光学构件和光学模块制造技术

本发明专利技术公开了一种光学构件和光学模块。该光学构件发射或者透射460nm或者更小的波长的激光，并且由电介质膜形成的第一涂层施加在其表面的至少一部分上，以及由包含贵金属或者铂族元素的电介质膜形成的第二涂层施加在该第一涂层上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发射和透射短波长激光的光学构件的涂层。
技术介绍
近年来，考虑到方向性和减小能耗，采用发光二级管(LED)元件、半导体激光器元件等作为各种光源已经引起了注意。例如，氮化物半导体激光器元件由于它们的短振荡波长而显示出作为磷光体的激发光源的极大前途；并且通过波长在蓝到近紫外线区域中的光辐射磷光体，光可转换成三原色而被使用。特别是，采用由氮化物半导体激光器产生的短波长、高输出激光显示出作为投影仪和电视机等中使用的下一代光源的前途。然而，由密封在封闭容器中的半导体激光器元件、准直透镜、聚光透镜和光纤等形成的激光器模块的一个已知的问题是，密闭容器内的残留污染物粘附到半导体激光器元件·的发光面或者粘附到诸如透镜和光纤的光学构件，降低了激光器的性能。污染物的示例包括存在于操作气氛中的碳氢化合物、硅化合物等，这些化合物可通过激光和热被聚合或者分解，进而导致粘附。迄今，为了解决此问题已经提出了各种方法。例如，日本特开专利申请第Hl 1-167132号指出，将环境中的碳氢化合物含量降低至0. 1%或者更小在防止400nm或者更短激光输出的减小方面是有效的，并且可由此避免碳氢化合物由于光分解在光学构件等上的沉积。美国专利第5392305号描述了将IOOppm或者更多的氧气混合到气氛气体中，其目的是分解碳氢化合物气体从而防止碳氢化合物由于光分解而粘附到半导体激光器元件的面上。日本特开专利申请第2004-14820号描述了在密闭的容器内设置具有气体吸收功能的物质，从而不仅防止碳氢化合物的粘附，而且防止源自硅氧烷等的有机硅化合物的粘附。日本特开专利申请第2009-21548号描述了贵金属或者诸如钯的钼族金属在抑制硅化合物粘附上的效果，尽管其机理并不清楚。日本特开专利申请第2004-179595号指出将光催化剂涂层施加到半导体激光器模块的内壁、半导体激光器模块的光通过区域、光纤的光进入端、或光纤的光出射端中的至少一个，光催化剂涂层由半导体激光器发射的光活化。然而，因为上述现有技术构成在密闭气氛的情况下所采用的技术方案，所以存在以下问题，没有密封在气密环境内的光学构件的污染程度可能依据产品的操作环境而被影响。而且，半导体激光器元件自身的问题在于，上述问题由于其发光面上极高的光密度和温度而加剧。特别是，在存在氧的情况下的硅化合物的粘附作为考虑的主要问题
技术实现思路
本专利技术设计以解决上述问题，其目的在于提供一种防止光学构件的污染的方法，该光学构件不密封在采用短波长、高输出激光器元件的光学模块中的气密环境中。为了实现上述目的，根据本专利技术的光学构件发射或者透射460nm或者更小的波长的激光，并且该光学构件具有一方面(第一方面)使得由电介质膜形成的第一涂层施加在其表面的至少一部分上，并且由包含贵金属或者钼族元素的电介质膜形成的第二涂层施加在第一涂层上。在构成上述第一方面的光学构件的优选方面(第二方面)中，第二涂层具有5at%或者更大的贵金属或者钼族元素含量。在构成上述第一或者第二方面的光学构件的优选方面(第三方面)中，第二涂层的厚度为100 4或者更小。在构成上述第一至第三方面之一的光学构件的优选方面(第四方面)中，该构件是 半导体激光器元件。在构成上述第一至第三方面之一的光学构件的优选方面(第五方面)中，该构件是半导体激光器的盖玻璃(cap glass)。在构成上述第一至第三方面之一的光学构件的优选方面(第六方面)中，该构件是准直透镜。在构成上述第一至第三方面之一的光学构件的优选方面(第七方面)中，该构件是聚光透镜。在构成上述第一至第三方面之一的光学构件的优选方面(第八方面)中，该构件是分束器。根据本专利技术的光学模块具有半导体激光器元件、盖玻璃、准直透镜、分束器以及聚光透镜，其中半导体激光器元件安装在封装体内且用于发射激光，盖玻璃用于将半导体激光器元件发射的激光引导到封装体之外，准直透镜用于准直由盖玻璃引出的激光，分束器用于将由准直透镜准直的激光分裂，聚光透镜用于聚集由分束器分裂的激光；并且光学模块具有一方面(第九方面)使得由电介质膜制成的第一涂层施加到半导体激光器元件、盖玻璃、准直透镜、分束器和聚光透镜中的至少一个的表面的至少一部分，且由包含贵金属或钼族元素的电介质膜制成的第二涂层施加在第一涂层上。在构成上述第九方面的光学模块的优选方面(第十方面)中，半导体激光器元件发射460nm或者更小的波长的激光。根据本专利技术，通过对光学构件的涂层材料进行修改能够防止有机硅化合物、碳氢化合物等的污染。因此，能够制造寿命较长和可靠性较高的产品，即使当污染源存在于产品的运行环境中时。本专利技术的进一步的特征、元件、步骤、优点和特性通过下面给出的实施本专利技术的优选模式以及与其相关的附图的详细描述将变得明晰。附图说明图I是根据本专利技术第一实施例的光学模块的示意概要图；以及图2是氮化物半导体激光器元件的示意性纵向截面图。参考标号表I光学模块(半导体激光器模块)10氮化物半导体激光器元件20盖玻璃30准直透镜40分束器50聚光透镜60光敏二极管·70罐封装体A低反射率层(第一涂层)B污染防止层(第二涂层)C高反射率层X有源层a 激光具体实施例方式<在先试验>在创造本专利技术之前，长期操作之后，本专利技术人对采用短波长(405nm波带)、高输出(瓦特级)氮化物半导体激光器的光学模块中的光学构件的测试实际上揭示污染物被认为是包含硅的粘附物质。因为这样的污染更容易在较短波长的激光发生，所以上述污染问题被认为容易发生在发射或者透射至少波长为460nm (蓝光波长)或者更短的光学构件中。下面，参考附图详细地描述根据上述在先试验创造的本专利技术的具体实施例。<光学模块>图I是根据本专利技术第一实施例的光学模块的示意概要图。根据本专利技术的光学模块(半导体激光器模块)I具有氮化物半导体激光器兀件10、盖玻璃20、准直透镜30、分束器40、聚光透镜50、光敏二极管60和罐封装体70。图I中的标号a表不光学模块I产生的激光的状态(引导路径)。设想光学模块I用作投影仪等的光源。氮化物半导体激光器元件10是光学模块I中包括的一个光学构件，并且安装在罐封装体70内且发射激光a。盖玻璃20是光学模块I中包括的一个光学构件，并且引导由氮化物半导体激光器元件10发射的激光a到罐封装体70之外。准直透镜30是光学模块I中包括一个光学构件，并且使盖玻璃20引导的激光a准直。分束器40是光学模块I中包括的一个光学构件，并且将准直透镜30准直的激光a分裂成两个光束。聚光透镜50是光学模块I中包括的一个光学构件，并且聚集由分束器40分裂的激光a。光敏二极管60是光学模块I中包括的一个光学构件，并且受到由分束器分裂的激光a的照射。罐封装体70是罐形构件，其内安装有氮化物半导体激光器元件10。具有上述构造的光学模块I构造使得安装在具有盖玻璃20的罐封装体70内的氮化物半导体激光器元件10 (激光a振荡波长405nm波带)用作激光光源，由准直透镜30准直的激光a由分束器40分裂向聚光透镜50和光敏二极管60，并且激光a由聚光透镜50聚焦到福射目标上。图2是氮化物半导体激光器元件10的示意性纵向截面图。如图2所示，由电介质膜(例如，SiO2)制成的低反射率层A (相当于第一涂层)形成在氮化物半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学构件，包括:第一涂层，由电介质膜制成，施加到该光学构件的表面的至少一部分；以及第二涂层，由包含贵金属或者铂族元素的电介质膜制成，施加在该第一涂层上；其中:该光学构件发射或者透射460nm或者更小的波长的激光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川上俊之，神川刚，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：