KR20160027200A - 광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리 - Google Patents

광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리 Download PDF

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Abstract

광 어셈블리(10A)는 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13)를 구비한다. 적색 LD(11), 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13) 각각은 서브마운트(21~23) 각각을 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 콜리메이트 렌즈(41)는 적색 LD(11)로부터의 적색 레이저광 LR을 콜리메이트하고, 콜리메이트 렌즈(42)는 녹색 LD(12)로부터의 녹색 레이저광 LG를 콜리메이트하고, 콜리메이트 렌즈(43)는 청색 LD(13)로부터의 청색 레이저광 LB를 콜리메이트한다. 콜리메이트 렌즈(41~43)는 서브베이스 부재(51~53)를 거쳐서 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 레이저광 LR, LG, LB의 광축은 주면(30a)을 기준으로 하여 실질적으로 동일한 높이에 있다.

Description

광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리{OPTICAL ASSEMBLY MANUFACTURING METHOD AND OPTICAL ASSEMBLY}
본 발명은 광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 화상 신호에 따른 강도의 광속(光束)을 2차원 주사하여 화상을 표시하는 광 주사형의 화상 표시 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 화상 표시 장치에서는, 광원부로부터 출사된 광속을 제 1 주사부 및 제 2 주사부가 주사한다. 또한, 제 1 주사부와 제 2 주사부의 사이의 광로 상에는 하프 미러가 마련되어 있고, 제 1 주사부에 의해 주사되어 하프 미러에서 반사되는 광속의 강도와 타이밍이 광검출부에 의해서 검출된다. 제 2 주사부에 의해 주사된 광속에 의해 형성되는 이미지면 위치에는 제 1 반사부 및 제 2 반사부가 배치되고, 제 1 반사부 및 제 2 반사부는 제 2 주사부에 의해 주사된 광속을 각각 반사한다. 제 1 주사부에 의해 주사되어 제 1 반사부와 제 2 반사부에서 각각 반사되고, 하프 미러에서 반사되는 광속의 광로는, 제 1 주사부에 의해 주사되어 하프 미러에서 반사되는 광속의 광로와 동일 광로로서 광검출부에 입사된다.
특허문헌 2에는, 광원 장치 및 헤드마운트 디스플레이에 관한 기술이 개시되어 있다. 광원 장치는 녹색 레이저 다이오드와, 청색 레이저 다이오드와, 적색 레이저 다이오드와, 이들로부터의 광을 선택적으로 투과·굴절하는 다이클로익 프리즘을 구비한다. 녹색 레이저 다이오드는, 광원 장치에서, 가장 발열량이 커서, 방열기가 크다. 녹색 레이저 다이오드는, 다이클로익 프리즘을 사이에 두고, 출사구와 대향하는 위치에 마련되어 있다. 방열기의 폭은 청색 레이저 다이오드의 외측으로부터 적색 레이저 다이오드의 외측까지의 폭보다 좁게 이루어지도록 형성되어 있다.
특허문헌 3에는, 다(多)파장 광원 장치에 관한 기술이 개시되고 있다. 다파장 광원 장치는, 동축(同軸) 모듈 내에 복수의 레이저 다이오드(LD) 칩을 탑재하고, 1개의 집광 렌즈에 의해 각 출사광을 1점에 집광한다. 다파장 광원 장치는 광원과, 집광 수단과, 도광 수단을 구비한다. 광원은 광을 출사하는 복수의 발광점을 구비한다. 집광 수단은 복수의 발광점으로부터 출사된 복수의 광을 집광한다. 도광 수단은 집광 수단에 의해서 집광된 복수의 발광점으로부터의 복수의 광이 겹쳐, 서로 섞이도록 전파시킨다.
특허문헌 4에는, 발광 다이오드 등의 발광 소자를 가지는 광원 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 광원 장치는 발광 소자부, 집광부, 및 합파부를 구비한다. 발광 소자부는 칩 상의 발광 소자를 복수개 탑재하고, 외부 단자를 통해 각 발광 소자의 발광을 독립적으로 제어한다. 집광부에서는, 렌즈 스토퍼에 마련된 감합 구멍과의 감합에 의해서, 구(球)렌즈가 발광 소자에게 서로 접하거나 또는 대향하여 발광부의 가까이 유지되고, 발광 소자로부터 방사되는 광이 퍼져 버리기 전에 평행 광속으로 방향 변환된다. 합파부는 다이클로익 미러 및 애퍼쳐(aperture)를 갖고, 집광부로부터 입사되어 온 평행 광속을 합파함과 아울러, 평행성이 우수한 근축(近軸) 광선을 선별하여 출사한다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2011-227379호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2011-171535호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2011-066028호 공보 특허문헌 4: 일본 특허 공개 제2006-013127호 공보
최근, 액정 디스플레이가 널리 보급되어 있어, 액정 디스플레이의 모바일에의 적용을 향한 기술 개발이 진행되고 있다. 한편, LD 광원을 이용한 디스플레이는, 액정 디스플레이의 백라이트에 사용되고 있는 백색 LED와 비교하여, 저소비 전력, 고정밀, 다채성이 우수하다. 이 때문에, LD 광원을 이용한 디스플레이를 소형 프로젝터, 헤드마운트 디스플레이, 헤드업 디스플레이 등에 적용하는 것이 검토되고 있다. 이러한 디스플레이에 채용되는 LD 광원은 적색 LD, 녹색 LD, 청색 LD라고 하는 광의 삼원색을 구성하는 복수의 LD를 가진다. 이 LD 광원으로부터 출력되는 복수의 레이저광이 강약을 갖고 겹쳐지는 것에 의해, 선명한 화질이 얻어진다.
그러나, LED라고 하는 일반적인 광원과 달리, LD 광원에서는 빔 확대각이 예를 들면 10°×20° 정도와 좁다. 이 때문에, 적색 LD, 녹색 LD, 및 청색 LD 각각으로부터 출사되는 각 레이저광의 광축을 정렬하는 것이 필요하여, LD 광원을 이용한 디스플레이의 보급에 큰 폐해로 되어 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 적색 LD, 녹색 LD, 및 청색 LD 각각으로부터 출사되는 각 레이저광의 광축을, 서로 정밀도 좋게 조정할 수 있는 광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 따른 광 어셈블리의 제조 방법은, 적색, 녹색, 및 청색의 레이저광을 합파하여 출력하는 광 어셈블리의 제조 방법으로서, 적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역 중 제 1 파장 영역에 포함되는 제 1 레이저광이 제 1 투영점에 투영되도록, 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드를 베이스 부재의 주면(主面) 상에 탑재하는 제 1 공정과, 3개의 파장 영역 중 제 2 파장 영역에 포함되는 제 2 레이저광이, 베이스 부재의 주면을 기준으로 하는 높이가 제 1 투영점과 동일한 제 2 투영점에 투영되도록, 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드를 베이스 부재의 주면 상에 탑재하는 제 2 공정과, 3개의 파장 영역 중 제 3 파장 영역에 포함되는 제 3 레이저광이, 베이스 부재의 주면을 기준으로 하는 높이가 제 1 및 제 2 투영점과 동일한 제 3 투영점에 투영되도록, 제 3 레이저광을 출사하는 제 3 레이저 다이오드를 베이스 부재의 주면 상에 탑재하는 제 3 공정과, 제 3 공정의 전 혹은 후에, 제 1 레이저광을 투과하고, 제 2 레이저광을 반사하는 제 1 파장 필터를, 제 2 투영점이 제 1 투영점에 가까워지도록 베이스 부재의 주면 상에 탑재하는 제 4 공정과, 제 1 및 제 2 레이저광을 투과하고, 제 3 레이저광을 반사하는 제 2 파장 필터를, 제 3 투영점이 제 1 투영점에 가까워지도록 베이스 부재의 주면 상에 탑재하는 제 5 공정을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 광 어셈블리는, 적색, 녹색, 및 청색의 레이저광을 합파하여 출력하는 광 어셈블리로서, 적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역 중 제 1 파장 영역에 포함되는 제 1 레이저광을 출사하고, 제 1 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 1 레이저 다이오드와, 3개의 파장 영역 중 제 2 파장 영역에 포함되는 제 2 레이저광을 출사하고, 제 2 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 2 레이저 다이오드와, 3개의 파장 영역 중 제 3 파장 영역에 포함되는 제 3 레이저광을 출사하고, 제 3 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 3 레이저 다이오드와, 제 1 레이저광을 콜리메이트하고 제 1 서브베이스 부재를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 1 콜리메이트 렌즈와, 제 2 레이저광을 콜리메이트하고 제 2 서브베이스 부재를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 2 콜리메이트 렌즈와, 제 3 레이저광을 콜리메이트하고 제 3 서브베이스 부재를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 3 콜리메이트 렌즈를 구비하고, 제 1 내지 제 3 레이저광의 광축이, 베이스 부재의 주면을 기준으로 하여 실질적으로 동일한 높이에 있다.
본 발명에 따른 광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리에 의하면, 적색 LD, 녹색 LD, 및 청색 LD 각각으로부터 출사되는 각 레이저광의 광축을 서로 정밀도 좋게 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광 어셈블리의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 광 어셈블리의 제조 방법의 제 1 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 3은 광 어셈블리의 제조 방법의 제 2 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 4는 광 어셈블리의 제조 방법의 제 3 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 5는 광 어셈블리의 제조 방법의 제 4 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 6은 광 어셈블리의 제조 방법의 제 5 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 7은 제 2 실시 형태에 따른 광 모듈의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 광 모듈의 캡을 분리하여 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9는 제 3 실시 형태에 따른 광 모듈의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 광 모듈의 유리 캡을 분리하여 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 11(a)는 광 모듈의 상면도이고, 도 11(b)은 광 모듈의 측면도이다.
도 12는 제 4 실시 형태로서, 광 어셈블리의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 13은 제 3 실시 형태의 광 어셈블리에 반사 부재를 부가한 광 모듈을 나타내는 도면이다.
도 14는 제 3 실시 형태에 따른 다른 광 모듈의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 15는 광 모듈의 일부(세라믹 패키지)의 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 16은 제 5 실시 형태로서, 광 어셈블리의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 17은 제 5 실시 형태의 광 모듈의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 18은 제 5 실시 형태의 광 어셈블리의 제조 방법의 제 3 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 19는 제 5 실시 형태의 광 어셈블리의 제조 방법의 제 5 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 20은 제 6 실시 형태로서, 광 어셈블리의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 21은 제 7 실시 형태로서, 광 어셈블리의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 22는 제 8 실시 형태로서, 광 어셈블리의 구성을 나타내는 상면도이다.
도 23은 제 8 실시 형태의 일 변형예로서, 광 어셈블리의 구성을 나타내는 상면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리의 실시 형태를 상세히 설명한다. 또, 도면의 설명에서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
(제 1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광 어셈블리(10A)의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 광 어셈블리(10A)는 적색 레이저광 LR, 녹색 레이저광 LG, 및 청색 레이저광 LB를 합파하여 출력할 수 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10A)는 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13), 제 1 서브마운트(21), 제 2 서브마운트(22), 제 3 서브마운트(23), 및 베이스 부재(30)를 구비한다. 베이스 부재(30)는 평탄한 주면(主面)(30a)를 가진다.
적색 LD(11)는 본 실시 형태에 있어서의 제 1 LD로서, 적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역 중 적색 파장 영역(제 1 파장 영역)에 포함되는 레이저광(제 1 레이저광) LR을 출사한다. 적색 LD(11)는 제 1 서브마운트(21) 상에 탑재되어 있어 제 1 서브마운트(21)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 적색 LD(11)는, 주면(30a)에 따른 광축으로 적색 레이저광 LR을 출사한다. 적색 레이저광 LR의 파장은, 예를 들면 640㎚이다.
녹색 LD(12)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 2 LD로서, 상기 3개의 파장 영역 중 녹색 파장 영역(제 2 파장 영역)에 포함되는 레이저광(제 2 레이저광) LG를 출사한다. 녹색 LD(12)는 제 2 서브마운트(22) 상에 탑재되어 있고, 제 2 서브마운트(22)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 녹색 LD(12)는 주면(30a)에 따른 광축으로 녹색 레이저광 LG를 출사한다. 본 실시 형태에서는, 녹색 LD(12)로부터의 녹색 레이저광 LG의 출사 방향은 적색 LD(11)로부터의 적색 레이저광 LR의 출사 방향에 대해 직각을 이루고 있다. 녹색 레이저광 LG의 파장은, 예를 들면 535㎚이다.
청색 LD(13)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 3 LD로서, 상기 3개의 파장 영역 중 청색 파장 영역(제 3 파장 영역)에 포함되는 레이저광(제 3 레이저광)을 출사한다. 청색 LD(13)는 제 2 서브마운트(22)의 옆쪽에 나열되어 배치된 제 3 서브마운트(23) 상에 탑재되어 있고, 제 3 서브마운트(23)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 본 실시 형태에서는, 청색 LD(13)로부터의 청색 레이저광 LB의 출사 방향은 적색 LD(11)로부터의 적색 레이저광 LR의 출사 방향에 대해 직각을 이루고 있고, 녹색 LD(12)로부터의 녹색 레이저광 LG의 출사 방향에 대해 평행하다. 청색 레이저광 LB의 파장은, 예를 들면 440㎚이다.
본 실시 형태에서는, 베이스 부재(30)의 주면(30a)을 기준으로 하는 적색 LD(11)의 레이저광 출사점의 높이 HR, 녹색 LD(12)의 레이저광 출사점의 높이 HG, 및 청색 LD(13)의 레이저광 출사점의 높이 HB가 서로 실질적으로 동일해지도록, 서브마운트(21~23)의 높이가 설정되어 있다. 즉, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 광축은 베이스 부재(30)의 주면(30a)을 기준으로 하여 실질적으로 동일한 높이에 있다.
서브마운트(21~23)의 구성 재료로서는, LD(11~13)를 구성하는 반도체 재료와 열팽창 계수가 가까운 재료, 예를 들면 AlN나 SiC, Si, 다이아몬드 등이 적합하다. 또한, LD(11~13) 각각은, 서브마운트(21~23) 각각에 대해, 예를 들면 AuSn이나 SnAgCu, Ag 페이스트 등에 의해 고정되면 좋다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 광 어셈블리(10A)는 제 1 콜리메이트 렌즈(41), 제 2 콜리메이트 렌즈(42), 제 3 콜리메이트 렌즈(43), 제 1 서브베이스 부재(51), 제 2 서브베이스 부재(52), 제 3 서브베이스 부재(53), 제 1 파장 필터(61), 제 2 파장 필터(62), 제 4 서브베이스 부재(54), 및 제 5 서브베이스 부재(55)를 더 구비한다.
제 1 콜리메이트 렌즈(41)는 적색 LD(11)의 광출사 단면(端面)과 광학적으로 결합되어 있고, 적색 LD(11)로부터 출사된 적색 레이저광 LR을 콜리메이트(평행화) 한다. 제 1 콜리메이트 렌즈(41)는 제 1 서브베이스 부재(51) 상에 탑재되어 있고, 제 1 서브베이스 부재(51)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다.
제 2 콜리메이트 렌즈(42)는 녹색 LD(12)의 광출사 단면과 광학적으로 결합되어 있고, 녹색 LD(12)로부터 출사된 녹색 레이저광 LG를 콜리메이트한다. 제 2 콜리메이트 렌즈(42)는 제 2 서브베이스 부재(52) 상에 탑재되어 있고, 제 2 서브베이스 부재(52)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다.
제 3 콜리메이트 렌즈(43)는, 청색 LD(13)의 광출사 단면과 광학적으로 결합되어 있어 청색 LD(13)로부터 출사된 청색 레이저광 LB를 콜리메이트한다. 제 3 콜리메이트 렌즈(43)는 제 2 서브베이스 부재(52)의 옆쪽에 나열되어 배치된 제 3 서브베이스 부재(53) 상에 탑재되어 있어 제 3 서브베이스 부재(53)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다.
콜리메이트 렌즈(41~43) 각각의 광축과 LD(11~13) 각각의 광축은 서로 거의 일치하도록 조정되어 있다. 일례로서, 서브마운트(21~23)의 두께가 0.15㎜이고, LD(11~13)의 레이저광 출사점의 높이가 0.1㎜인 경우, 주면(30a)을 기준으로 하는 레이저광 출사점의 높이는 0.25㎜가 된다. 이 경우, 콜리메이트 렌즈(41~43)로서 예를 들면 BK7제의 직경 0.5㎜의 렌즈를 이용하면, 콜리메이트 렌즈(41~43)의 광축의 높이는 0.25㎜가 된다. 따라서, 콜리메이트 렌즈(41~43)의 광축 높이와 LD(11~13)의 광축 높이가 거의 일치하게 된다.
제 1 파장 필터(61)는, 예를 들면 유리 기판 상에 형성된 다층막 필터이며, 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 제 4 서브베이스 부재(54)를 거쳐서 탑재되어 있다. 제 1 파장 필터(61)의 한쪽의 면은 제 1 콜리메이트 렌즈(41)와 광학적으로 결합되어 있고, 제 1 파장 필터(61)의 다른쪽의 면은 제 2 콜리메이트 렌즈(42)와 광학적으로 결합되어 있다. 제 1 파장 필터(61)는, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)에 의해 콜리메이트된 적색 레이저광 LR을 투과하고, 제 2 콜리메이트 렌즈(42)에 의해 콜리메이트된 녹색 레이저광 LG를 반사한다. 제 1 파장 필터(61)를 투과한 적색 레이저광 LR의 광축과, 제 1 파장 필터(61)에서 반사된 녹색 레이저광 LG의 광축은 서로 대략 일치하도록 조정되어 있다.
제 2 파장 필터(62)는, 예를 들면 유리 기판 상에 형성된 다층막 필터이며, 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 제 5 서브베이스 부재(55)를 거쳐서 탑재되어 있다. 제 2 파장 필터(62)의 한쪽의 면은 제 1 파장 필터(61)의 상기 다른쪽의 면과 광학적으로 결합되어 있고, 제 2 파장 필터(62)의 다른쪽의 면은 제 3 콜리메이트 렌즈(43)와 광학적으로 결합되어 있다. 제 2 파장 필터(62)는, 제 1 파장 필터(61)로부터 도달한 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG(즉, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)에 의해 콜리메이트된 적색 레이저광 LR, 및 제 2 콜리메이트 렌즈(42)에 의해 콜리메이트된 녹색 레이저광 LG)를 투과하고, 제 3 콜리메이트 렌즈(43)에 의해 콜리메이트된 레이저광 LB를 반사한다. 제 2 파장 필터(62)를 투과한 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG의 광축과, 제 2 파장 필터(62)에서 반사한 청색 레이저광 LB의 광축은 서로 대략 일치하도록 조정되어 있다.
또, 주면(30a)을 기준으로 하는, 제 1 파장 필터(61) 및 제 2 파장 필터(62)의 각 중심 위치의 높이는 주면(30a)을 기준으로 하는 레이저광 LR, LG, 및 LB의 광축의 높이와 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
또한, 콜리메이트 렌즈(41~43) 및 파장 필터(61~62) 각각은, 서브베이스 부재(51~55)에 대해, 예를 들면 Ag 페이스트나 땜납에 의해 고정된다. 서브베이스 부재(51~55)의 구성 재료는 그들이 탑재하는 콜리메이트 렌즈(41~43) 및 파장 필터(61~62)와 열팽창 계수가 가까운 재료, 예를 들면 유리가 바람직하다. 혹은, 서브베이스 부재(51~55)는 세라믹이나 금속에 의해 구성되어도 좋다. 서브베이스 부재(51~55)의 탑재면의 면적은, 그들이 탑재하는 콜리메이트 렌즈(41~43) 및 파장 필터(61~62)를 고정하기 위해서 필요한 양의 자외선 경화 수지를 도포 가능한 면적, 예를 들면 0.3~0.5평방 밀리미터 정도가 바람직하다.
상기의 구성을 구비하는 광 어셈블리(10A)에서는 적색 LD(11), 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13) 각각으로부터 적색 레이저광 LR, 녹색 레이저광 LG 및 청색 레이저광 LB 각각이 출사된다. 이들 레이저광은 각각 제 1 콜리메이트 렌즈(41), 제 2 콜리메이트 렌즈(42), 및 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 투과할 때에 콜리메이트된다. 그리고, 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG는 제 1 파장 필터(61)에 의해서 합파되고, 이 합파광과 청색 레이저광 LB는 제 2 파장 필터(62)에 의해서 합파된다. 적색 레이저광 LR, 녹색 레이저광 LG 및 청색 레이저광 LB로 이루어지는 합파광은 소정의 광축을 따라 광 어셈블리(10A)의 외부로 출사된다.
계속해서, 본 실시 형태에 따른 광 어셈블리(10A)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 2~도 6은 광 어셈블리(10A)의 제조 방법의 각 공정을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 적색 LD(11)를, 제 1 서브마운트(21)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재함과 아울러, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)를, 제 1 서브베이스 부재(51)를 거쳐서 주면(30a) 상에 탑재한다(제 1 공정). 또한, 이 공정에서는, 주면(30a)에 수직인 가상 평면 H1 상에 위치하는 제 1 투영점 P1에 적색 레이저광 LR이 투영되도록, 적색 LD(11) 및 제 1 콜리메이트 렌즈(41)를 배치한다.
구체적으로는, 우선, 통상의 다이본딩 방법을 이용해서, 적색 LD(11)를 제 1 서브마운트(21) 상에 탑재하여 고정한다. 그리고, 적색 LD(11)를 발광시키면서, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)를 제 1 서브베이스 부재(51) 상에 고정한다. 이 때, 적색 레이저광 LR의 광축이 주면(30a)에 대해 실질적으로 평행하게 되도록, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)의 상하 위치를 조정한다. 일 실시예로서는, 제 1 서브베이스 부재(51)에 자외선 경화 수지를 도포해 두고, 또한 그 두께를 확보하면서, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)를 코렛(collet) 등으로 흡착하면서 코렛의 상하 위치를 조정하면 된다. 이것에 의해, 주면(30a)에 대한 적색 레이저광 LR의 광축의 경사각을 조정할 수 있다. 예를 들면, 베이스 부재(30)로부터 소정 거리(예를 들면 1m)만큼 떨어진 가상 평면과, 그 가상 평면으로부터 더(예를 들면 2m) 떨어진 가상 평면에 CCD 등의 촬상 장치를 배치하고, 적색 레이저광 LR의 투영점의 위치가 베이스 부재(30)의 주면(30a)의 수평 위치와 일치하도록, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)의 상하 위치를 조정하면 된다. 또, 적색 레이저광 LR은 제 1 콜리메이트 렌즈(41)를 투과하고 있으므로, 그 광속은 실질적으로 평행광으로 되어 있어, 수m 떨어진 위치에서도, 투영 패턴을 관측하는 것은 가능하다. 이상의 공정을 거친 후, 자외선 경화 수지를 경화시켜 제 1 콜리메이트 렌즈(41)를 고정한다.
다음에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 녹색 LD(12)를, 제 2 서브마운트(22)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재함과 아울러, 제 2 콜리메이트 렌즈(42)를, 제 2 서브베이스 부재(52)를 거쳐서 주면(30a) 상에 탑재한다(제 2 공정). 이 공정에서는, 가상 평면 H1 상에 위치하는 제 2 투영점 P2에 녹색 레이저광 LG가 투영되도록, 녹색 LD(12) 및 제 2 콜리메이트 렌즈(42)를 배치한다. 베이스 부재(30)의 주면(30a)을 기준으로 하는 제 2 투영점 P2의 높이는 주면(30a)을 기준으로 하는 제 1 투영점 P1의 높이와 동일하다.
구체적으로는, 우선, 통상의 다이본딩 방법을 이용해서, 녹색 LD(12)를 제 2 서브마운트(22) 상에 탑재하여 고정한다. 또한, 주면(30a)에 수직인 반사면을 가지는 얼라인먼트용 미러(70)를, 그 반사면이 적색 레이저광 LR의 광축에 대해 45°의 각도를 이루도록, 녹색 레이저광 LG의 광축 상에 배치한다. 그리고, 녹색 LD(12)를 발광시킨다. 이 때, 녹색 레이저광 LG는 상기 가상 평면 H1 상에 투영된다. 계속해서, 녹색 LD(12)를 발광시키면서, 제 2 콜리메이트 렌즈(42)의 상하 위치를, 상기 제 1 공정과 동일한 방법에 의해 조정한다. 이 때, 주면(30a)을 기준으로 하는 녹색 레이저광 LG의 제 2 투영점 P2의 높이를, 주면(30a)을 기준으로 하는 적색 레이저광 LR의 제 1 투영점 P1의 높이와 동일하게 한다. 또, 이 시점에서는, 주면(30a)에 평행한 방향에 있어서의 제 1 및 제 2 투영점 P1, P2의 위치를 서로 일치시킬 필요는 없다. 이상의 공정을 거친 후, 제 2 서브베이스 부재(52) 상의 자외선 경화 수지를 경화시켜, 제 2 콜리메이트 렌즈(42)를 제 2 서브베이스 부재(52)에 고정한다.
계속해서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 청색 LD(13)를, 제 3 서브마운트(23)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재함과 아울러, 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를, 제 3 서브베이스 부재(53)를 거쳐서 주면(30a) 상에 탑재한다(제 3 공정). 이 공정에서는, 가상 평면 H1 상에 위치하는 제 3 투영점 P3에 청색 레이저광 LB가 투영되도록, 청색 LD(13) 및 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 배치한다. 베이스 부재(30)의 주면(30a)을 기준으로 하는 제 3 투영점 P3의 높이는 주면(30a)을 기준으로 하는 제 1 투영점 P1의 높이와 동일하다. 또한, 이 공정에서는, 제 2 투영점 P2 및 제 3 투영점 P3의 위치가 실질적으로 서로 일치하도록, 청색 LD(13) 및 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 배치하면 된다.
구체적으로는, 우선, 통상의 다이본딩 방법을 이용해서, 청색 LD(13)를 제 3 서브마운트(23) 상에 탑재하여 고정한다. 또한, 얼라인먼트용 미러(70)를, 그 반사면이 적색 레이저광 LR의 광축에 대해 45°의 각도를 이루도록, 청색 레이저광 LB의 광축 상에 배치한다. 그리고, 청색 LD(13)를 발광시킨다. 이 때, 청색 레이저광 LB는 상기 가상 평면 H1 상에 투영된다. 계속해서, 청색 LD(13)를 발광시키면서, 제 3 콜리메이트 렌즈(43)의 상하 위치를, 상기 제 1 공정과 동일한 방법에 의해 조정한다. 이 때, 주면(30a)을 기준으로 하는 청색 레이저광 LB의 제 3 투영점 P3의 높이를, 주면(30a)을 기준으로 하는 적색 레이저광 LR의 제 1 투영점 P1의 높이와 동일하게 함과 아울러, 제 3 투영점 P3의 위치를, 녹색 레이저광 LG의 제 2 투영점 P2의 위치와 실질적으로 일치시킨다. 이상의 공정을 거친 후, 제 3 서브베이스 부재(53) 상의 자외선 경화 수지를 경화시켜, 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 제 3 서브베이스 부재(53)에 고정한다.
계속해서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 파장 필터(61)를 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재한다(제 4 공정). 이 때, 녹색 레이저광 LG의 제 2 투영점 P2가 적색 레이저광 LR의 제 1 투영점 P1에 가까워지도록(바람직하게는 대략 일치하도록), 제 1 파장 필터(61)의 각도를 조정한다.
구체적으로는, 우선, 제 1 파장 필터(61)를 녹색 레이저광 LG의 광축 상에 위치시키고, 제 1 파장 필터(61)에서 녹색 레이저광 LG를 반사시켜 투영면(가상 평면 H1) 상에 투영한다. 그리고, 제 1 파장 필터(61)의 스윙각(swing angle) 및 경사각을 조정하는 것에 의해, 녹색 레이저광 LG의 제 2 투영점 P2를, 적색 레이저광 LR의 제 1 투영점 P1에 근접시킨다. 일례로서는, 제 1 공정에서 적색 레이저광 LR의 조정에 사용한 CCD 등의 촬상 장치를 다시 이용하여, 녹색 레이저광 LG가 이들 CCD에 입사하도록, 제 1 파장 필터(61)의 각도를 조정하면 된다. 또한, 바람직하게는, 제 2 투영점 P2를 제 1 투영점 P1에 일치시키면 된다. 이 때, 제 1 파장 필터(61)의 스윙각을 조정하는 것에 의해 제 2 투영점 P2의 상하 위치(주면(30a)의 법선 방향의 위치)가 변화하고, 제 1 파장 필터(61)의 경사각을 조정하는 것에 의해 좌우 위치(주면(30a) 및 가상 평면 H1에 따른 방향의 위치)가 변동한다. 제 1 파장 필터(61)의 조정시, 적색 레이저광 LR의 제 1 투영점 P1의 위치도 변화하지만, 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG 각각의 투영점 P1, P2가 일치하는 스윙각 및 경사각이 반드시 존재한다. 이상의 공정을 거친 후, 제 4 서브베이스 부재(54) 상의 자외선 경화 수지를 경화시켜, 제 1 파장 필터(61)를 제 4 서브베이스 부재(54)에 고정한다.
계속해서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 2 파장 필터(62)를 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재한다(제 5 공정). 이 때, 청색 레이저광 LB의 제 3 투영점 P3이 적색 레이저광 LR의 제 1 투영점 P1에 가까워지도록(바람직하게는 대략 일치하도록), 제 2 파장 필터(62)의 각도를 조정한다. 또한, 제 1 파장 필터(61)의 광반사면과 제 2 파장 필터(62)의 광반사면이 서로 평행하게 되도록, 제 2 파장 필터(62)를 배치한다. 또, 구체적인 조정 방법은 전술한 제 4 공정과 동일하다.
이상에서 설명한 본 실시 형태의 광 어셈블리(10A) 및 그 제조 방법에 따라 얻어지는 효과에 대해 설명한다. 일반적으로, 레이저광의 파장이 상이하면, 렌즈에서의 굴절률도 상이하다. 따라서, 적색 LD, 녹색 LD 및 청색 LD로부터 출사되는 레이저광을 하나의 렌즈에서 콜리메이트하면, 색 수차가 생겨, 각 레이저광의 광축을 정렬하는 것이 어려워진다. 이에 반해, 본 실시 형태와 같이, 적색 LD(11), 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13) 각각에 대응하는 3개의 콜리메이트 렌즈(41~43)가 배치되는 것에 의해, 색 수차를 효과적으로 억제할 수 있다.
그러나 한편으로, 광 어셈블리에는 소형화가 요구되는 일도 많다. 각 LD마다 콜리메이트 렌즈를 배치하면서 광 어셈블리 전체를 소형화하면, 콜리메이트 렌즈끼리가 근접하여, 콜리메이트 렌즈를 고정하기 위한 수지(본 실시 형태에서는, 자외선 경화 수지를 사용)가, 다른 콜리메이트 렌즈의 고정 위치까지 흘러나와 버려, 다른 콜리메이트 렌즈의 광축이 변동해 버리는 한 요인으로 된다. 나아가서는, 각 레이저광의 광축이 서로 어긋나게 되어 버린다.
상기의 과제를 감안하여, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10A)에서는, 3색의 LD(11~13) 각각에 대해, 콜리메이트 렌즈(41~43) 각각이 배치되어 있다. 그리고, 이들 콜리메이트 렌즈(41~43)는 서로 독립된 3개의 서브베이스 부재(51~53)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 콜리메이트 렌즈(41~43)를 고정하기 위한 수지가 다른 콜리메이트 렌즈(41~43)의 고정 위치까지 흘러나오는 것을 효과적으로 막을 수가 있다. 따라서, LD(11~13)로부터 출사되는 적색 레이저광 LR, 녹색 레이저광 LG, 청색 레이저광 LB의 광축의 변동을 억제하여, 광축 조정을 보다 정밀도 좋게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 광 어셈블리(10A)의 소형화가 가능해진다.
또, 특허문헌 3에 기재된 구성에서는, 3색의 레이저광이 합파된 후에 하나의 렌즈를 이용하여 평행화가 행해지고 있으므로, 색 수차의 보정은 실질적으로 불가능하다. 또한, 특허문헌 4에 기재된 구성에서는, 3개의 LD 각각에 콜리메이트 렌즈가 마련되어 있지만, 이들 콜리메이트 렌즈는 렌즈 홀더에 수용되어 있어, 광축의 조정 여유가 매우 한정되어 버린다. 본 실시 형태의 광 어셈블리(10A)에 의하면, 상기의 구성을 구비하는 것에 의해서, 색 수차의 보정을 가능하게 하고, 또한, 광축의 조정 여유를 충분히 확보해서, 광축 조정을 보다 정밀도 좋게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10A)의 제조 방법에서는, 우선 적색 LD(11)를 베이스 부재(30) 상에 탑재하고(제 1 공정), 이어서, 투영점의 높이가 적색 LD(11)와 동일하게 되도록 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)를 베이스 부재(30) 상에 탑재하고(제 2, 제 3 공정), 제 1 파장 필터(61) 및 제 2 파장 필터(62)를 이용하여 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)의 투영점을 적색 LD(11)의 투영점에 근접시키고 있다(제 4, 제 5 공정). 이러한 방법에 의해서, 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13) 각각으로부터 출사되는 각 레이저광 LR, LG, LB의 광축을 서로 정밀도 좋게 또한 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 3 공정에서는, 녹색 LD(12)의 투영점(제 2 투영점 P2)의 위치와 청색 LD(13)의 투영점(제 3 투영점 P3)의 위치가 실질적으로 일치하도록, 청색 LD(13)를 배치하고 있다. 이것에 의해, 적색 LD(11)의 광축의 한쪽측에 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)가 배치된 구성(도 1을 참조)을 적절하게 실현할 수 있다. 또한, 이 경우, 제 5 공정에서, 제 2 파장 필터(62)는 제 1 파장 필터(61)에 대해 평행하게 되도록 배치되면 된다.
(제 2 실시 형태)
계속해서, 제 1 실시 형태에 따른 광 어셈블리(10A)를 구비하는 광 모듈에 대해 설명한다. 도 7은 제 2 실시 형태에 따른 광 모듈(1A)의 외관을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 8은 도 7에 나타낸 광 모듈(1A)의 캡(73)을 분리하여 내부 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 광 모듈(1A)은, 소위 동축(同軸) CAN 패키지라고 하는 형태를 구비한다.
광 모듈(1A)은, 광 어셈블리(10A)에 부가하여, 스템(stem)(72), 캡(73), 집광 렌즈(74), 리드 핀(75a~75d)을 구비한다. 캡(73)은 집광 렌즈(74)를 유지한다. 집광 렌즈(74)는 스템(72)의 주면(72a)의 위쪽이고, 광 어셈블리(10A)로부터 출사되는 레이저광 LR, LG, 및 LB(도 1을 참조)의 합파광의 광축 상에 배치되어 있다. 주면(72a)은, 예를 들면 5.6㎜의 직경을 가진다. 리드 핀(75a~75d)은 스템(72)의 주면(72a) 위로 도출되어 있다. 리드 핀(75a~75c)은 스템(72)과 전기적으로 절연되어 있고, 리드 핀(75d)은 스템(72)과 전기적으로 접속되어 있다.
광 어셈블리(10A)의 베이스 부재(30)는 스템(72)의 주면(72a) 위에 고정되고, 베이스 부재(30)의 주면(30a)은 스템(72)의 주면(72a)에 대해 수직으로 연장되어 있다. 광 어셈블리(10A)는 스템(72)과 캡(73)에 의해서 밀봉되게 된다. 광 어셈블리(10A)의 적색 LD(11), 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)의 각 한쪽의 전극은 도시하지 않은 와이어를 거쳐서 각각 리드 핀(75a~75c)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 적색 LD(11), 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)의 각 다른쪽의 전극은 스템(72)을 거쳐서 리드 핀(75d)과 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시 형태에 따른 광 모듈(1A)은 광 어셈블리(10A)를 구비한다. 따라서, 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13) 각각으로부터 출사되는 각 레이저광 LR, LG, 및 LB(도 1을 참조)의 광축을 서로 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 또한, 광 모듈(1A)의 소형화가 가능해진다.
(제 3 실시 형태)
도 9는 제 3 실시 형태에 따른 광 모듈(1B)의 외관을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 10은 도 9에 나타낸 광 모듈(1B)의 유리 캡(83)을 분리하여 내부 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 11(a)는 광 모듈(1B)의 상면도이고, 도 11(b)는 광 모듈(1B)의 측면도이다.
광 모듈(1B)은, 제 1 실시 형태의 광 어셈블리(10A)에 부가하여, 세라믹 기판(82) 및 유리 캡(83)을 구비한다. 세라믹 기판(82)은, 예를 들면 두께 1㎜ 정도의 세라믹(예를 들면 AlN이나 SiC)으로 이루어지는 판 모양 부재로서, 광 어셈블리(10A)의 베이스 부재(30)를 겸할 수 있다. 세라믹 기판(82)은 주면(82a)(베이스 부재(30)의 주면(30a)에 상당)을 가지고 있고, 광 어셈블리(10A)의 LD(11~13), 콜리메이트 렌즈(41~43), 및 파장 필터(61, 62) 등은 세라믹 기판(82)의 주면(82a) 상에 탑재되어 있다. 또, 도 9~도 11에서는, 서브베이스 부재(51~55)의 도시를 생략하고 있다.
세라믹 기판(82)의 주면(82a) 상에는, 복수의 전극(84a~84d)이 마련되어 있다. 이들 전극(84a~84d)은 도시하지 않은 배선을 거쳐서 각 LD(11~13)와 전기적으로 접속되어 있다. 일례에서는, 세라믹 기판(82)의 주면(82a)은 긴 변 5.5㎜, 짧은 변 3.5㎜의 직사각형 형상이고, 길이 방향의 치수 중 2㎜는 전극(84a~84d)을 배설하기 위한 영역으로 되고, 나머지의 3.5㎜에 광 어셈블리(10A)가 배치된다. 유리 캡(83)은, 예를 들면 두께 1㎜이고, 주면(82a) 상에 배치되어 광 어셈블리(10A)를 덮는다. 또, 유리 캡(83) 대신에, 세라믹 등의 불투명 재료로 이루어지는 캡을 배치해도 좋고, 광 모듈(1B)의 신뢰성을 더 높일 수 있다. 그 경우, 레이저광 LR, LG, 및 LB(도 1을 참조)의 합파광이 통과하는 부분에 투명재를 마련하면 좋다.
본 실시 형태에 따른 광 모듈(1B)은 광 어셈블리(10A)를 구비한다. 따라서, 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13) 각각으로부터 출사되는 각 레이저광 LR, LG, 및 LB(도 1을 참조)의 광축을 서로 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 또한, 광 모듈(1B)의 소형화가 가능해진다.
(제 4 실시 형태)
도 12는 제 4 실시 형태로서, 광 어셈블리(10B)의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 광 어셈블리(10B)는 제 1 실시 형태의 광 어셈블리(10A)의 구성에 부가하여, 반사 부재(90)를 구비한다. 또, 반사 부재(90)를 제외한 다른 구성에 관해서는, 제 1 실시 형태와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
반사 부재(90)는, 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되고, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광의 광축 상에 배치된다. 반사 부재(90)는 광반사면(90a)을 가지고 있고, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광을 반사한다. 일례에서는, 광반사면(90a)은 합성광의 광축 및 주면(30a)에 대해 45°의 각도를 이루고 있고, 합성광을 주면(30a)의 법선 방향을 따라 반사한다.
도 13은 제 3 실시 형태의 광 어셈블리(10A)에 반사 부재(90)를 부가하여, 광 어셈블리(10B)로 한 구성(광 모듈(1C))을 나타내는 도면이다. 또, 도 13에서는, 유리 캡(83)의 도시는 생략되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3색의 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광이 반사 부재(90)에 도달하고, 세라믹 기판(82)의 주면(82a)의 법선 방향을 따라 반사되면, 해당 합성광은 유리 캡(83)을 투과하여 광 모듈(1C)의 외부로 적절하게 출사된다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 다른 광 모듈(1D)의 외관을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 15는 광 모듈(1D)의 일부(세라믹 패키지(91))의 내부 구성을 나타내는 사시도이다. 이 광 모듈(1D)은 세라믹 패키지(91) 및 집광 광학부(92)를 구비한다.
세라믹 패키지(91)는 본 실시 형태의 광 어셈블리(10B)(도 12를 참조)를 수용한다. 세라믹 패키지(91)는, 예를 들면 그 외부 치수(external size)가 4.0㎜×4.7㎜×1.5㎜라고 한 매우 소형의 패키지이며, 예를 들면 알루미나 등의 세라믹 재료에 의해 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 세라믹 패키지(91)의 내측 바닥면(91a) 상에는 광 어셈블리(10B)가 탑재되어 있다. 이 내측 바닥면(91a)은 도 12에 나타낸 베이스 부재(30)의 주면(30a)에 상당한다. 광 어셈블리(10B)에서 생성된 3색의 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광은 반사 부재(90)에서 반사된 후, 내측 바닥면(91a)의 법선 방향을 따라 출사된다. 또, 도 15에서는, 서브베이스 부재(51~55)의 도시를 생략하고 있다.
도 14에 나타내는 집광 광학부(92)는 집광 렌즈를 유지하는 금속제의 홀더(94)를 가진다. 홀더(94)는 광 어셈블리(10B)로부터 출사되는 합성광의 광축을 따라 연장되는 원통 모양을 나타내고 있고, 세라믹 패키지(91)의 천판(天板)(93)에 고정되어 있다. 또한, 홀더(94)에는, 금속제의 통 모양의 조인트(95)가 고정되어 있다. 조인트(95)는 합성광을 통과시키기 위한 관통 구멍을 내부에 가진다. 또, 조인트(95)에는, 원통 모양의 금속 슬리브(96)가 고정되어 있다. 금속 슬리브(96)의 내부에는, 광파이버를 유지한 페룰(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 금속 슬리브(96)는 리셉터클(receptacle)로서 기능하고, 광커넥터의 선단부가 금속 슬리브(96) 내에 삽입된다. 이 광커넥터로부터 연장되는 광파이버의 타단측에 주사계를 마련하는 것에 의해, 예를 들면 초소형의 헤드마운트 디스플레이 등을 적절하게 실현할 수 있다. 또, 광 모듈(1D)은 이러한 리셉터클의 형태 대신에, 소위 피그테일 파이버(pigtail fiber) 등의 고정 파이버 구조를 가져도 좋다.
본 실시 형태에 따른 광 어셈블리(10B), 광 모듈(1C, 1D)은 제 1 실시 형태의 광 어셈블리(10A)의 구성을 포함하고 있다. 따라서, 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13) 각각으로부터 출사되는 각 레이저광 LR, LG, 및 LB의 광축을 서로 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 또, 광 어셈블리(10B), 광 모듈(1C, 1D)의 소형화가 가능해진다.
(제 5 실시 형태)
도 16은 제 5 실시 형태로서, 광 어셈블리(10C)의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 광 어셈블리(10C)와 제 1 실시 형태의 광 어셈블리(10A)의 차이점은 녹색 LD(12)의 방향이다. 즉, 본 실시 형태의 녹색 LD(12) 및 제 2 콜리메이트 렌즈(42)는 적색 LD(11)로부터 직선 모양으로 연장되는 적색 레이저광 LR의 광축을 사이에 두고 청색 LD(13)의 반대측에 배치되어 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 제 1 파장 필터(61)의 방향도 제 1 실시 형태와 상이하고, 제 1 파장 필터(61)의 양면은 제 2 파장 필터(62)의 양면에 대해 90°의 각도를 이루고 있다. 또, 녹색 LD(12) 및 제 1 파장 필터(61)를 제외한 다른 구성에 관해서는 제 1 실시 형태와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 17은 본 실시 형태의 광 모듈(1E)의 구성을 나타내는 사시도이다. 광 모듈(1E)은, 제 2 실시 형태의 광 모듈(1A)(도 8을 참조)의 광 어셈블리(10A)가, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10C)로 치환된 구성을 가진다. 광 어셈블리(10C)의 베이스 부재(30)는 스템(72)의 주면(72a) 위에 고정되고, 주면(30a)은 주면(72a)에 대해 수직으로 연장되어 있다. 광 어셈블리(10C)는 스템(72)과 캡(73)(도 7을 참조)에 의해 밀봉된다.
광 어셈블리(10C)는, 다음의 점을 제외하고, 제 1 실시 형태의 광 어셈블리(10A)와 동일한 제조 방법에 의해서 제조될 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10C)를 제조할 때에는, 청색 LD(13) 및 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 베이스 부재(30) 상에 탑재하는 제 3 공정에서, 도 18에 나타내는 바와 같이, 제 2 투영점 P2와 제 3 투영점 P3의 상대 위치 관계가 제 1 투영점 P1을 사이에 두는 관계로 되도록, 청색 LD(13) 및 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 배치하면 좋다. 또한, 제 2 파장 필터(62)를 베이스 부재(30) 상에 탑재하는 제 5 공정에서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제 1 파장 필터(61)의 광반사면의 법선과 제 2 파장 필터(62)의 광반사면의 법선이 서로 교차하도록 제 2 파장 필터(62)를 배치하면 좋다. 특히, 녹색 레이저광 LG의 광축과 청색 레이저광 LB의 광축이 서로 평행한 경우에는, 제 1 파장 필터(61)의 광반사면의 법선과 제 2 파장 필터(62)의 광반사면의 법선이 서로 직각을 이루도록 제 2 파장 필터(62)를 배치하면 좋다.
본 실시 형태의 광 어셈블리(10C)에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 3색의 LD(11~13) 각각에 대해, 콜리메이트 렌즈(41~43) 각각이 배치된다. 그리고, 이들 콜리메이트 렌즈(41~43)는 서로 독립된 3개의 서브베이스 부재(51~53)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재된다. 이러한 구성에 의해서, 콜리메이트 렌즈(41~43)를 고정하기 위한 수지가, 다른 콜리메이트 렌즈(41~43)의 고정 위치까지 흘러나오는 것을 효과적으로 막을 수가 있다. 따라서, LD(11~13)로부터 출사되는 적색 레이저광 LR, 녹색 레이저광 LG, 청색 레이저광 LB의 광축의 변동을 억제하여, 광축 조정을 보다 정밀도 좋게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 광 어셈블리(10C)의 소형화가 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 3 공정에서, 녹색 LD(12)의 투영점(제 2 투영점 P2)과 청색 LD(13)의 투영점(제 3 투영점 P3)의 상대 위치 관계가 적색 LD(11)의 투영점(제 1 투영점 P1)을 사이에 두는 관계로 되도록, 청색 LD(13) 및 제 3 콜리메이트 렌즈(43)를 배치한다. 이것에 의해, 적색 LD(11)의 광축을 사이에 두고 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)가 배치된 구성(도 16을 참조)을 적절하게 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)가 적색 LD(11)의 광축의 좌우로 나누어져 밸런스 좋게 배치되므로, 패키지에 대한 합파광의 출사 위치의 편심(偏心)을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 제 3 공정에서 이용되는 얼라인먼트용 미러(70)의 위치가, 적색 LD(11)의 광축을 사이에 두고, 제 2 공정(도 3을 참조)에서의 얼라인먼트용 미러(70)의 위치의 반대측으로 된다. 이 때문에, 2개의 얼라인먼트용 미러(70)를 준비할 필요가 있다. 또, 제 2 파장 필터(62)를 파지하는 코렛에 관해서도, 제 2 파장 필터(62)의 각도가 제 1 파장 필터(61)와는 상이하기 때문에, 각도가 상이한 2종류의 코렛을 필요로 한다. 이에 반해, 제 1 실시 형태와 같이, 적색 LD(11)의 광축의 한쪽측에 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13)를 배치하면, 제 2 및 제 3 공정에서 하나의 얼라인먼트용 미러(70)를 공통으로 사용할 수 있어, 얼라인먼트용 미러의 개수를 삭감할 수 있음과 아울러, 녹색 LD(12) 및 청색 LD(13) 상호의 얼라인먼트 정밀도가 향상한다. 또, 제 1 파장 필터(61) 및 제 2 파장 필터(62)를 파지하는 코렛에 관해서도, 하나의 코렛을 공통으로 사용할 수 있어, 제조 설비를 간이화할 수 있다.
(제 6 실시 형태)
도 20은 제 6 실시 형태로서, 광 어셈블리(10D)의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 광 어셈블리(10D)는 제 5 실시 형태의 광 어셈블리(10C)의 구성에 부가하여, 반사 부재(90)를 구비한다. 또, 반사 부재(90)를 제외한 다른 구성에 관해서는, 제 1 실시 형태와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
반사 부재(90)는 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되고, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광의 광축 상에 배치된다. 반사 부재(90)는 광반사면(90a)을 가지고 있고, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광을 반사한다. 일례에서는, 광반사면(90a)은 합성광의 광축 및 주면(30a)에 대해 45°의 각도를 이루고 있어, 합성광을 주면(30a)의 법선 방향을 따라 반사한다.
본 실시 형태에 따른 광 어셈블리(10D)는 제 5 실시 형태의 광 어셈블리(10C)의 구성을 포함하고 있다. 따라서, 적색 LD(11), 녹색 LD(12), 및 청색 LD(13) 각각으로부터 출사되는 각 레이저광 LR, LG, 및 LB의 광축을 서로 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 또한, 광 어셈블리(10B), 광 모듈(1C, 1D)의 소형화가 가능해진다.
(제 7 실시 형태)
도 21은 제 7 실시 형태로서, 광 어셈블리(10E)의 구성을 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태의 광 어셈블리(10E)는 제 1 실시 형태의 제 1 파장 필터(61) 및 제 2 파장 필터(62) 대신에, 제 1 파장 필터(63) 및 제 2 파장 필터(64)를 구비한다. 또한, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10E)는 반사 부재(90)를 구비한다.
제 1 파장 필터(63)는, 예를 들면 유리 기판 상에 형성된 다층막 필터이며, 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 제 4 서브베이스 부재(54)를 거쳐서 탑재되어 있다. 제 1 파장 필터(63)의 한쪽의 면은, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)와 광학적으로 결합되어 있고, 제 1 파장 필터(63)의 다른쪽의 면은 제 2 콜리메이트 렌즈(42)와 광학적으로 결합되어 있다. 제 1 파장 필터(63)는 제 1 콜리메이트 렌즈(41)에 의해 콜리메이트된 적색 레이저광 LR을 반사하고, 제 2 콜리메이트 렌즈(42)에 의해 콜리메이트된 녹색 레이저광 LG를 투과한다. 제 1 파장 필터(63)에서 반사된 적색 레이저광 LR의 광축과, 제 1 파장 필터(63)를 투과한 녹색 레이저광 LG의 광축은 서로 대략 일치하도록 조정되어 있다.
제 2 파장 필터(64)는, 예를 들면 유리 기판 상에 형성된 다층막 필터이며, 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 제 5 서브베이스 부재(55)를 거쳐서 탑재되어 있다. 제 2 파장 필터(64)의 한쪽의 면은 제 1 파장 필터(63)의 상기 다른쪽의 면과 광학적으로 결합되어 있고, 제 2 파장 필터(64)의 다른쪽의 면은 제 3 콜리메이트 렌즈(43)와 광학적으로 결합되어 있다. 제 2 파장 필터(64)는 제 1 파장 필터(63)로부터 도달한 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG(즉, 제 1 콜리메이트 렌즈(41)에 의해 콜리메이트된 적색 레이저광 LR, 및 제 2 콜리메이트 렌즈(42)에 의해 콜리메이트된 녹색 레이저광 LG)를 반사하고, 제 3 콜리메이트 렌즈(43)에 의해 콜리메이트된 레이저광 LB를 투과한다. 제 2 파장 필터(64)에서 반사된 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG의 광축과, 제 2 파장 필터(64)를 투과한 청색 레이저광 LB의 광축은 서로 대략 일치하도록 조정되어 있다.
반사 부재(90)는 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되고, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광의 광축 상에 배치된다. 반사 부재(90)는 광반사면(90a)을 가지고 있고, 레이저광 LR, LG, 및 LB의 합성광을 반사한다. 일례에서는, 광반사면(90a)은 합성광의 광축 및 주면(30a)에 대해 45°의 각도를 이루고 있고, 합성광을 주면(30a)의 법선 방향을 따라 반사한다. 여기서, 도 12, 도 13, 및 도 20에 나타내는 반사 부재(90)에 대해서는, 그 반사면(90a)이 균일한 것을 전제로 하여 설명하였다. 즉, 주면(30a)에 대해 실질적으로 45°의 각도를 이루는 면(90a) 전체가 광반사 기능을 가지는 경우를 설명하였다. 일 변형예로서, 도 21에 나타내는 바와 같이, 면(90a)의 일부에만 반사 기능을 실시한 반사 영역(90b)으로 할 수 있다.
실시 형태에 따른 광 어셈블리에서는, 각 LD(11~13)의 광은 각각 콜리메이트 렌즈(41~43)에 의해 실질적인 콜리메이트광으로 변환된 후 전파된다. 반사 영역(90b)을 이 콜리메이트광의 직경보다 작은 직경으로 형성하고, 또한, 반사 영역(90b)을 주면(30a)에 투영한 형상이 원형으로 되도록 반사 영역(90b)을 형성함으로써, 합파된 반사광의 형상을 원형으로 하는 것이 가능해진다. LD(11~13)의 가시 LD는, 소위 릿지(ridge)형 구조를 구비하는 것이 일반적이다. 릿지형 LD의 출력광 필드 패턴은 타원이다. 이 타원 필드 패턴은 콜리메이트 렌즈를 통과시켜도 유지된다. 본 예와 같이, 반사 영역(90b)을 주면(30a)에 투영한 형상을 원형으로 함으로써, 광 어셈블리(10)의 출력광의 필드 패턴을 원형으로 변환하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태의 광 어셈블리(10E)에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 3색의 LD(11~13) 각각에 대해, 콜리메이트 렌즈(41~43) 각각이 배치된다. 그리고, 이들 콜리메이트 렌즈(41~43)는 서로 독립된 3개의 서브베이스 부재(51~53)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재된다. 이러한 구성에 의해서, LD(11~13)로부터 출사되는 적색 레이저광 LR, 녹색 레이저광 LG, 청색 레이저광 LB의 광축의 변동을 억제하여, 광축 조정을 보다 정밀도 좋게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 광 어셈블리(10E)의 소형화가 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태와 달리, 제 1 파장 필터(63)가, 적색 레이저광 LR을 반사하고, 녹색 레이저광 LG를 투과한다. 이 경우, 적색 LD(11)로부터 출사되는 적색 레이저광 LR이 본 발명의 제 2 레이저광에 상당하고, 녹색 LD(12)로부터 출사되는 녹색 레이저광 LG가 본 발명의 제 1 레이저광에 상당한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제 2 파장 필터(64)가, 적색 LD(11) 및 녹색 LD(12)로부터의 광을 반사하고, 청색 LD(13)로부터의 광을 투과한다. 즉, 본 발명의 제 2 파장 필터는 제 1 파장 필터(63)로부터 도달한 광(본 실시 형태에서는 적색 레이저광 LR 및 녹색 레이저광 LG)에 대해 투과 및 반사 중 한쪽을 행하고, 제 3 레이저광(본 실시 형태에서는 청색 레이저광 LB)에 대해 투과 및 반사 중 다른 한쪽을 행하면 좋다.
(제 8 실시 형태)
도 22는 제 8 실시 형태로서, 광 어셈블리(10F)의 구성을 나타내는 상면도이다. 또, 용이한 이해를 위해, 도 22에서는 베이스 부재(30), 서브마운트(21~23), 및 서브베이스 부재(51~55)의 도시가 생략되어 있다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10F)는 제 1 실시 형태의 구성에 부가하여, 적색 LD(14), 녹색 LD(15), 및 청색 LD(16)를 더 구비한다. 또한, 광 어셈블리(10F)는 3개의 λ/2판(24~26)과, 3개의 편광 필터(34~36)와, 3개의 콜리메이트 렌즈(44~46)를 더 구비한다.
적색 LD(14)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 4 LD로서, 적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역 중 적색 파장 영역(제 1 파장 영역)에 포함되는 레이저광(제 4 레이저광) LR2를 출사한다. 적색 LD(14)는 적색 LD(11)와는 다른 서브마운트(도시하지 않음) 상에 탑재되어 있고, 이 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 적색 LD(14)는 주면(30a)에 따른 광축으로 적색 레이저광 LR2를 출사한다. 본 실시 형태에서는, 적색 LD(14)로부터의 적색 레이저광 LR2의 출사 방향은 적색 LD(11)로부터의 적색 레이저광 LR의 출사 방향에 대해 교차하고 있다. 적색 레이저광 LR2의 파장은, 예를 들면 적색 LD(11)의 적색 레이저광 LR과 같은 640㎚이다.
녹색 LD(15)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 5 LD로서, 상기 3개의 파장 영역 중 녹색 파장 영역(제 2 파장 영역)에 포함되는 레이저광(제 5 레이저광) LG2를 출사한다. 녹색 LD(15)는 녹색 LD(12)와는 다른 서브마운트(도시하지 않음) 상에 탑재되어 있고, 이 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 녹색 LD(15)는 주면(30a)에 따른 광축으로 녹색 레이저광 LG2를 출사한다. 본 실시 형태에서는, 녹색 LD(15)로부터의 녹색 레이저광 LG2의 출사 방향은 녹색 LD(12)로부터의 녹색 레이저광 LG의 출사 방향에 대해 교차하고 있다. 녹색 레이저광 LG2의 파장은, 예를 들면 녹색 LD(12)의 녹색 레이저광 LG와 같은 535㎚이다.
청색 LD(16)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 6 LD로서, 상기 3개의 파장 영역 중 청색 파장 영역(제 3 파장 영역)에 포함되는 레이저광(제 6 레이저광) LB2를 출사한다. 청색 LD(16)는, 청색 LD(13)와는 다른 서브마운트(도시하지 않음) 상에 탑재되어 있고, 이 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다. 청색 LD(16)는 주면(30a)에 따른 광축으로 청색 레이저광 LB2를 출사한다. 본 실시 형태에서는, 청색 LD(16)로부터의 청색 레이저광 LB2의 출사 방향은 청색 LD(13)로부터의 청색 레이저광 LB의 출사 방향에 대해 교차하고 있다. 청색 레이저광 LB2의 파장은, 예를 들면 청색 LD(13)의 청색 레이저광 LB와 같은 440㎚이다.
콜리메이트 렌즈(44~46) 각각은 적색 LD(14), 녹색 LD(15), 및 청색 LD(16) 각각의 각 광출사 단면과 광학적으로 결합되어 있다. 콜리메이트 렌즈(44~46) 각각은 적색 LD(14), 녹색 LD(15), 및 청색 LD(16) 각각으로부터 출사된 적색 레이저광 LR2, 녹색 레이저광 LG2, 청색 레이저광 LB2 각각을 콜리메이트(평행화)한다. 콜리메이트 렌즈(44~46)는 도시하지 않은 서브베이스 부재상에 탑재되어 있고, 이 서브베이스 부재를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재되어 있다.
λ/2판(24)은 본 실시 형태에 있어서의 제 1 λ/2판으로서, 콜리메이트 렌즈(44)와 광학적으로 결합되어 있고, 적색 레이저광 LR2를 투과한다. 이 때, 적색 레이저광 LR2의 편광면은 90° 회전한다. λ/2판(25)은 본 실시 형태에 있어서의 제 2 λ/2판으로서, 콜리메이트 렌즈(45)와 광학적으로 결합되어 있고, 녹색 레이저광 LG2를 투과한다. 이 때, 녹색 레이저광 LG2의 편광면은 90° 회전한다. λ/2판(26)은, 본 실시 형태에 있어서의 제 3 λ/2판으로서, 콜리메이트 렌즈(46)와 광학적으로 결합되어 있고, 청색 레이저광 LB2를 투과한다. 이 때, 청색 레이저광 LB2의 편광면은 90° 회전한다.
편광 필터(34~36)는, 예를 들면 임의의 면 내의 편광에 대해서는 투과율이 크고 또한 반사율이 작고, 해당 면에 수직인 다른 면 내의 편광에 대해서는 투과율이 작고 또한 반사율이 큰 광학 특성을 가지는 필터이다.
편광 필터(34)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 1 편광 필터로서, 그 한쪽의 면은 콜리메이트 렌즈(41)와 광학적으로 결합되어 있고, 그 다른쪽의 면은 λ/2판(24)과 광학적으로 결합되어 있다. 편광 필터(34)는 λ/2판(24)을 투과한 적색 레이저광 LR2와, 적색 레이저광 LR 중 한쪽의 레이저광을 투과하고, 다른쪽의 레이저광을 반사하는 것에 의해서, 이들 레이저광 LR, LR2의 편광 합성을 행한다.
편광 필터(35)는, 본 실시 형태에 있어서의 제 2 편광 필터로서, 그 한쪽의 면은 콜리메이트 렌즈(42)와 광학적으로 결합되어 있고, 그 다른쪽의 면은 λ/2판(25)과 광학적으로 결합되어 있다. 편광 필터(35)는 λ/2판(25)을 투과한 녹색 레이저광 LG2와 녹색 레이저광 LG 중 한쪽의 레이저광을 투과하고, 다른쪽의 레이저광을 반사하는 것에 의해, 이들 레이저광 LG, LG2의 편광 합성을 행한다.
편광 필터(36)는 본 실시 형태에 있어서의 제 3 편광 필터로서, 그 한쪽의 면은 콜리메이트 렌즈(43)와 광학적으로 결합되어 있고, 그 다른쪽의 면은 λ/2판(26)과 광학적으로 결합되어 있다. 편광 필터(36)는 λ/2판(26)을 투과한 청색 레이저광 LB2와, 청색 레이저광 LB 중 한쪽의 레이저광을 투과하고, 다른쪽의 레이저광을 반사하는 것에 의해, 이들 레이저광 LB, LB2의 편광 합성을 행한다.
제 1 파장 필터(61)는 편광 필터(34)로부터 출력되는 합성광(제 1 합성광), 즉 적색 레이저광 LR 및 LR2로 이루어지는 합성광을 투과하고, 편광 필터(35)로부터 출력되는 합성광(제 2 합성광), 즉 녹색 레이저광 LG 및 LG2로 이루어지는 합성광을 반사한다. 제 1 파장 필터(61)를 투과한 합성광의 광축과, 제 1 파장 필터(61)에서 반사한 합성광의 광축은 서로 대략 일치하도록 조정되어 있다.
제 2 파장 필터(62)는 제 1 파장 필터(61)로부터 도달하는 합성광을 투과하고, 편광 필터(36)로부터 출력되는 합성광(제 3 합성광), 즉 청색 레이저광 LB 및 LB2로 이루어지는 합성광을 반사한다. 제 2 파장 필터(62)를 투과한 합성광의 광축과, 제 2 파장 필터(62)에서 반사한 합성광의 광축은 서로 대략 일치하도록 조정되어 있다.
본 실시 형태의 광 어셈블리(10F)에 대해 상세히 설명한다. 현재, 청색 LD 및 녹색 LD로서는 면발광형의 것은 실현되어 있지 않고, 이들 LD는 단면(端面) 발광형으로 된다. 적색 LD(11, 14), 녹색 LD(12, 15), 및 청색 LD(13, 16)가 단면 발광형의 LD이고, 그 반도체층의 적층 방향이 베이스 부재(30)의 주면(30a)에 수직인 경우, 이들 LD(11~16)로부터 출사되는 레이저광 LR, LG, LB, LR2, LG2, 및 LB2의 편광면은 모두, 주면(30a)에 대해 평행한 면 내(각 색의 레이저광의 광축에 의해서 형성되는 가상면 내)에 포함되게 된다. 이 광 어셈블리(10F)에서는, 적색 레이저광 LR, LR2 중 한쪽(본 실시 형태에서는 레이저광 LR2)의 편광면을 λ/2판(24)에 의해서 90° 회전시킨 후, 이들 적색 레이저광 LR, LR2의 편광 합성을 행한다. 이것에 의해, LD 2개분의 광 강도를 가지는 적색 레이저광을 출력하는 것이 가능해진다. 녹색 레이저광 LG, LG2 및 청색 레이저광 LB, LB2에 관해서도 마찬가지이다. 따라서, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10F)에 의하면, 보다 큰 광 강도를 가지는 적색 레이저광 LR2, 녹색 레이저광 LG2, 및 청색 레이저광 LB2를 적절하게 합파하여 출력할 수 있다. 이러한 광 어셈블리(10F)는, 예를 들면 큰 광량이 필요한 프로젝터 등의 용도에서, 각 색에 대해 1개의 LD로는 광량이 부족한 경우에 적합하다.
또한, 본 실시 형태의 광 어셈블리(10F)에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 3색의 LD(11~16) 각각에 대해, 콜리메이트 렌즈(41~46) 각각이 배치된다. 그리고, 이들 콜리메이트 렌즈(41~46)는 서로 독립된 6개의 서브베이스 부재(도시하지 않음)를 거쳐서 베이스 부재(30)의 주면(30a) 상에 탑재된다. 이러한 구성에 의해서, LD(11~16)로부터 출사되는 레이저광의 광축의 변동을 억제하여, 광축 조정을 보다 정밀도 좋게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 광 어셈블리(10F)의 소형화가 가능해진다.
또, 본 실시 형태에서는 λ/2판(24~26)이 필요하지만, λ/2판은 본질적으로 복굴절 결정판이기 때문에, 부품 치수의 증대를 크게 수반하지 않는다. 따라서, 부품수는 증가하지만, 개개의 λ/2판 자체는 선행문헌에 기재된 구성과 같이 개개의 LD를 패키지 내에 밀봉하는 경우와 비교하여 현격히 작다. 각 색마다 2개의 LD를 사용하는 경우, 선행문헌에 기재된 구성에서는 6개의 패키지가 필요하지만, 본 실시 형태에서는 1개의 패키지 내에 각 LD 및 λ/2판을 수용할 수 있어, 현저한 소형화가 가능하다.
(제 1 변형예)
도 23은 제 8 실시 형태의 일 변형예로서, 광 어셈블리(10G)의 구성을 나타내는 상면도이다. 또, 용이한 이해를 위해, 도 23에서도, 베이스 부재(30), 서브마운트(21~23), 및 서브베이스 부재(51~55)의 도시가 생략되어 있다. 본 변형예의 광 어셈블리(10G)는 제 8 실시 형태의 광 어셈블리(10F)의 구성으로부터 적색 LD(14), 콜리메이트 렌즈(44), 및 λ/2판(24)이 삭제된 구성을 구비한다.
본 변형예에서는, 적색 레이저광만 단일의 LD(적색 LD(11))로부터 생성되고, 녹색 레이저광 및 청색 레이저광에 대해서는 각각 2개의 LD(녹색 LD(12, 15), 청색 LD(13, 16))로부터 생성되어 있다. 예를 들면 헤드마운트 디스플레이 등의 소비자전용의 용도에서는, 레이저광의 단색성(코히런시)이 그다지 요구되지 않는 경우가 있다. 오히려, 코히런시가 너무 강한 경우에는, 잡음광에 취약하게 되어, 디스플레이 상에서의 깜박거림의 증대라고 한 바람직하지 않는 현상도 생길 수 있다. 시각적으로 깜박거림이 현저해지는 것은 적색광보다 녹색광, 청색광이라는 단파장측의 광이다. 따라서, 본 변형예에서는, 녹색 레이저광 및 청색 레이저광에 대해 LD를 2개씩 사용하여, 편광 합성을 행하는 것에 의해서 합성광의 단색성을 완만하게 하고 있다. 또한, 현재 녹색 LD 및 청색 LD로서는, 그 광 출력 강도가 적색 LD의 광 출력 강도보다 작은 것밖에 실현되어 있지 않다. 또한, 녹색 레이저광 및 청색 레이저광에 적색 레이저광을 합성하면, 적색 LD의 발진 특성이 손상되는 일도 고려된다. 그래서, 본 변형예의 같이, 광 출력 강도가 상대적으로 작은 녹색 레이저광 및 청색 레이저광에 대해 복수의 LD를 사용하고, 적색 레이저광에 대해서는 단일의 LD로 사용하는 것에 의해, 3색의 광 강도의 밸런스를 적절히 유지할 수 있다.
(제 2 변형예)
전술한 제 8 실시 형태에서는, 적색 LD(14)의 적색 레이저광 LR2, 녹색 LD(15)의 녹색 레이저광 LG2, 및 청색 LD(16)의 청색 레이저광 LB2 각각의 중심 파장을, 적색 LD(11)의 적색 레이저광 LR, 녹색 LD(12)의 녹색 레이저광 LG, 및 청색 LD(13)의 청색 레이저광 LB 각각의 중심 파장과 동일한 것으로 했지만, 코히런시를 저감하기 위해서, 이들 중 중심 파장은 서로 상이하여도 좋다. 예를 들면, 적색 레이저광 LR의 중심 파장을 (640+α)㎚로 하고, 적색 레이저광 LR2의 중심 파장을 (640+β)㎚라고 하면(단 α≠β), 합성 후의 적색 레이저광의 코히런시를 저감할 수 있다. 마찬가지로, 녹색 레이저광 LG의 중심 파장을 (530+α)㎚로 하고, 녹색 레이저광 LG2의 중심 파장을 (530+β)㎚로 하고, 청색 레이저광 LB의 중심 파장을 (440+α)㎚로 하고, 청색 레이저광 LB2의 중심 파장을 (440+β)㎚로 하면, 합성 후의 녹색 레이저광 및 청색 레이저광의 코히런시를 저감할 수 있다.
본 발명에 따른 광 어셈블리의 제조 방법, 및 광 어셈블리는 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 외에 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 제 1 실시 형태에서는, 적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역 중 제 1 파장 영역을 적색 파장 영역으로 하고, 제 2 파장 영역을 녹색 파장 영역으로 하고, 제 3 파장 영역을 청색 파장 영역으로 하여 설명했지만, 제 1~제 3 파장 영역과 적색 파장 영역, 녹색 파장 영역, 및 청색 파장 영역의 조합은 이것에 한정되지 않고, 여러가지 조합을 적용할 수 있다. 제 1~제 3 레이저 다이오드와 적색 LD, 녹색 LD, 및 청색 LD의 조합, 및 제 1~제 3 레이저광과 적색 레이저광, 녹색 레이저광, 및 청색 레이저광의 조합에 대해서도 마찬가지이다.
1A~1E: 광 모듈
10A~10G: 광 어셈블리
11, 14: 적색 LD
12, 15: 녹색 LD
13, 16: 청색 LD
21: 제 1 서브마운트
22: 제 2 서브마운트
23: 제 3 서브마운트
24: 제 1 λ/2판
25: 제 2 λ/2판
26: 제 3 λ/2판
30: 베이스 부재
30a: 주면
34: 제 1 편광 필터
35: 제 2 편광 필터
36: 제 3 편광 필터
41: 제 1 콜리메이트 렌즈
42: 제 2 콜리메이트 렌즈
43: 제 3 콜리메이트 렌즈
44~46: 콜리메이트 렌즈
51: 제 1 서브베이스 부재
52: 제 2 서브베이스 부재
53: 제 3 서브베이스 부재
54: 제 4 서브베이스 부재
55: 제 5 서브베이스 부재
61: 제 1 파장 필터
62: 제 2 파장 필터
70: 얼라인먼트용 미러
72: 스템
73: 캡
74: 집광 렌즈
75a~75d: 리드 핀
82: 세라믹 기판
83: 유리 캡
90: 반사 부재
91: 세라믹 패키지
92: 집광 광학부
93: 천판
94: 홀더
95: 조인트
96: 금속 슬리브
H1: 가상 평면
LB, LB2: 청색 레이저광
LG, LG2: 녹색 레이저광
LR, LR2: 적색 레이저광
P1: 제 1 투영점
P2: 제 2 투영점
P3: 제 3 투영점

Claims (11)

  1. 적색, 녹색, 및 청색의 레이저광을 합파하여 출력하는 광 어셈블리의 제조 방법으로서,
    적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역(wavelength region) 중 제 1 파장 영역에 포함되는 제 1 레이저광이 제 1 투영점에 투영되도록, 상기 제 1 레이저광을 출사하는 제 1 레이저 다이오드를 베이스 부재의 주면 상에 탑재하는 제 1 공정과,
    상기 3개의 파장 영역 중 제 2 파장 영역에 포함되는 제 2 레이저광이, 상기 베이스 부재의 상기 주면을 기준으로 하는 높이가 상기 제 1 투영점과 동일한 제 2 투영점에 투영되도록, 상기 제 2 레이저광을 출사하는 제 2 레이저 다이오드를 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재하는 제 2 공정과,
    상기 3개의 파장 영역 중 제 3 파장 영역에 포함되는 제 3 레이저광이, 상기 베이스 부재의 상기 주면을 기준으로 하는 높이가 상기 제 1 및 제 2 투영점과 동일한 제 3 투영점에 투영되도록, 상기 제 3 레이저광을 출사하는 제 3 레이저 다이오드를 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재하는 제 3 공정과,
    상기 제 3 공정의 전 혹은 후에, 상기 제 1 레이저광을 투과하고, 상기 제 2 레이저광을 반사하는 제 1 파장 필터를, 상기 제 2 투영점이 상기 제 1 투영점에 가까워지도록 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재하는 제 4 공정과,
    상기 제 1 및 제 2 레이저광을 투과하고, 상기 제 3 레이저광을 반사하는 제 2 파장 필터를, 상기 제 3 투영점이 상기 제 1 투영점에 가까워지도록 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재하는 제 5 공정
    을 포함하는 광 어셈블리의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 공정에서, 상기 제 2 및 제 3 투영점의 위치가 실질적으로 서로 일치하도록 상기 제 3 레이저 다이오드를 배치하는 광 어셈블리의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 공정에서, 상기 제 1 및 제 2 파장 필터를 서로 평행하게 되도록 배치하는 광 어셈블리의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 공정에서, 상기 제 2 및 제 3 투영점의 상대 위치 관계가 상기 제 1 투영점을 사이에 두는 관계가 되도록 상기 제 3 레이저 다이오드를 배치하는 광 어셈블리의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 5 공정에서, 상기 제 1 및 제 2 파장 필터를 서로 직각을 이루도록 배치하는 광 어셈블리의 제조 방법.
  6. 적색, 녹색, 및 청색의 레이저광을 합파하여 출력하는 광 어셈블리로서,
    적색, 녹색, 및 청색의 3개의 파장 영역 중 제 1 파장 영역에 포함되는 제 1 레이저광을 출사하고, 제 1 서브마운트를 거쳐서 베이스 부재의 주면 상에 탑재되어 있는 제 1 레이저 다이오드와,
    상기 3개의 파장 영역 중 제 2 파장 영역에 포함되는 제 2 레이저광을 출사하고, 제 2 서브마운트를 거쳐서 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되어 있는 제 2 레이저 다이오드와,
    상기 3개의 파장 영역 중 제 3 파장 영역에 포함되는 제 3 레이저광을 출사하고, 제 3 서브마운트를 거쳐서 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되어 있는 제 3 레이저 다이오드와,
    상기 제 1 레이저광을 콜리메이트하고 제 1 서브베이스 부재를 거쳐서 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되어 있는 제 1 콜리메이트 렌즈와,
    상기 제 2 레이저광을 콜리메이트하고 제 2 서브베이스 부재를 거쳐서 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되어 있는 제 2 콜리메이트 렌즈와,
    상기 제 3 레이저광을 콜리메이트하고 제 3 서브베이스 부재를 거쳐서 상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되어 있는 제 3 콜리메이트 렌즈
    를 구비하되,
    상기 제 1 내지 제 3 레이저광의 광축은 상기 베이스 부재의 상기 주면을 기준으로 하여 실질적으로 동일한 높이에 있는
    광 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되고, 상기 제 1 콜리메이트 렌즈에 의해 콜리메이트된 상기 제 1 레이저광을 투과하고, 상기 제 2 콜리메이트 렌즈에 의해 콜리메이트된 상기 제 2 레이저광을 반사하는 제 1 파장 필터와,
    상기 베이스 부재의 상기 주면 상에 탑재되고, 상기 제 1 콜리메이트 렌즈에 의해 콜리메이트된 상기 제 1 레이저광, 및 상기 제 2 콜리메이트 렌즈에 의해 콜리메이트된 상기 제 2 레이저광에 대해 투과 및 반사 중 한쪽을 행하고, 상기 제 3 콜리메이트 렌즈에 의해 콜리메이트된 상기 제 3 레이저광에 대해 투과 및 반사 중 다른 한쪽을 행하는 제 2 파장 필터를 더 구비하고,
    상기 제 2 파장 필터에서 투과 또는 반사한 상기 제 1 및 제 2 레이저광, 및 상기 제 2 파장 필터에서 반사 또는 투과한 상기 제 3 레이저광의 광축이 서로 일치하고 있는 광 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    광축이 서로 일치한 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 레이저광을, 상기 베이스 부재의 상기 주면에 대해 수직 방향으로 반사하는 반사면을 구비하는 반사 부재를 더 구비하는 광 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 레이저광의 필드 패턴은 타원이고, 상기 반사면은 반사 영역을 갖고, 상기 반사 영역을 상기 주면에 투영한 형상이 원형인 광 어셈블리.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 파장 영역에 포함되는 제 4 레이저광을 출사하는 제 4 레이저 다이오드와,
    상기 제 2 파장 영역에 포함되는 제 5 레이저광을 출사하는 제 5 레이저 다이오드와,
    상기 제 3 파장 영역에 포함되는 제 6 레이저광을 출사하는 제 6 레이저 다이오드와,
    상기 제 4 레이저광을 투과하는 제 1 λ/2판과,
    상기 제 5 레이저광을 투과하는 제 2 λ/2판과,
    상기 제 6 레이저광을 투과하는 제 3 λ/2판과,
    상기 제 1 λ/2판을 투과한 상기 제 4 레이저광과 상기 제 1 레이저광의 편광 합성(polarization light combining)을 행하는 제 1 편광 필터와,
    상기 제 2 λ/2판을 투과한 상기 제 5 레이저광과 상기 제 2 레이저광의 편광 합성을 행하는 제 2 편광 필터와,
    상기 제 3 λ/2판을 투과한 상기 제 6 레이저광과 상기 제 3 레이저광의 편광 합성을 실시하는 제 3 편광 필터를 더 구비하며,
    상기 제 1 파장 필터는, 상기 제 1 편광 필터로부터 출력되는 제 1 합성광을 투과하고, 상기 제 2 편광 필터로부터 출력되는 제 2 합성광을 반사하고,
    상기 제 2 파장 필터는, 상기 제 1 및 제 2 합성광을 투과하고, 상기 제 3 편광 필터로부터 출력되는 제 3 합성광을 반사하는 광 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 4 레이저광의 중심 파장이 서로 상이하고, 상기 제 2 및 제 5 레이저광의 중심 파장이 서로 상이하고, 상기 제 3 및 제 6 레이저광의 중심 파장이 서로 상이한 광 어셈블리.
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