JPH11209145A - 光半導体用窓ガラス - Google Patents

光半導体用窓ガラス

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JPH11209145A
JPH11209145A JP2385098A JP2385098A JPH11209145A JP H11209145 A JPH11209145 A JP H11209145A JP 2385098 A JP2385098 A JP 2385098A JP 2385098 A JP2385098 A JP 2385098A JP H11209145 A JPH11209145 A JP H11209145A
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JP
Japan
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optical semiconductor
window glass
glass
optical
value
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Application number
JP2385098A
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English (en)
Inventor
Takeshi Inui
武志 乾
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い表面品位を有し、所望する光透過特性を
備えた光半導体用窓ガラスを提供すること。 【解決手段】 本発明の光半導体用窓ガラス1は、薄板
ガラスからなり、表面粗さのRa値が0.5nm以下で
あり、且つ該薄板ガラスの直径1.5mmの範囲を波長
632.8nmのレーザー光が透過する際に生じる波面
収差のRMS値が32nm以下であり、表面に反射防止
膜2を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体のパッケ
ージに用いる窓ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、光半導体、例えば、レーザー発
光・受光素子等に使用される窓ガラスは、大量の光信号
を高速で通過させるために高い光透過特性が要求され
る。近年、DVDドライブ装置、CATV等において、
映像信号等の大きいデータを高速で処理する用途が増加
してきており、光半導体に用いられる光学系に対してよ
り光信号に位相差及び光路差の発生が少なく、高い透過
率及び低い反射率を満たす光透過特性が要求されるよう
になってきている。
【0003】従来、光半導体用の窓ガラスは、ブロック
状のガラス塊を切断機でスライスして得られた薄板ガラ
スを所望の厚さまで研削し、その薄板ガラスの表面を研
磨して鏡面に加工し、所望の寸法形状に切断して製造さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな薄板ガラスの表面には、エッチング処理や特殊な顕
微鏡等で拡大して観察すると、肉眼では全く見出すこと
ができない研磨による無数の細かいキズが存在している
のが判る。その表面粗さは、Ra値で0.6〜0.8n
m、表面粗さの最大値であるRt値で4.0〜5.5n
mである。高い光透過特性が要求される光半導体用の窓
ガラスに、このような薄板ガラスを使用した場合、他の
用途では問題にならない程度の細かい研磨キズが、透過
光を散乱、反射させて光信号の受発信の誤り率を上げる
といった問題が生じる。
【0005】本発明は、以上のような従来の問題点を解
決し、高い表面品位を有し、所望する光透過特性を備え
た光半導体用窓ガラスを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光半導体用
窓ガラスは、薄板ガラスからなり、表面粗さのRa値が
0.5nm以下であり、且つ該薄板ガラスの直径1.5
mmの範囲を波長(λと同じ意味)が632.8nmで
あるレーザー光が透過する際に生じる波面収差のRMS
値(自乗平均値と同じ意味)が32nm以下(0.05
λ以下と同じ意味)であることを特徴とする。
【0007】また、本発明の光半導体用窓ガラスは、表
面に反射防止膜を有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の光半導体用窓ガラスによれば、薄板ガ
ラスからなり、表面粗さのRa値が0.5nm以下であ
るので、光半導体用窓ガラスの表面で透過光を散乱させ
ることがなく光半導体用窓ガラスを透過する光信号の受
発信の誤り率を低くすることができ、且つ該光半導体用
窓ガラスの直径1.5mmの範囲を波長632.8nm
のレーザー光が透過する際に生じる波面収差のRMS値
が32nm以下であるので、光半導体用窓ガラスを透過
する光信号に光路長差の発生を極めて少なくするもので
ある。
【0009】光半導体用窓ガラスの表面粗さのRa値が
0.5nmを超える場合には、透過光が光半導体用窓ガ
ラスの表面で散乱し、光半導体素子が受発信する光信号
にノイズを生じさせる。特に、光半導体素子がレーザー
発光素子である場合、光半導体用窓ガラスの表面での散
乱による戻り光はレーザー発振を不安定にするという問
題が生じる。しかし、表面粗さのRa値が0.5nm以
下であれば、そのような問題は生じない。また、波長6
32.8nmのレーザー光が直径1.5mmの範囲を透
過する際に生じる波面収差のRMS値が32nmを超え
る場合には、光半導体用窓ガラスを透過する光のコヒー
レンスが低下し、空間的及び時間的に広がりが生じて光
信号のS/N比が低下するという問題が生じるが、波面
収差のRMS値が32nm以下であれば、そのような問
題は生じない。
【0010】また、本発明の光半導体用窓ガラスによれ
ば、表面に反射防止膜を有するので、光半導体用窓ガラ
スの表面で光を反射させることなく、光信号の高い透過
率を実現した高感度の光半導体装置を製造することがで
きる。
【0011】表面に反射防止膜を設けていない光半導体
用窓ガラスは、空気とガラスの屈折差により光信号の透
過率が90%程度しかなく、片面で約5%の光信号を反
射させてしまうので、大量の光信号を高速でやりとりす
る光半導体に用いるには適当でない。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る光半導体用窓ガラス
1は、図1に示すように、1辺が2mmの正六角形の平
面形状で、厚さが0.25mmの寸法を有しており、表
面粗さは、Ra値で0.2〜0.3nm(Rt値で1.
7〜2.3nm)である。また、632.8nmの波長
(λと同じ意味)を有するレーザー光が光半導体用窓ガ
ラス1の直径1.5mmの範囲を透過する際に生じる波
面収差は、30点測定の場合、光路長差のRMS値で、
最大値が18.4nm(0.029λ)(P−V値で表
すと、最大値は75.9nm(0.12λ))と、32
nm以下(0.05λ以下)である。また、光半導体用
窓ガラス1の表面に設けた反射防止膜2は、厚さが20
0nm以下のSiO2 層とTiO2 層とが交互に4〜5
層積層されてなり、最も普及しているレーザーダイオー
ドから発する波長780nmの光を99%以上透過する
多層膜である。
【0013】比較例として、従来の光半導体用窓ガラス
を準備した。この光半導体用窓ガラスは、薄板ガラスを
所望の厚さまで研削し、その表面を研磨して鏡面に加工
し、所望の寸法形状に切断して製造したものであり、こ
の光半導体用窓ガラスの表面粗さは、Ra値で0.7n
m(Rt値で5.4nm)であり、632.8nmの波
長を有するレーザー光が直径1.5mmの範囲を透過す
る際に生じる波面収差のRMS値は、最大値が9.5n
m(0.015λ)である。また、この光半導体用窓ガ
ラスの表面には、本発明の光半導体用窓ガラス1と同じ
反射防止膜を設けた。この光半導体用窓ガラスを第1の
比較サンプルとした。更に、薄板ガラスの研磨の程度を
調整して、表面粗さがRa値で0.2nm(Rt値で
2.1nm)、上記と同様に波面収差のRMS値が、最
大値で57.4nm(0.091λ)であり、表面に上
記と同じ反射防止膜を設けたものを第2の比較サンプル
とした。
【0014】本発明の光半導体用窓ガラス1と第1及び
第2の比較サンプルを、レーザーダイオードから発する
波長780nmの光信号を用いて、それぞれの光半導体
用窓ガラスを透過してセンサーに到達する光信号のビッ
トレート、及び受信した光信号の誤り率の二つの評価項
目に関して比較試験を実施した。
【0015】従来の光半導体用窓ガラスである第1の比
較サンプルを使用した場合、センサーに到達した光信号
の強さは十分なものであったが、光半導体用窓ガラスの
表面で光信号が散乱し、その戻り光がレーザーダイオー
ドの発振に影響し、発振を不安定にさせる結果、光信号
の受発信の誤り率が高くなるといった実用に耐えられな
いものであった。また、第2の比較サンプルでは、光信
号のビットレートを所定の値まで上げようとした際に、
光信号のS/N比が低下して、前後の光信号の識別が不
能となり、受信した光信号の誤り率の評価には到らなか
った。これに対し、本発明の光半導体用窓ガラス1の場
合には、光信号のビットレートを所定の値まで上げて
も、光信号のS/N比が良好に維持されており、受信し
た光信号の誤り率が上昇せず光信号の特性も安定してお
り、何ら問題なく使用することができるものであった。
【0016】図2及び図3は、本発明に係る光半導体用
窓ガラス1を製造する工程の説明図である。この図で、
3は厚板ガラスを、4は研磨された鏡面厚板ガラスを、
5は薄板ガラスを、6は研磨装置を、7は延伸成形装置
をそれぞれ示している。
【0017】本発明の光半導体用窓ガラス1を製造する
には、先ず、アルカリ溶出量が少なく、膨張係数が光半
導体用パッケージに使用されるコバール合金に近いホウ
珪酸ガラスからなる幅850mm、厚さ5mmに成形さ
れた長さ5mの厚板ガラス3を準備する。この厚板ガラ
ス3を、図2に示す研磨装置6のテーブル6aにセット
し、回転する人工皮革6dを表面に張り付けた回転ポリ
ッシャ6bを厚板ガラス3の表面に当接させて、酸化セ
リウム等を水に分散させた研磨スラリ6cを供給しなが
ら研磨し、洗浄・乾燥して、厚さ4.5±0.05m
m、表面粗さが、Ra値で1.1nm(Rt値で8.5
nm)の鏡面を有する厚板ガラス4を得る。
【0018】次に、前記厚板ガラス3aを、図3に示す
延伸成形装置7にセットし、ガラスの粘度が略105
イズとなる温度に保持された成形炉7aの供給口から搬
入し、軟化した鏡面厚板ガラス4を引出口から搬入速度
の10倍程度の速度で引き出すことにより幅300m
m、厚さ0.25mmに延伸成形し、これを長さ320
mmに切断して薄板ガラス5を得る。この薄板ガラス5
の両側の変形部分をスクライブ装置(図示せず)を用い
て切除し、一辺が300mmの正方形にする。
【0019】得られた薄板ガラス5は、表面粗さが、R
a値で0.1〜0.3nm(Rt値で1.7〜2.3n
m)の高い表面品位を有し、且つ表面のうねりや厚さの
バラツキ具合を示す値、即ち薄板ガラス5の直径1.5
mmの範囲を632.8nmの波長を有する光が透過す
る際に生じる波面収差のRMS値が、最大値18.4n
m(ちなみに最小値は1.9nm、平均値は5.7n
m)と、32nm以下であった。
【0020】上記のようにして得られた薄板ガラス5
は、その表面に、最も普及しているレーザーダイオード
の波長780nmの光を99%以上透過する反射防止膜
2が成膜された後、ダイシングマシン等を使用して、例
えば一辺が2mmの正六角形に切り出されて光半導体用
窓ガラス1に加工される。この光半導体用窓ガラス1
は、光半導体をパッケージ内に気密封止するのに用いる
コバール合金等からなるキャップの窓孔部に接着されて
窓孔を密封するのに使用される。このように構成された
光半導体は、光の散乱が生じない高い光透過率を有する
光半導体用窓ガラス1を介して光信号を受発信するの
で、安定した性能を発揮することができる。
【0021】尚、反射防止膜2は、上記の実施の形態で
示したものに限られるものではなく、MgF2 、ZrO
2 、Al23 等を使用するものでもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る光半導体用窓ガラスによれ
ば、高い表面品位を有する薄板ガラスからなるので、光
半導体用窓ガラスを透過する光信号の受発信の誤り率を
低くすることが可能で、信頼性の高い光半導体装置を製
造することができる優れた効果を奏するものである。
【0023】また、本発明の光半導体用窓ガラスによれ
ば、表面に反射防止膜を有するので、光半導体用窓ガラ
スの表面で光を反射させることなく、光信号の高い透過
率を有する高感度の光半導体装置を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光半導体用窓ガラスの一例を示す
説明図であって、(A)は平面図、(B)は断面図。
【図2】厚板ガラスを研磨する工程の説明図。
【図3】厚板ガラスを延伸成形する工程の説明図。
【符号の説明】
1 光半導体用窓ガラス 2 反射防止膜 3 厚板ガラス 4 鏡面厚板ガラス 5 薄板ガラス 6 研磨装置 7 延伸成形装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄板ガラスからなり、表面粗さのRa値
    が0.5nm以下であり、且つ該薄板ガラスの直径1.
    5mmの範囲を波長632.8nmのレーザー光が透過
    する際に生じる波面収差のRMS値が32nm以下であ
    ることを特徴とする光半導体用窓ガラス。
  2. 【請求項2】 表面に反射防止膜を有することを特徴と
    する請求項1に記載の光半導用窓ガラス。
JP2385098A 1998-01-20 1998-01-20 光半導体用窓ガラス Pending JPH11209145A (ja)

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