JP6332347B2 - 光モジュール - Google Patents
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Description
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の光モジュールは、光半導体素子を含む本体部と、本体部を取り囲む保護部材と、を備える。保護部材は、ベース部と、キャップと、透過部材とを含む。ベース部は本体部を支持する。キャップは貫通穴を有し、本体部を覆い、ベース部に接合される。透過部材は貫通穴を覆うようにキャップに固定され、光半導体素子に対応する波長の光を透過する材料からなる。
次に、本発明にかかる光モジュールの一実施の形態を、図1〜図3を参照しつつ説明する。図1は、本実施の形態における光モジュール1の構造を示す概略斜視図である。図2は、図1のキャップ40を取り外した状態に対応する図である。図3は、図2に対応する概略平面図である。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
次に図4および図5を参照して、キャップ40および透過部材41の構造について説明する。図4は、側面40B側から平面視したキャップ40の構造を示す概略平面図である。図5は、図4の線分V−Vに沿う断面を矢印の向きに見た状態に対応する概略断面図である。図4および図5を参照して、キャップ40は側面40B内に貫通穴55を有する。透過部材41は、その貫通穴55を覆うようにキャップ40に対して低融点ガラス42を介して固定されている。透過部材41は、レーザダイオード81,82,83からの光が入射する第2の面41Bと、第2の面41Bに入射した光が光モジュール1の外部へ出射する第1の面41Aとを有する。透過部材41の第2の面41Bはキャップ40と接合される。ベース部としてのステム10と接合されることによりキャップ40は当初の形状に対して変形している。そのキャップ40の変形に伴い、透過部材41に歪みや反りが生じている。
次に、図8を参照して変位量および反り量について説明する。変位量とは、透過部材41がキャップ40から取り外された状態における第1の面41A内の一の点の高さを0とし、光モジュール1の外部に向かう側を正としたときの、透過部材41がキャップ40に固定された状態における上記一の点の光軸方向の高さである。図8を参照して変位量を具体的に説明する。実線で表される状態Aは、透過部材41がキャップ40に固定された状態を示す。状態B(破線)で表される状態Bは、透過部材41がキャップ40から取り外された状態を示す。
(透過部材の反り量)
3次元光学プロファイラ(キヤノン株式会社製)を使用して、光モジュール1の光軸Lと垂直に交わる平面に投影した透過部材41の投影像の重心Gから半径300μm以内の、投影像100上の領域に対応する第1の面41Aの領域内における透過部材41の反り量を測定した。本実施例においては、中心点Cを通過する測地線上の反り量のうち最大の反り量を有する測地線が第1の測地線となるように第1の測地線と第2の測地線を設定した。
透過窓の耐久性試験の後に実体顕微鏡で透過部材上の割れの有無を観察した。耐久性試験は以下のように行った。まず−40℃/85℃のヒートサイクル試験を50サイクル(1サイクル=1時間)繰り返した。その後85℃/85%の高温高湿放置試験を50時間実施した
リーク(漏れ)の有無はHeリーク検査で判定した(合格基準:リークレート<1×10−10Pa・m3/秒)。
10 ステム
10A 一方の主面
10B 他方の主面
20 本体部
30 電子冷却モジュール
31 吸熱板
32 放熱板
33 半導体柱
40 キャップ
40A 頂面
40B,40C 側面
41 透過部材
41A,41A1,41A2 第1の面
41B,41B1,41B2 第2の面
42 低融点ガラス
51 リードピン
55 貫通穴
60 基板
60A 一方の主面
60B 他方の主面
61 ベース領域
62 チップ搭載領域
63 第1チップ搭載領域
64 第2チップ搭載領域
71 第1サブマウント
72 第2サブマウント
73 第3サブマウント
77 第1レンズ保持部
78 第2レンズ保持部
79 第3レンズ保持部
81 赤色レーザダイオード
82 緑色レーザダイオード
83 青色レーザダイオード
88 第1フィルタ保持部
89 第2フィルタ保持部
91 第1レンズ
92 第2レンズ
93 第3レンズ
91A,92A,93A レンズ部
97 第1フィルタ
98 第2フィルタ
100 投影像
102 第1の軸
104 第2の軸
106 第1の測地線
108 第2の測地線
110 透過部材接合部
112 透過部材接合部
120 領域
121 等高線
122 領域
123 等高線
124 領域
125 グラフ
126 チャート
127 グラフ
128 チャート
130,132,134 領域
140,142,144 領域
201 比較例のデータ群
202 第1の実施例のデータ群
203 第2の実施例のデータ群
204 破線
Claims (9)
- 光半導体素子を含む本体部と、
前記本体部を取り囲む保護部材と、を備える光モジュールであって、
前記保護部材は、
前記本体部を支持するベース部と、
貫通穴を有し、前記本体部を覆い、前記ベース部に接合されるキャップと、
前記貫通穴を覆うように前記キャップに固定され、前記光半導体素子に対応する波長の光を透過する材料からなる透過部材と、を含み、
前記キャップは一の面において開口する中空直方体状の形状を有し、
前記透過部材は、光が入射または出射する第1の面および第2の面を有し、
前記光モジュールの光軸と垂直に交わる平面に投影した前記透過部材の投影像の重心で互いに直交する第1の軸および第2の軸を設定し、前記第1の軸に対応する前記第1の面上の測地線を第1の測地線とし、前記第2の軸に対応する前記第1の面上の測地線を第2の測地線とし、前記重心に対応する前記第1の面上の点を中心点とした場合において、前記透過部材が前記キャップから取り外された状態における前記第1の面内の一の点の高さを0とし、前記光モジュールの外部に向かう側を正としたときの、前記透過部材が前記キャップに固定された状態における前記一の点の前記光軸方向の高さである変位量の、前記中心点における値と、前記重心から所定の距離離れた前記投影像上の点である参照点に対応する前記第1の面上の点である基準点における値との差である反り量が、前記第1の測地線上の値と前記第2の測地線上の値とで異なり、
前記透過部材は、前記第1の面または前記第2の面において前記キャップと接合され、
前記投影像の前記重心から半径300μm以内の前記投影像上の領域に対応する前記第1の面の領域内における前記反り量の最大値は0.03μm以上0.15μm以下である、
光モジュール。 - 前記透過部材を構成する材料はガラスである、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記キャップは、前記ベース部に接合される領域を含む側面と、前記側面の前記ベース部に接合される領域とは反対側に接続される頂面とを有し、
前記貫通穴は、前記側面に形成されている、請求項1又は請求項2に記載の光モジュール。 - 前記第1の測地線上の反り量および前記第2の測地線上の反り量はいずれも正の値であるか、またはいずれも負の値である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光モジュール。
- 前記第1の測地線上の反り量および前記第2の測地線上の反り量のうちいずれか一方は正の値であり、他方は負の値である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光モジュール。
- 前記透過部材は、前記キャップに対して低融点ガラスを介して接合されている、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光モジュール。
- 前記透過部材において、前記キャップに接合される領域である接合領域の面積は、前記第1の面または第2の面のうち前記接合領域を有する側の面の面積の60%以上である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の光モジュール。
- 前記透過部材において、前記キャップに接合される領域である接合領域の面積は、前記第1の面または第2の面のうち前記接合領域を有する側の面の面積の80%以下である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の光モジュール。
- 前記光半導体素子はレーザダイオードである、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の光モジュール。
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