JP3354389B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
クなどの円盤状記録媒体のピックアップ装置に好適に用
いられる半導体レーザ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の半導体レーザ装置の一例を
示し、図5(a)は斜視図であり、図5(b)は接着剤
4の浸透状態を示す平面図である。図6は従来の半導体
レーザ装置の他の例を示し、図6(a)は斜視図であ
り、図6(b)は接着剤6の浸透状態を示す。これらの
半導体レーザ装置1はレーザパッケージ2と回折部品3
とを含んで構成される。レーザパッケージ2は円筒状の
金属容器であり、回折部品3は立方体の石英ガラス基板
から成る。レーザパッケージ2の上端には、円形の貫通
孔が形成される。この貫通孔を覆うように、回折部品3
がレーザパッケージ2の上面に接着固定される。図5で
は、回折部品3のレーザパッケージ2の上面に対向する
底面において、正方形の底面の4つの角のうちの互いに
向かい合う2つの角付近に、紫外線硬化樹脂などの接着
剤4が塗布される。これによって、レーザパッケージ2
と回折部品3と接着剤4とで外囲される2つの隙間が形
成され、その2つの隙間が外部と貫通孔とを通気するた
めの通気孔5として確保される。
【0003】図6では、回折部品3の正方形の底面の4
辺のうちの互いに向かい合う2辺付近に、接着剤6が塗
布される。これによって、レーザパッケージ2と回折部
品3と接着剤6とで外囲される2つの隙間が形成され、
その2つの隙間が外部と貫通孔とを通気するための通気
孔7として確保される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によれば、レ
ーザパッケージ2と回折部品3との間の、接着剤が浸透
しない部分が通気孔であるに過ぎない。この場合、レー
ザパッケージ2と回折部品3との接着の強度を強めるた
めには、レーザパッケージ2と回折部品3とを、より密
着させるか、または接着剤の量を増やす必要がある。し
かし、密着させると、毛細管効果が強まり、接着剤の浸
透範囲が広がり、通気孔が狭まる。また、接着剤の量を
増やすことによっても、接着剤の浸透範囲が広がり、通
気孔が狭まる。このように接着強度を強めようとする
と、必要な大きさの通気孔の確保が難しくなり、通気孔
を塞ぐ可能性もある。通気孔が塞れると、湿度の高い状
況下では、湿気の侵入を完全に防ぐことができず、むし
ろ一度侵入した湿気が回折部品3に結露して付着する。
このように付着した結露は、回折部品3を通る光を遮
り、半導体レーザ装置1の性能を劣化させてしまう。
【0005】図7は、接着剤の浸透過多の状態を示す図
である。図7(a)では、図5のレーザパッケージ2と
回折部品3との当接部分への、接着剤の浸透量が多いこ
とによって、通気孔5が狭まっている。図7(b)で
は、接着剤の浸透量がさらに多いことによって、通気孔
5が塞がれている。また、必要な大きさの通気孔5を確
保することは、接着剤4の塗布量を減らすことで可能で
ある。接着剤4の塗布量を減らすことによって、接着剤
4の浸透範囲は狭まるが、同時に接着強度が低下する。
【0006】本発明の目的は、半導体レーザを収納する
容器と光学部品との接着の強度を低下させることなく、
必要な大きさの通気孔を確保することができる半導体レ
ーザ装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
を内部に収納する容器と、容器との間で内部空間を形成
するように乗載され、接着剤で固定された光学部品とを
備えた半導体レーザ装置において、容器および光学部品
の少なくとも一方の当接面において、内部空間と外部と
を連通するための溝が形成されていることを特徴とする
半導体レーザ装置である。本発明に従えば、容器の光学
部品に当接する当接部には、たとえば断面が矩形の連通
溝が放射状に延びて形成される。このような構成によっ
て、容器と光学部品との間の内部空間と外部との通気性
が良好になり、光学部品への結露が防止され、光学部品
を通過する光の遮断も防止される。またこの連通溝を形
成することによって、毛細管効果が弱まり、接着剤の浸
透範囲の広がりが抑えられ、必要な大きさの通気孔を確
保することができる。さらにこの連通溝を形成すること
によって、接着剤の接触面積が増え、アンカー効果によ
り接着強度を強めることができる。
【0008】また本発明の容器には、半導体レーザから
のレーザ光が物体に当たり、戻って来る光を検出する受
光素子が設けられ、光学部品の容器側端面には半導体レ
ーザ光を回折するための第1回折格子が形成され、容器
側端面の対向面には、物体からの戻り光を回折し、受光
素子に導くための第2回折格子が形成されていることを
特徴とする。本発明に従えば、半導体レーザから出射さ
れたレーザ光は、容器と光学部品との間の内部空間を通
過し、第1回折格子でたとえば3ビームに分岐され、第
2回折格子を通過して半導体レーザ装置から出射され
る。半導体レーザ装置からの出射光は、たとえば対物レ
ンズでフォーカスおよびトラッキングされて光ディスク
などの物体に照射される。物体からの戻り光は、再び対
物レンズを通り半導体レーザ装置に戻る。この半導体レ
ーザ装置への戻り光は、第2回折格子で回折され、第1
回折格子を通過し、本体容器内の受光素子によって受光
される。こうして比較的小型の、信頼性の高い半導体レ
ーザ装置が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1(a)は本発明の一実施例の
形態である半導体レーザ装置10の斜視図であり、図1
(b)はその垂直断面図である。この半導体レーザ装置
10は、レーザパッケージ11と回折部品12とを含ん
で構成される。レーザパッケージ11は円筒状の金属容
器であり、本形態においてレーザパッケージ11の軸線
L1は鉛直方向に配置される。レーザパッケージ11の
水平に形成された上端部23には、円形の貫通孔21が
形成されている。この貫通孔21は、軸線L1と同一の
軸線を有し、貫通孔21の内径はレーザパッケージ11
の内径より小さい。貫通孔21は、内側からガラス板2
2によって気密的に覆われる。レーザパッケージ11に
は、光源となる半導体レーザと、半導体レーザからの出
射光を受光して、出力モニタするフォトダイオード素子
と、光源から出射されて、光ディスクによって、反射さ
れた光を受光して、電気信号に変換する受光素子とが収
納されている。回折部品12は、透明な合成樹脂から成
る立方体であり、その上部34には光ディスクからの反
射光を受光素子へ導くための回折格子31が形成され、
また上部34に対向する底部35の、貫通孔21に臨む
部分36には光源からの光を回折するための回折格子3
2が形成される。この回折部品12は後述されるような
方法で、レーザパッケージ11の上面24に接着され、
レーザパッケージ11の上端部23の貫通孔21は回折
部品12によって覆われる。
【0010】このように構成された半導体レーザ装置1
0は、対物レンズなどの光学部品とともに、円盤状記録
媒体のピックアップ装置に好適に用いられる。半導体レ
ーザから出射されたレーザ光は、貫通孔21を通過し、
回折格子32で3ビームに分岐され、回折格子31を通
過して半導体レーザ装置10から出射される。半導体レ
ーザ装置10からの出射光は、たとえば、対物レンズに
よってフォーカスおよびトラッキングされて光ディスク
に照射される。光ディスクからの反射光は、再び対物レ
ンズを通り半導体レーザ装置10に戻る。この半導体レ
ーザ装置10への反射光は、回折格子31で回折され、
回折格子32を通過し、レーザパッケージ11内の受光
素子によって受光される。なお、別のピックアップ装置
の形態としては、光ディスクと半導体レーザ装置10と
の間に、対物レンズの他に、偏光ビームスプリッターな
どの光学部品が配置されてもよい。
【0011】回折部品12の底部35は、貫通孔21に
臨む部分36とレーザパッケージ11に当接する当接部
37とで構成される。当接部37には、全域にわたって
複数溝で構成される連通溝33が形成される。
【0012】図1(c)は、この連通溝33を拡大した
図である。連通溝33は、矩形の断面形状を有し、軸線
L1から放射状に延びて形成され、当接部37の周方向
に周期的に形成される。このような溝の平面的な配列模
様のことを以後、溝のパターンとする。連通溝33は、
回折格子31と回折格子32とが回折部品12に形成さ
れる工程と同じ工程で形成されてもよい。回折部品12
のレーザパッケージ11との当接部37の4つの角のう
ち互いに向かい合う2つの角付近に、紫外線硬化樹脂な
どの接着剤13が塗布され、回折部品12はレーザパッ
ケージ11の上部24に接着固定される。
【0013】図2は、レーザパッケージ11と回折部品
12との間への接着剤13の浸透の様子を示し、図2
(a)はその斜視図であり、図2(b)はその断面図で
ある。塗布された接着剤13は、レーザパッケージ11
と回折部品12のレーザパッケージ11に当接する当接
部37との隙間41および側面42に浸透する。連通溝
33のうち、溝43は接着剤13によって完全に封止さ
れ、溝43の隣の溝44は接着剤13によって封止され
ない。レーザパッケージ11と回折部品12との隙間4
5には接着剤13が浸透するが、溝44においては毛細
管効果が抑えられ、接着剤13の浸透は阻止される。接
着剤13が、溝43から隙間45へ浸透し、溝44で浸
透を阻止されることによって、そこから先の隙間と溝と
が通気孔14として確保される。つまり、レーザパッケ
ージ11と回折部品12との隙間41のうち、接着剤1
3の浸透しない部分が通気孔14として確保される。ま
た、連通溝33の完全に封止された溝43においては、
溝が形成されない場合に比べて、接着剤13が接する面
積が大きくなっている。矩形の溝43の底面43aに加
えて、溝43の側面43bと側面43cとの分だけ大き
い。
【0014】上述のように、連通溝33の形成によっ
て、接着剤13の量を減らさずに、必要な大きさの通気
孔14が確保される。また接着剤13が浸透する部分で
は、接着面積が増すことによって、アンカー効果が発生
し、レーザパッケージ11と回折部品12との接着強度
も増している。
【0015】図1の実施の形態の連通溝33において、
溝のパターンは回折格子の中心から放射状に形成されて
いるが、これ以外にも図3(a)〜(d)の様々なパタ
ーンが考えられる。図3(a)は、格子状の連通溝を回
折格子12の2辺に平行にかつ等間隔で形成したパター
ンを示す図であり、図3(b)は、格子状の連通溝を回
折格子12の1辺に平行にかつ等間隔で形成したパター
ンを示す図であり、図3(c)は、格子状の連通溝を回
折格子12の2辺に平行にかつ異なる間隔で形成したパ
ターンを示す図である。図3(d)は、図3(a)のパ
ターンを回転させたものであるが、図3(b)および図
3(c)のパターンについても適応できる。
【0016】また図1に示される連通溝33において、
溝の断面形状は矩形であるが、図4(a)〜(d)のよ
うな様々な形状が考えられる。図4(a)は、溝の形状
を台形にしたものであり、図4(b)は、溝の形状を三
角形にしたものであり、図4(c)は、溝の形状を半円
にしたものである。図4(d)は、矩形の溝の間隔と深
さをかえたものであり、溝の凹所および凸部の幅は異な
ってもよい。
【0017】上述のように、回折部品12のレーザパッ
ケージ11に当接する当接部37の全域にわたって、上
記の溝のパターンおよび断面形状の連通溝を形成するこ
とによっても、接着剤13の量を減らすことなく、必要
な大きさの通気孔14が確保される。また上記の連通溝
が形成され、接着面積が増すことによってアンカー効果
が発生し、レーザパッケージ11と回折部品12との接
着強度も増す。なお、連通溝は、レーザパッケージ11
に設けてもよいし、レーザパッケージ11および回折部
品12の両方に設けてもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザを収納す
る容器および光学部品の少なくとも一方に、連通溝を形
成することによって、毛細管効果が弱まり、接着剤の浸
透範囲の広がりが抑えられ、必要な大きさの通気孔を確
保することができる。また前記の連通溝を形成すること
によって、接着剤の接触面積が増え、アンカー効果によ
り接着強度を強めることができる。また、前記の通気孔
が確保されることによって、本体容器と光学部品との間
の内部空間に湿気がこもることなく、光が遮られること
もなくなる。また、こうした半導体レーザ装置は、回折
格子が形成された光学部品を接着した、たとえば光ディ
スク用のピックアップ装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の一実施例の形態の半導
体レーザ装置10の斜視図である。図1(b)は半導体
レーザ装置10の断面図であり、図1(c)は連通溝3
3を拡大して示す斜視図である。
【図2】図2(a)は接着剤の浸透状態を示す斜視図で
あり、図2(b)は接着剤の浸透状態を示す断面図であ
る。
【図3】連通溝33のパターンを示す平面図である。
【図4】連通溝33の断面形状を示す斜視図である。
【図5】図5(a)は従来の半導体レーザ装置1の一例
の斜視図であり、図5(b)は接着剤4の浸透状態を示
す平面図である。
【図6】図6(a)は従来の半導体レーザ装置1の一例
の斜視図であり、図6(b)は接着剤6の浸透状態を示
す平面図である。
【図7】従来例の接着剤の浸透過多状態を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
10 半導体レーザ装置 11 レーザパッケージ 12 回折部品 13 接着剤 21 貫通孔 31 第2回折格子 32 第1回折格子 33 連通溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザを内部に収納する容器と、 容器との間で内部空間を形成するように乗載され、接着
    剤で固定された光学部品とを備えた半導体レーザ装置に
    おいて、 容器および光学部品の少なくとも一方の当接部におい
    て、内部空間と外部とを連通するための溝が形成されて
    いることを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記容器には、半導体レーザからのレー
    ザ光が物体に当たり、戻って来る光を検出する受光素子
    が設けられ、 光学部品の容器側端面には半導体レーザ光を回折するた
    めの第1回折格子が形成され、 容器側端面の対向面には、物体からの戻り光を回折し、
    受光素子に導くための第2回折格子が形成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
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