短波长激光模件及其制造方法技术

在短波长激光模件中，光路端面上粘附着不需要的气体，导致长期可靠性的丧失。本发明专利技术将短波长激光模件做成在气密密封时使用的组件盖（２０１）和内部气体不接触的组件结构，通过采用促进组件内部使用的固定聚合的工序，从能够除去固定剂的不需要的气体，确保输出的长期可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器作为组件安装，输出短波长激光的短波长激光模件(module)及其制造方法。已有的光器件的气密密封方法通常使用金属组件(package)或陶瓷组件，可以在组件(package)的主体和盖之间进行电阻焊接等缝焊。例如，光半导体模件的气密密封方法如日本专利特开平6-82660号公报等所述，借助于缝焊或软钎焊固定将主体的上面和盖气密密封而构成。利用这种缝焊及软钎焊固定，组件内能保持充分的气密程度。但是在考虑到要把半导体激光器等发光器件安装在光拾波器上的情况，减轻组件自身的重量，降低成本就相当重要。从此处着眼，塑料等树脂组件因为重量轻而且价廉，是一种很有希望的组件材料。在应用树脂组件的情况下，作为缝焊或软钎焊固定的代替方法，利用粘接剂封装的组件密封方法最为有效。在半导体激光器及使该半导体激光器的光短波长化的光路波长变换器件的组件密封方法中使用粘接剂的情况下，在附图说明图13所示的已有的气密密封结构中，在图13的A面1308，盖子固定剂1302和组件内部被气密密封的气体接触，所以来自粘接剂的不需要的气体1306或硬化时产生的粘接剂的不需要的气体就会混杂在组件内部。还有，通过使用粘接剂固定组件内部光路波长变换器件1304、辅助固定件1305，和固定盖子的情况一样，在组件内搀杂进粘接剂的不需要的气体1307。向来，非相干白色电灯、或发光二极管、长波半导体激光等，相当大的能量不是集中在发光点附近，不会给发光点带来不良的影响。但是，从兰色激光那样的短波长半导体激光器或光路射出的短波长化的光线是相干光，并且激光器芯片端面或光路发光点附近集中着10kw/cm2以上的极大的能量，因此在那里吸附着不需要的气体的粒子，组件内部存在的不需要气体粘附在作为发射部的芯片端面、光路端面上，存在着光输出降低的问题。另外，使用紫外线固化树脂作为组件密封固定剂、光路波长变换器件固定剂时，从半导体激光器或光路射出的兰紫光、紫外光和存在于组件内部气氛中由紫外线固化树脂产生的不需要的气体、即释放出的气体发生反应，进一步显著地粘附在通向光路的端面上，存在丧失长期可靠性的问题。另一方面，不将光路波长变换器件固定在组件内部，即便在空气气氛中连续点亮时，也因为在光路端面上集中相当大的能量，空气中存在的尘埃以及碳化物等异物会粘在兰色光出射端面上，致使兰色光输出降低，横模劣化，存在着长期可靠性丧失的问题。为达到上述目的，本专利技术之一(与权利要求1对应)为短波长激光模件，具备至少包括半导体激光器，输出短波长激光的发光器件、具有配置上述发光器件的配置面和围着上述配置面的壁面的容器主体、与上述容器主体接合，其一部分与上述配置面及上述壁面一起形成收容上述发光器件的收容空间的盖部、以及接合上述容器主体和上述盖部的粘接剂，上述容器和上述盖部接合成具有搭接且紧密贴合的密封面、上述密封面设在上述粘接剂和上述收容空间之间。又，本专利技术之二(与权利要求2对应)是，由上述发光器件所得到的短波长激光的波长为450nm以下的本专利技术之一的短波长激光模件。又，本专利技术之三(与权利要求3对应)是，上述发光器件具有将上述半导体激光器输出的光波长变换成450nm以下波长的波长变换手段的本专利技术之二的短波长激光模件。又，本专利技术之四(与权利要求4对应)是，上述半导体激光器为输出450nm以下波长的光线的短波长半导体激光器的本专利技术之一的短波长激光模件。又，本专利技术之五(与权利要求5对应)是，上述盖部至少由粘接剂固定的部分有透光性，上述粘接剂是利用紫外线照射使其硬化的材料的本专利技术之一的短波长激光模件。又，本专利技术之六(与权利要求6对应)是，上述收容空间中密封着惰性气体的本专利技术之一的短波长激光模件。又，本专利技术之七(与权利要求7对应)是，上述收容空间内为真空状态的权利要求1所述的短波长激光模件。又，本专利技术之八(与权利要求8对应)是，上述容器主体及/或上述盖部具有透光性的出射窗的本专利技术之一的短波长激光模件。又，本专利技术之九(与权利要求9对应)是，上述粘接剂至少是上述容器主体和上述盖部的接合部分，在上述短波长激光模件外部设置露出部分的本专利技术之一的短波长激光模件。又，本专利技术之十(与权利要求10对应)是短波长激光模件的制造方法，具备以下工序，即第1固定工序，将至少包括半导体激光器的发光器件用靠紫外线照射而硬化的粘接剂固定在辅助固定件上、第2固定工序，将固定上述发光器件的辅助固定件利用加热硬化的粘接剂固定在容器内、紫外线照射工序，再照射紫外线，促进上述利用紫外线的照射而硬化的粘接剂的聚合、以及密封工序，密封上述容器，使上述容器内部气密密封。又，本专利技术之十一(与权利要求11对应)为本专利技术之十的短波长激光模件的制造方法，还具备与上述紫外线照射工序平行，或在其后实施的，再次进行加热，促进利用加热而硬化的粘接剂的聚合的加热工序。又，本专利技术之十二(与权利要求12对应)是，上述加热工序的温度比上述第2固定工序温度高，比上述短波长激光模件动作时的温度低的本专利技术之十的短波长激光模件的制造方法。又，本专利技术之十三(与权利要求13对应)是至少具备以光的形态发送信息的发送手段的通信装置，上述发送手段具有本专利技术之一至本专利技术之九中任一项本专利技术的短波长激光模件。采用以上的本专利技术，例如，在由半导体激光器及将其光波长变换成其一半的光路型波长变换器件构成的短波长激光模件和短波长激光模件中，密封时使用的组件盖固定剂、光路型波长变换器件固定剂、辅助固定件固定剂发出的不需要的气体不会受半导体激光器的光、高次谐波光的影响，在长期连续点亮时能确保输出的长期可靠性。图2(a)为实施形态1的组件构造的断面图。图2(b)为实施形态1的组件构造的立体图。图3为实施形态1的组件构造的断面图。图4为实施形态1的组件构造的断面图。图5为表示实施形态1的长期可靠性评价特性示意图。图6为实施形态2的组件构造的剖面图。图7为表示实施形态2的长期可靠性评价特性示意图。图8为本实施形态的GaN系半导体激光器的构成图。图9为实施形态4的SHG兰色光源的制作工序图。图10为表示加热循环试验时的粘接强度特性的示意图。图11为表示实施形态4的长期可靠性评价特性的示意图。图12为表示实施形态4的长期可靠性评价特性的示意图。图13为表示已有的组件构造的剖面图。符号说明11x板掺杂MgO的LiNbO3基板12光路型QPM-SHG器件13波长可变半导体激光器14、83 Si辅助固定件15质子交换光路16周期性的极化反转区域31、41、1301金属组件盖32、42、1302粘接剂33、43、1303金属组件主体34、44、205 玻璃盖 35、45紧密连接部36、46、213外周部接触点81半导体激光器82反射面201盖部203主体部204、604、1306不需要的气体206盖部内侧面210外缘部211 606 B面212 C面601盖部602紫外线硬化剂610紫外线611紫外线照射机1302盖部固定剂1304光路型波长变换器件1305辅助固定件1307组件内不需要的气体1308 A面实施形态1在本专利技术实施形态1中，对作为光波长度变换器件，使用在掺杂MgO的LiNbO3基板上制作的光路型准相位匹配方式第二高次谐波发生(Quasi-Phase-Matched Second本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短波长激光模件，其特征在于，具备至少包括半导体激光器，输出短波长激光的发光器件、有配置所述发光器件的配置面和围着所述配置面的壁面的容器主体、和所述容器主体接合，其一部分与所述配置面及所述壁面一起形成收容所述发光器件的收容空间 的盖部、以及接合所述容器主体和所述盖部的粘接剂，所述容器和所述盖部接合，使得具有搭接并紧密贴合的密封面，所述密封面设在所述粘接剂和所述收容空间之间。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川顕洋，北岡康夫，山本和久，瀧川信一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]