JPH08146276A - レンズ付きホルダ - Google Patents

レンズ付きホルダ

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JPH08146276A
JPH08146276A JP28192994A JP28192994A JPH08146276A JP H08146276 A JPH08146276 A JP H08146276A JP 28192994 A JP28192994 A JP 28192994A JP 28192994 A JP28192994 A JP 28192994A JP H08146276 A JPH08146276 A JP H08146276A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
low melting
thermal expansion
holder
melting point
Prior art date
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Pending
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JP28192994A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Kobayashi
義宏 小林
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】急な温度変化時にも低融点ガラス、レンズ、低
融点ガラス−レンズ封着界面、及び低融点ガラス−金属
ホルダ封着界面での剥離、クラック等の発生を無くすこ
とを目的とする。 【構成】金属ホルダ2内にレンズ1を挿入し、両者の間
隙を低融点ガラス3で封着してなるレンズ付きホルダに
おいて、前記金属ホルダ2にマルテンサイト系ステンレ
ス鋼もしくはフェライト系ステンレス鋼を用い、低融点
ガラス3の熱膨張係数を金属ホルダ2の熱膨張係数より
もわずかに小さくした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等の光源に使用
される半導体レーザモジュール等の光学系に用いられる
レンズ付きホルダの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体発行素子と光ファイバと
の光学的な結合には、屈折率分布型レンズ、ボールレン
ズ、及び非球面レンズが広く使われている。
【0003】従来、これらレンズを固定する場合には、
接着剤を用いる方法、圧入する方法、半田付けする方
法、ガラスモールド一体成形、及び低融点ガラスで固定
する方法が知られている。この中で、接着は使用温度範
囲が狭くアウトガスの発生問題があり、圧入はレンズの
割れ問題があり、半田付けはクリープ現象問題があるた
め、低融点ガラス固定が最も長期信頼性の高い固定方法
である。
【0004】金属にレンズを低融点ガラスによって固定
した構造は実公昭56−53571号により公知であ
る。
【0005】また、特開平2−281201号には熱膨
張係数120×10-7/℃のレンズを熱膨張係数170
×10-7/℃のステンレス鋼製の金属ホルダに熱膨張係
数110×10-7/℃(80〜130×10-7/℃の範
囲で可)の低融点ガラスで固定した構造としたことによ
り、レンズと低融点ガラスの熱膨張係数の差をわずかな
ものとして両者の封着界面に作用する応力を大幅に低減
出来ることが記載されている。
【0006】また、本出願人の特開平5−80240号
は、金属ホルダの材質をFe−Ni合金とし、低融点ガ
ラスの熱膨張係数を金属ホルダの熱膨張係数よりもわず
かに小さくしたことにより、焼成後の常温時には、金属
ホルダと低融点ガラスとの封着界面には軽く圧縮応力が
作用している状態にあり、その圧縮力が更に低融点ガラ
スとレンズとの封着界面にはたらき、金属ホルダと低融
点ガラスとレンズ間に適当なバランスが保たれ、温度上
昇時においても引っ張り応力とはならず剥離、クラッ
ク、歪の発生しないことが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術による
と、特開平2−281201号の場合、金属ホルダと低
融点ガラスとは熱膨張係数の差が大きいために温度上昇
時に金属ホルダがレンズ、低融点ガラスよりも膨張が大
きく、したがって金属ホルダと低融点ガラスとの封着界
面に引っ張り応力が作用して、クラック等を生じてい
た。
【0008】また、特開平5−80240号の場合、レ
ンズの熱膨張係数として最適の条件が示されておらず、
低融点ガラスの熱膨張係数より小さいとレンズと低融点
ガラスの封着界面に過大な圧縮応力が働き、また熱膨張
係数105×10-7/℃以上のレンズでは低融点ガラス
とレンズの封着界面に引っ張り応力が作用するために、
いずれの場合においても、レンズもしくは低融点ガラス
内部にクラック等を生じていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
図1、図2に示すような金属ホルダ2内にレンズ1を挿
入し、両者の間隙を低融点ガラス3で封着してなるレン
ズ付きホルダにおいて、前記金属ホルダ2にマルテンサ
イト系ステンレス鋼、もしくはフェライト系ステンレス
鋼を用いて、金属ホルダ、レンズ、低融点ガラスの熱膨
張係数の整合をとり、特に低融点ガラスの熱膨張係数を
金属ホルダの熱膨張係数よりもわずかに小さくすること
により、急な温度変化を伴う環境下において低融点ガラ
ス−レンズ封着界面、低融点ガラス−金属ホルダ封着界
での剥離、クラック等が生じないことを見出した。
【0010】また本発明は、図1、図に示すような金属
ホルダ2内にレンズ1を挿入し、両者の間隙を低融点ガ
ラス3で封着してなるレンズ付きホルダにおいて、熱膨
張係数の整合条件として、マルテンサイト系ステンレス
鋼もしくはフェライト系ステンレス鋼を用いた金属ホル
ダの熱膨張係数をα1 ×10-7/℃、レンズの熱膨張係
数をα2 ×10-7/℃、低融点ガラスの熱膨張係数をα
3 ×10-7/℃としたとき、各膨張係数の組合せが下記
の条件から選択されることにより、低融点ガラス−レン
ズ封着界面、低融点ガラス−金属ホルダ封着界での剥
離、クラック等が生じないレンズ付きホルダを容易に得
られることを見出し、特に低融点ガラスの熱膨張係数を
金属ホルダの熱膨張係数よりもわずかに小さくすること
により、上記効果を高められることを見出した。
【0011】α1 =(100〜130) α2 =( 80〜130) α3 =α1 −(5〜40) かつ α2 −(5〜40)
【0012】
【実施例】以下、本発明実施例を図によって説明する。
図1は本発明の第一実施例を示すレンズ付きホルダの断
面図で、焼成時にレンズの位置がずれないようにレンズ
乗せ部21を有した金属ホルダ2にレンズ1を挿入し、
鉛ガラスを主成分とした低融点ガラス3にて固定したも
のである。図1の各部材の材質及び熱膨張係数は、レン
ズがSFL03の非球面レンズで112×10-7/℃、
金属ホルダがマルテンサイト系ステンレス鋼SUS44
0Bで117×10-7/℃、低融点ガラスが焼成温度4
00〜450℃の鉛ガラス系低融点ガラスで83×10
-7/℃とした。
【0013】このように、金属ホルダ2の材質をマルテ
ンサイト系ステンレス綱、もしくはフェライト系ステン
レス鋼として、熱膨張係数をレンズ1と低融点ガラス3
に近いものとしたので、温度変化時の金属ホルダ2と低
融点ガラス3との封着界面4及び低融点ガラス3とレン
ズ1との封着界面5にはわずかの応力がかかるのみであ
る。
【0014】金属ホルダの材質は、SUS405、SU
S410L、SUS430、SUS430F、SUS4
34、SUS447J1、SUSXM27等のフェライ
ト系ステンレス鋼、及びSUS403、SUS410J
1、SUS410F2、SUS416、SUS420J
1、SUS420J2、SUS420F、SUS420
F2、SUS431、SUS440A、SUS440
B、SUS440C,SUS440F等のマルテンサイ
ト系ステンレス鋼が望ましく、いずれも100〜300
℃での熱膨張係数が100〜130×10-7/℃であ
る。
【0015】さらに、低融点ガラス3の熱膨張係数を金
属ホルダ2よりもわずかに小さくしたので、常温で金属
ホルダ2が低融点ガラス3を軽く圧縮している状態にあ
る。一方熱膨張係数が83×10-7/℃の低融点ガラス
3と熱膨張係数が112×10-7/℃のレンズとの封着
界面5には、常温でわずかに引っ張り応力が生じている
が、低融点ガラス3が金属ホルダ2から軽く圧縮されて
おり、その圧縮力が低融点ガラス3とレンズ1との封着
界面5に働くので、適当なバランスが保たれていると考
えられる。
【0016】したがって、急加熱や熱サイクル試験での
温度変化時にも低融点ガラス3、レンズ1、低融点ガラ
ス−レンズ封着界面5、及び低融点ガラス−金属ホルダ
封着界面4での剥離、クラック等は生じることはない。
【0017】なお、気密度はHeリークディテクタによ
る測定で1×10-8atm・cc/sec以下であっ
た。
【0018】図2は本発明の第二実施例を示すレンズ付
きホルダの断面図であり、図1と同一部材には同一符号
を示した。
【0019】これは図1のレンズ付きホルダのレンズ乗
せ部21をなくした例で、金属ホルダ2に対するレンズ
1の位置決め精度が、重要視されない場合の簡易構造と
して用いるもので、各部材の熱膨張係数を上記同様とす
ることで剥離、クラック等は生じない。
【0020】ここで請求項2に記載した発明は、図1、
図2に示すレンズ付きホルダにおいて、金属ホルダ2、
レンズ1、低融点ガラス3の熱膨張係数の整合条件を下
記実験例から見出したもので、金属ホルダの熱膨張係数
をα1 ×10-7/℃、レンズの熱膨張係数をα2 ×10
-7/℃、低融点ガラスの熱膨張係数をα3 ×10-7/℃
としたとき、各膨張係数の組合せが、 α1 =(100〜130) α2 =( 80〜130) α3 =α1 −(5〜40) かつ α2 −(5〜40) により選択されることを特徴とするレンズ付ホルダであ
る。
【0021】一例として、α1 =100、α2 =80と
したとき、α3 はα1 −5である95からα1 −40で
ある60の範囲にあり、しかもα2 −5である75から
α2−40である40の範囲内にある必要がある。つま
りα1 =100、α2 =80としたときにα3 は60〜
75の範囲と限定される。
【0022】また、α1 =100の時α3 =60〜9
5、α1 =130の時α3 =90〜125、α2 =80
の時α3 =40〜75、α2 =130の時α3 =90〜
125となるので、α3 の範囲は60〜125となる。
【0023】なお、上記第一実施例、第二実施例で示し
たレンズ付きホルダの熱サイクル試験を−40℃〜+8
5℃、1000サイクルの条件で行ったところ、試験後
においても、Heリークディテクタによる測定は1×1
-8atm・cc/sec以下であり、レンズの損失変
動も測定誤差を含んで0.1dB以下と非常に小さく、
温度変化に強いことが確かめられた。
【0024】実験例 ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【0025】金属ホルダ2と低融点ガラス3とレンズ1
の熱膨張係数を様々に変化させて、封着温度350〜4
50℃で封着焼成したレンズ付きホルダのサンプルを作
り。その後、熱サイクル試験を−40℃〜+85℃、1
000サイクルの条件で行い、試験後においても、He
リークディテクタによる気密度測定は1×10-8atm
・cc/sec以下であり、レンズの損失変動も測定誤
差を含んで0.1dB以下であり、しかも剥離、クラッ
ク等は生じないことを確認する実験を行った。結果は、
表1、表2に示すように、金属ホルダ2の熱膨張係数の
値は100〜130×10-7/℃と、低融点ガラス3の
熱膨張係数の値は60〜125×10-7/℃、レンズ1
の熱膨張係数の値は80〜130×10-7/℃であり、
しかも、低融点ガラスの膨張係数は金属ホルダ及びレン
ズの熱膨張係数よりもわずかに小さいものが優れている
ことがわかる。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】このように、本願発明によれば、金属ホ
ルダ内にレンズを挿入し、両者の間隙を低融点ガラスで
封着してなるレンズ付きホルダにおいて、前記金属ホル
ダにマルテンサイト系ステンレス鋼もしくはフェライト
系スレンレス鋼を用い、低融点ガラスの熱膨張係数を金
属ホルダの熱膨張係数よりもわずかに小さくしたことに
より、急な温度変化を伴う環境下においても低融点ガラ
ス、レンズ、低融点ガラス−レンズ封着界面、及び低融
点ガラス−金属ホルダ封着界面での剥離、クラック等が
生じることがない。
【0029】さらに、マルテンサイト系ステンレス鋼も
しくはフェライト系スレンレス鋼を用いた金属ホルダの
熱膨張係数をα1 ×10-7/℃、レンズの熱膨張係数を
α2×10-7/℃、低融点ガラスの熱膨張係数をα3 ×
10-7/℃としたとき、各熱膨張係数の組合せが、 α1 =(100〜130) α2 =( 80〜130) α3 =α1 −(5〜40) かつ α2 −(5〜40) から選択されることにより、急な温度変化を伴う環境下
において低融点ガラス、レンズ、低融点ガラス−レンズ
封着界面、及び低融点ガラス−金属ホルダ封着界面に剥
離、クラック等のないレンズ付ホルダを容易に得ること
が可能になる。この場合も、特に、低融点ガラスの熱膨
張係数を金属ホルダの熱膨張係数よりもわずかに小さく
することにより、上記効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例のレンズ付きホルダ示す断面
図である。
【図2】本発明第二実施例のレンズ付きホルダ示す断面
図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 金属ホルダ 3 低融点ガラス 4 低融点ガラス−金属ホルダ封着界面 5 低融点ガラス−レンズ封着界面 21 レンズ乗せ部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属ホルダ内にレンズを挿入し、両者の間
    隙を低融点ガラスで封着してなるレンズ付きホルダにお
    いて、前記金属ホルダにマルテンサイト系ステンレス鋼
    もしくはフェライト系ステンレス鋼を用い、前記低融点
    ガラスの熱膨張係数を金属ホルダの熱膨張係数よりもわ
    ずかに小さくしたことを特徴とするレンズ付きホルダ。
  2. 【請求項2】金属ホルダ内にレンズを挿入し、両者の間
    隙を低融点ガラスで封着してなるレンズ付きホルダにお
    いて、前記金属ホルダにマルテンサイト系ステンレス鋼
    もしくはフェライト系ステンレス鋼を用い、前記金属ホ
    ルダの熱膨張係数をα1 ×10-7/℃、レンズの熱膨張
    係数をα2 ×10-7/℃、低融点ガラスの熱膨張係数を
    α3 ×10-7/℃としたとき、各膨張係数の組合せが下
    記の条件から選択されることを特徴とするレンズ付きホ
    ルダ。 α1 =(100〜130) α2 =( 80〜130) α3 =α1 −(5〜40) かつ α2 −(5〜40)
JP28192994A 1994-11-16 1994-11-16 レンズ付きホルダ Pending JPH08146276A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082934A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Omron Corp 光学モジュール及びその製造方法並びに当該光学モジュールを用いたレーザレーダ装置、車両、光電センサ、光センサ装置及び符号情報処理装置
JP2000277758A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Kyocera Corp 光半導体素子収納用パッケージの製造方法
WO2003040785A1 (fr) * 2001-11-07 2003-05-15 Nikon Corporation Element optique, procede de fabrication de cet element optique, systeme optique, dispositif d'exposition et procede de fabrication de microdispositif
JP2007192990A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Hitachi Maxell Ltd レンズ付きホルダ
JP2016122692A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
JP2016194733A (ja) * 2012-07-12 2016-11-17 ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG ロッドレンズおよびその製造法

Cited By (6)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082934A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Omron Corp 光学モジュール及びその製造方法並びに当該光学モジュールを用いたレーザレーダ装置、車両、光電センサ、光センサ装置及び符号情報処理装置
JP2000277758A (ja) * 1999-03-24 2000-10-06 Kyocera Corp 光半導体素子収納用パッケージの製造方法
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JP2007192990A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Hitachi Maxell Ltd レンズ付きホルダ
JP2016194733A (ja) * 2012-07-12 2016-11-17 ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG ロッドレンズおよびその製造法
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