JPH0360092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明はレンズ付半導体発光装置、詳しくは発
光パターンが広い半導体発光装置（半導体レー
ザ、発光ダイオード等）にレンズを用い、出射角
がきわめて狭くなるように光ビームを絞ることが
可能であり、かつ、温度変化、経時変化の影響を
受けることが少ない装置に関する。

(2) 技術の背景 従来のレンズ付半導体発光装置は第１図ａに正
面図に示され、同図において、１はステム、２は
スタツド、３はレーザチツプ、４はダイヤモンド
ヒートシンク、５は電極、６は電極とレーザチツ
プを接続する30μm直径のワイヤを示す。他方レ
ンズホルダ７は第１図ｂに拡大して示され、この
レンズホルダ７の中心には貫通孔があけてあり、
この貫通孔に直径0.8mm程度のレンズが固定され
ている。

レーザチツプ３から20゜〜30゜の拡がりをもつて
放射される光ビームは、レンズホルダ７の前方に
配置された口径8μmのシングル・モードの光フア
イバに絞り込まれるよう前記したレンズを用いて
コリメート（平行方向並びかえ）される。

レンズホルダ７はインジウム・錫（InSn）半
田でスタツド２に固着され、他方スタツド２は銀
ろう付けによつてステム１のベース１ａに固着さ
れる。またレーザチツプ３は金・錫（AuSn）ペ
ーストによつてヒートシンク４に接着される。光
ビームが放射されているとき電極５の取り付けら
れた部分は400℃の高温に加熱される。図示の装
置は１のモジユールとして光通信の分野で多用さ
れている。

(3) 従来技術と問題点 従来は半導体レーザ等のチツプが接着されたス
タツドに直接レンズホルダを固定していた。その
ためにレンズホルダ面のごく限られた部分のみが
スタツドに接して固着され、接着用の半田または
金属ぺーストの“のり”や付着の均一性に満足す
べきものが得られなかつた。

図示のモジユールは現実の使用においては例え
ばマンホール内に配置されるが、そこでは四季を
通し０℃近くから50℃までの範囲内の温度変化が
ある。他方、電極５は前記した400℃の高温にま
で加熱される。

レンズホルダ７およびスタツド２はスーパーイ
ンバー（FeNi）で作られ、この材料の線膨張率
は10^-7のオーダーのものである。そしてレンズホ
ルダは0.2μmの精度でもつて取り付けられる。そ
れにもかかわらず、現実の使用においては前記の
条件の下でレンズホルダを固着する半田に経時変
化が認められ、取付け位置が最初の位置から変動
する（ずれる）ことがあり、そうすると8μm口径
の光フアイバに光ビームを絞り込むことができな
くなるおそれがある。

(4) 発明の目的 本発明は上記従来の問題に鑑み、発光パターン
が広い半導体レーザ、発光ダイオードの如き半導
体発光装置にレンズを用い出射角が狭くなる如く
光ビームをコリメートする装置において、温度変
化、経時変化に対し信頼性が高く、光フアイバに
常に光ビームを正確に絞り込むことが保障された
レンズ付発光装置を提供することを目的とする。

(5) 発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、半導体発光
装置から出る放射ビームをコリメートするレンズ
を取付けたレンズ付半導体発光装置において、中
心部に貫通孔を設けた円板状レンズホルダと、上
方中央に切欠部が設けられた凹状の側端面を有す
るスタツドとを有し、前記レンズホルダが、前記
スタツドの側端面における該切欠部の両側部分と
下方部分にロウ付けされてなり、前記切欠部の中
央に半導体レーザチツプが配置され、前記半導体
レーザから出る放射ビームを前記レンズでコリメ
ートすることを特徴とするレンズ付半導体発光装
置を提供することによつて達成される。

(6) 発明の実施例 以下本発明実施例を図面によつて詳説する。

第２図ａとｂに本発明実施例が正面図と斜視図
で示され、同図において第１図に示した部分と同
じ部分は第１図の符号の前に１を加えた10台の符
合を付して表示する。本発明実施例は、レンズホ
ルダとそれが取り付けられるスタツドのみが従来
例と異なるものであるので、以下にはこれら２部
分のみについて説明する。その他の部分は従来例
の対等部分と同一構成の同一機能をもつものであ
る。

本願発明者は、従来例においてレンズホルダ７
は、スタツド２に１方向（横方向）にのみ固定さ
れていること、すなわちレンズホルダ７の下方半
部分のみがスタツドに半田付けされており、レン
ズホルダとスタツドとの接触面積が小であること
が前記した従来技術の問題点の原因であることを
確認した。そしてかかる弱点を改良するために、
レンズホルダを３方向（横方向に１、上下方向に
２）から固定することを考えた。

そのためには、レンズホルダ１７を中心に貫通
孔をあけた直径３mmの円板状のものにスーパーイ
ンバーで形成し、また同じくスーパーインバーで
作つたスタツド１２には、第２図ａの正面図に見
られる如く、上方中央部分を凹形に切り落した切
欠部を形成した。スタツド１２の図に見て左右方
向の幅は、レンズホルダ１７の寸法に対応して４
mmに設定した。前記切欠部はそのほぼ中央に接着
されるレーザチツプ１３へワイヤ１６を接続する
ため等のために必要な空隙を提供する。そしてレ
ンズホルダ１７をスタツド１２の第２図ａに点線
で示す位置に鉛錫（PbSn）半田で固着する。

その結果、レンズホルダ１７は第２図ａに矢印
で示す３方向（横方向１、上下方向２）からスタ
ツド１２に固定され、従来例の１方向に固定され
た場合に比べ、温度変化の激しい状況下において
も、長期にわたり位置変動をきわめて小に抑える
ことが可能になる。

(7) 発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明によれば、レ
ンズ付半導体発光装置において、温度変化、経時
変化に対しレンズを正確に位置ぎめして保持しう
るレンズ取付け手段が提供され、光フアイバに用
いる前記モジユールの信頼性向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来のレンズ付半導体発光装置の正
面図、第１図ｂはレンズホルダの拡大斜視図、第
２図ａとｂは本発明実施例の正面図と斜視図であ
る。 １１…ステム、１２…スタツド、１３…レーザ
チツプ、１４…ダイヤモンドヒートシンク、１５
…電極、１６…ワイヤ、１７…レンズホルダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体発光装置から出る放射ビームをコリメ
   ートするレンズを取付けたレンズ付半導体発光装
   置において、 中心部に貫通孔を設けた円板状レンズホルダ
   と、上方中央に切欠部が設けられた凹状の側端面
   を有するスタツドとを有し、 前記レンズホルダが、前記スタツドの側端面に
   おける該切欠部の両側部分と下方部分にロウ付け
   されてなり、 前記切欠部の中央に半導体レーザチツプが配置
   され、前記半導体レーザから出る放射ビームを前
   記レンズでコリメートすることを特徴とするレン
   ズ付半導体発光装置。