JP4054668B2 - 金属ホルダ、光学部品複合体およびその製造方法 - Google Patents
金属ホルダ、光学部品複合体およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学フィルタまたは波長板等に用いられる光学ガラスあるいは光学結晶などからなる光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定する金属ホルダ、この金属ホルダに光学部品が固定された光学部品複合体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学フィルターまたは波長板等に光学ガラスあるいはルチル（酸化チタン）、ガーネット、アルミナ、ＬｉＮｂＯ3、ＹＶＯ4、α−ＢＢＯ、方解石、ＣａＦ2、ＭｇＦ2等の光学結晶などが用いられている。これらの光学結晶などからなる光学部品を金属ホルダに接合、一体化して光学部品複合体とすることが、赤外光学系あるいは紫外光学系で広く行われている。そして、これらの光学部品を金属ホルダに接合するに際しては、低温半田、高温半田、蝋あるいは低融点ガラスが使用される。この場合、一般的には金属ホルダは比較的熱膨張率が小さい鉄−ニッケル合金あるいは鉄−ニッケル−コバルト合金（商品名：コバール（Ｋｏｖａｒ））、あるいはＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４５０、ＳＵＳ４３０Ｆ、インバー等のステンレス鋼が使用される。
【０００３】
ところで、この種の光学部品と金属ホルダを低温半田、高温半田、蝋あるいは低融点ガラスで接合すると、これらの材質の熱膨張係数の差に起因する熱応力が接合後に光学部品に発生する。この熱応力が光学部品に発生すると、光学部品の光学特性を劣化させたり、場合によっては光学部品が損傷するという問題が生じた。そこで、光学部品と金属ホルダとを接合しても光学部品に熱応力が発生しないようにしたものが、例えば、特許文献１（特開平１２−１０６４０７号公報）にて提案されるようになった。
【０００４】
この特開平１２−１０６４０７号公報にて提案されたものにおいては、ホウケイ酸系の非晶質ガラスからなる光透過性部材（光学部品）の外周面全体を、これと熱膨張係数が近似する鉄−ニッケル合金からなる固定部材（金属ホルダ）にロウ付けにより接合して一体化するようにしている。これにより、両者の熱膨張係数の差に起因する熱応力が光透過性部材に発生することが防止できるようになって、光透過性部材の光学特性の劣化を防止できるようになる。
【特許文献１】
特開平１２−１０６４０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平１２−１０６４０７号公報にて提案された方法により、光学部品の外周面全体とこれと熱膨張係数が近似する金属ホルダとをロウ付けにより接合して一体化しても、接合後に光学部品に歪みが生じて、光学部品に割れやクラックが発生して、光学部品が損傷するという問題を生じた。
【０００６】
そこで、本発明者等が、接合後に光学部品に割れやクラックが発生する原因を調査した結果、これらの光学部品は熱膨張係数が大きいものがあったり、あるいは特定方向（例えば、結晶軸の方向）に熱膨張係数が大きいものがあって、熱膨張係数の差に起因する熱応力が金属ホルダとの接合後に光学部品に生じたことが明らかになった。また、これらの光学部品は端縁が切断された切断縁を有するものがあって、切断縁を有するものにあっては、切断縁に存在する微少なクラックやひび割れに接合後に熱応力が作用して、微少なクラックやひび割れが成長し、光学部品が損傷することが明らかになった。
【０００７】
本発明は上述したような問題点を解消するためになされものであって、金属ホルダに光学部品を接合しても、光学部品に損傷を生じない光学部品複合体を得られるようにすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の金属ホルダは、複数の光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、この取付部に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための串歯状に形成された複数の突出部が該取付部の根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされている。このように、串歯状に配設された複数の突出部の一表面が光学部品の一端部の一面との接合面となされていると、光学部品の光の入射面あるいは出射面の残りの端部は金属ホルダに固定されないことになる。このため、金属ホルダとの接合後に光学部品の接合面以外の端縁に熱応力に起因する歪みが生じることはない。この結果、熱応力に起因する歪みの発生を未然に防止することが可能な金属ホルダを提供できるようになる。
【０００９】
また、本発明の金属ホルダとしては、光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、この取付部に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための突出部が該取付部の根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされていてもよい。また、複数の光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、この取付部に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための串歯状に形成された複数の突出部が該取付部の根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされていてもよい。
【００１０】
この場合、突出部の接合面の一部が光学部品の一端部の端縁にあって、この一端部との間に空隙を有して接合される取付部を備えるようにすると、金属ホルダとの接合後に光学部品の一端部の端縁に生じる熱応力に起因する歪みの発生をさらに減少させることが可能になる。そして、接合面の一部にこの接合面より微少に突出する段部が設けられていると、接合面と段部との間に空間部が生じることとなる。このため、この段部に光学部品を半田付けした際に、空間部が半田の逃げ部を形成することが可能となる。これにより、逃げ部に洩れた半田と光学部品の端部とが接合することを未然に防止することができるようになる。そして、このような金属ホルダとしては、熱膨張係数が光学部品と近似するＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金、あるいはステンレス鋼から構成するのが望ましい。
【００１１】
また、本発明の光学部品複合体は、金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされた取付部を備え、この突出部の接合面の各々に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されている。このように、串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされていると、光学部品の光の入射面あるいは出射面の残りの端部は金属ホルダに固定されないことになる。このため、金属ホルダとの接合後に光学部品の接合面以外の端縁に熱応力に起因する歪みが生じることはない。この結果、熱応力に起因する歪みの発生を未然に防止することが可能な光学部品複合体を提供できるようになる。また、金属ホルダは本体部から突出する突出部が根本側より突出して配設されているとともに、この突出部の一表面に光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされた取付部を備え、この段部の接合面に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されているような構成の光学部品複合体としてもよい。
【００１２】
さらに、金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされた取付部を備え、この突出部の接合面の各々に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが前記半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されているとともに、該一端部の端縁は突出部の接合面との間に空隙（非接合部）を有しているようにするのが望ましい。このように、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁が金属ホルダに固定されていないと、金属ホルダとの接合後に光学部品の一端部の端縁に生じる熱応力に起因する歪みの発生を未然に防止することが可能になる。これにより、光学部品に割れやクラックが発生するのを防止できるようになる。
【００１３】
この場合、光学部品の半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定された部位の最縁部の位置が端縁に近すぎると、熱応力に基づく歪みの発生を防止する効果が小さくなるが、この最縁部の位置が端縁から２０μｍ以上離れた位置であれば充分に歪みの発生を防止する効果があることが実験により確認できた。このことから、光学部品の半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定された部位の最縁部は、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁から少なくとも２０μｍ以上離れた位置に形成するのが望ましいということができる。また、その上限値については特に限定する必要はなく、光学特性に悪影響を及ぼさない範囲にするのが望ましい。また、光学部品はアルミナ、ＬｉＮｂＯ3またはＹＶＯ4等の結晶から構成するのが望ましい。
【００１４】
そして、上述のように金属ホルダに接合された光学部品としては、特に、結晶性の光学レンズあるいは光学フィルターであって、これらの端縁が切断縁となっているものであると、接合後の熱応力に基づく歪みの発生を効果的に防止できるようになる。これは、端縁が切断縁となっている結晶性の光学レンズあるいは光学フィルターにあっては、切断時に端縁に微少なクラックや歪みが生じて、これらが熱応力により成長することにより、接合後に割れやクラックが発生すると考えられるが、本発明のように端縁から２０μｍ以上離れた位置までは金属ホルダに接合されない非接合部となるため、この非接合部（この場合、この非接合部は予め微少なクラックや歪みが生じている部分となる）には熱応力が作用しにくくなるためと考えられる。
【００１５】
また、結晶性の光学レンズあるいは光学フィルターからなる光学部品は半田で接合できないため、金属ホルダに光学部品を半田により接合するためには、少なくとも光学部品が金属ホルダに接合される面は接合性が良好な金属からなるメタライズ層を備えるようにするのが望ましい。この場合、光学部品との接合強度が大きい金属のメタライズ層とするためには、最表面層との間に接合強度を高める複数の金属を積層した積層構造とするのが望ましい。なお、光学部品を低融点ガラスで金属ホルダに接合する場合は、低融点ガラスは光学部品に直接、良好に接合するため、光学部品が金属ホルダに接合される面にメタライズ層を設けなくてもよい。
【００１６】
一方、金属ホルダにあっては、光学部品と熱膨張係数が近似する材質により構成する必要があるが、ＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金あるいはステンレス鋼などは光学部品と熱膨張係数がほぼ近似するので望ましい。そして、ＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金あるいはステンレス鋼などが腐食などにより劣化する恐れがある場合あるいは半田との接合性を良好にするためには、この金属ホルダの少なくとも接合面は耐食性に優れ、かつ接合部での接合強度が大きい複数の金属のメッキ層を備えるのが望ましい。なお、低融点ガラスを用いる場合は、低融点ガラスは金属ホルダに直接、良好に接合するため、メッキ層を設ける必要がないが、金属ホルダの腐食が懸念される場合は、最表面にＡｕメッキを施すようにすれば良い。
【００１７】
さらに、上述のように金属ホルダに光学部品を接合する半田としては、これらの両部材を強固に接合する半田を用いるのが望ましいが、ＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金からなる半田は、金属ホルダと光学部品とを強固に接合するとともに信頼性に優れた半田であるので、これらのＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金からなる半田を用いるのが望ましい。
【００１８】
そして、上述のような光学部品複合体を製造するに際しては、光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみとの接合面となる段部を有する突出部が根本側より突出して配設された取付部を備えた金属ホルダを治具内に配置する配置工程と、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の一面と突出部の表面に形成された段部の接合面との間に前記半田あるいは低融点ガラスを狭持させる狭持工程と、半田あるいは低融点ガラスを溶融させる溶融工程とを備えたり、あるいは、複数の光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみとの接合面となる複数の突出部が根本側より突出して串歯状に配設された取付部を備えた金属ホルダを治具内に配置する配置工程と、複数の光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁は接合面に接合されないように半田あるいは低融点ガラスを該端縁からずらして光学部品の一面と突出部の接合面との間に狭持させる狭持工程と、半田あるいは低融点ガラスを溶融させる溶融工程とを備えるようにすればよい。このような各工程を備えることにより、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部は半田あるいは低融点ガラスを介して金属ホルダに固定され、かつこの一端部の端縁は金属ホルダに固定されなくすることが可能となる。
【００１９】
なお、溶融工程により半田あるいは低融点ガラスを溶融させた際に、溶融した半田あるいは低融点ガラスが光学部品の一端部の端縁側に垂れて、光学部品の一端部の端縁側の表面あるいは光学部品の一端部の端縁側に対向する金属ホルダの表面を薄く覆う場合も生じるが、このように光学部品あるいは金属ホルダの表面を覆った半田あるいは低融点ガラスは、光学部品と金属ホルダとを接合するようには作用しないため、この部分で光学部品が金属ホルダに固定されることはない。即ち、本明細書において使用する「接合」あるいは「固定」なる用語は、半田あるいは低融点ガラスが接合材料の機能を充分に発揮して、光学部品が金属ホルダに充分に接合して、かつ強固に固定されたことを意味する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
ついで、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。なお、図１は本発明の金属ホルダを模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す金属ホルダに光学部品が接合された光学部品複合体を模式的に示す正面図である。図３は、接合用の治具内に金属ホルダと光学部品を装着した状態を模式的に示す上面図である。図４は金属ホルダと光学部品の接合状態を模式的に示す断面図である。図５は光学部品の表面にメタライズ層を形成した状態を模式的に示す斜視図である。
【００２１】
１．金属ホルダ
（１）串歯状金属ホルダ
本発明の金属ホルダ１０は、熱膨張係数が光学部品と近似するＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金、あるいはステンレス鋼などの金属の焼結体あるいはこれらの金属を機械加工により、図１（ａ）に示すような所定形状になるように形成して構成されている。この金属ホルダ１０は、平板状に形成された本体部１５と、この本体部１５から一方側に突出する取付部１４と、本体部１５の他方側からＬ字状に屈曲させた把持部１５ａとを備えている。
【００２２】
そして、取付部１４は、複数の突出部１１，１２，１３が串歯状に形成されているとともに、これらの各突出部１１，１２，１３の間隔が所定の間隔（例えば、１５５０ｎｍ以上）になるように配設されている。そして、串歯状に配設された複数の突出部１１，１２，１３の上面は、後述する光学部品との接合面１１ａ，１２ａ，１３ａとされている。この場合、Ｌ字状に屈曲させた把持部１５ａをピンセットなどで掴むようにすれば、微少部品となる金属ホルダ１０の取り扱いが容易になる。
【００２３】
また、図１（ｂ）（なお、図１（ｂ）においては、要部のみを拡大して示している）に示すように、各突出部１１，１２，１３の接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（図１（ｂ）の各突出部１１，１２，１３の上面）における根本側に、この金属ホルダに接合される各光学部品２１，２２，２３（図２（ｂ）参照）との間に空隙１１ｃ，１２ｃ，１３ｃが形成されるように、段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを設けた金属ホルダ１０ａとしてもよい。
【００２４】
この場合は、各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａと各段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとの間に空間部ｙ（図２（ｂ）参照）が生じることとなる。このため、後述のように、各段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂにそれぞれ光学部品２１，２２，２３を半田付けした際に、各空間部ｙが半田の逃げ部を形成することが可能となる。これにより、逃げ部に洩れた半田ｚと各光学部品２１，２２，２３とが接合することを未然に防止することができるようになる。
【００２５】
（２）単歯状金属ホルダ
また、図１（ｃ）に示すように、単歯状金属ホルダ１０ｂとしてもよい。この単歯状金属ホルダ１０ｂにおいては、平板状に形成された本体部１７と、この本体部１７から一方側に突出する突出部（取付部）１６と、本体部１７の他方側からＬ字状に屈曲させた把持部１７ａとを備えている。この場合、突出部（取付部）１６の上面には段部１６ａが形成されていて、この段部１６ａにより、金属ホルダ１０ｂに接合された光学部品２４（図２（ｃ）参照）と突出部（取付部）１６の根本側との間に空隙１６ｂが形成されるようになる。
【００２６】
２．金属ホルダの製造方法
ついで、上述のような構成となる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）の製造方法の一例について、以下に説明する。まず、アトマイズ法、破砕法、電解法、還元法などにより得られた粒径が２０μｍ以下（平均粒径１０μｍ）の球状のＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）粉末を用意する。ついで、このＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）粉末にポリエチレン、各種ワックスからなるバインダを添加し、混練して成形用組成物とした。この成形用組成物をペレタイザーによりペレット化した。ついで、得られたペレットを射出成型機のホッパに投入し、射出温度１６０℃、金型温度３５℃で射出成形した後、金型を水冷して射出物を固化させて、グリーン体からなる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を作製した。
【００２７】
このグリーン体からなる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を図示しない脱バインダ装置内に配置し、所定の温度に加熱して脱バインダ化、即ち、バインダを揮散（除去）させてブラウン体とした。これを焼結炉に入れ、昇温速度が５℃／ｈで、１３００℃まで昇温した後、この温度を２時間保持することにより焼結して、ＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）の焼結体からなる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を作製した。なお、金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を作製する他の方法としては、ＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）の板材を圧延して圧延材とした後、この圧延材を機械加工もしくはプレス加工により所定の形状に作製する方法を用いるようにしてもよい。
【００２８】
３．光学部品複合体（光学フィルタ装置）
ついで、上述のように構成される金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）に、光学部品を接合した光学部品複合体Ａ（図２（ａ）に示すもの）、光学部品複合体Ｂ（図２（ｂ）に示すもの）および光学部品複合体Ｃ（図２（ｃ）に示すもの）について説明する。
【００２９】
（１）光学部品複合体Ａ
光学部品複合体Ａは、図２（ａ）に示すように、金属ホルダ１０の取付部１４の突出部１１の接合面１１ａにＹＶＯ4からなる光学結晶２１が半田３１により接合され、接合面１２ａにＬｉＮｂＯ3からなる光学結晶２２が半田３１により接合され、接合面１３ａに銀を含有するガラスからなる光学結晶（例えば、偏光子）２３が半田３１により接合されて形成されている。半田３１はＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金のいずれかを用いる。なお、ＰｂＳｎ合金は半田応力を緩和するために好適である。
【００３０】
（２）光学部品複合体Ｂ
また、光学部品複合体Ｂは、図２（ｂ）に示すように、金属ホルダ１０ａの取付部１４の突出部１１の段部１１ｂにＹＶＯ4からなる光学結晶２１が半田３１により接合され、段部１２ｂにＬｉＮｂＯ3からなる光学結晶２２が半田３１により接合され、段部１３ｂに銀を含有するガラスからなる光学結晶２３が半田３１により接合されて形成されている。半田３１はＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金のいずれかを用いる。なお、ＰｂＳｎ合金は半田応力を緩和するために好適である。
【００３１】
そして、これらの光学部品複合体Ａ，Ｂの特徴的な点は、図４に示すように、各光学結晶２１，２２，２３の下端部の端縁からｔ1μｍの部位までは金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａあるいは段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに接合しない非接合部（非固定部）ｘを有することにある。ここで、各光学結晶２１，２２，２３は、平板状で平面形状が四角形状、長方形状、円形状等の所定形状になるように切断して形成されている。そして、３枚の光学結晶２１，２２，２３はそれぞれ平行に配列されるように各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａあるいは段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに接合されている。
【００３２】
これにより、光学部品複合体Ａ，Ｂは、光学結晶２１，２２，２３にレーザ光が順次入射すると、通過したレーザ光の光学特性を変化させる光学フィルタ装置となる。例えば、光学結晶２１，２２は入射光の位相をずらして偏光状態を変化（偏光方向を回転）させる波長板として機能する。このため、レーザ光が光学結晶２１を通過することによって、通過後のレーザ光の偏光状態が変化し、この通過光が光学結晶２２を通過することによって、通過後のレーザ光の偏光状態が変化する。このような波長板としては、例えば、１／２波長板、１／４波長板等が知られている。
【００３３】
（３）光学部品複合体Ｃ
光学部品複合体Ｃは、串歯状金属ホルダではなく、複数の単歯状金属ホルダを用いる点で上述した光学部品複合体Ａ，Ｂとは異なる。この場合、図２（ｃ）に示すように、金属ホルダ１０ｂの突出部（取付部）１６の段部１６ａにＹＶＯ4からなる光学結晶２４が低融点ガラス３３により接合されている。なお、ＬｉＮｂＯ3からなる光学結晶２５あるいは銀を含有するガラスからなる光学結晶２６を接合するようにしてもよい。これにより、この光学部品複合体Ｃにそれぞれ異なる光学結晶２４，２５，２６を取り付け、３枚の光学結晶２４，２５，２６がそれぞれ平行になるように配列するようにすると、上述した光学部品複合体Ａ，Ｂと同様な光学フィルタ装置となる。
【００３４】
４．光学部品複合体の製造方法
（１）実施例１
ついで、上述のような非接合部（非固定部）ｘを有する実施例１の光学部品複合体Ａ，Ｂの製造工程について説明する。まず、光学結晶２１（２２，２３）を所定の部分（図５（ａ）において、２１ａ（２２ａ，２３ａ）が形成される部分）が成膜されるようなマスクあるいは治具に取り付けた。これを図示しないスパッタ蒸着装置にセットした後、光学結晶２１（２２，２３）の一端部の端縁からＴ1μｍまでの部位に、膜厚が０．０１μｍになるまでチタン（Ｔｉ）を蒸着してＴｉ層を成膜した。
【００３５】
この後、膜厚が０．２μｍになるまでニッケル（Ｎｉ）を蒸着してＮｉ層を成膜した。ついで、膜厚が０．５μｍになるまで金（Ａｕ）を蒸着してＡｕ層を成膜し、最後に、マスクあるいは治具を除去して、光学結晶２１（２２，２３）の一端部の端縁からＴ1μｍの部位に接合性が良好で、接合部での接合強度が大きい複数の金属からなる３層構造のメタライズ層２１ａ（２２ａ，２３ａ）を形成した。なお、メタライズ層２１ａ（２２ａ，２３ａ）は、光学結晶２１（２２，２３）への接着強度、光学結晶２１（２２，２３）の光学特性への影響等を考慮して、各膜の膜厚、材質、成膜法を適宜選択するようにすればよい。
【００３６】
一方、金属ホルダ１０（１０ａ）を図示しないメッキ槽に浸漬して、電解メッキ法により、まず、膜厚が５．０μｍになるようにニッケル（Ｎｉ）メッキを施した後、膜厚が１．０μｍになるように金（Ａｕ）メッキを施して、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（あるいは段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）がＡｕ−Ｓｎ合金からなる半田３１により接合されやすくした。なお、このメッキ処理による膜厚、メッキ金属の材質はこれに限られることはなく、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）への接合強度等を考慮して適宜選択するようにすればよい。
【００３７】
ついで、図３に示すように、セラミック製治具３０に金属ホルダ１０（１０ａ）と光学結晶２１，２２，２３とを載置するとともに、これらの間に幅が（Ｔ1−ｔ1）μｍで薄板状のＡｕＳｎ合金からなる半田３１を介在させた。なお、このとき、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位まではＡｕＳｎ合金からなる半田３１が存在しないように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけずらして半田３１を配置した。
【００３８】
この後、この治具３０を４０％の水素（Ｈ2）を含む窒素（Ｎ2）ガスの雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が３００℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＡｕＳｎ合金からなる半田３１を溶解した。これにより、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に光学結晶２１，２２，２３の端部が接合され、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁に非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製した。
【００３９】
なお、半田３１により金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに光学結晶２１，２２，２３を溶融接合するに際して、溶融した半田３１が、接合部から光学結晶２１，２２，２３の端縁に向けて（非接合部ｘの部位まで）垂れて広がらないような半田３１の使用量にするのが望ましい。
しかしながら、非接合部ｘの光学結晶２１，２２，２３の表面あるいは金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａの表面が溶融して垂れた半田３１により薄く覆われたしても、このように表面を覆った半田３１は、光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダの各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａとを接合するような作用を生じない。
【００４０】
このため、この部分で光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダの各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに固定されることはない。また、接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを設けた金属ホルダ１０ａにおいては、図２（ｂ）に示すように、各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａと各段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとの間に空間部ｙが生じて半田の逃げ部を形成することが可能となる。これにより、逃げ部に洩れた半田ｚと各光学結晶２１，２２，２３が接合することを防止できるようになる。
【００４１】
ここで、非接合部（非固定部）ｘの部位（光学結晶２１，２２，２３の半田３１の溶融接合により固定された部位の最縁部）が光学結晶２１，２２，２３の端縁から１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）になるように接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を複合体Ａ１（Ｂ１）とした。同様に、２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ２（Ｂ２）とし、３０μｍ（ｔ1＝３０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ３（Ｂ３）とし、５０μｍ（ｔ1＝５０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ４（Ｂ４）とした。また、比較のために、光学結晶２１，２２，２３の端縁まで（ｔ1＝０μｍ）接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ，Ｃ）を作製し、これを複合体Ａ５（Ｂ５）とした。
【００４２】
（２）実施例２
ついで、非接合部（非固定部）ｘを有する実施例２の光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。本実施例２の光学部品複合体Ａ（Ｂ）は、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位までは非接合部（非固定部）ｘを有するが、この非接合部ｘに対向する光学結晶２１，２２，２３の表面にはメタラズ層２１ａ，２２ａ，２３ａがないことに特徴がある。ついで、このような非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。
【００４３】
まず、光学結晶２１，２２，２３を所定の部分（図５（ｂ）において、２１ａ，２２ａ，２３ａが形成される部分）が成膜されるようなマスクあるいは治具に取り付け、これを図示しないスパッタ蒸着装置にセットした後、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位からＴ2μｍまでの部位に、膜厚が０．０１μｍになるまでチタン（Ｔｉ）を蒸着してＴｉ層を成膜した。この後、膜厚が０．２μｍになるまでニッケル（Ｎｉ）を蒸着してＮｉ層を成膜した。
ついで、膜厚が０．５μｍになるまで金（Ａｕ）を蒸着してＡｕ層を成膜し、最後に、マスクあるいは治具を除去した。これにより、光学結晶２１，２２，２３の下端部の端縁からｔ1μｍの部位からＴ2μｍまでの部位に接合性が良好で、接合部での接合強度が大きい複数の金属からなる３層構造のメタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａを形成した。なお、メタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａは、光学結晶２１，２２，２３への接着強度、光学結晶２１，２２，２３の光学特性への影響等を考慮して、各膜の膜厚、材質、成膜法を適宜選択するようにすればよい。
【００４４】
一方、金属ホルダ１０（１０ａ）を図示しないメッキ槽に浸漬して、電解メッキ法により、まず、膜厚が５．０μｍになるようにニッケル（Ｎｉ）メッキを施した後、膜厚が１．０μｍになるように金（Ａｕ）メッキを施して、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）がＡｕＳｎ系半田３１により接合されやすくした。なお、このメッキによる膜厚、メッキ金属の材質はこれに限ることはなく、金属ホルダ１０（１０ａ）への接合強度等を考慮して適宜選択するようにすればよい。
【００４５】
ついで、図３に示すように、セラミック製治具３０に金属ホルダ１０（１０ａ）と光学結晶２１，２２，２３とを載置するとともに、これらの間に幅がＴ2μｍで薄板状のＡｕＳｎ合金からなる半田３１を介在させた。このとき、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍまでの部分はＡｕＳｎ合金からなる半田３１が存在しないように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけずらして半田３１を配置した。
【００４６】
この後、この治具３０を４０％の水素（Ｈ2）を含む窒素（Ｎ2）ガスの雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が３００℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＡｕＳｎ合金からなる半田３１を溶解した。これにより、光学結晶２１，２２，２３の端部が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に接合され、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁に非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製した。
【００４７】
ここで、メタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａの非形成部および非接合部（非固定部）ｘの部位（光学結晶２１，２２，２３の半田３１の溶融接合により固定された部位の最縁部）が１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）になるように接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を複合体Ａ６（Ｂ６）とした。同様に、２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ７（Ｂ７）とし、３０μｍ（ｔ1＝３０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ８（Ｂ８）とし、５０μｍ（ｔ1＝５０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ９（Ｂ９）とした。また、比較のために、光学結晶２１，２２，２３の端縁までメタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａを形成し（ｔ1＝０μｍ）、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁まで（ｔ1＝０μｍ）接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製し、これを複合体Ａ１０（Ｂ１０）とした。
【００４８】
（３）実施例３
ついで、非接合部（非固定部）ｘを有する実施例３の光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。本実施例３の光学部品複合体Ａ（Ｂ）の特徴的な点は、光学結晶２１，２２，２３にメタライズ層を、金属ホルダ１０（１０ａ）にメッキ層をそれぞれ形成することなく、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に低融点ガラス３２により接合されていることと、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位までは１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に接合しない非接合部（非固定部）ｘを有することにある。但し、金属ホルダ１０（１０ａ）の腐食が懸念される場合は金（Ａｕ）を最表面とするメッキを施すようにすればよい。
【００４９】
ついで、このような非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。まず、図３に示すように、セラミック製治具３０に金属ホルダ１０（１０ａ）と光学結晶２１，２２，２３とを載置するとともに、これらの間に幅がＴ2μｍで薄板状のＰｂＯ系低融点ガラス３２を介在させた。このとき、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位まではＰｂＯ系低融点ガラス３２が存在しないように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけずらしてＰｂＯ系低融点ガラス３２を配置した。
【００５０】
この後、この治具を１００％の窒素（Ｎ2）ガス雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が４８０℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＰｂＯ系低融点ガラス３２を溶解した。これにより、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に接合され、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁に非接合部（非固定部）Ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製した。
【００５１】
なお、ＰｂＯ系低融点ガラス３２で光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａとを接合するに際して、溶融したＰｂＯ系低融点ガラス３２が、接合部から光学結晶２１，２２，２３の端縁に向けて（非接合部ｚの部位まで）垂れて広がらないような低融点ガラス３２の使用量にするのが望ましい。しかしながら、非接合部ｘの光学結晶２１，２２，２３の表面あるいは１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａの表面が溶融して垂れた低融点ガラス３２により薄く覆われたとしても、このように表面を覆った低融点ガラス３２は接合作用を生じないため、この部分で光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに固定されることはない。
【００５２】
そして、非接合部ｘの部位（低融点ガラス３２の溶融接合により固定された部位の最縁部）を光学結晶２１，２２，２３の端縁から１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）になるように接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を複合体Ａ１１（Ｂ１１）とした。同様に、２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ１２（Ｂ１２）とし、３０μｍ（ｔ1＝３０μｍ）になるように接合した光学部品複合体３０を複合体Ａ１３（Ｂ１３）とし、５０μｍ（ｔ1＝５０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ１４（Ｂ１４）とした。また、比較のために、光学結晶２１，２２，２３の端縁（ｔ1＝０μｍ）まで接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製し、これを複合体Ａ１５（Ｂ１５）とした。
【００５３】
（４）実施例４
ついで、光学部品複合体Ｃの製造工程について説明する。この場合は、串歯状金属ホルダではなく、複数の単歯状金属ホルダを用いる点で上述した各実施例と異なる。そして、光学結晶２４（２５，２６）が金属ホルダ１０ｂの段部１６ａの表面（接合面）に低融点ガラス３３により接合されている。なお、接合方法については上述した光学部品複合体Ａ，Ｂの場合と同様である。
【００５４】
このような光学部品複合体Ｃの製造工程においては、図３（ｂ）に示すように、セラミック製治具３０ａに金属ホルダ１０ｂと光学結晶２４（２５，２６）とを載置するとともに、これらの間に段部１６ａの幅を有する薄板状のＰｂＯ系低融点ガラス３３を介在させた。この後、この治具を１００％の窒素（Ｎ2）ガス雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が４８０℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＰｂＯ系低融点ガラス３３を溶解した。これにより、光学結晶２４（２５，２６）が金属ホルダ１０ｂの段部１６ａに接合された光学部品複合体Ｃが作製されることとなる。
【００５５】
４．熱冷試験
ついで、上述のように作製した各光学部品複合体Ａ（Ａ１〜Ａ１２），Ｂ（Ｂ１〜Ｂ１２）を１００個づつ用いて、これらを−４０℃に冷却してこの状態を３０分間維持し、さらに＋８５℃まで加熱してこの状態を３０分間維持するというサイクルを繰り返す熱冷試験を行った。そして、各複合体Ａ（Ａ１〜Ａ１２），Ｂ（Ｂ１〜Ｂ１２）に割れが発生した割合（割れの発生率（％））を測定すると下記の表１に示すような結果となった。
【００５６】
【表１】
【００５７】
上記表１の結果から明らかなように、光学部品複合体Ａ，Ｂを実施例１〜３のいずれの方法により作製しても、光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダ１０（１０ａ）との非接合部ｘ（ｙ，ｚ）が光学結晶２１，２２，２３の端縁から０μｍ（ｔ1＝０μｍ）、即ち非接合部ｘがない複合体Ａ５（Ｂ５），Ａ１０（Ｂ１０），Ａ１５（Ｂ１５）においては、光学結晶２１，２２，２３の割れの発生率が９２％、９５％、９８％と高率であることが分かる。これは、光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダ１０（１０ａ）が接合されたときに、光学結晶２１，２２，２３に熱応力に起因する歪みが生じ、この歪みが加熱、冷却を繰り返す毎に拡大して、やがては光学結晶２１，２２，２３に割れが生じたためであると考えられる。なお、光学結晶２２は光学結晶２３よりも厚みの薄い光学結晶を用いているため、光学結晶２２の方が光学結晶２３よりもより割れが生じやすかった。
【００５８】
一方、複合体Ａ１〜Ａ４（Ｂ１〜Ｂ４）、複合体Ａ６〜Ａ９（Ｂ６〜Ｂ９）、複合体Ａ１１〜Ａ１４（Ｂ１１〜Ｂ１４）のように、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）に接合されない非接合部ｘが、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけ離れていると、光学結晶２１，２２，２３の割れの発生率が減少することが分かる。これは、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけ離れていることにより、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）に接合されたときに、光学結晶２１，２２，２３に生じる熱応力に起因する歪みの発生を効果的に防止できるようになったためと考えられる。
【００５９】
しかしながら、非接合部ｘを設けるようにしても、複合体Ａ１（Ｂ１），Ａ６（Ｂ６），Ａ１１（Ｂ１１）のように、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁から１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）と小さいと、光学結晶２１，２２，２３の割れの発生率が５０％、６２％、７１％と大きくなることが分かる。これは、特に、端縁が切断縁となる光学結晶２１，２２，２３にあっては、切断時に切断縁に微少なクラックや歪みが生じているため、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁から短すぎると、金属ホルダ１０（１０ａ）に接合したときに、これらの微少なクラックや歪みに熱応力が作用して成長し、これが加熱、冷却を繰り返す毎に拡大して、割れの発生率が増大したと考えられる。
【００６０】
一方、複合体Ａ２〜Ａ４（Ｂ２〜Ｂ４）、複合体Ａ７〜Ａ８（Ｂ７〜Ｂ８）、複合体Ａ１２〜Ａ１４（Ｂ１２〜Ｂ１４）のように、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁から２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）以上になると、割れの発生率が５％，７％，３％あるいは０％に減少することが分かる。これは、光学結晶２１，２２，２３の端縁から２０μｍ以上にわたって非接合部が存在すると、金属ホルダ１０（１０ａ）に光学結晶２１，２２，２３が接合したときに、切断時に切断縁に生じた微少なクラックや歪みに熱応力が作用しにくくなっためと考えられる。このことから、非接合部の距離（光学結晶２１，２２，２３が半田３１あるいは低融点ガラス３２の溶融接合により固定された部位の最縁部までの距離）は光学結晶２１，２２，２３の端縁から２０μｍ以上にするのが望ましいということができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明においては、光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））が半田３１あるいは低融点ガラス３２（３３）で金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）の突出部１１，１２，１３（１６）に接合されて固定されており、かつ光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））端部の端縁に非接合部ｘあるいは空隙部１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ（１６ｂ）を有して取付部１４（１６）に接合されている。このため、光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））が金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）に接合された際の熱応力に起因する光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））の歪みによる影響を軽減することが可能となる。また、これによって、光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））の端部に割れやクラックが発生するのを防止できるようになる。
【００６２】
なお、上述した各実施例においては、３個の突出部１１，１２，１３が串歯状に形成された取付部１４を備えた金属ホルダ１０（１０ａ）を用いる例、あるいは１個の突出部１６が単歯状に形成された本体部１７を備えた金属ホルダ１０ｂについて説明したが、突出部の個数は３個あるいは１個に限らず、２個あるいは４個もしくは５個以上設けるようにしてもよい。この場合、光学部品複合体の用途に応じて、組み合わされる光学結晶の個数に対応して設けるようにする必要がある。そして、２個の突出部が配設された場合であっても串歯状ということとする。
【００６３】
また、上述した各実施例においては、平面形状が四角形状で板状の光学結晶を用いて、この光学結晶の端部を金属ホルダの突出部の接合面に接合するに際して、光学結晶の端部の端縁から所定の距離だけ非接合部を設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず各種の変形が可能である。例えば、図５（ｃ）に示すように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位からＴ2μｍまでの部位で両端部からｔ2μｍまでの部位を除いてメタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａを形成するようにして、光学結晶の一端部の端縁から所定の距離で両端部の部分に非接合部を設けるようにしてもよい。
【００６４】
また、平面形状が円形状の光学フィルタを用いる場合には、円周部の一部を金属ホルダに接合するとともに、周端縁から所定の距離だけ非接合部を設けるようにすればよい。要するに、光学フィルタの少なくとも端部を金属ホルダに接合するとともに、端縁から所定の距離だけ非接合部を設けるようにすればよい。さらに、光学フィルタの平面形状としては四角形状、円形状に限らず、各種の平面形状のものを用いることができる。また、平板状で球面あるいは凹面を有するものを用いることができる。さらに、平板状に限らず、柱状、三角錐状、円錐状、球状などの各種形状のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金属ホルダを模式的に示す斜視図である。
【図２】 図１に示す金属ホルダに光学部品が接合された光学部品複合体を模式的に示す正面図である。
【図３】 接合用の治具内に金属ホルダと光学部品を装着した状態を模式的に示す上面図である。
【図４】 金属ホルダと光学部品の接合状態を模式的に示す断面図である。
【図５】 光学部品の表面にメタライズ層を形成した状態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ…金属ホルダ、１１，１２，１３…突出部、１１ａ，１２ａ，１３ａ…接合面、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ…段部、１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ…空隙、１４…取付部、１５…本体部、１５ａ…把持部、１６…突出部（取付部）、１６ａ…段部、１６ｂ…空隙、１７…本体部、２１，２２，２３…光学部品、２４（２５，２６）…光学部品、３１…半田、２１ａ，２２ａ，２３ａ…メタライズ層、３１…半田、３２，３３…低融点ガラス、Ａ，Ｂ，Ｃ…光学部品複合体（光学フィルタ装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学フィルタまたは波長板等に用いられる光学ガラスあるいは光学結晶などからなる光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定する金属ホルダ、この金属ホルダに光学部品が固定された光学部品複合体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学フィルターまたは波長板等に光学ガラスあるいはルチル（酸化チタン）、ガーネット、アルミナ、ＬｉＮｂＯ3、ＹＶＯ4、α−ＢＢＯ、方解石、ＣａＦ2、ＭｇＦ2等の光学結晶などが用いられている。これらの光学結晶などからなる光学部品を金属ホルダに接合、一体化して光学部品複合体とすることが、赤外光学系あるいは紫外光学系で広く行われている。そして、これらの光学部品を金属ホルダに接合するに際しては、低温半田、高温半田、蝋あるいは低融点ガラスが使用される。この場合、一般的には金属ホルダは比較的熱膨張率が小さい鉄−ニッケル合金あるいは鉄−ニッケル−コバルト合金（商品名：コバール（Ｋｏｖａｒ））、あるいはＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４５０、ＳＵＳ４３０Ｆ、インバー等のステンレス鋼が使用される。
【０００３】
ところで、この種の光学部品と金属ホルダを低温半田、高温半田、蝋あるいは低融点ガラスで接合すると、これらの材質の熱膨張係数の差に起因する熱応力が接合後に光学部品に発生する。この熱応力が光学部品に発生すると、光学部品の光学特性を劣化させたり、場合によっては光学部品が損傷するという問題が生じた。そこで、光学部品と金属ホルダとを接合しても光学部品に熱応力が発生しないようにしたものが、例えば、特許文献１（特開平１２−１０６４０７号公報）にて提案されるようになった。
【０００４】
この特開平１２−１０６４０７号公報にて提案されたものにおいては、ホウケイ酸系の非晶質ガラスからなる光透過性部材（光学部品）の外周面全体を、これと熱膨張係数が近似する鉄−ニッケル合金からなる固定部材（金属ホルダ）にロウ付けにより接合して一体化するようにしている。これにより、両者の熱膨張係数の差に起因する熱応力が光透過性部材に発生することが防止できるようになって、光透過性部材の光学特性の劣化を防止できるようになる。
【特許文献１】
特開平１２−１０６４０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平１２−１０６４０７号公報にて提案された方法により、光学部品の外周面全体とこれと熱膨張係数が近似する金属ホルダとをロウ付けにより接合して一体化しても、接合後に光学部品に歪みが生じて、光学部品に割れやクラックが発生して、光学部品が損傷するという問題を生じた。
【０００６】
そこで、本発明者等が、接合後に光学部品に割れやクラックが発生する原因を調査した結果、これらの光学部品は熱膨張係数が大きいものがあったり、あるいは特定方向（例えば、結晶軸の方向）に熱膨張係数が大きいものがあって、熱膨張係数の差に起因する熱応力が金属ホルダとの接合後に光学部品に生じたことが明らかになった。また、これらの光学部品は端縁が切断された切断縁を有するものがあって、切断縁を有するものにあっては、切断縁に存在する微少なクラックやひび割れに接合後に熱応力が作用して、微少なクラックやひび割れが成長し、光学部品が損傷することが明らかになった。
【０００７】
本発明は上述したような問題点を解消するためになされものであって、金属ホルダに光学部品を接合しても、光学部品に損傷を生じない光学部品複合体を得られるようにすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の金属ホルダは、複数の光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、この取付部に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための串歯状に形成された複数の突出部が該取付部の根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされている。このように、串歯状に配設された複数の突出部の一表面が光学部品の一端部の一面との接合面となされていると、光学部品の光の入射面あるいは出射面の残りの端部は金属ホルダに固定されないことになる。このため、金属ホルダとの接合後に光学部品の接合面以外の端縁に熱応力に起因する歪みが生じることはない。この結果、熱応力に起因する歪みの発生を未然に防止することが可能な金属ホルダを提供できるようになる。
【０００９】
また、本発明の金属ホルダとしては、光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、この取付部に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための突出部が該取付部の根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされていてもよい。また、複数の光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、この取付部に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための串歯状に形成された複数の突出部が該取付部の根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされていてもよい。
【００１０】
この場合、突出部の接合面の一部が光学部品の一端部の端縁にあって、この一端部との間に空隙を有して接合される取付部を備えるようにすると、金属ホルダとの接合後に光学部品の一端部の端縁に生じる熱応力に起因する歪みの発生をさらに減少させることが可能になる。そして、接合面の一部にこの接合面より微少に突出する段部が設けられていると、接合面と段部との間に空間部が生じることとなる。このため、この段部に光学部品を半田付けした際に、空間部が半田の逃げ部を形成することが可能となる。これにより、逃げ部に洩れた半田と光学部品の端部とが接合することを未然に防止することができるようになる。そして、このような金属ホルダとしては、熱膨張係数が光学部品と近似するＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金、あるいはステンレス鋼から構成するのが望ましい。
【００１１】
また、本発明の光学部品複合体は、金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされた取付部を備え、この突出部の接合面の各々に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されている。このように、串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされていると、光学部品の光の入射面あるいは出射面の残りの端部は金属ホルダに固定されないことになる。このため、金属ホルダとの接合後に光学部品の接合面以外の端縁に熱応力に起因する歪みが生じることはない。この結果、熱応力に起因する歪みの発生を未然に防止することが可能な光学部品複合体を提供できるようになる。また、金属ホルダは本体部から突出する突出部が根本側より突出して配設されているとともに、この突出部の一表面に光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされた取付部を備え、この段部の接合面に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されているような構成の光学部品複合体としてもよい。
【００１２】
さらに、金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされた取付部を備え、この突出部の接合面の各々に光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが前記半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されているとともに、該一端部の端縁は突出部の接合面との間に空隙（非接合部）を有しているようにするのが望ましい。このように、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁が金属ホルダに固定されていないと、金属ホルダとの接合後に光学部品の一端部の端縁に生じる熱応力に起因する歪みの発生を未然に防止することが可能になる。これにより、光学部品に割れやクラックが発生するのを防止できるようになる。
【００１３】
この場合、光学部品の半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定された部位の最縁部の位置が端縁に近すぎると、熱応力に基づく歪みの発生を防止する効果が小さくなるが、この最縁部の位置が端縁から２０μｍ以上離れた位置であれば充分に歪みの発生を防止する効果があることが実験により確認できた。このことから、光学部品の半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定された部位の最縁部は、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁から少なくとも２０μｍ以上離れた位置に形成するのが望ましいということができる。また、その上限値については特に限定する必要はなく、光学特性に悪影響を及ぼさない範囲にするのが望ましい。また、光学部品はアルミナ、ＬｉＮｂＯ3またはＹＶＯ4等の結晶から構成するのが望ましい。
【００１４】
そして、上述のように金属ホルダに接合された光学部品としては、特に、結晶性の光学レンズあるいは光学フィルターであって、これらの端縁が切断縁となっているものであると、接合後の熱応力に基づく歪みの発生を効果的に防止できるようになる。これは、端縁が切断縁となっている結晶性の光学レンズあるいは光学フィルターにあっては、切断時に端縁に微少なクラックや歪みが生じて、これらが熱応力により成長することにより、接合後に割れやクラックが発生すると考えられるが、本発明のように端縁から２０μｍ以上離れた位置までは金属ホルダに接合されない非接合部となるため、この非接合部（この場合、この非接合部は予め微少なクラックや歪みが生じている部分となる）には熱応力が作用しにくくなるためと考えられる。
【００１５】
また、結晶性の光学レンズあるいは光学フィルターからなる光学部品は半田で接合できないため、金属ホルダに光学部品を半田により接合するためには、少なくとも光学部品が金属ホルダに接合される面は接合性が良好な金属からなるメタライズ層を備えるようにするのが望ましい。この場合、光学部品との接合強度が大きい金属のメタライズ層とするためには、最表面層との間に接合強度を高める複数の金属を積層した積層構造とするのが望ましい。なお、光学部品を低融点ガラスで金属ホルダに接合する場合は、低融点ガラスは光学部品に直接、良好に接合するため、光学部品が金属ホルダに接合される面にメタライズ層を設けなくてもよい。
【００１６】
一方、金属ホルダにあっては、光学部品と熱膨張係数が近似する材質により構成する必要があるが、ＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金あるいはステンレス鋼などは光学部品と熱膨張係数がほぼ近似するので望ましい。そして、ＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金あるいはステンレス鋼などが腐食などにより劣化する恐れがある場合あるいは半田との接合性を良好にするためには、この金属ホルダの少なくとも接合面は耐食性に優れ、かつ接合部での接合強度が大きい複数の金属のメッキ層を備えるのが望ましい。なお、低融点ガラスを用いる場合は、低融点ガラスは金属ホルダに直接、良好に接合するため、メッキ層を設ける必要がないが、金属ホルダの腐食が懸念される場合は、最表面にＡｕメッキを施すようにすれば良い。
【００１７】
さらに、上述のように金属ホルダに光学部品を接合する半田としては、これらの両部材を強固に接合する半田を用いるのが望ましいが、ＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金からなる半田は、金属ホルダと光学部品とを強固に接合するとともに信頼性に優れた半田であるので、これらのＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金からなる半田を用いるのが望ましい。
【００１８】
そして、上述のような光学部品複合体を製造するに際しては、光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみとの接合面となる段部を有する突出部が根本側より突出して配設された取付部を備えた金属ホルダを治具内に配置する配置工程と、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の一面と突出部の表面に形成された段部の接合面との間に前記半田あるいは低融点ガラスを狭持させる狭持工程と、半田あるいは低融点ガラスを溶融させる溶融工程とを備えたり、あるいは、複数の光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみとの接合面となる複数の突出部が根本側より突出して串歯状に配設された取付部を備えた金属ホルダを治具内に配置する配置工程と、複数の光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁は接合面に接合されないように半田あるいは低融点ガラスを該端縁からずらして光学部品の一面と突出部の接合面との間に狭持させる狭持工程と、半田あるいは低融点ガラスを溶融させる溶融工程とを備えるようにすればよい。このような各工程を備えることにより、光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部は半田あるいは低融点ガラスを介して金属ホルダに固定され、かつこの一端部の端縁は金属ホルダに固定されなくすることが可能となる。
【００１９】
なお、溶融工程により半田あるいは低融点ガラスを溶融させた際に、溶融した半田あるいは低融点ガラスが光学部品の一端部の端縁側に垂れて、光学部品の一端部の端縁側の表面あるいは光学部品の一端部の端縁側に対向する金属ホルダの表面を薄く覆う場合も生じるが、このように光学部品あるいは金属ホルダの表面を覆った半田あるいは低融点ガラスは、光学部品と金属ホルダとを接合するようには作用しないため、この部分で光学部品が金属ホルダに固定されることはない。即ち、本明細書において使用する「接合」あるいは「固定」なる用語は、半田あるいは低融点ガラスが接合材料の機能を充分に発揮して、光学部品が金属ホルダに充分に接合して、かつ強固に固定されたことを意味する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
ついで、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。なお、図１は本発明の金属ホルダを模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す金属ホルダに光学部品が接合された光学部品複合体を模式的に示す正面図である。図３は、接合用の治具内に金属ホルダと光学部品を装着した状態を模式的に示す上面図である。図４は金属ホルダと光学部品の接合状態を模式的に示す断面図である。図５は光学部品の表面にメタライズ層を形成した状態を模式的に示す斜視図である。
【００２１】
１．金属ホルダ
（１）串歯状金属ホルダ
本発明の金属ホルダ１０は、熱膨張係数が光学部品と近似するＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金、あるいはステンレス鋼などの金属の焼結体あるいはこれらの金属を機械加工により、図１（ａ）に示すような所定形状になるように形成して構成されている。この金属ホルダ１０は、平板状に形成された本体部１５と、この本体部１５から一方側に突出する取付部１４と、本体部１５の他方側からＬ字状に屈曲させた把持部１５ａとを備えている。
【００２２】
そして、取付部１４は、複数の突出部１１，１２，１３が串歯状に形成されているとともに、これらの各突出部１１，１２，１３の間隔が所定の間隔（例えば、１５５０ｎｍ以上）になるように配設されている。そして、串歯状に配設された複数の突出部１１，１２，１３の上面は、後述する光学部品との接合面１１ａ，１２ａ，１３ａとされている。この場合、Ｌ字状に屈曲させた把持部１５ａをピンセットなどで掴むようにすれば、微少部品となる金属ホルダ１０の取り扱いが容易になる。
【００２３】
また、図１（ｂ）（なお、図１（ｂ）においては、要部のみを拡大して示している）に示すように、各突出部１１，１２，１３の接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（図１（ｂ）の各突出部１１，１２，１３の上面）における根本側に、この金属ホルダに接合される各光学部品２１，２２，２３（図２（ｂ）参照）との間に空隙１１ｃ，１２ｃ，１３ｃが形成されるように、段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを設けた金属ホルダ１０ａとしてもよい。
【００２４】
この場合は、各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａと各段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとの間に空間部ｙ（図２（ｂ）参照）が生じることとなる。このため、後述のように、各段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂにそれぞれ光学部品２１，２２，２３を半田付けした際に、各空間部ｙが半田の逃げ部を形成することが可能となる。これにより、逃げ部に洩れた半田ｚと各光学部品２１，２２，２３とが接合することを未然に防止することができるようになる。
【００２５】
（２）単歯状金属ホルダ
また、図１（ｃ）に示すように、単歯状金属ホルダ１０ｂとしてもよい。この単歯状金属ホルダ１０ｂにおいては、平板状に形成された本体部１７と、この本体部１７から一方側に突出する突出部（取付部）１６と、本体部１７の他方側からＬ字状に屈曲させた把持部１７ａとを備えている。この場合、突出部（取付部）１６の上面には段部１６ａが形成されていて、この段部１６ａにより、金属ホルダ１０ｂに接合された光学部品２４（図２（ｃ）参照）と突出部（取付部）１６の根本側との間に空隙１６ｂが形成されるようになる。
【００２６】
２．金属ホルダの製造方法
ついで、上述のような構成となる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）の製造方法の一例について、以下に説明する。まず、アトマイズ法、破砕法、電解法、還元法などにより得られた粒径が２０μｍ以下（平均粒径１０μｍ）の球状のＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）粉末を用意する。ついで、このＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）粉末にポリエチレン、各種ワックスからなるバインダを添加し、混練して成形用組成物とした。この成形用組成物をペレタイザーによりペレット化した。ついで、得られたペレットを射出成型機のホッパに投入し、射出温度１６０℃、金型温度３５℃で射出成形した後、金型を水冷して射出物を固化させて、グリーン体からなる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を作製した。
【００２７】
このグリーン体からなる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を図示しない脱バインダ装置内に配置し、所定の温度に加熱して脱バインダ化、即ち、バインダを揮散（除去）させてブラウン体とした。これを焼結炉に入れ、昇温速度が５℃／ｈで、１３００℃まで昇温した後、この温度を２時間保持することにより焼結して、ＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）の焼結体からなる金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を作製した。なお、金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）を作製する他の方法としては、ＦｅＮｉＣｏ合金（コバール）の板材を圧延して圧延材とした後、この圧延材を機械加工もしくはプレス加工により所定の形状に作製する方法を用いるようにしてもよい。
【００２８】
３．光学部品複合体（光学フィルタ装置）
ついで、上述のように構成される金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）に、光学部品を接合した光学部品複合体Ａ（図２（ａ）に示すもの）、光学部品複合体Ｂ（図２（ｂ）に示すもの）および光学部品複合体Ｃ（図２（ｃ）に示すもの）について説明する。
【００２９】
（１）光学部品複合体Ａ
光学部品複合体Ａは、図２（ａ）に示すように、金属ホルダ１０の取付部１４の突出部１１の接合面１１ａにＹＶＯ4からなる光学結晶２１が半田３１により接合され、接合面１２ａにＬｉＮｂＯ3からなる光学結晶２２が半田３１により接合され、接合面１３ａに銀を含有するガラスからなる光学結晶（例えば、偏光子）２３が半田３１により接合されて形成されている。半田３１はＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金のいずれかを用いる。なお、ＰｂＳｎ合金は半田応力を緩和するために好適である。
【００３０】
（２）光学部品複合体Ｂ
また、光学部品複合体Ｂは、図２（ｂ）に示すように、金属ホルダ１０ａの取付部１４の突出部１１の段部１１ｂにＹＶＯ4からなる光学結晶２１が半田３１により接合され、段部１２ｂにＬｉＮｂＯ3からなる光学結晶２２が半田３１により接合され、段部１３ｂに銀を含有するガラスからなる光学結晶２３が半田３１により接合されて形成されている。半田３１はＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金のいずれかを用いる。なお、ＰｂＳｎ合金は半田応力を緩和するために好適である。
【００３１】
そして、これらの光学部品複合体Ａ，Ｂの特徴的な点は、図４に示すように、各光学結晶２１，２２，２３の下端部の端縁からｔ1μｍの部位までは金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａあるいは段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに接合しない非接合部（非固定部）ｘを有することにある。ここで、各光学結晶２１，２２，２３は、平板状で平面形状が四角形状、長方形状、円形状等の所定形状になるように切断して形成されている。そして、３枚の光学結晶２１，２２，２３はそれぞれ平行に配列されるように各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａあるいは段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに接合されている。
【００３２】
これにより、光学部品複合体Ａ，Ｂは、光学結晶２１，２２，２３にレーザ光が順次入射すると、通過したレーザ光の光学特性を変化させる光学フィルタ装置となる。例えば、光学結晶２１，２２は入射光の位相をずらして偏光状態を変化（偏光方向を回転）させる波長板として機能する。このため、レーザ光が光学結晶２１を通過することによって、通過後のレーザ光の偏光状態が変化し、この通過光が光学結晶２２を通過することによって、通過後のレーザ光の偏光状態が変化する。このような波長板としては、例えば、１／２波長板、１／４波長板等が知られている。
【００３３】
（３）光学部品複合体Ｃ
光学部品複合体Ｃは、串歯状金属ホルダではなく、複数の単歯状金属ホルダを用いる点で上述した光学部品複合体Ａ，Ｂとは異なる。この場合、図２（ｃ）に示すように、金属ホルダ１０ｂの突出部（取付部）１６の段部１６ａにＹＶＯ4からなる光学結晶２４が低融点ガラス３３により接合されている。なお、ＬｉＮｂＯ3からなる光学結晶２５あるいは銀を含有するガラスからなる光学結晶２６を接合するようにしてもよい。これにより、この光学部品複合体Ｃにそれぞれ異なる光学結晶２４，２５，２６を取り付け、３枚の光学結晶２４，２５，２６がそれぞれ平行になるように配列するようにすると、上述した光学部品複合体Ａ，Ｂと同様な光学フィルタ装置となる。
【００３４】
４．光学部品複合体の製造方法
（１）実施例１
ついで、上述のような非接合部（非固定部）ｘを有する実施例１の光学部品複合体Ａ，Ｂの製造工程について説明する。まず、光学結晶２１（２２，２３）を所定の部分（図５（ａ）において、２１ａ（２２ａ，２３ａ）が形成される部分）が成膜されるようなマスクあるいは治具に取り付けた。これを図示しないスパッタ蒸着装置にセットした後、光学結晶２１（２２，２３）の一端部の端縁からＴ1μｍまでの部位に、膜厚が０．０１μｍになるまでチタン（Ｔｉ）を蒸着してＴｉ層を成膜した。
【００３５】
この後、膜厚が０．２μｍになるまでニッケル（Ｎｉ）を蒸着してＮｉ層を成膜した。ついで、膜厚が０．５μｍになるまで金（Ａｕ）を蒸着してＡｕ層を成膜し、最後に、マスクあるいは治具を除去して、光学結晶２１（２２，２３）の一端部の端縁からＴ1μｍの部位に接合性が良好で、接合部での接合強度が大きい複数の金属からなる３層構造のメタライズ層２１ａ（２２ａ，２３ａ）を形成した。なお、メタライズ層２１ａ（２２ａ，２３ａ）は、光学結晶２１（２２，２３）への接着強度、光学結晶２１（２２，２３）の光学特性への影響等を考慮して、各膜の膜厚、材質、成膜法を適宜選択するようにすればよい。
【００３６】
一方、金属ホルダ１０（１０ａ）を図示しないメッキ槽に浸漬して、電解メッキ法により、まず、膜厚が５．０μｍになるようにニッケル（Ｎｉ）メッキを施した後、膜厚が１．０μｍになるように金（Ａｕ）メッキを施して、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（あるいは段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）がＡｕ−Ｓｎ合金からなる半田３１により接合されやすくした。なお、このメッキ処理による膜厚、メッキ金属の材質はこれに限られることはなく、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）への接合強度等を考慮して適宜選択するようにすればよい。
【００３７】
ついで、図３に示すように、セラミック製治具３０に金属ホルダ１０（１０ａ）と光学結晶２１，２２，２３とを載置するとともに、これらの間に幅が（Ｔ1−ｔ1）μｍで薄板状のＡｕＳｎ合金からなる半田３１を介在させた。なお、このとき、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位まではＡｕＳｎ合金からなる半田３１が存在しないように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけずらして半田３１を配置した。
【００３８】
この後、この治具３０を４０％の水素（Ｈ2）を含む窒素（Ｎ2）ガスの雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が３００℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＡｕＳｎ合金からなる半田３１を溶解した。これにより、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に光学結晶２１，２２，２３の端部が接合され、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁に非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製した。
【００３９】
なお、半田３１により金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに光学結晶２１，２２，２３を溶融接合するに際して、溶融した半田３１が、接合部から光学結晶２１，２２，２３の端縁に向けて（非接合部ｘの部位まで）垂れて広がらないような半田３１の使用量にするのが望ましい。
しかしながら、非接合部ｘの光学結晶２１，２２，２３の表面あるいは金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａの表面が溶融して垂れた半田３１により薄く覆われたしても、このように表面を覆った半田３１は、光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダの各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａとを接合するような作用を生じない。
【００４０】
このため、この部分で光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダの各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに固定されることはない。また、接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを設けた金属ホルダ１０ａにおいては、図２（ｂ）に示すように、各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａと各段部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂとの間に空間部ｙが生じて半田の逃げ部を形成することが可能となる。これにより、逃げ部に洩れた半田ｚと各光学結晶２１，２２，２３が接合することを防止できるようになる。
【００４１】
ここで、非接合部（非固定部）ｘの部位（光学結晶２１，２２，２３の半田３１の溶融接合により固定された部位の最縁部）が光学結晶２１，２２，２３の端縁から１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）になるように接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を複合体Ａ１（Ｂ１）とした。同様に、２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ２（Ｂ２）とし、３０μｍ（ｔ1＝３０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ３（Ｂ３）とし、５０μｍ（ｔ1＝５０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ４（Ｂ４）とした。また、比較のために、光学結晶２１，２２，２３の端縁まで（ｔ1＝０μｍ）接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ，Ｃ）を作製し、これを複合体Ａ５（Ｂ５）とした。
【００４２】
（２）実施例２
ついで、非接合部（非固定部）ｘを有する実施例２の光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。本実施例２の光学部品複合体Ａ（Ｂ）は、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位までは非接合部（非固定部）ｘを有するが、この非接合部ｘに対向する光学結晶２１，２２，２３の表面にはメタラズ層２１ａ，２２ａ，２３ａがないことに特徴がある。ついで、このような非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。
【００４３】
まず、光学結晶２１，２２，２３を所定の部分（図５（ｂ）において、２１ａ，２２ａ，２３ａが形成される部分）が成膜されるようなマスクあるいは治具に取り付け、これを図示しないスパッタ蒸着装置にセットした後、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位からＴ2μｍまでの部位に、膜厚が０．０１μｍになるまでチタン（Ｔｉ）を蒸着してＴｉ層を成膜した。この後、膜厚が０．２μｍになるまでニッケル（Ｎｉ）を蒸着してＮｉ層を成膜した。
ついで、膜厚が０．５μｍになるまで金（Ａｕ）を蒸着してＡｕ層を成膜し、最後に、マスクあるいは治具を除去した。これにより、光学結晶２１，２２，２３の下端部の端縁からｔ1μｍの部位からＴ2μｍまでの部位に接合性が良好で、接合部での接合強度が大きい複数の金属からなる３層構造のメタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａを形成した。なお、メタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａは、光学結晶２１，２２，２３への接着強度、光学結晶２１，２２，２３の光学特性への影響等を考慮して、各膜の膜厚、材質、成膜法を適宜選択するようにすればよい。
【００４４】
一方、金属ホルダ１０（１０ａ）を図示しないメッキ槽に浸漬して、電解メッキ法により、まず、膜厚が５．０μｍになるようにニッケル（Ｎｉ）メッキを施した後、膜厚が１．０μｍになるように金（Ａｕ）メッキを施して、金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）がＡｕＳｎ系半田３１により接合されやすくした。なお、このメッキによる膜厚、メッキ金属の材質はこれに限ることはなく、金属ホルダ１０（１０ａ）への接合強度等を考慮して適宜選択するようにすればよい。
【００４５】
ついで、図３に示すように、セラミック製治具３０に金属ホルダ１０（１０ａ）と光学結晶２１，２２，２３とを載置するとともに、これらの間に幅がＴ2μｍで薄板状のＡｕＳｎ合金からなる半田３１を介在させた。このとき、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍまでの部分はＡｕＳｎ合金からなる半田３１が存在しないように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけずらして半田３１を配置した。
【００４６】
この後、この治具３０を４０％の水素（Ｈ2）を含む窒素（Ｎ2）ガスの雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が３００℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＡｕＳｎ合金からなる半田３１を溶解した。これにより、光学結晶２１，２２，２３の端部が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に接合され、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁に非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製した。
【００４７】
ここで、メタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａの非形成部および非接合部（非固定部）ｘの部位（光学結晶２１，２２，２３の半田３１の溶融接合により固定された部位の最縁部）が１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）になるように接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を複合体Ａ６（Ｂ６）とした。同様に、２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ７（Ｂ７）とし、３０μｍ（ｔ1＝３０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ８（Ｂ８）とし、５０μｍ（ｔ1＝５０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ９（Ｂ９）とした。また、比較のために、光学結晶２１，２２，２３の端縁までメタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａを形成し（ｔ1＝０μｍ）、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁まで（ｔ1＝０μｍ）接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製し、これを複合体Ａ１０（Ｂ１０）とした。
【００４８】
（３）実施例３
ついで、非接合部（非固定部）ｘを有する実施例３の光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。本実施例３の光学部品複合体Ａ（Ｂ）の特徴的な点は、光学結晶２１，２２，２３にメタライズ層を、金属ホルダ１０（１０ａ）にメッキ層をそれぞれ形成することなく、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に低融点ガラス３２により接合されていることと、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位までは１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に接合しない非接合部（非固定部）ｘを有することにある。但し、金属ホルダ１０（１０ａ）の腐食が懸念される場合は金（Ａｕ）を最表面とするメッキを施すようにすればよい。
【００４９】
ついで、このような非接合部（非固定部）ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）の製造工程について説明する。まず、図３に示すように、セラミック製治具３０に金属ホルダ１０（１０ａ）と光学結晶２１，２２，２３とを載置するとともに、これらの間に幅がＴ2μｍで薄板状のＰｂＯ系低融点ガラス３２を介在させた。このとき、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位まではＰｂＯ系低融点ガラス３２が存在しないように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけずらしてＰｂＯ系低融点ガラス３２を配置した。
【００５０】
この後、この治具を１００％の窒素（Ｎ2）ガス雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が４８０℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＰｂＯ系低融点ガラス３２を溶解した。これにより、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａ（１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ）に接合され、かつ光学結晶２１，２２，２３の端縁に非接合部（非固定部）Ｘを有する光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製した。
【００５１】
なお、ＰｂＯ系低融点ガラス３２で光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａとを接合するに際して、溶融したＰｂＯ系低融点ガラス３２が、接合部から光学結晶２１，２２，２３の端縁に向けて（非接合部ｚの部位まで）垂れて広がらないような低融点ガラス３２の使用量にするのが望ましい。しかしながら、非接合部ｘの光学結晶２１，２２，２３の表面あるいは１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａの表面が溶融して垂れた低融点ガラス３２により薄く覆われたとしても、このように表面を覆った低融点ガラス３２は接合作用を生じないため、この部分で光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）の各接合面１１ａ，１２ａ，１３ａに固定されることはない。
【００５２】
そして、非接合部ｘの部位（低融点ガラス３２の溶融接合により固定された部位の最縁部）を光学結晶２１，２２，２３の端縁から１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）になるように接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を複合体Ａ１１（Ｂ１１）とした。同様に、２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ１２（Ｂ１２）とし、３０μｍ（ｔ1＝３０μｍ）になるように接合した光学部品複合体３０を複合体Ａ１３（Ｂ１３）とし、５０μｍ（ｔ1＝５０μｍ）になるように接合したものを複合体Ａ１４（Ｂ１４）とした。また、比較のために、光学結晶２１，２２，２３の端縁（ｔ1＝０μｍ）まで接合した光学部品複合体Ａ（Ｂ）を作製し、これを複合体Ａ１５（Ｂ１５）とした。
【００５３】
（４）実施例４
ついで、光学部品複合体Ｃの製造工程について説明する。この場合は、串歯状金属ホルダではなく、複数の単歯状金属ホルダを用いる点で上述した各実施例と異なる。そして、光学結晶２４（２５，２６）が金属ホルダ１０ｂの段部１６ａの表面（接合面）に低融点ガラス３３により接合されている。なお、接合方法については上述した光学部品複合体Ａ，Ｂの場合と同様である。
【００５４】
このような光学部品複合体Ｃの製造工程においては、図３（ｂ）に示すように、セラミック製治具３０ａに金属ホルダ１０ｂと光学結晶２４（２５，２６）とを載置するとともに、これらの間に段部１６ａの幅を有する薄板状のＰｂＯ系低融点ガラス３３を介在させた。この後、この治具を１００％の窒素（Ｎ2）ガス雰囲気のリフロー炉中で、移動速度が１００ｍｍ／分のベルト上に配置し、最高温度が４８０℃で１０分間加熱されるようなリフロー条件（昇温プロファイル）で加熱処理して、ＰｂＯ系低融点ガラス３３を溶解した。これにより、光学結晶２４（２５，２６）が金属ホルダ１０ｂの段部１６ａに接合された光学部品複合体Ｃが作製されることとなる。
【００５５】
４．熱冷試験
ついで、上述のように作製した各光学部品複合体Ａ（Ａ１〜Ａ１２），Ｂ（Ｂ１〜Ｂ１２）を１００個づつ用いて、これらを−４０℃に冷却してこの状態を３０分間維持し、さらに＋８５℃まで加熱してこの状態を３０分間維持するというサイクルを繰り返す熱冷試験を行った。そして、各複合体Ａ（Ａ１〜Ａ１２），Ｂ（Ｂ１〜Ｂ１２）に割れが発生した割合（割れの発生率（％））を測定すると下記の表１に示すような結果となった。
【００５６】
【表１】
上記表１の結果から明らかなように、光学部品複合体Ａ，Ｂを実施例１〜３のいずれの方法により作製しても、光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダ１０（１０ａ）との非接合部ｘ（ｙ，ｚ）が光学結晶２１，２２，２３の端縁から０μｍ（ｔ1＝０μｍ）、即ち非接合部ｘがない複合体Ａ５（Ｂ５），Ａ１０（Ｂ１０），Ａ１５（Ｂ１５）においては、光学結晶２１，２２，２３の割れの発生率が９２％、９５％、９８％と高率であることが分かる。これは、光学結晶２１，２２，２３と金属ホルダ１０（１０ａ）が接合されたときに、光学結晶２１，２２，２３に熱応力に起因する歪みが生じ、この歪みが加熱、冷却を繰り返す毎に拡大して、やがては光学結晶２１，２２，２３に割れが生じたためであると考えられる。なお、光学結晶２２は光学結晶２３よりも厚みの薄い光学結晶を用いているため、光学結晶２２の方が光学結晶２３よりもより割れが生じやすかった。
【００５８】
一方、複合体Ａ１〜Ａ４（Ｂ１〜Ｂ４）、複合体Ａ６〜Ａ９（Ｂ６〜Ｂ９）、複合体Ａ１１〜Ａ１４（Ｂ１１〜Ｂ１４）のように、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）に接合されない非接合部ｘが、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけ離れていると、光学結晶２１，２２，２３の割れの発生率が減少することが分かる。これは、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍだけ離れていることにより、光学結晶２１，２２，２３が金属ホルダ１０（１０ａ）に接合されたときに、光学結晶２１，２２，２３に生じる熱応力に起因する歪みの発生を効果的に防止できるようになったためと考えられる。
【００５９】
しかしながら、非接合部ｘを設けるようにしても、複合体Ａ１（Ｂ１），Ａ６（Ｂ６），Ａ１１（Ｂ１１）のように、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁から１０μｍ（ｔ1＝１０μｍ）と小さいと、光学結晶２１，２２，２３の割れの発生率が５０％、６２％、７１％と大きくなることが分かる。これは、特に、端縁が切断縁となる光学結晶２１，２２，２３にあっては、切断時に切断縁に微少なクラックや歪みが生じているため、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁から短すぎると、金属ホルダ１０（１０ａ）に接合したときに、これらの微少なクラックや歪みに熱応力が作用して成長し、これが加熱、冷却を繰り返す毎に拡大して、割れの発生率が増大したと考えられる。
【００６０】
一方、複合体Ａ２〜Ａ４（Ｂ２〜Ｂ４）、複合体Ａ７〜Ａ８（Ｂ７〜Ｂ８）、複合体Ａ１２〜Ａ１４（Ｂ１２〜Ｂ１４）のように、非接合部ｘが光学結晶２１，２２，２３の端縁から２０μｍ（ｔ1＝２０μｍ）以上になると、割れの発生率が５％，７％，３％あるいは０％に減少することが分かる。これは、光学結晶２１，２２，２３の端縁から２０μｍ以上にわたって非接合部が存在すると、金属ホルダ１０（１０ａ）に光学結晶２１，２２，２３が接合したときに、切断時に切断縁に生じた微少なクラックや歪みに熱応力が作用しにくくなっためと考えられる。このことから、非接合部の距離（光学結晶２１，２２，２３が半田３１あるいは低融点ガラス３２の溶融接合により固定された部位の最縁部までの距離）は光学結晶２１，２２，２３の端縁から２０μｍ以上にするのが望ましいということができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明においては、光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））が半田３１あるいは低融点ガラス３２（３３）で金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）の突出部１１，１２，１３（１６）に接合されて固定されており、かつ光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））端部の端縁に非接合部ｘあるいは空隙部１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ（１６ｂ）を有して取付部１４（１６）に接合されている。このため、光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））が金属ホルダ１０（１０ａ，１０ｂ）に接合された際の熱応力に起因する光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））の歪みによる影響を軽減することが可能となる。また、これによって、光学結晶２１，２２，２３（２４（２５，２６））の端部に割れやクラックが発生するのを防止できるようになる。
【００６２】
なお、上述した各実施例においては、３個の突出部１１，１２，１３が串歯状に形成された取付部１４を備えた金属ホルダ１０（１０ａ）を用いる例、あるいは１個の突出部１６が単歯状に形成された本体部１７を備えた金属ホルダ１０ｂについて説明したが、突出部の個数は３個あるいは１個に限らず、２個あるいは４個もしくは５個以上設けるようにしてもよい。この場合、光学部品複合体の用途に応じて、組み合わされる光学結晶の個数に対応して設けるようにする必要がある。そして、２個の突出部が配設された場合であっても串歯状ということとする。
【００６３】
また、上述した各実施例においては、平面形状が四角形状で板状の光学結晶を用いて、この光学結晶の端部を金属ホルダの突出部の接合面に接合するに際して、光学結晶の端部の端縁から所定の距離だけ非接合部を設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず各種の変形が可能である。例えば、図５（ｃ）に示すように、光学結晶２１，２２，２３の端縁からｔ1μｍの部位からＴ2μｍまでの部位で両端部からｔ2μｍまでの部位を除いてメタライズ層２１ａ，２２ａ，２３ａを形成するようにして、光学結晶の一端部の端縁から所定の距離で両端部の部分に非接合部を設けるようにしてもよい。
【００６４】
また、平面形状が円形状の光学フィルタを用いる場合には、円周部の一部を金属ホルダに接合するとともに、周端縁から所定の距離だけ非接合部を設けるようにすればよい。要するに、光学フィルタの少なくとも端部を金属ホルダに接合するとともに、端縁から所定の距離だけ非接合部を設けるようにすればよい。さらに、光学フィルタの平面形状としては四角形状、円形状に限らず、各種の平面形状のものを用いることができる。また、平板状で球面あるいは凹面を有するものを用いることができる。さらに、平板状に限らず、柱状、三角錐状、円錐状、球状などの各種形状のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金属ホルダを模式的に示す斜視図である。
【図２】 図１に示す金属ホルダに光学部品が接合された光学部品複合体を模式的に示す正面図である。
【図３】 接合用の治具内に金属ホルダと光学部品を装着した状態を模式的に示す上面図である。
【図４】 金属ホルダと光学部品の接合状態を模式的に示す断面図である。
【図５】 光学部品の表面にメタライズ層を形成した状態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ…金属ホルダ、１１，１２，１３…突出部、１１ａ，１２ａ，１３ａ…接合面、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ…段部、１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ…空隙、１４…取付部、１５…本体部、１５ａ…把持部、１６…突出部（取付部）、１６ａ…段部、１６ｂ…空隙、１７…本体部、２１，２２，２３…光学部品、２４（２５，２６）…光学部品、３１…半田、２１ａ，２２ａ，２３ａ…メタライズ層、３１…半田、３２，３３…低融点ガラス、Ａ，Ｂ，Ｃ…光学部品複合体（光学フィルタ装置）
Claims (18)
- 光が入射する複数の光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定する金属ホルダであって、
前記複数の光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、
前記取付部に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための串歯状に形成された複数の突出部が該取付部の根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされていることを特徴とする金属ホルダ。 - 光が入射する光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定する金属ホルダであって、
前記光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、
前記取付部に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための突出部が該取付部の根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に前記光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされていることを特徴とする金属ホルダ。 - 光が入射する複数の光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定する金属ホルダであって、
前記複数の光学部品を接合、固定する取付部を備えるとともに、
前記取付部に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部を一面のみで接合、固定するための串歯状に形成された複数の突出部が該取付部の根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に前記光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされていることを特徴とする金属ホルダ。 - 前記金属ホルダは熱膨張係数が前記光学部品と近似するＦｅとＮｉを主成分とする合金、ＦｅとＮｉとＣｏを主成分とする合金、あるいはステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の金属ホルダ。
- 光が入射する複数の光学部品が半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により金属ホルダに固定された光学部品複合体であって、
前記金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされた取付部を備え、
前記突出部の接合面の各々に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されていることを特徴とする光学部品複合体。 - 光が入射する光学部品が半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により金属ホルダに固定された光学部品複合体であって、
前記金属ホルダは本体部から突出する突出部が根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に前記光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされた取付部を備え、
前記段部の接合面に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが前記半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されていることを特徴とする光学部品複合体。 - 光が入射する複数の光学部品が半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により金属ホルダに固定された光学部品複合体であって、
前記金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されていて該突出部の一表面が接合面となされた取付部を備え、
前記突出部の接合面の各々に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみが前記半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されているとともに、該一端部の端縁は前記突出部の接合面との間に空隙を有していることを特徴とする光学部品複合体。 - 光が入射する複数の光学部品が半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により金属ホルダに固定された光学部品複合体であって、
前記金属ホルダは串歯状に形成された複数の突出部が根本側より突出して配設されているとともに、該突出部の一表面に前記光学部品を接合するための段部が配設されていて該段部の一表面が接合面となされた取付部を備え、
前記段部の接合面の各々に前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の端縁の一面のみが前記半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定されていることを特徴とする光学部品複合体。 - 前記光学部品の前記半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により固定された部位の最縁部は前記光学部品の端縁から少なくとも２０μｍ以上離れた位置であることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載の光学部品複合体。
- 前記光学部品はアルミナ、ＬｉＮｂＯ3またはＹＶＯ4からなることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかに記載の光学部品複合体。
- 前記光学部品の少なくとも前記半田あるいは低融点ガラスの溶融により接合される部位の表面は該光学部品と接合性が良好で接合強度が大きい複数の金属からなるメタライズ層を備えたことを特徴とする請求項５から請求項１０のいずれかに記載の光学部品複合体。
- 前記金属ホルダは熱膨張係数が前記光学部品と近似するＦｅＮｉを主成分とする合金、ＦｅＮｉＣｏを主成分とする合金、あるいはステンレス鋼からなることを特徴とする請求項５から請求項１１のいずれかに記載の光学部品複合体。
- 前記金属ホルダの少なくとも前記半田あるいは低融点ガラスに接合される部位の表面は耐食性が良好で接合強度が大きい複数の金属からなるメッキ層を備えたことを特徴とする請求項５から請求項１１のいずれかに記載の光学部品複合体。
- 前記半田はＡｕＳｎ合金、ＡｕＡｇＣｕ合金、ＳｎＡｇ合金あるいはＰｂＳｎ合金であることを特徴とする請求項５から請求項１３のいずれかに記載の光学部品複合体。
- 光が入射する光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により金属ホルダに固定させた光学部品複合体の製造方法であって、
前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみとの接合面となる段部を有する突出部が根本側より突出して配設された取付部を備えた金属ホルダを治具内に配置する配置工程と、
前記光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の一面と前記突出部の表面に形成された段部の接合面との間に前記半田あるいは低融点ガラスを狭持させる狭持工程と、
前記半田あるいは低融点ガラスを溶融させる溶融工程とを備えたことを特徴とする光学部品複合体の製造方法。 - 光が入射する複数の光学部品を半田あるいは低融点ガラスの溶融接合により金属ホルダに固定させた光学部品複合体の製造方法であって、
前記複数の光学部品の前記光の入射面あるいは出射面の一端部の一面のみとの接合面となる複数の突出部が根本側より突出して串歯状に配設された取付部を備えた金属ホルダを治具内に配置する配置工程と、
前記複数の光学部品の光の入射面あるいは出射面の少なくとも一方の一端部の端縁は前記接合面に接合されないように前記半田あるいは低融点ガラスを該端縁からずらして前記光学部品の一面と前記突出部の接合面との間に狭持させる狭持工程と、
前記半田あるいは低融点ガラスを溶融させる溶融工程とを備えたことを特徴とする光学部品複合体の製造方法。 - 前記光学部品の少なくとも前記半田あるいは低融点ガラスの溶融により接合される部位の表面に、予め該光学部品と接合性が良好で接合強度が大きい複数の金属からなるメタライズ層を形成するメタライズ工程を備えるようにしたことを特徴とする請求項１６に記載の光学部品複合体の製造方法。
- 前記金属ホルダの少なくとも前記半田あるいは低融点ガラスの溶融により接合される部位の表面に、予め耐食性が良好で接合強度が大きい複数の金属からなるメッキ層を形成するメッキ工程を備えるようにしたことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の光学部品複合体の製造方法。
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