JPS6033318B2 - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体レーザ等の半導体発光素子の発光部に
球レンズなどの光集東性媒体を有する半導体発光装置の
製造方法に関するものである。

半導体レーザからの出力光を光伝送路に高い結合効率で
導くため、半導体レーザの発光部に光集東性媒体例えば
球レンズを接着し、出力光の出射を狭くする方法がある
。第１図にその結合方式の構成を示す。図において、１
は半導体レーザ、２は光フアィバ等の光伝送路、３は球
レンズ、４は半導体レーザーの発光部、５は出力光、６
は焦点、７は紫外線硬化性樹脂からなる接着剤である。
球レンズ３は短焦点レンズであるため、球レンズ端面か
らの距離が球レンズ半径の５倍程度のところに出力光ビ
ーム幅最小の点があり、光伝送路入力端面をこの点に置
くことにより高い結合効率を得ることができる。第２図
ａ〜ｄはこのような球レンズ付の半導体レーザ装置の従
来の製作法を示す手順である。

これらを順を追って説明する。まず、ステップ１におい
て半導体レーザ１の出力端面に、発光部をおおうように
紫外線硬化性樹脂７を塗布し、先球レンズ付光伝送路２
との光軸合せを行い、最大結合効率が得られたら球レン
ズ３を半導体レーザ１の端面に押し当て、紫外線硬化性
樹脂７と球レンズ３を密着させる。ステップ２において
は、この状態を保ったまま半導体レーザ１の端面に紫外
線３を照射する。（発光部４と球レンズ３の先端の間の
部分には紫外線が充分に当らない。）ステップ３では紫
外線硬化性樹脂７が半分程度硬化したら先球レンズ付光
伝送路２を半導体レーザ１の端面から引き離す、端面に
は円環状に硬化した脂脂７が残る。ステップ４において
上記円環状に硬化した樹脂７の部分に別に用意した球レ
ンズ３ａを入れ、再び端面に紫外線８を照射し樹脂７を
硬化させる。このようにして作られた半導体レーザ装置
の出力光の出射半値全角は１０度以下と狭くできるため
、コア径６０仏ｍ、開口数０．１８（開口角１１０．５
度）のステップインデクスフアイバに対する結合効率は
非常に高く、実に８０％にも達する。

しかし第２図のステップ４の球レンズ３ａを接着する段
階では半導体レーザ１の第１図に示される発光部４（面
積は通常０．３×２．５山ｍ２程度）と球レンズ３ａの
光軸ずれが生じ安く、この光軸ずれは出射光のふれの原
因になる。たとえば球レンズ３ａの半径が４０仏ｍ屈折
率が２．０のとき、発光部と球レンズ３ａの光軸ずれ５
仏ｍに対して出射光の光軸は約７度、光軸ずれ１０ぷｍ
に対しては約１５度ふれる。この出射光のふれは結合効
率の低下の原因となる。また、使用される球レンズ３ａ
の直径は一般に１００仏ｍ以下であるため、これをつま
み上げて樹脂７の円環状部分に入れる作業は非常に能率
が悪い。この発明は上記の従来法の欠点、即ち出射ビー
ムふれ、作業性などを改善するものである。

以下にこの発明による半導体レーザ装置の製造方法を示
す。第３図により以下順を追って説明する。ステップー
において半導体レーザーの出力端面に、発光部をおおう
ようにポリアクリレート、ウレタンアクリレート、紫外
線硬化性アクリル樹脂等の紫外線硬化性樹脂７を塗布し
、入力端に仮固定された球レンズ３ａ（直径８０〃ｍ程
度）のついた光伝送路２との光離合せを行う。光伝送路
２と球レンズ３ａの光軸合せは、光伝送路２の入力端の
コア部分（直径６０〆ｍ）を２０〜３０山ｍ程度の深さ
にエッチングして皿状にし、そこに球レンズ３ａを入れ
ることにより行う。仮固定は純水の表面張力を利用して
行う。次に半導体レーザ１の放射光の光軸と光伝送路の
光軸とを合せ結合効率が最大となる位置を捜し最大結合
効率が得られたらな球レンズ３ａを半導体レーザ１の端
面に押し当て、紫外線硬化性樹脂７と球レンズ３ａを密
着させる。ステップ２においてはこの状態を保つたま）
発光部と球レンズ３ａの間に光伝送路２を通して紫外線
８を照射し、紫外線硬化性樹脂７を充分に硬化させる。
ステッププ３で光伝送路２を半導体レーザ端面から引き
離すと、球レンズ３ａは半導体レーザ端面に、発光部と
光軸が合った状態で接着されて残る。以上の方法によれ
ば発光部と球レンズ３ａとの光軸が合った状態で球レン
ズ３ａを接着することが出来、また従来法の説明の第２
図ステップ４で述べたように、光伝送路の入力端に接着
された球レンズ３とは別の球レンズ３ａを扱う必要がな
くなるので作業性も改善される。

以上述べたこの発明による実施例では球レンズ３ａと光
伝送路２を仮固定し、球レンズ３ａのみを半導体レーザ
ーの端面の発光部に接着したが、球レンズ３ａと光伝送
路２を従来法の説明で述べたように本固定し、球レンズ
付光伝送路を半導体レーザーの発光部上に接着すること
も可能である。

この場合は高結合効率をもった光伝送路付半導体レーザ
が得られる。仮固定せずに本固定する場合には上記の球
レンズ３ａの代わりに半球レンズを光伝送路２の入力端
に接着し、しかる後にこの半球レンズ付光伝送路を半導
体レーザ１の発光部に接着し、光伝送路付半導体レーザ
を作ることも出来る。また、この発明による実施例では
半導体レーザ１の発光部に球レンズ３ａを接着する場合
を論じたが、球レンズ３ａの代りに円柱レンズを接着す
るここともできる。この場合には光伝送路の入力端と円
柱レンズの光軸合せを行なうには第４図の破線部４のよ
うに光伝送路２の入力端をエッチングし、円柱レンズ３
ｂと光伝送路２のコァ９の光軸が一致するようにして第
３図と同じ手順を行えばよい。以上のようにこの発明に
よれば、半導体発光素子の発光部に取付ける光集東性媒
体を光伝送線路の一端部に仮固定し光離合せの後、上記
光伝送路の他端部から紫外線を入射させ上記光集東性媒
体と当俵している紫外線硬化性樹脂を硬化、固着させる
こそとにより上記光集東性媒体を半導体発光素子に固着
しているので、従来のように光伝送路の先端部に固着さ
れた球レンズでもつて紫外線硬化性樹脂に光集東性媒体
と適合する凹部を形成した後光集東性媒体を固着するも
のに比し、製造工程が減少し、短時間に、しかも正確に
固着される等効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体発光装置と光伝送路との結合を示す斜視
図、第２図は半導体発光装置の従来の製造方法を示す図
、第３図はこの発明の−実施例を示す図、第４図はこの
発明の他の実施例を示す図である。 図において、１は半導体発光素子、２は光伝送路、３ａ
は光集東性媒体、７は紫外線硬化性樹脂、８は紫外線で
ある。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示すものとす
る。第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体発光素子の発光ビームが放射される少なくと
   も一つの端面に紫外線照射により固化する化学物質を塗
   布する工程と、光集束性媒体が一端部に取付けられた光
   伝送路と上記半導体発光素子との結合効率の最大位置を
   捜しその位置で上記光集束性媒体を上記化学物質に当接
   させ、その状態で上記光伝送路の他端部から紫外線を入
   射し上記当接部の上記化学物質を硬化させ上記光集束性
   媒体を固着する工程とを備えていることを特徴とする半
   導体発光装置の製造方法。 ２ 化学物質がポリアクリレートであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の半導体発光装置の製造方
   法。 ３ 化学物質がウレタンアクリレートであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体発光装置の製
   造方法。 ４ 化学物質が紫外線硬化性アクリル樹脂であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製
   造方法。