JPS62293213A - Lens fixing method - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
３６ 発明の詳細な説明
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は光通信分野にあける光回路素子に用いられる
球レンズ、収束性ロッドレンズ等光学レンズの固定法に
関する。[Detailed Description of the Invention] 36 Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to optical lenses such as ball lenses and convergent rod lenses used in optical circuit elements in the field of optical communication. Concerning the fixation method.
（従来の技術）
第６図に従来のレンズ固定法の一例を示す。１は球レン
ズ、２はレンズを固定する部材、】０は紫外線硬化接着
剤、１１は紫外線光源である。球レンズ１と部材２の固
定部に紫外線硬化接着剤１０を塗布した後、紫外線光源
１１で紫外線を照射し紫外線硬化接着剤１０を硬化させ
、球レンズ１を部材２に固定する。また第７図に従来の
レンズ固定法の別の例を示す。この場合球レンズ１は金
属製のレンズホルダ１３に嵌合で固定されている。５は
ペースト状半田、１．２はヒータである。(Prior Art) FIG. 6 shows an example of a conventional lens fixing method. 1 is a ball lens, 2 is a member for fixing the lens, ] 0 is an ultraviolet curing adhesive, and 11 is an ultraviolet light source. After applying an ultraviolet curing adhesive 10 to the fixing portion of the ball lens 1 and the member 2, an ultraviolet light source 11 irradiates ultraviolet rays to harden the ultraviolet curing adhesive 10, and the ball lens 1 is fixed to the member 2. Further, FIG. 7 shows another example of the conventional lens fixing method. In this case, the ball lens 1 is fitted and fixed to a metal lens holder 13. 5 is paste solder, and 1.2 is a heater.
レンズホルダ１３と部材２の固定部に半田５を塗布した
後ヒータ１２で加熱しレンズホルダ１３さ部材２を半田
固定する。After applying solder 5 to the fixed portion of the lens holder 13 and the member 2, it is heated by the heater 12 and the lens holder 13 and the member 2 are fixed by soldering.
光通信の分野における光回路素子では、レンズは、受発
光素子や、光ファイバと組合わせて使用される。この場
合、各光部品は、互いにμｍオーダの精度で精密に位置
決めされている必要がある。In optical circuit elements in the field of optical communication, lenses are used in combination with light-receiving and emitting elements and optical fibers. In this case, each optical component needs to be precisely positioned with respect to each other with an accuracy on the order of μm.
したがってレンズの固定においては、その固定時および
長期にわたって位置ずれが生じない固定法が必要がある
。Therefore, in fixing the lens, there is a need for a fixing method that does not cause positional displacement during the fixation and over a long period of time.
（発明が解決しようとする問題点）
第６図に示す従来例のように固定材料として樹脂の接着
剤を用いた場合、樹脂は、金属に比べ膨張係数が大きい
ため、温度変動による位置ずれが大きいこと、高温や低
温において接着力が劣化すること、温度、湿度等の影響
により長期的信頼性に乏しいことなどの問題がある。ま
た第７図に示）オヶえカニ、よ、いアオ。□。お□８あ
え、を加熱しなければならないため、位置決め治具の熱
膨張により位置すれが生じること、位置決め治具の加熱
、６却に時間がかかるため作製に時間がかかることなど
の問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) When a resin adhesive is used as a fixing material as in the conventional example shown in FIG. There are problems such as the large size, deterioration of adhesive strength at high or low temperatures, and poor long-term reliability due to the effects of temperature, humidity, etc. Also shown in Figure 7) Big crab, big blue crab. □. Since the positioning jig must be heated, there are problems such as misalignment due to thermal expansion of the positioning jig, and the time it takes to manufacture the positioning jig as it takes time to heat and cool the positioning jig. .
この発明は上述した従来のレンズ固定法の欠点を改良し
たもので、耐環境性に優れ高い信頼性を有し、固定時の
熱的な影響が少なく、生産性の高いレンズ固定法を提供
することを目的とする。This invention improves the drawbacks of the conventional lens fixing method described above, and provides a lens fixing method that has excellent environmental resistance and high reliability, has little thermal influence during fixation, and is highly productive. The purpose is to
（間組点を解決するための手段）
球レンズ、収束性ロッドレンズ等の光学レンズを、該レ
ンズを固定する部材に対して所定の場所に位置決めした
後、前記レンズと前記部材との固定部に前記レンズを通
してレーザ光を照射し、前記レンズと前記部材を溶接す
るか、又は半田付けすることにより前記レンズを前記部
材に固定する。(Means for solving interlacing points) After positioning an optical lens such as a ball lens or a convergent rod lens at a predetermined location with respect to a member that fixes the lens, attaching the optical lens to the fixing part between the lens and the member. The lens is fixed to the member by irradiating a laser beam through the lens and welding or soldering the lens and the member.
（作用）
本発明によれば、固定に要する時間の短縮、固定時の位
置ずれの低減が可能となり、更に固定の温度、湿度変化
等に対する安定性、長期的な信頼性を向上することが可
能となる。また、固定するレンズ自身のレンズ効果によ
りレーザ光が収束されるためレーザ照射装置の光学系が
簡略化される。(Function) According to the present invention, it is possible to shorten the time required for fixing, reduce positional deviation during fixing, and further improve stability against changes in temperature, humidity, etc., and long-term reliability of fixing. becomes. Furthermore, since the laser beam is converged by the lens effect of the fixed lens itself, the optical system of the laser irradiation device is simplified.
（実施例）
第１図に示す本発明の実施例により本発明について詳細
に説明する。(Example) The present invention will be explained in detail with reference to an example of the present invention shown in FIG.
１は球レンズ、２はレンズを固定する部材であり例えば
８ｉ等を用いる、３はレーザ照射装置であり例えばＹＡ
ＧレーザやＣＯ３レーザ等を用いる、４はレーザ光であ
る。球レンズ１を、部材２上で所定の位置に位置決めし
た後、レーザ照射装置３より球レンズ１と部材２との接
点にレーザ光４を照射する。レーザ光４は球レンズ１自
身のレンズ効果により収束され、球レンズ１と部材２の
接点に照射される。照射されたレーザ光４はまず部材２
で吸収され部材２の温度が上昇し、部材２から球し−ズ
１への熱伝導により球レンズの温度が上昇し、両者が溶
接し固定される。1 is a ball lens, 2 is a member for fixing the lens, such as 8i, and 3 is a laser irradiation device, such as YA.
4 is a laser beam that uses a G laser, a CO3 laser, or the like. After the ball lens 1 is positioned at a predetermined position on the member 2, the laser irradiation device 3 irradiates the contact point between the ball lens 1 and the member 2 with laser light 4. The laser beam 4 is converged by the lens effect of the ball lens 1 itself, and is irradiated to the contact point between the ball lens 1 and the member 2. The irradiated laser beam 4 first hits the member 2.
The temperature of the ball lens increases due to heat conduction from the member 2 to the ball lens 1, and the two are welded and fixed.
通常のレーザ溶接機においてはレーザ装置から出射した
レーザ光を集光装置により溶接部に集光するように照射
する。この場合、集光装置と溶接部の距離を精密番こ制
御しないと溶接部における照射レーザ光のスポット径が
変化し溶接条件が一定とならない。第一図の実施例にお
いては、固定すべき球レンズ１自身のレンズ効果を利用
しレーザ光４を収束させているためレーザ照射装置と溶
接部の距離を精密に制御する必要がなく、装置も簡略化
されている。In a normal laser welding machine, a laser beam emitted from a laser device is irradiated with a condensing device so as to condense the beam onto a welding part. In this case, unless the distance between the condenser and the welding part is precisely controlled, the spot diameter of the irradiated laser beam at the welding part will change and the welding conditions will not be constant. In the embodiment shown in Fig. 1, the laser beam 4 is converged by using the lens effect of the ball lens 1 itself to be fixed, so there is no need to precisely control the distance between the laser irradiation device and the welding part, and the device also Simplified.
ｔａｚ図に本発明の第２の実施例を示す。球レンズ１の
一部に金属メツキロが施されており、この金属メッキの
表面は半田溶接に適した金属、例えば金メッキにしてお
き、球レンズ１と部材２の間にはペースト状の半田５が
使われている。この実施例においてはレーザ照射装置３
から出射したレーザ光４により半田５が加熱され、球レ
ンズ１と部材２が半田固定される。A second embodiment of the present invention is shown in the taz diagram. A part of the ball lens 1 is plated with metal, and the surface of the metal plating is plated with a metal suitable for solder welding, such as gold plating, and a paste-like solder 5 is applied between the ball lens 1 and the member 2. It is used. In this embodiment, the laser irradiation device 3
The solder 5 is heated by the laser beam 4 emitted from the lens, and the ball lens 1 and the member 2 are fixed by soldering.
第３図に本発明の第３の実施例を示す。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
この実施例においては第２の実施例におけるペースト状
半田の代りにシート状半田７が用いら礼譲２実施例と同
様にして第３図（ｂ）の如く球レンズ１と部材２が固定
される。In this embodiment, a sheet-like solder 7 is used instead of the paste-like solder in the second embodiment, and the ball lens 1 and the member 2 are fixed as shown in FIG. 3(b) in the same manner as in the second embodiment. Ru.
第４図に本発明の第４の実施例を示す。８（ｔ′レシー
ト状ガラス用半田、９は超音波励振装置である。この実
施例においては、球レンズｌに金属メツキを施さなくて
も、ガラス用半田８を用い、超音波励振装置９により超
音波をかけなからレーザ光４を照射すること番こより、
球レンズ１と部材２を固定することができる。第５図に
球レンズ付レーザダイオード作製における本発明の実施
例を示す。１４はレーザダイオードチップ、１５はヒー
トシンク、１６はマウントブロックであり、これらはあ
らかじめ半田等で一体化されている。レーザダイオード
１４を発光させながら、マウントブロック１６上で球レ
ンズ１を動かし、レーザダイオード１４から出射し球レ
ンズ１を通過したレーザ光が所望の光束となるように調
整した後、レーザ照射装置３よりレーザ光４を球レンズ
ｌを通して、球レンズｌとマウントブロック１６の接点
に照射シ球レンズ１とマウントブロック１６を溶接する
。この実施例では、球レンズ１とマウントブロック１６
を溶接し固定する場合について示したが、球レンズ１の
一部に金属メッキを施こし半田を用いることにより、第
３の実施例と同様に才た超音波励振器及びガラス用半田
を用いることにより第４の実施例と同様にして球レンズ
１をアウントブロック１６に固定することが可能である
。またこの実施例では、ヒートシンク１５とアウントブ
ロック１６は同一の材料とすることもできる。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. 8 (t' solder for glass in the form of a receipt, 9 is an ultrasonic excitation device. In this example, even if the ball lens l is not plated with metal, the solder 8 for glass is used and the ultrasonic excitation device 9 From the point of irradiating laser beam 4 without applying ultrasonic waves,
Ball lens 1 and member 2 can be fixed. FIG. 5 shows an embodiment of the present invention in manufacturing a laser diode with a ball lens. 14 is a laser diode chip, 15 is a heat sink, and 16 is a mount block, which are integrated in advance by soldering or the like. While the laser diode 14 is emitting light, the ball lens 1 is moved on the mount block 16 to adjust the laser light emitted from the laser diode 14 and passed through the ball lens 1 into a desired luminous flux, and then the laser irradiation device 3 The laser beam 4 is passed through the spherical lens 1, and the irradiated spherical lens 1 and the mount block 16 are welded to the contact point between the spherical lens 1 and the mount block 16. In this embodiment, a ball lens 1 and a mount block 16 are used.
Although the case of welding and fixing is shown, by applying metal plating to a part of the ball lens 1 and using solder, it is possible to use an excellent ultrasonic exciter and glass solder as in the third embodiment. Therefore, it is possible to fix the ball lens 1 to the out block 16 in the same manner as in the fourth embodiment. Further, in this embodiment, the heat sink 15 and the out block 16 may be made of the same material.
この場合接着工程が一つ無くなり生産が簡略化される。In this case, one bonding step is eliminated, simplifying production.
以上の説明においてはレンズは球レンズとしたが収束性
ロッドレンズにおいてもまったく同様に行なうことがで
きる。収束性ロッドレンズの場合、レーザ光４は、線状
に集光されるため、通常のレーザ溶接機のようにレーザ
光を集光する場所を走査する必要がなく一度に固定する
ことができる。In the above explanation, the lens is a spherical lens, but a convergent rod lens can be used in exactly the same way. In the case of a convergent rod lens, since the laser beam 4 is condensed into a line, it is not necessary to scan the place where the laser beam is condensed, as in a normal laser welding machine, and the laser beam can be fixed at once.
本発明によれば、耐環境性に優れ、高い信頼性を有し、
固定時の熱的な影響が少ないレンズ固定を実現すること
ができる。According to the present invention, it has excellent environmental resistance and high reliability,
Lens fixation can be achieved with less thermal influence during fixation.
第１図乃至第５図は本発明の実施例を示す断面図、第６
図、第７図は従来例によるレンズ固定法を示す断面図で
ある。
１・・・球レンズ、２・・・レンズを固定する部材、３
・・・レーザ照射装置、４・・・レーザ光、５ 、７
、７’。
８．１０・・半田、６・・・金属メッキ、９・・・超音
波励振器、１１・・・紫外線光源、１２・・・ヒータ、
１３・・・レンズホルダー、１４・・・レーザダイオー
ドチップ、１５・・・ヒートシンク、１６・・・マウン
トブロック。
代理人 弁理士 則 近 慧 佑
同 竹 花 喜久男
第 １ 図 第 ２ 図（ｂ）
第３図
ノ９ ′ ノ
０工、ン／ｌ
第６図
第４図 第５図1 to 5 are cross-sectional views showing embodiments of the present invention, and FIG.
7 are cross-sectional views showing a conventional lens fixing method. 1... Ball lens, 2... Member that fixes the lens, 3
...Laser irradiation device, 4...Laser light, 5, 7
, 7'. 8.10... Solder, 6... Metal plating, 9... Ultrasonic exciter, 11... Ultraviolet light source, 12... Heater,
13...Lens holder, 14...Laser diode chip, 15...Heat sink, 16...Mount block. Agent Patent Attorney Nori Kei Chika Kikuo Takehana Figure 1 Figure 2 (b) Figure 3 No. 9 ' No 0, n/l Figure 6 Figure 4 Figure 5
Claims (4)
して所定の場所に位置決めした後、前記光学レンズと前
記部材との固定部に前記光学レンズを通してレーザ光を
照射することを特徴とするレンズ固定法。(1) After positioning the optical lens at a predetermined location with respect to a member to which the optical lens is fixed, a portion where the optical lens and the member are fixed is irradiated with laser light through the optical lens. Lens fixation method.
金属メッキ部分がレンズを固定する部材側となるように
して前記光学レンズを前記部材に対して所定の場所に位
置決めしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のレンズ固定法。(2) A part of the optical lens is metal-plated, and the optical lens is positioned at a predetermined position with respect to the member so that the metal-plated portion faces the member to which the lens is fixed. A method for fixing a lens according to claim 1.
間にろう材を挿入し、ろう材を溶かして固定することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレンズ固定法。(3) A method for fixing a lens according to claim 1, characterized in that a brazing material is inserted between the optical lens and a member for fixing the optical lens, and the brazing material is melted and fixed.
レンズからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレンズ固定法。(4) The lens fixing method according to claim 1, wherein the optical lens is a spherical lens or a convergent rod lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13599386A JPS62293213A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Lens fixing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13599386A JPS62293213A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Lens fixing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62293213A true JPS62293213A (en) | 1987-12-19 |
Family
ID=15164686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13599386A Pending JPS62293213A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Lens fixing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62293213A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507911A (en) * | 2006-10-24 | 2010-03-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Method and apparatus for coupling optical elements to a frame |
| US7864208B2 (en) | 2007-01-16 | 2011-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd | F-O lens, light scanning unit and image forming apparatus employing the same |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP13599386A patent/JPS62293213A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507911A (en) * | 2006-10-24 | 2010-03-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Method and apparatus for coupling optical elements to a frame |
| US8705006B2 (en) | 2006-10-24 | 2014-04-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for connecting an optical element to a frame |
| US9604299B2 (en) | 2006-10-24 | 2017-03-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for connecting an optical element to a frame |
| US7864208B2 (en) | 2007-01-16 | 2011-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd | F-O lens, light scanning unit and image forming apparatus employing the same |
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