專利名稱：激光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將半導(dǎo)體元件配置在密閉容器內(nèi)而形成的激光模塊。
背景技術(shù)：
以往，已知有將半導(dǎo)體激光元件、準(zhǔn)直透鏡、聚光透鏡、以及光纖等配置在密閉容器內(nèi)而形成的激光模塊。這種激光模塊中，在密閉容器內(nèi)殘存的污染物質(zhì)附著在半導(dǎo)體的出射端面、透鏡以及光纖等光學(xué)部件上，出現(xiàn)激光特性惡化的問(wèn)題。作為上述污染物質(zhì)，例如制造工序氣氛中混入的烴化合物等，該烴化合物是通過(guò)激光作用聚合或分解而附著在上述光學(xué)部件上的。
因此，為了解決該問(wèn)題，提出了種種方法。例如專利文獻(xiàn)1中提出，為了防止波長(zhǎng)400nm以下的激光的輸出降低，在容器內(nèi)烴量為0.1％或其以下可到達(dá)該效果，這樣，可防止在所述烴的光分解作用下污染物向光學(xué)部件等處的沉積。另外，提議采用干空氣作為密封氣氛，通過(guò)氣氛中的氧氣和沉積的烴之間的光化學(xué)反應(yīng)可達(dá)到預(yù)期除去沉積物的效果。
另外，專利文獻(xiàn)2中記載，為防止烴等有機(jī)氣體的光分解而在半導(dǎo)體激光元件端面上附著污染物質(zhì)，將以分解該氣體為目的的氧混入到100ppm或其以上的密封氣體中。
另外，專利文獻(xiàn)3中記載，將激光模塊中的油份等污染物質(zhì)脫脂并洗凈以除掉，以此可確保長(zhǎng)期可靠性。
另外，在專利文獻(xiàn)4中提出，使用振蕩波長(zhǎng)為350～450nm的GaN基半導(dǎo)體激光元件的激光模塊。這種激光模塊中，短波長(zhǎng)激光能量高，所以模塊內(nèi)存在的烴被聚合或分解，從而附著在半導(dǎo)體激光元件的端面或光學(xué)部件等上的概率高，這尤其成問(wèn)題。
特開(kāi)平11-167132號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]美國(guó)專利第5392305號(hào)說(shuō)明書(shū) 特開(kāi)平11-87814號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開(kāi)2002-202442號(hào)公報(bào)通過(guò)激光和烴之間反應(yīng)而生成的烴基沉積物，如上述專利文獻(xiàn)2所示，在含一定量以上的氧氣氣體氣氛中，分解成CO2和H2O而被消除。
然而，該種沉積物不僅有烴，還有硅化合物。氣氛中僅含有的氧氣不能使該硅化合物分解除去。烴及硅化合物的沉積物，由于發(fā)生光學(xué)吸收，存在所述連續(xù)振蕩長(zhǎng)期可靠性顯著降低的問(wèn)題。沉積的硅化合物為硅氧烷鍵(Si-O-Si)、硅烷醇基(-Si-OH)等含硅有機(jī)化合物氣體(以下稱為有機(jī)硅化合物)和激光發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，而氣氛中氧氣的存在使反應(yīng)速度變快。這里所述硅化合物表示含有機(jī)或無(wú)機(jī)硅的結(jié)構(gòu)、也可為含無(wú)機(jī)SiOx、有機(jī)硅化合物的結(jié)構(gòu)。
作為發(fā)生源，主要是從在激光模塊制造工序的任意場(chǎng)合中使用的硅酮基材料中產(chǎn)生的氣體。該發(fā)生源附著在激光模塊內(nèi)各部件表面，另外在密封模塊情況下，在該密封氣體中也會(huì)微量含有。在該制造過(guò)程中的氣體成分的管理控制中，通常設(shè)置的凈化室及密封氣體精制機(jī)不能夠?qū)崿F(xiàn)全部將其除去，且這需要巨大的設(shè)備投資。另外，即使通過(guò)專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的通過(guò)將油份等脫脂或洗凈工序，也不能夠避免發(fā)生來(lái)自上述所用的制造過(guò)程氣氛的上述化合物的混入。洗凈中，由于使用液體有機(jī)物，該干燥工序中有必要進(jìn)行雜質(zhì)的控制。而且，有必要選定使得將半導(dǎo)體激光元件、光學(xué)部件等固定在容器內(nèi)時(shí)用的粘接劑不溶解的洗凈劑，這樣，經(jīng)常出現(xiàn)與保持部件表面附著的有機(jī)物質(zhì)洗凈能力相矛盾的情況。
通過(guò)在200℃或其以上優(yōu)選地在300℃或其以上的溫度時(shí)的加熱處理分解蒸發(fā)可除去激光模塊內(nèi)的部件上附著的烴化合物及硅化合物等。然而，加熱處理為幾～幾十小時(shí)處理時(shí)間是必要的，在模塊內(nèi)部部件通過(guò)有機(jī)基粘接劑固定的情況下，因粘接劑的熱惡化導(dǎo)致機(jī)械特性惡化，因此不能使用該方法。
另外，如上述專利文獻(xiàn)2所述，在將氧氣混入到密封半導(dǎo)體激光元件的100ppm或其以上的氣體中的方法中，對(duì)于由振蕩波長(zhǎng)為350～450nm范圍的短波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光元件構(gòu)成的激光模塊，是不可行的。即，該短波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光元件中，對(duì)氣氛中的氧氣濃度的長(zhǎng)期惡化速度的依存性與振蕩波長(zhǎng)在紅外波段半導(dǎo)體激光元件的情況不同，隨著氧氣濃度增加，不能看到其改善。即，在紅外波段半導(dǎo)體激光元件中，該元件的端面、光學(xué)部件、模塊內(nèi)光纖入射端面等的、激光光路上存在的光學(xué)部件表面上沉積的烴基有機(jī)化合物的分解反應(yīng)是隨著氧氣濃度的增大而活躍，可見(jiàn)到經(jīng)時(shí)可靠性提高，在上述短波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光元件中，情況相反，氧氣濃度在100ppm時(shí)可靠性下降。這里，氧氣濃度在100ppm或其以上的區(qū)域硅化合物的沉積變得明顯化。通常，為了防止烴化合物沉積，密封一定量氧氣是不可少的，在烴氣體多的氣氛中而產(chǎn)生激光的系統(tǒng)中，因硅化合物的沉積增加而引起的可靠性惡化是不可避免的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述情況存在的問(wèn)題，提供一種將振蕩波長(zhǎng)為350～450nm范圍半導(dǎo)體激光元件配置在密閉容器內(nèi)的激光模塊，其中，可抑制密閉容器內(nèi)的有機(jī)揮發(fā)氣體的產(chǎn)生，達(dá)到長(zhǎng)壽命目的。
根據(jù)本發(fā)明的激光模塊，是一種將振蕩波長(zhǎng)為350～450nm范圍，將具有5500小時(shí)或其以上的壽命的半導(dǎo)體激光元件配置在密閉容器內(nèi)而形成的激光模塊，其特征在于，其中，對(duì)于設(shè)置在上述密閉容器內(nèi)的、含有上述半導(dǎo)體激光元件的全部光學(xué)部件，根據(jù)在150℃的GC-MASS(氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析法)評(píng)價(jià)，有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量(揮發(fā)有機(jī)物總量[μg/g]與十六烷揮發(fā)氣體量(g)之比)為10μg/g或其以下，作為將上述光學(xué)部件固定在上述密閉容器內(nèi)的有機(jī)粘接劑，根據(jù)在150℃的GC-MASS評(píng)價(jià)，有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量為300μg/g或其以下。
優(yōu)選地，進(jìn)一步包括適用于本發(fā)明激光模塊的光纖及用于將從上述半導(dǎo)體激光元件射出的激光射入該光纖的入射光學(xué)系統(tǒng)，將上述光纖和光學(xué)系統(tǒng)作為上述光學(xué)部件。
另外，作為上述有機(jī)粘接劑，可以采用帶環(huán)氧基脂環(huán)式環(huán)氧化合物、帶氧雜環(huán)丁烷基化合物，及含催化劑量的鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑的粘接性組合物。
另外，優(yōu)選地，將上述粘接性組合物在上述光學(xué)部件和將其固定的固定構(gòu)件之間以0.05μm～5μm粘接厚度插入后，通過(guò)活性能量射線固化形成后將該光學(xué)部件固定在上述固定構(gòu)件處。
另外，優(yōu)選地，上述粘接性組合物為含硅烷耦合劑的，或者含平均直徑在0.1μm～1.0μm的球狀二氧化硅顆粒的。
另外，優(yōu)選地，上述固定構(gòu)件由金屬器件構(gòu)成，而上述光學(xué)部件為由無(wú)機(jī)透明器件構(gòu)成的。
具有上述氧雜環(huán)丁烷基的化合物，優(yōu)選地，用下列通式(1)表示。
式(1)中R1為甲基或乙基，R2為碳原子數(shù)為6～12的烴基。
另外，關(guān)于本發(fā)明適用的上述粘接性組合物，在特開(kāi)2001-177166中也有記載，以下對(duì)其詳細(xì)說(shuō)明。
該粘接性組合物也可以采用帶環(huán)氧基脂環(huán)式環(huán)氧化合物、帶氧雜環(huán)丁烷基化合物、及催化劑量的鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑作為必要成分的粘接性組合物。該化合物以及引發(fā)劑可為任意一種，也可為2種或其以上的混合物。
另外，本發(fā)明中，盡管可使用1分子內(nèi)具有2個(gè)或其以上的環(huán)氧基的環(huán)氧化合物，但是作為該環(huán)氧化合物，也可為1分子內(nèi)具有2個(gè)或其以上環(huán)氧基而無(wú)脂環(huán)式結(jié)構(gòu)的縮水甘油化合物，但優(yōu)選地為1分子內(nèi)具有2個(gè)或其以上環(huán)氧基的脂環(huán)式環(huán)氧化合物。所述1分子內(nèi)具有2個(gè)或其以上的有環(huán)氧基的脂環(huán)式環(huán)氧化合物可為環(huán)戊烯基、環(huán)己烯基等環(huán)烯環(huán)二重聚合過(guò)氧化氫、過(guò)氧等適當(dāng)酸化劑環(huán)氧化的所述部分結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的具有環(huán)氧基的脂環(huán)式環(huán)氧化合物，優(yōu)選地為1分子內(nèi)具有2個(gè)以上的環(huán)己烯環(huán)氧(シクロヘキセンォキシド)基或?yàn)榄h(huán)戊烯-環(huán)氧基(シクロパンテンォキシド)的化合物。作為該所用脂環(huán)式環(huán)氧化合物的具體例可例舉為4-乙烯-環(huán)己烯-二氧化物(ピニルシクロヘキセンジォキサィド)、(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基3，4-環(huán)氧環(huán)己烯羧化物(ェポキシシクロヘキシルカルボキシレト)、雙(3、4環(huán)氧環(huán)己烯)己二酸脂、雙(3，4-環(huán)氧環(huán)己烯甲基)己二酸脂、二(2，3環(huán)氧環(huán)戊)醚、雙(2，3-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己烯甲基)己二酸脂、雙環(huán)戊二烯二氧化物(ジシクロペンタジェンジォキサィド)。具有環(huán)氧基的脂環(huán)式環(huán)氧化合物可以使用一種，但最好為2種或其以上的混合物。各種脂環(huán)式環(huán)氧化合物可由日本ュニォンカ一バィド公司、ダィセル化學(xué)工業(yè)公司市售品得到。
另外，也可以將上述1分子內(nèi)具有2個(gè)或其以上環(huán)氧基而無(wú)脂環(huán)式結(jié)構(gòu)的縮水甘油化合物與上述脂環(huán)式環(huán)氧化合物合在一起且基本上等重量或其以下使用。作為所述縮水甘油化合物，例如是由縮水甘油醚化合物以及縮水甘油酯化合物生成，最好同時(shí)使用縮水甘油醚。作為所述縮水甘油醚化合物，例如是1，3-二(2，3環(huán)氧羧乙基)苯、雙苯酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙苯酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酚·酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂等芳香族縮水甘油醚化合物、1，4-丁二醇縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、丙烯乙二醇雙縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三三縮水甘油醚等脂肪族縮水甘油醚化合物。作為縮水甘油酯化合物，例如為亞麻酸二聚物縮水甘油酯化合物。在脂環(huán)式環(huán)氧化合物中并用的縮水甘油化合物，可以是1種，也可以2種或其以上混合使用。縮水甘油醚類(lèi)可由油化シェルェポキシ公司市售品得到。
另外，上述具有氧雜環(huán)丁烷基的化合物(以下稱為“單氧雜環(huán)丁烷”)為1分子中具有1個(gè)以上氧雜環(huán)丁烷基化合物。對(duì)該含氧雜(噁丁)環(huán)基化合物，1分子中具有1個(gè)氧雜環(huán)丁烷基化合物和1分子中具有2個(gè)以上的氧雜環(huán)丁烷基化合物區(qū)別很大。
作為1分子中具有1個(gè)氧雜環(huán)丁烷基的單官能氧雜環(huán)丁烷化合物，優(yōu)選用以下的通式(1)表示的化合物。
式中R1為甲基或乙基，R2為碳原子數(shù)為6至12的烴。R2烴基可以采用苯基和苯甲基，最好為碳原子數(shù)為6至8的烷基，2-乙基己基等支化烷基尤其好。R2為苯基氧雜環(huán)丁烷化合物的例子在如特開(kāi)平11-140279號(hào)公報(bào)有記載。R2為被置換的苯甲基氧雜環(huán)丁烷化合物的例子如特開(kāi)平6-16804號(hào)公報(bào)有記載。R1為乙基、R2為乙基己基的氧雜環(huán)丁烷化合物，作為優(yōu)質(zhì)稀釋劑、固化促進(jìn)劑、柔軟性附加劑、以及表面張力降低劑，優(yōu)選地使用在本發(fā)明中。
在本發(fā)明中，可以使用在1分子中具有2個(gè)以上的氧雜環(huán)丁烷基的多官能氧雜環(huán)丁烷化合物，優(yōu)選的化合物組用下列通式(2)表示。
式(2)中，m為2、3或4的自然數(shù)，Z為氧原子、硫原子、或硒原子。R3為氫原子、氟原子、碳原子數(shù)為1～6的直鏈或支化狀烷基，碳原子數(shù)為1～6的氟烷基、烯丙基、苯基或呋喃基。R4為m價(jià)連接基，最好為碳原子數(shù)為1～20的基，最好含1個(gè)以上的氧原子、硫原子。Z最好為氧原子數(shù)，R3最好為乙基，m最好為2，作為R4，最好為碳原子數(shù)為1～16的線形或支化亞烷基、線形或支化聚(亞氧環(huán))基，R3、R4、Z、以及m最好為例子中的任意2個(gè)或其以上組合而成的化合物。
本發(fā)明中使用的鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑，是指通過(guò)使活化能量射線對(duì)粘接性組合物照射，而被認(rèn)為生成所述方案鎓鹽的活性化學(xué)材料。作為鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑，芳香族鎓碘鹽、芳香族锍鹽等因具有熱學(xué)上比較穩(wěn)定的屬性而優(yōu)選。此處，所為的活化能量射線為作用在鎓鹽上的生成開(kāi)始化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)活性材料(路易斯酸、布侖斯蕩酸等陽(yáng)離子材料)的能量射線，上述射線包括紫外線、電子線、咖嘛射線、X射線等，但是最好用紫外線。
芳香族锍鹽以及芳香族鎓碘鹽作為鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑而使用的情況下，該成對(duì)陰離子可以例如為BF4-、AsF6-、SbF6-、PF6-、PF6-、B(C6F5)4-等。作為引發(fā)劑，芳香族锍鹽的PF6鹽或SbF6鹽最好具有溶解性及適度的聚合活性。而且，為了改善溶解性，芳香族基鎓碘鹽或芳香族锍鹽的芳香族基通常為苯基，具有1～10個(gè)碳原子，最好導(dǎo)入1個(gè)以上烷基或烷氧基的化學(xué)結(jié)構(gòu)。芳香族锍鹽的PF6鹽或SbF6鹽由日本公司ュニォンカ一バィド等市售得到。也從旭電化工業(yè)公司市售ァデカォプトマ-SP系列商品名的芳香族锍鹽得到。芳香族锍鹽具有吸收至約360nm處，芳香族鎓碘鹽具有吸收至320nm處，所以固化時(shí)，含此波段的光能量用紫外線照射較好。
在下示的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中，因?yàn)轱雏}PI-3以及PI-4的光吸收效率較高，所以優(yōu)選使用。
本發(fā)明中用的鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑，被認(rèn)為通過(guò)活化能量射線的作用，生成活性陽(yáng)離子種(材料)，使得帶脂環(huán)式環(huán)氧化合物以及具有氧雜環(huán)丁烷基的化合物被陽(yáng)離子聚合，從而使得本發(fā)明的粘接性組合物被固化。
本發(fā)明中用的粘接性組合物中，脂環(huán)式環(huán)氧化合物以及氧雜環(huán)丁烷化合物的重量比為(95～65)重量份∶(5～35)重量份，優(yōu)選地為(80～70)重量份∶(20～30)重量份。單官能氧雜環(huán)丁烷化合物過(guò)少及粘接性組合物的粘度、表面張力等的液體物理屬性變差，反之，單官能氧雜環(huán)丁烷化合物的添加量過(guò)多時(shí)固化物過(guò)于柔軟，粘接強(qiáng)度降低。另外，鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑作為催化劑量使用較好，當(dāng)脂環(huán)式環(huán)氧化合物以及氧雜環(huán)丁烷化合物的合計(jì)為100重量時(shí)，該添加量為0.3～10重量，優(yōu)選為0.5～5重量。
上述粘接性組合物優(yōu)選為光學(xué)部件及固定構(gòu)件之間粘接厚度為0.05μm～5μm時(shí)插入形成。該粘接厚度或其以下時(shí)，粘接強(qiáng)度不足，該厚度或其以上時(shí)，容易造成粘接劑固化收縮壞影響。粘接厚度優(yōu)選為0.05μm或其以上，2μm或其以下尤其優(yōu)選的粘接厚度為0.2μm或其以上，1μm或其以下。
本發(fā)明中，最好向上述粘接性組合物中添加硅烷偶合劑。認(rèn)為硅烷偶合劑具有將光學(xué)部件及作為該被粘附體的無(wú)機(jī)部件或金屬制部件與粘接性組合物化學(xué)上相結(jié)合的性質(zhì)。通過(guò)合用該硅烷偶合劑，粘接強(qiáng)度以及粘接耐久性得到改良。作為本發(fā)明中合用的硅烷偶合劑優(yōu)選地用在1分子中具有環(huán)氧基以及三甲氧基甲硅烷基的環(huán)氧硅烷類(lèi)。這種偶合劑可從信越化學(xué)工業(yè)公司KBM303、KBM403、KBE402等商品名中得到。硅烷偶合劑優(yōu)選使用范圍為脂環(huán)式環(huán)氧化合物以及氧雜環(huán)丁烷化合物合計(jì)100重量時(shí)為0.5～5重量，最優(yōu)選為1～3重量。
另外在本發(fā)明中，粘接性組合物中最好含有球狀二氧化硅粒子。二氧化硅粒子具有0.1μm～2μm直徑，生成粒度分布應(yīng)該盡量均勻。平均粒度為0.2μm～0.8μm的粒子是本發(fā)明優(yōu)選使用的粒子，最優(yōu)選使用形狀近乎球狀的離子性雜質(zhì)少的二氧化硅粒子。通過(guò)添加該二氧化硅而提高固化的粘接性組合物耐熱性。球狀二氧化硅粒子添加量為對(duì)粘接性組合物100重量時(shí)其適宜選擇1～20重量范圍。合成石英球狀二氧化硅可由龍森公司等買(mǎi)到。
本發(fā)明中上述粘接性組合物最好用于透鏡、反射鏡等無(wú)機(jī)透明部件和將其粘接固定的金屬(銅、銅合金、鋁等)制固定器等金屬制固定構(gòu)件之間的粘接。
本發(fā)明人精心研究的結(jié)果，將粘接性組合物在室溫(25℃)下的粘度調(diào)節(jié)為10Pa·s或其以上，1000m Pa·s或其以下較好，更優(yōu)選為80Pa·s或其以上，300mPa·s或其以下，，而且，該粘接性組合物和被粘接體的接觸角40度或其以下比30度或其以下具有更好的黏附于其上的粘接固定屬性。為了調(diào)節(jié)組合物粘度，單官能氧雜環(huán)丁烷化合物的添加是有效的。而且，必要時(shí)，可通過(guò)添加氟基表面活性劑進(jìn)行接觸角的調(diào)節(jié)。氟基表面活性劑具有作為疏水基的氟化碳的表面活性劑，有陽(yáng)性、陰性以及中性離子3種，本發(fā)明中最好使用氟化烷酯基中性表面活性劑。該中性表面活性劑的添加量為對(duì)粘接性組合物100重量時(shí)其重量為0.1～1。該中性表面活性劑可由住友公司等購(gòu)得的フロラ一ド(FC170C、同171、同430、同431等)商品名得到。
另外，本發(fā)明中所用粘接性組合物中，作為上述添加劑的其他成分可適宜添加染料、顏料等非活性成分。另外，為了提高光固化性，最好添加芘、苝、吖叮橙、噻噸酮、2-克羅科噻噸酮、苯吡喃等光增感劑。作為用于紫外線固化的紫外線照射光源可使用多種光源例如水銀弧光燈、普通弧光燈、碳素弧光燈、青鎢鹵素復(fù)寫(xiě)燈。
GC-MASS為現(xiàn)有提供有機(jī)揮發(fā)氣體分析方法中分析能力最高的一種。本發(fā)明者等利用GC-MASS在一般的激光模塊使用環(huán)境下(溫度20～35℃)從各種模塊構(gòu)成部件測(cè)定有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量。結(jié)果，測(cè)定值顯示為通常的測(cè)定范圍，即10μg/g或其以下，有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量極為微量并且也會(huì)使判斷部件在其被用做制造該模塊被驅(qū)動(dòng)時(shí)，不能達(dá)到正常使用下所期望的壽命。
圖5表示對(duì)于室溫中GC-MASS測(cè)定值在測(cè)定范圍中時(shí)實(shí)施脫氣處理的有機(jī)粘接劑，在GC-MASS評(píng)價(jià)時(shí)的氣體俘獲溫度與有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量之間的關(guān)系例子。此處，定性示出了在溫度上升時(shí)，有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量增加，有機(jī)粘接劑等有機(jī)物在大約100℃或其以上時(shí)開(kāi)始進(jìn)行加熱、分解、變質(zhì)等，由此產(chǎn)生有機(jī)揮發(fā)氣體。這樣，本發(fā)明者推測(cè)所產(chǎn)生有機(jī)揮發(fā)氣體會(huì)波及影響激光模塊壽命，(其在100℃或其以上時(shí)明顯具有有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生，且在達(dá)到該溫度之前粘接劑等已經(jīng)完全分解)時(shí)，對(duì)于在150℃時(shí)的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量和激光模塊壽命之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。
結(jié)果，在150℃，有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量和激光模塊壽命顯著相關(guān)。圖6表示兩者之間的關(guān)系示圖。該關(guān)系為，作為一個(gè)例子，在內(nèi)容積為67.5mm3的圓筒狀所謂罐頭型容器內(nèi)，密封振蕩波長(zhǎng)405nm半導(dǎo)體激光元件作為所用激光模塊。在150℃，用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為分別用90μg/g、1200μg/g有機(jī)粘接劑來(lái)粘接容器內(nèi)光學(xué)部件。此外，該圖的縱軸表示推測(cè)的壽命(小時(shí))，橫軸表示為故障率[即該值從100％減小的故障率為對(duì)應(yīng)縱軸小時(shí)繼續(xù)發(fā)光的概率(％)]。另外，在這些激光模塊中，因?yàn)楣揞^型容器內(nèi)配置的所有光學(xué)部件，在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量在10μg/g或其以下，所以，配置光學(xué)部件后在罐頭型容器內(nèi)密封有純度為99.99％的干空氣。
而且，進(jìn)行APC(自動(dòng)功率控制)驅(qū)動(dòng)，使上述半導(dǎo)體激光元件的光輸出為30mW，此時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流由初期值成為1.5倍的時(shí)間定義為壽命，從200～600小時(shí)驅(qū)動(dòng)后的驅(qū)動(dòng)電流的平均上升率算出該時(shí)間值為推定壽命。如圖6示出，激光模塊的推定壽命，用GC-MASS評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)應(yīng)有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量明顯表示出2組不同值，該兩者間有明確的相關(guān)。而且，在罐頭型容器內(nèi)密封上述純度99.99％的N2氣體的情況下也基本得到上述同樣的結(jié)果。
基于上述理由，對(duì)與上述激光模塊相同的激光模塊，研究了在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量和激光模塊壽命之間的關(guān)系，得到圖7示出的結(jié)果。另外，在此處，半導(dǎo)體激光元件為95％或其以上的概率時(shí)(即故障率未滿5％)定義為該繼續(xù)發(fā)光連續(xù)小時(shí)和激光模塊的推定壽命。從圖7看出，自身的壽命(即有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為0時(shí)的壽命，壽命未受到該有機(jī)揮發(fā)氣體影響)為約5500小時(shí)時(shí)使用半導(dǎo)體激光元件，在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為300μg/g時(shí)達(dá)到通常激光模塊要求的最低限的4000小時(shí)壽命。另外，如果使用自身壽命超過(guò)5500小時(shí)的半導(dǎo)體激光元件，上述有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為300μg/g時(shí)，當(dāng)然，得到超過(guò)4000小時(shí)的壽命。
這里，對(duì)所述關(guān)于上述4000小時(shí)壽命進(jìn)行說(shuō)明。通常勞動(dòng)者1年實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間為240日，1日工作8小時(shí)，利用激光模塊的頻率70％，則激光模塊的1年中實(shí)際使用時(shí)間為240日×8小時(shí)/日×0.7＝1344小時(shí)。而且與通常的光學(xué)器械類(lèi)同樣，激光模塊的折舊損耗時(shí)間為3年，要求激光模塊具有約4000小時(shí)壽命。因此在本發(fā)明中，在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為300μg/g或其以下，通過(guò)使用有機(jī)粘接劑，在95％或其以上的概率下繼續(xù)發(fā)光4000小時(shí)或其以上。
另外，本發(fā)明激光模塊中，作為光學(xué)部件，使用在150℃時(shí)用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為10μg/g或其以下，在該光學(xué)部件的使用環(huán)境下(溫度20～35℃)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量也當(dāng)然在10μg/g或其以下，通過(guò)來(lái)自該光學(xué)部件的有機(jī)揮發(fā)氣體，該激光模塊的壽命不會(huì)縮短。
另外，在GC-MASS測(cè)定界限為10μg/g當(dāng)量值時(shí)，圖7示出的150℃時(shí)300μg/g當(dāng)量值處不被確認(rèn)是任何相關(guān)，因此，基于上述10μg/g當(dāng)量值，該300μg/g當(dāng)量值不是易于想到的。
這里，在圖8中表示，在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量，上述300μg/g當(dāng)量值或其以下的范圍中的90μg/g時(shí)在密閉容器內(nèi)導(dǎo)入及沒(méi)有導(dǎo)入有機(jī)粘接劑的情況下，比較了激光模塊壽命的結(jié)果。該關(guān)系作為一例子，對(duì)將振蕩波長(zhǎng)405nm的半導(dǎo)體激光元件密封在內(nèi)容積為67.5mm3圓筒狀所謂罐頭型容器內(nèi)而形成的激光模塊進(jìn)行研究的。在密閉容器內(nèi)導(dǎo)入和沒(méi)有導(dǎo)入上述有機(jī)粘接劑的情況下，在罐頭型容器內(nèi)配置光學(xué)部件的在150℃用GC-MASS的評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量在測(cè)定界限10μg/g或其以下。另外，該圖的縱軸、橫軸的定義與上述圖6相同。而且該激光模塊中，配置光學(xué)部件后的罐頭型容器內(nèi)密封有99.99％純度的干空氣。
另外，以上述半導(dǎo)體激光元件的光輸出為30mW的方式進(jìn)行APC(自動(dòng)功率控制)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)將驅(qū)動(dòng)電流從初始值變?yōu)?.5倍初始值所經(jīng)歷的時(shí)間定義為壽命，并將其時(shí)間從200～600小時(shí)驅(qū)動(dòng)后的驅(qū)動(dòng)電流平均上升率計(jì)算得到的值作為推定壽命。如該圖8中所表示，證實(shí)了將光輸出作為30mW而驅(qū)動(dòng)的情況下，及50mW作為驅(qū)動(dòng)情況下，在具有上述有機(jī)粘接劑與沒(méi)有時(shí)相比其壽命都沒(méi)有明顯短于沒(méi)有有機(jī)粘接劑的情況，而使用在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量在300μg/g或其以下的有機(jī)粘接劑，與沒(méi)有使用情況基本確保相同程度壽命。另外，30mW驅(qū)動(dòng)的情況下，使用上述有機(jī)粘接劑的情況壽命短，與其相50mW驅(qū)動(dòng)的情況下，上述使用的有機(jī)粘接劑的一方壽命長(zhǎng)，該相反結(jié)果認(rèn)為是由于測(cè)定誤差而引起的。
另外，在具有作為配置在密閉容器內(nèi)的光學(xué)部件即包括光纖、及用于將從半導(dǎo)體激光元件中射出的激光射入光纖的入射光學(xué)系統(tǒng)的激光模塊中，容易在光纖的入射端沉積污染物質(zhì)，對(duì)所述情況使用本發(fā)明特別有效果。
另外，在本發(fā)明中，對(duì)光學(xué)部件和固定構(gòu)件的粘接而采用上述粘接性組合物形成的有機(jī)粘接劑的情況下，能夠?qū)⒄辰觿┕袒瘯r(shí)的固化收縮率(線收縮率)抑制在2％程度。因此，在利用該粘接性組合物將構(gòu)成激光模塊的半導(dǎo)體激光元件、準(zhǔn)直透鏡、聚光透鏡、或光纖等光學(xué)部件固定在固定構(gòu)件上的情況下，如果將粘接性組合物的層厚調(diào)整為5μm或其以下，該粘接性組合物的未固化部分即使進(jìn)行固化收縮，該收縮程度也為5×0.02＝0.1μm這一很小值。更進(jìn)一步地，即使在光學(xué)部件和固定構(gòu)件間形成1μm程度的上述粘接性組合物且粘接性組合物均勻地浸透，但是因?yàn)橛米贤饩€等固化后生成了具有彈性和柔軟性的固化物，所以從低溫(-25℃)到高溫(70℃)這一溫度范圍中將不會(huì)發(fā)生粘接。因而，因?yàn)槟軌虼_保上述的光學(xué)部件的相對(duì)位置精度較高，所以，基于這一點(diǎn)，使用上述粘接性組合物的激光模塊的可靠性也高。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例中的激光模塊的主要部分的概略構(gòu)成圖；圖2是表示上述激光模塊的平面圖；圖3是表示上述激光模塊的側(cè)面圖；圖4是表示上述激光模塊的部分立面圖；圖5是表示激光模塊的溫度與產(chǎn)生的揮發(fā)有機(jī)物量的關(guān)系圖表；圖6是表示用GC-MASS評(píng)價(jià)從有機(jī)粘接劑產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量和激光模塊壽命的關(guān)系，對(duì)不同情況下的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量進(jìn)行比較的圖表。
圖7是表示用GC-MASS評(píng)價(jià)從有機(jī)粘接劑產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量和激光模塊壽命的關(guān)系圖表。
圖8是表示使用和不使用有機(jī)粘接劑的情況下對(duì)該激光模塊壽命進(jìn)行比較的圖表。
圖中10-吸熱塊，11～17-準(zhǔn)直透鏡，20-聚光透鏡，30-多模光纖，30a-芯，40-封裝，41-封裝蓋，44-準(zhǔn)直透鏡支架，45-聚光透鏡支架，LD1～LD7-GaN基半導(dǎo)體激光具體實(shí)施方式
以下參照?qǐng)D1～4對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的激光模塊是將圖1所示的復(fù)合波激光光源如圖2及圖3所示的方式配置在密閉容器內(nèi)而構(gòu)成的。該復(fù)合波激光光源包括固定設(shè)置在吸熱塊(heatblock)10上的多個(gè)(如7個(gè))片狀橫多模的GaN基半導(dǎo)體激光LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6以及LD7；對(duì)應(yīng)于每個(gè)GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7設(shè)置的準(zhǔn)直透鏡11，12，13，14，15，16以及17；一個(gè)聚光透鏡20；和1束多模光纖30。
GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7的振蕩波長(zhǎng)全部相同(例如405nm)，最大輸出也全部相同(例如100mW)。另外，作為GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7，可使用在350～450nm波長(zhǎng)范圍中的除上述405nm振蕩波長(zhǎng)以外的其它波長(zhǎng)的激光。
如圖2的平面圖及圖3的側(cè)面圖所示，上述復(fù)合波激光光源和其他光學(xué)元件一起容納在上方開(kāi)口的箱狀封裝40內(nèi)。該封裝40的底面上固定有基板42，該基板42上面安裝有保持上述吸熱塊10和聚光透鏡20的聚光透鏡支架45，保持多模光纖30的入射端部的光纖支架46。而且，吸熱塊10側(cè)面安裝有準(zhǔn)直透鏡支架44，準(zhǔn)直透鏡11～17被保持于其上。封裝40的橫壁面上形成開(kāi)口，通過(guò)該開(kāi)口向GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7提供驅(qū)動(dòng)電流的配線47被引出封裝外。
另外，圖2中，為了避免使圖面復(fù)雜化，在多個(gè)GaN基半導(dǎo)體激光中，只對(duì)GaN基半導(dǎo)體激光LD7作了附圖標(biāo)號(hào)，多個(gè)準(zhǔn)直透鏡中只對(duì)準(zhǔn)直透鏡17作了附圖標(biāo)號(hào)。
圖4示出了上述準(zhǔn)直透鏡11～17的安裝部分的正面形狀。每個(gè)準(zhǔn)直透鏡11～17將包括非球面的圓形透鏡的光軸的區(qū)域在平行的平面中形成細(xì)長(zhǎng)切口的形狀。該細(xì)長(zhǎng)形狀的準(zhǔn)直透鏡采用例如樹(shù)脂或者光學(xué)玻璃模制成型而形成的。準(zhǔn)直透鏡11～17是這樣設(shè)置的，即其長(zhǎng)度方向與GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7的發(fā)光點(diǎn)的設(shè)置方向(圖4的左右方向)相正交，準(zhǔn)直透鏡11～17被緊密地配置在上述發(fā)光點(diǎn)的設(shè)置方向上。
另一方面，作為GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7，使用這樣的激光，即該激光具有發(fā)光寬度為2μm的活性層，在與活性層平行的方向、垂直方向的擴(kuò)散角分別例如為10°、30°狀態(tài)下能夠發(fā)出各束激光束B(niǎo)1～B7。該GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7是以在與活性層平行的方向上發(fā)光點(diǎn)被并配設(shè)成排1列的方式而設(shè)置的。
因此，各發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的激光束B(niǎo)1～B7，對(duì)著如上述細(xì)長(zhǎng)形狀的各準(zhǔn)直透鏡11～17，其以擴(kuò)散角度增大方向與長(zhǎng)度方向一致，擴(kuò)散角度減小方向與寬度方向(與長(zhǎng)度方向正交的方向)一致的狀態(tài)入射。即，各準(zhǔn)直透鏡11～17的寬度為1.1mm、長(zhǎng)度為4.6mm，此時(shí)入射的激光束B(niǎo)1～B7的水平方向、垂直方向的束徑分別為0.9mm，2.6mm。另外，每個(gè)準(zhǔn)直透鏡11～17的焦點(diǎn)距離f1＝3mm，NA＝0.6、透鏡配置節(jié)距＝1.25mm。
聚光透鏡20形成為這樣的形狀，即，將具有非球面的圓形透鏡的光軸的區(qū)域在平行的平面中形成細(xì)長(zhǎng)切口，且在準(zhǔn)直透鏡11～17的設(shè)置方向即水平方向上長(zhǎng)一些，與其正交的方向上短一些。該聚光透鏡20也例如由樹(shù)脂或光學(xué)玻璃模制成型而形成的。
多模光纖30為階躍折射率光纖或漸變折射率光纖或復(fù)合型光纖。例如采用三菱電線工業(yè)株式會(huì)社制的漸變折射率光纖。該光纖芯線中心部為漸變折射率光纖，而外圍部為階躍折射率光纖，芯直徑＝25μm，NA＝0.3，端面芯透過(guò)率99.5％或其以上。
封裝(package)40具有可閉合所述開(kāi)口的封裝蓋41，在后述的脫氣處理后，導(dǎo)入密封氣體，通過(guò)將封裝40的開(kāi)口利用封裝蓋41閉合，從而在通過(guò)封裝40和封裝蓋41形成的閉合空間(密封空間)內(nèi)，上述的復(fù)合波激光光源和其他光學(xué)元件一起被氣密性密封。
接下來(lái)，就上述激光模塊的工作進(jìn)行說(shuō)明。從構(gòu)成復(fù)合波光源的每個(gè)GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7以散射光狀態(tài)發(fā)出的激光束B(niǎo)1，B2，B3，B4，B5，B6以及B7的每一束，通過(guò)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡11～17而成為平行光。成為平行光的激光束B(niǎo)1～B7被聚光透鏡20聚光，匯聚到多模光纖30的芯30a的入射端面。
本例中，由準(zhǔn)直透鏡11～17及聚光透鏡20構(gòu)成聚光光學(xué)系統(tǒng)，該聚光光學(xué)系統(tǒng)和多模光纖30一起構(gòu)成復(fù)合波光學(xué)系統(tǒng)。即，由聚光透鏡20聚光的上述所述激光束B(niǎo)1～B7射入到該多模光纖30的芯30a并在光纖內(nèi)傳輸，1束復(fù)合波激光束B(niǎo)從多模光線30射出。
在上述激光模塊中，激光束B(niǎo)1～B7在多模光纖30中的合成效率為0.9。因此，GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7的每一個(gè)的輸出都為100mW的情況下，得到輸出630mW(＝100mW×0.9×7)的復(fù)合波激光束B(niǎo)。
接下來(lái)，對(duì)由銅等金屬形成的固定構(gòu)件的準(zhǔn)直透鏡支架44與準(zhǔn)直透鏡11～17的粘接進(jìn)行說(shuō)明。準(zhǔn)直透鏡11～17的粘接面(圖3中的下端面)在準(zhǔn)直透鏡支架44的粘接面處被密接，在其間隙插入以下詳述的粘接性組合物后，通過(guò)紫外線照射進(jìn)行了固化。作為脂環(huán)式環(huán)氧化合物，采用日本ュニォンカ一バィド公司生產(chǎn)的UVR6128(雙(3，4環(huán)氧環(huán)己基)乙二酸酯)，作為單官能氧雜環(huán)丁烷化合物，采用東亞合成公司的阿龍氧雜環(huán)丁烷基OXT-2 12(EHOX)，另外作為光反應(yīng)引發(fā)劑，采用日本ュニォンカ一バィド公司生產(chǎn)的UV1-6990(三烯丙基锍鹽的PF5鹽)，根據(jù)下表1設(shè)定成分的重量比，調(diào)整實(shí)施例1～3的以及比較例1的粘接性組合物。



粘接性組合物通過(guò)紫外線照射被固化后，通過(guò)光學(xué)顯微鏡目視觀察粘接均勻性，同時(shí)使用氧雜環(huán)丁烷化合物EHOX的實(shí)施例1～3的粘接劑，比同時(shí)使用的比較例1的粘接劑，其粘接面的均勻性要好。
由上述粘接性組合物形成的粘接劑在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為90μg/g，是為上述的300μg/g或其以下。另外，除該粘接劑以外，配置在封裝40內(nèi)的GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7，準(zhǔn)直透鏡11～17，聚光透鏡20等光學(xué)部件的在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量全部在10μg/g或其以下。另外，GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7自身的壽命，即不受上述粘接性組合物發(fā)生的有機(jī)揮發(fā)氣體的影響情況的壽命為5500小時(shí)或其以上。因此本實(shí)施方式的激光模塊在概率為95％或其以上，可以實(shí)現(xiàn)4000小時(shí)的壽命。正如在前詳細(xì)說(shuō)明的。
接下來(lái)，對(duì)準(zhǔn)直透鏡支架44與準(zhǔn)直透鏡11～17的粘接，及采用其他的粘接性組合物的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。準(zhǔn)直透鏡11～17的粘接面(圖3的下端面)在準(zhǔn)直透鏡支架44的粘接面處被密接，在該間隙中插入以下詳述的粘接性組合物后，通過(guò)紫外線照射而進(jìn)行固化。作為脂環(huán)式環(huán)氧化合物，采用日本ュニォンカ一バィド公司生產(chǎn)的UVR6128，進(jìn)而作為雙官能縮水甘油化合物，并用油化シェルェポキシ公司生產(chǎn)的雙苯酚F型類(lèi)環(huán)氧(epikote)806，作為單官能氧雜環(huán)丁烷化合物，有必要并用東亞合成公司的阿龍氧雜環(huán)丁烷基OXT-212(EHOX)，另外作為光反應(yīng)引發(fā)劑，采用日本シェルェポキシ公司生產(chǎn)的UV1-6990(三烯丙基锍鹽的PF5鹽)，作為硅烷偶合劑有必要并用信越化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)的KBM303以及龍森公司的合成石英球狀二氧化硅1-FX(平均粒徑0.38μm)，其根據(jù)表2設(shè)定成分的重量比，調(diào)整實(shí)施例4～1的粘接性組合物。


粘接性組合物通過(guò)紫外線被固化，進(jìn)行-25℃～70℃保存實(shí)驗(yàn)后，測(cè)定粘接面的hagal(ハガレ)產(chǎn)生率，得到表2中的結(jié)果。采用增量的單官能氧雜環(huán)丁烷化合物EHOX的粘接性組合物的實(shí)施例5及實(shí)施例6與實(shí)施例4相比顯示出更低的hagal產(chǎn)生率，而且采用與硅烷偶合劑合用的粘接劑的實(shí)施例7及8其hagal產(chǎn)生率更低，尤其實(shí)施例8中hagal產(chǎn)生率沒(méi)有被看到。另外，實(shí)施例9為雙苯酚F型縮水甘油化合物與脂環(huán)式環(huán)氧化合物任意合用的實(shí)施方式，實(shí)施例10為任意添加合成石英球狀二氧化硅的實(shí)施方式，總之，由強(qiáng)制保存實(shí)驗(yàn)，該準(zhǔn)直透鏡支架44和粘接層之間并沒(méi)有生成hagal。
另外，上述粘接性組合物被紫外線照射固化后，測(cè)定準(zhǔn)直透鏡支架44和準(zhǔn)直透鏡11～17之間的各粘接劑的層約0.3～0.6μm。而且該粘接劑的體積固化收縮為4～5％，進(jìn)行-25℃～70℃保存實(shí)驗(yàn)后的各粘接劑層厚度變化被抑制在0.03μm或其以下。因此，由于上述粘接，使得被光軸調(diào)整后的GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7和準(zhǔn)直透鏡11～17之間的相對(duì)位置關(guān)系不存在偏位情況，從而獲得很好的復(fù)合波效果。
在本例中，由上述粘接性組合物形成的粘接劑其在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量為90μg/g，低于上述的300μg/g發(fā)生量。另外，除了該粘接劑處之外，在封裝40內(nèi)配置被的GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7、準(zhǔn)直透鏡11～17、聚光透鏡20等光學(xué)部件的在150℃用GC-MASS評(píng)價(jià)的有機(jī)揮發(fā)氣體發(fā)生量全部在10μg/g或其以下。另外，GaN基半導(dǎo)體激光LD1～LD7自身的壽命，即不受上述粘接性組合物產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)氣體影響的壽命為5500小時(shí)或其以上。因此，在本例中可實(shí)現(xiàn)當(dāng)概率95％或其以上時(shí)具有4000小時(shí)的壽命。
另外，以上說(shuō)明的對(duì)準(zhǔn)直透鏡11～17和準(zhǔn)直透鏡支架44的粘接使用的各粘接性組合物對(duì)于封裝40內(nèi)的其他的光學(xué)部件和固定構(gòu)件的粘接例如聚光透鏡20和聚光透鏡支架45的粘接，多模光纖30和光纖支架46的粘接等也可適用，該場(chǎng)合中也基本達(dá)到與上述同樣的效果。
另外，上述各粘接性組合物不限于在圖1～4所示的激光模塊中，對(duì)于在通常將光源、透鏡、反射鏡、半反射鏡、凹面鏡、凸面鏡、衍射光柵等光學(xué)部件配置在密閉容器內(nèi)而構(gòu)成的激光模塊中，也可利用上述的粘接性組合物來(lái)進(jìn)行所述的光學(xué)部件和所述固定構(gòu)件之間的粘接固定，該情況下也基本達(dá)到與上述同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種激光模塊，是將振蕩波長(zhǎng)范圍為350～450nm且具有5500小時(shí)或其以上壽命的半導(dǎo)體激光元件配置在密閉容器內(nèi)形成，其中，根據(jù)150℃的GC-MASS(氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀質(zhì)量分析法)評(píng)價(jià)，所述配置在密閉容器內(nèi)的、含有所述半導(dǎo)體激光元件的全部光學(xué)部件的有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量(揮發(fā)有機(jī)物總量[μg/g]對(duì)十六烷的揮發(fā)氣體量[g]，以下同)為10μg/g或其以下，其特征在于，采用在150℃的GC-MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量為300μg/g或其以下的物質(zhì)作為將所述光學(xué)部件固定在所述密閉容器內(nèi)的有機(jī)粘接劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光模塊，其特征在于，所述光學(xué)部件具有光纖及用于將由所述半導(dǎo)體激光元件射出的激光射入到該光纖的入射光學(xué)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述激光模塊，其特征在于，所述有機(jī)粘接劑由帶環(huán)氧基的脂環(huán)式環(huán)氧化合物、帶有氧雜環(huán)丁烷基化合物以及含催化劑量的鎓鹽光反應(yīng)引發(fā)劑的粘接性組合物形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光模塊，其特征在于，在所述光學(xué)部件和將其固定的固定構(gòu)件之間插入所述粘接性組合物并形成粘接厚度為0.05μm或其以上，5μm或其以下之后，利用活性能量射線使得所述粘接性組合物固化，以使所述光學(xué)部件固定在所述固定構(gòu)件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述激光模塊，其特征在于，所述粘接性組合物為含硅烷偶合劑的物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3～5的任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述粘接性組合物為具有0.1μm或其以上，1.0μm或其以下平均直徑的球狀二氧化硅顆粒的物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3～6的任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述固定構(gòu)件為金屬制構(gòu)件，所述光學(xué)部件由無(wú)機(jī)透明構(gòu)件形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3～7的任一項(xiàng)所述的激光模塊，其特征在于，所述帶氧雜環(huán)丁烷基化合物具有下列通式(1)所表達(dá)的結(jié)構(gòu) 式(1)中R1為甲基或乙基，R2為碳原子數(shù)6～12的烴基。
全文摘要
將具有振蕩波長(zhǎng)為350～450nm范圍的半導(dǎo)體激光元件配置在密閉容器內(nèi)而形成的激光模塊中，抑制了密閉容器內(nèi)的有機(jī)揮發(fā)氣體的產(chǎn)生，達(dá)到了高壽命化。將具有振蕩波長(zhǎng)為350～45nm范圍、取得壽命為5500小時(shí)或其以上的半導(dǎo)體激光LD7配置在密閉容器(40、41)內(nèi)而形成激光模塊中，一方面采用在150℃用GC－MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量為10μg/g或其以下的部件作為配置在密閉容器(40、41)內(nèi)的光學(xué)部件，一方面采用在150℃用GC－MASS評(píng)價(jià)有機(jī)揮發(fā)氣體產(chǎn)生量為300μg/g或其以下的試劑作為固定光學(xué)部件(例如準(zhǔn)直透鏡17)的有機(jī)粘接劑。
文檔編號(hào)H01S5/022GK1604413SQ20041009597
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月2日
發(fā)明者蔵町照彥, 山中英生, 永野和彥, 岡崎洋二 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社