイクロ
メートル程度の光軸に対して平行な貫通孔１７ｂを開け
てもよい。

【００３８】次に、図５（ｂ）に示すように、半導体レ
ーザ素子１４の出射部１４ａから金属薄膜２０の開口部
２０ａより臨む熱硬化性樹脂１７にレーザ光１９を照射
すると、レーザ光１９の熱により熱硬化性樹脂１７が硬
化し、同時に熱硬化性樹脂１７の体積が収縮する。これ
により、レーザ光１９の強度分布に対応しレーザ光進行
方向の前方に向かって径が拡大する円錐状の孔部１７ｃ
が形成される。

【００３９】次に、図５（ｃ）に示すように、先端部を
先細に加工した光ファイバ１５を熱硬化性樹脂１７の孔
部１７ｃに嵌合する。その後、光ファイバ１５の先端部
を、固定用樹脂により接着し、熱硬化性樹脂１７の孔部
１７ｃを除く周辺部と固定用樹脂とを外部熱源を用いて
硬化させて固着する。

【００４０】このように、半導体レーザ素子１４自体の
レーザ光１９を用いて熱硬化性樹脂１７に自己整合的に
光ファイバ１５を誘導する孔部１７ｃを形成するため、
作製時に結合光量のモニタが不要となるので、高い結合
効率を有するレーザモジュールを容易に得ることができ
る。

【００４１】また、熱硬化性樹脂１７の中心部付近に直
径５０マイクロメートル程度の光軸に対して平行な貫通
孔１７ｂをあらかじめ設けているため、レーザ光１９の
熱により硬化が進むに従い、熱硬化性樹脂１７における
周辺部の未硬化部分からの表面張力により貫通孔１７ｂ
が外周方向に確実に広がるので、光ファイバ１５のコア
１５ａとレーザ光１９の光軸をより確実に且つ正確に一
致させることできる。

【００４２】なお、熱硬化性樹脂１７の貫通孔１７ｂは
必ずしも貫通している必要はなく、表面張力により外周
方向に広がることができる程度の穴であってもよい。

【００４３】（第３の実施形態） 以下、本発明の第３の実施形態を図面に基づいて説明す
る。

【００４４】図６は本発明の第３の実施形態に係るレー
ザモジュールの半導体レーザ素子及び光ファイバ保持部
材の構成図を示し、（ａ）は半導体レーザ素子における
活性層を含み且つ活性層に対して平行な面による断面図
であり、（ｂ）は半導体レーザ素子における出射面側の
側面図である。図６（ａ）に示すように、半導体レーザ
素子１４はヒートシンク１６の上にハンダ付けされ、出
射部１４ａを中心にして、光ファイバ保持部材としての
第１の熱硬化性樹脂２１が半球形状に塗布され、さらに
図６（ｂ）に示すように、第１の熱硬化性樹脂２１を包
含するように第２の熱硬化性樹脂２２が同心円状に塗布
されている。

【００４５】第１の実施形態と同様に、第１の熱硬化性
樹脂２１にはレーザ光１９の強度分布に対応しレーザ光
進行方向の前方に向かって径が拡大する円錐状の凹部２
１ａが形成されている上に、第１の熱硬化性樹脂２１の
熱収縮率は第２の熱硬化性樹脂２２に比べて大きいた
め、レーザ光１９が出射されると、熱収縮率の高い第１
の熱硬化性樹脂２１は光軸を中心に大きく収縮するが、
第１の熱硬化性樹脂２１の周縁部にある第２の熱硬化性
樹脂２２があまり収縮しないので、表面張力によりドー
ナツ状に固化する。従って、第２の熱硬化性樹脂２２は
光軸方向にほとんど収縮しないため、凹部２１ａはその
奥行きが深くなるので、先端部を細くした光ファイバを
嵌合することができ、その結果、安定して高い結合効率
を得ることができる。

【００４６】このように、半導体レーザ素子１４自体の
レーザ光１９を用いて第１の熱硬化性樹脂２１に自己整
合的に光ファイバ１５を誘導する凹部２１ａを形成する
ため、作製時に結合光量のモニタが不要となるので、高
い結合効率を有するレーザモジュールを容易に且つ確実
に得ることができる。

【００４７】なお、複数の樹脂を同心円上に塗布して誘
導用の凹部を設ける場合には、凝固後の断面に複数の境
界層を有することになる。

【００４８】（第４の実施形態） 以下、本発明の第４の実施形態を図面に基づいて説明す
る。

【００４９】図７は本発明の第４の実施形態に係るレー
ザモジュールの半導体レーザ素子及び光ファイバ保持部
材の構成図を示し、（ａ）は半導体レーザ素子における
活性層を含み且つ活性層に対して平行な面による断面図
であり、（ｂ）は半導体レーザ素子における出射面側の
側面図である。図７（ａ）に示すように、半導体レーザ
素子１４はヒートシンク１６の上にハンダ付けされ、図
７（ｂ）に示すように、出射部１４ａを中心にしてその
周囲に光ファイバ保持部材としての３つの熱硬化性樹脂
２３，２３，２３がそれぞれ重なることなく半球形状に
塗布されている。

【００５０】第１の実施形態と同様に、熱硬化性樹脂２
３，２３，２３における出射部１４ａ近傍の表面部に
は、３つの熱硬化性樹脂２３，２３，２３を合わせた形
が、出射部１４ａを中心にし、レーザ光１９の強度分布
に対応しレーザ光進行方向の前方に向かって径が拡大す
る円錐状となる孔部２３ａが形成される。その上、ある
１つの熱硬化性樹脂の中心をレーザ光１９を照射して硬
化させても貫通孔を開けられないような熱収縮率の小さ
い樹脂を用いる場合でも、少なくとも３つの熱硬化性樹
脂２３，２３，２３を配置した中心部を照射することに
より、深い穴を設けることが可能になる。さらにレーザ
光１９が熱硬化性樹脂２３を透過しないため、熱硬化性
樹脂２３による吸収損失を回避できるという利点があ
る。

【００５１】ただし、各熱硬化性樹脂２３はそれぞれが
半球形状であるため、各熱硬化性樹脂２３と半導体レー
ザ素子１４との接する角度が垂直であるのは極めて狭い
範囲に限られるので、レーザ光１９の広がり角度が数１
０度以下の場合には各熱硬化性樹脂２３を硬化すること
ができない。そのような場合には、出射面１４ｂに対し
て正確に平行に対面した鏡面によりレーザ光を反射させ
ることにより各熱硬化性樹脂２３をそれぞれ硬化させる
ことが可能になる。

【００５２】このように、半導体レーザ素子１４自体の
レーザ光１９を用いることにより、熱収縮率の小さい樹
脂であっても、３つの熱硬化性樹脂２３，２３，２３に
自己整合的に光ファイバ１５を誘導する孔部２３ａが形
成されるため、作製時に結合光量のモニタが不要となる
ので、高い結合効率を有するレーザモジュールを容易に
且つ確実に得ることができる。

【００５３】（第５の実施形態） 以下、本発明の第５の実施形態を図面に基づいて説明す
る。

【００５４】図８は本発明の第５の実施形態に係るレー
ザモジュールの半導体レーザ素子及び光ファイバ保持部
材の構成図を示し、（ａ）は半導体レーザ素子における
活性層を含み且つ活性層に対して平行な面による断面図
であり、（ｂ）は半導体レーザ素子における出射面側の
側面図であり、（ｃ）は半導体レーザ素子及び光ファイ
バが光ファイバ保持部材を介して接合された断面図であ
る。図８（ａ）に示すように、半導体レーザ素子１４は
ヒートシンク１６の上にハンダ付けされ、出射面１４ｂ
には、レーザ光を出射する出射部１４ａをほぼ中心とす
る開口部２４ａを有するガイド板２４が接着されてい
る。ガイド板２４の開口部２４ａの内周面には、光ファ
イバ保持部材としての熱硬化性樹脂２５が内周面に沿っ
て筒状に塗布されている。

【００５５】作製時に、半導体レーザ素子１４の出射部
１４ａからレーザ光１９を出射すると、ガイド板２４の
開口部２４ａの内周面に塗布されている熱硬化性樹脂２
５のレーザ光１９に照射された領域が収縮する。従っ
て、ガイド板２４の開口部２４ａ内の熱硬化性樹脂２５
にはレーザ光１９の光軸と一致した円錐台状の誘導穴２
５ａが形成される。この誘導穴２５ａに先端を先細に加
工した光ファイバ１５を嵌合することにより、高効率な
光結合を容易に得ることができる。その後、ガイド板２
４と光ファイバ１５とを固定用樹脂１８により接着して
固定する。

【００５６】このように、半導体レーザ素子１４自体の
レーザ光１９を用いてガイド板２４の開口部２４ａの内
周面に塗布されている熱硬化性樹脂２５に自己整合的に
光ファイバ１５を誘導する誘導穴２５ａを形成するた
め、作製時に結合光量のモニタが不要となるので、高い
結合効率を有するレーザモジュールを容易に且つ確実に
得ることができる。

【００５７】また、ガイド板２４は必ずしも半導体レー
ザ１４の出射面１４ｂに接着されている必要はなく、光
軸方向の前方に所定量ずらせた位置に設けてもよい。こ
の場合には、誘導穴２５ａの径が拡大するので、光ファ
イバ１５の先端部の加工が不要になる。

【００５８】（第６の実施形態） 以下、本発明の第６の実施形態を図面に基づいて説明す
る。

【００５９】図９は本発明の第６の実施形態に係るレー
ザモジュールの半導体レーザ素子、光ファイバ保持部材
及び光ファイバ等の構成断面図である。図９に示すレー
ザモジュールの製造方法を説明する。まず、ヒートシン
ク１６の上に半導体レーザ素子１４をハンダ付けした
後、保持具１３の所定の位置にヒートシンク１６及び光
ファイバ１５をそれぞれ接合する。

【００６０】次に、半導体レーザ素子１４の出射面１４
ｂに出射部１４ａを中心にして光ファイバ保持部材とし
ての紫外線硬化性樹脂２６を半球形状に塗布した後、該
紫外線硬化性樹脂２６における半導体レーザ素子１４の
出射部１４ａの近傍に一端をテーパー状に加工した光フ
ァイバ１５を圧入する。紫外線硬化性樹脂２６はまだ硬
化していないので、光ファイバ１５の先端は自由に動か
すことができるよう軽く固定されている。また、光ファ
イバ１５の他端に光ファイバ１５に結合されたレーザ光
２７をモニターすると共に、紫外線硬化性樹脂２６を硬
化させる紫外線２８を光ファイバ１５に入射するための
ハーフミラー２９を接合する。

【００６１】次に、半導体レーザ素子１４を発光させ、
光ファイバ１５に対する結合効率が最大になるようにレ
ーザ光２７をモニタしながら、半導体レーザ素子１４と
光ファイバ１５との相対位置を調節する。光ファイバ１
５の最適位置が定まると、光ファイバ１５のコアに紫外
線２８を入射して紫外線硬化樹脂２６を硬化させる。

【００６２】このように光ファイバ１５を最適位置に調
節、すなわち調芯した後、固定する際に外力が働かない
ため、調芯した光ファイバがずれることがないので、最
適な結合効率を得ることができる。

【００６３】なお、本実施形態においては紫外線硬化樹
脂２６を用いたが、熱硬化性樹脂を用いて赤外線等の熱
線を入射した場合には、より広範囲の樹脂に熱が均等に
伝わるため、均一に凝固させることができる。

【００６４】また、可視光線と該可視光線の波長で凝固
する樹脂を用いた場合には、凝固する範囲を目視で確認
できるという利点が得られる。

【００６５】以上、説明した各実施形態において、光フ
ァイバ保持部材として熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹
脂を用いたが、これらに限るものではなく、波長が１．
３〜１．５マイクロメートルの長波長帯の光に反応する
光硬化性樹脂であってもよい。そうすると、光源に光フ
ァイバによる損失が少ない長波長帯の半導体レーザ素子
を用いる場合にも、光硬化性樹脂に対して自己整合的に
光ファイバを保持する凹部又は孔部を形成することがで
きる。

【００６６】

【発明の効果】本発明の第１の光学部品モジュールの製
造方法によると、光ファイバ保持部材の凹部の中心とレ
ーザ光の光軸とが自己整合的に一致し、光ファイバは該
凹部に嵌合されているため、光ファイバの導波路の中心
はレーザ光の光軸と一致することになるので、作製時に
結合光量のモニタを行なうことなく、高結合効率を有す
る光学部品モジュールを得ることができる。

【００６７】本発明の第２の光学部品モジュールの製造
方法によると、第１の光学部品モジュールの製造方法の
効果を得られる上に、光ファイバ保持部材が設けられて
いる板状体は、レーザ光の光軸上における半導体レーザ
素子の出射部からの所定距離の位置に設けられているた
め、孔部はレーザ光進行方向の径が拡大するので、光フ
ァイバの先端部を加工する必要がない。

【００６８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ素
子を用いた光学部品モジュールの構成断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
るレーザモジュールの製造方法を示す工程順断面図であ
る。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に
係るレーザモジュールの製造方法を示す工程順断面図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るレーザモジュー
ルの構成断面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係るレーザモジュー
ルの製造方法を示す工程順断面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係るレーザモジュー
ルの半導体レーザ素子及び光ファイバ保持部材の構成図
を示し、（ａ）は半導体レーザ素子における活性層を含
み且つ活性層に対して平行な面による断面図であり、
（ｂ）は半導体レーザ素子における出射面側の側面図で
ある。

【図７】本発明の第４の実施形態に係るレーザモジュー
ルの半導体レーザ素子及び光ファイバ保持部材の構成図
を示し、（ａ）は半導体レーザ素子における活性層を含
み且つ活性層に対して平行な面による断面図であり、
（ｂ）は半導体レーザ素子における出射面側の側面図で
ある。

【図８】本発明の第５の実施形態に係るレーザモジュー
ルの半導体レーザ素子及び光ファイバ保持部材の構成図
を示し、（ａ）は半導体レーザ素子における活性層を含
み且つ活性層に対して平行な面による断面図であり、
（ｂ）は半導体レーザ素子における出射面側の側面図で
あり、（ｃ）は半導体レーザ素子及び光ファイバが光フ
ァイバ保持部材を介して接合された断面図である。

【図９】本発明の第６の実施形態に係るレーザモジュー
ルの半導体レーザ素子、光ファイバ保持部材及び光ファ
イバ等の構成断面図である。

【符号の説明】

１１ ケース １２ 温度制御用ペルチェ素子 １３ 保持具 １４ 半導体レーザ素子 １４ａ 出射部 １４ｂ 出射面 １５ 光ファイバ １５ａ コア １６ ヒートシンク １６ａ 出射面側の端面 １７ 熱硬化性樹脂 １７ａ 凹部 １７ｂ 貫通孔 １７ｃ 孔部 １８ 固定用樹脂 １９ レーザ光 ２０ 金属薄膜 ２０ａ 開口部 ２１ 第１の熱硬化性樹脂 ２１ａ 凹部 ２２ 第２の熱硬化性樹脂 ２３ 熱硬化性樹脂 ２３ａ 孔部 ２４ ガイド板 ２４ａ 開口部 ２５ 熱硬化性樹脂 ２５ａ 誘導穴 ２６ 紫外線硬化性樹脂 ２７ レーザ光 ２８ 紫外線 ２９ ハーフミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−297989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−100705（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−67061（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−257042（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−105967（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/42

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ素子のレーザ光の出射部を
   含む出射面に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、 前記半導体レーザ素子の出射部からレーザ光を出射し、
   前記熱硬化性樹脂に前記レーザ光を照射して前記熱硬化
   性樹脂を硬化且つ収縮させることにより、前記熱硬化性
   樹脂に凹部を有する光ファイバ保持部材を形成する光フ
   ァイバ保持部材形成工程と、 前記光ファイバ保持部材の凹部に光ファイバを嵌合する
   光ファイバ嵌合工程とを備えていることを特徴とする光
   学部品モジュールの製造方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂塗布工程は、前記熱硬化性樹脂
   を前記出射面に複数個で且つ互いに重なることなく塗布
   する工程を含み、 前記光ファイバ保持部材形成工程は、前記レーザ光を前
   記複数の熱硬化性樹脂に出射する工程を含むことを特徴
   とする請求項１に記載の光学部品モジュールの製造方
   法。
3. 【請求項３】 半導体レーザ素子が出射するレーザ光の
   光軸上における該半導体レーザ素子の出射部から所定距
   離の位置に前記レーザ光を通過させる開口部を有する板
   状体を配置する板状体配置工程と、 前記板状体における前記開口部を含む領域に熱硬化性樹
   脂を塗布する樹脂塗布工程と、 前記半導体レーザ素子の出射部からレーザ光を出射し、
   前記熱硬化性樹脂に前記レーザ光を照射して前記熱硬化
   性樹脂を硬化かつ収縮させることにより、前記熱硬化性
   樹脂に凹部を有する光ファイバ保持部材を形成する光フ
   ァイバ保持部材形成工程と、 前記光ファイバ保持部材の凹部に光ファイバを嵌合する
   光ファイバ嵌合工程とを備えていることを特徴とする光
   学部品モジュールの製造方法。
4. 【請求項４】 前記樹脂塗布工程と前記光ファイバ保持
   部材形成工程との間に、前記熱硬化性樹脂における前記
   レーザ光の光軸近傍に孔を開ける工程をさらに備えてい
   ることを特徴とする請求項１又は３に記載の光学部品モ
   ジュールの製造方法。