光學(xué)元件模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及將半導(dǎo)體激光器元件收容在框體的光學(xué)元件模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在框體中收容集成型半導(dǎo)體激光器元件(參考專利文獻(xiàn)I)等的半導(dǎo)體激光器元件的光學(xué)元件模塊中，由于環(huán)境溫度的變動(dòng)而在框體的底板發(fā)生翹曲，該翹曲有時(shí)給光學(xué)元件帶來不良影響。針對(duì)此，公開了防止底板的翹曲給光學(xué)元件帶來不良影響的技術(shù)(參考專利文獻(xiàn)2?5)。
[0003]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:JP特開2011-35060號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:JP特開2010-258354號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)3:JP特開2008-193003號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)4:JP特開2002-131585號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)5:JP特開2009-267386號(hào)公報(bào)【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]實(shí)用新型的概要
[0011]實(shí)用新型要解決的課題
[0012]但是，在上述的各專利文獻(xiàn)2?5中公開的技術(shù)中，由于用于翹曲抑制的部件的壁厚變厚，因而難以小型化(薄型化)，由于成為半導(dǎo)體激光器元件從溫度調(diào)節(jié)元件浮起的結(jié)構(gòu)，因而會(huì)有不能充分散熱或溫度調(diào)整的情況，存在在消耗電力、半導(dǎo)體激光器元件的特性的控制這一點(diǎn)上不利這樣的問題。
[0013]本實(shí)用新型鑒于上述而提出，目的在于，提供能實(shí)現(xiàn)所期望的半導(dǎo)體激光器元件的特性且適于小型化、低耗電化的光學(xué)元件模塊。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]為了解決上述的課題，達(dá)成目的，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊的特征在于，具備:框體，其具有底板；溫度調(diào)節(jié)部，其在所述框體內(nèi)載置在所述底板，至少具有下層部和位于該下層部之上的上層部；支撐部件，其在所述框體內(nèi)載置在所述溫度調(diào)節(jié)部；和半導(dǎo)體激光器元件，其載置在所述支撐部件，向前方輸出激光，在所述溫度調(diào)節(jié)部中，所述上層部相對(duì)于所述下層部向所述半導(dǎo)體激光器元件的后方側(cè)突出。
[0016]另外，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊在上述的實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)部由具有在基板間立設(shè)多個(gè)半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)的帕耳貼元件構(gòu)成。
[0017]另外，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊在上述的實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，特征在于，所述半導(dǎo)體激光器元件具有分布反饋型半導(dǎo)體激光器部。
[0018]另外，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊在上述的實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，特征在于，所述分布反饋型半導(dǎo)體激光器部位于所述半導(dǎo)體激光器元件的后方側(cè)。
[0019]另外，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊在上述的實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，特征在于，所述分布反饋型半導(dǎo)體激光器部位于所述溫度調(diào)節(jié)部的上層部的突出部的附近。
[0020]另外，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊在上述的實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，特征在于，配置所述分布反饋型半導(dǎo)體激光器部，使得所述分布反饋型半導(dǎo)體激光器部的所述前方側(cè)的端部的位置與所述溫度調(diào)節(jié)部的所述上層部和所述下層部在所述半導(dǎo)體激光器元件的前后方向上重疊的重疊部分的所述前方側(cè)相比靠所述后方側(cè)0.5mm以上。
[0021]另外，本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊在上述的實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，特征在于，如果將所述溫度調(diào)節(jié)部的上層部和下層部在所述半導(dǎo)體激光器元件的前后方向上重疊的重疊部分的長(zhǎng)度與所述上層部的突出部的長(zhǎng)度的合計(jì)設(shè)為X、將所述重疊部分中的所述下層部的長(zhǎng)度設(shè)為1，則0.5 < y/x < 0.85成立。
[0022]實(shí)用新型的效果
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型，起到了能實(shí)現(xiàn)以下光學(xué)元件模塊的效果，即實(shí)現(xiàn)了所期望的半導(dǎo)體激光器元件的特性且適于小型化、低耗電化。
【附圖說明】
[0024]圖1是實(shí)施方式I所涉及的光學(xué)元件模塊的示意側(cè)截面圖。
[0025]圖2是說明圖1所示的各元件的配置的俯視圖。
[0026]圖3是說明集成型半導(dǎo)體激光器元件的構(gòu)成的側(cè)視圖。
[0027]圖4是實(shí)施例的計(jì)算模型的示意圖。
[0028]圖5是比較例的計(jì)算模型的示意圖。
[0029]圖6是表示實(shí)施例和比較例在諧振器長(zhǎng)度方向上的位移的圖。
[0030]圖7是實(shí)施方式2所涉及的光學(xué)元件模塊的主要部分的示意側(cè)視圖。
[0031]圖8是表示針對(duì)不同的突出長(zhǎng)度的溫度與激光器振動(dòng)波長(zhǎng)的關(guān)系的圖。
[0032]圖9是表示突出長(zhǎng)度與激光器振動(dòng)波長(zhǎng)的溫度依賴性的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下參考附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型所涉及的光學(xué)元件模塊的實(shí)施方式。另外，并不由本實(shí)施方式來限定本實(shí)用新型。另外，各附圖中，對(duì)相同或?qū)?yīng)的要素適當(dāng)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，適當(dāng)省略說明。進(jìn)而，附圖是示意性的，各要素的尺寸的關(guān)系、各要素的比率等有時(shí)會(huì)與現(xiàn)實(shí)的構(gòu)成不同，這一點(diǎn)需要留意。在附圖相互間有時(shí)也包含相互的尺寸的關(guān)系、比率不同的部分。
[0034](實(shí)施方式I)
[0035]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的光學(xué)元件模塊的示意側(cè)截面圖。圖2是說明圖1所示的各元件的配置的俯視圖。如圖1、2所示那樣，本實(shí)施方式I所涉及的光學(xué)元件模塊100具有在框體I內(nèi)收容溫度調(diào)節(jié)元件2、支撐部件3、集成型半導(dǎo)體激光器元件4、準(zhǔn)直透鏡5、溫度調(diào)節(jié)元件6、支撐部件7、光隔離器8、電子束分裂器9、功率監(jiān)視用光電二極管(Photo D1de:PD) 10、反射棱鏡11、標(biāo)準(zhǔn)濾波器12、波長(zhǎng)監(jiān)視用PD13、以及聚光透鏡14的結(jié)構(gòu)。
[0036]框體I具備底板la、側(cè)壁部、和上部蓋。在紙面右側(cè)的側(cè)壁部收容聚光透鏡14，且設(shè)置將插通固定光纖16的光纖固定器15固定的固定器部lb?？蝮wI使內(nèi)部成為氣密結(jié)構(gòu)地被密封。底板Ia由熱傳導(dǎo)率高到180W/m.K?200W/m.K的銅鎢(CuW)(熱膨脹系數(shù):8.0?9.0X 10_6/K)構(gòu)成?？蝮wI的其它部分由熱膨脹系數(shù)低的Kovar (注冊(cè)商標(biāo))構(gòu)成。
[0037]作為溫度調(diào)節(jié)部的溫度調(diào)節(jié)元件2在框體I內(nèi)載置于底板la。溫度調(diào)節(jié)元件2是具有下層部2a、和位于下層部2a之上的上層部2b的帕耳貼元件。下層部2a以及上層部2b分別具有在基板間立設(shè)二維排列的多個(gè)柱狀的半導(dǎo)體元件(N型以及P型)的結(jié)構(gòu)。下層部2a的上側(cè)的基板和上層部2b的下側(cè)的基板共通。作為基板，例如能使用Al2O3(熱膨脹系數(shù):6.0?8.0X 10_6/K)或、氮化鋁(AlN)(熱膨脹系數(shù):4.0?5.0X 10_6/K)。N型的半導(dǎo)體元件和P型的半導(dǎo)體元件上端彼此間或下端彼此間用金屬電極連接，由此將N型的半導(dǎo)體元件和P型的半導(dǎo)體元件交替串聯(lián)連接。作為半導(dǎo)體元件例如能使用BiTe (熱膨脹系數(shù):16.0?18.0X 10_6/K)。溫度調(diào)節(jié)元件2通過被提供驅(qū)動(dòng)電流來冷卻集成型半導(dǎo)體激光器元件4，能調(diào)節(jié)其溫度。
[0038]在此，若以集成型半導(dǎo)體激光器元件4輸出激光一側(cè)為前方側(cè)，以其相反側(cè)為后方側(cè)，則溫度調(diào)節(jié)元件2的上層部2b相對(duì)于下層部2a向集成型半導(dǎo)體激光器元件4的后方側(cè)突出。溫度調(diào)節(jié)元件2的上層部2b和下層部2a在集成型半導(dǎo)體激光器元件4的前后方向上重疊的重疊部分的長(zhǎng)度與上層部2b的突出部的長(zhǎng)度的合計(jì)作為長(zhǎng)度Lb，將重疊部分中的下層部2a的長(zhǎng)度作為長(zhǎng)度La。在此，長(zhǎng)度La、Lb如圖1那樣以柱狀的半導(dǎo)體元件為基準(zhǔn)來規(guī)定。
[0039]支撐部件3載置于溫度調(diào)節(jié)元件2。支撐部件3載置集成型半導(dǎo)體激光器元件4，由熱傳導(dǎo)率高到150ff/m.K?170ff/m.K的AlN(熱膨脹系數(shù):4.0?5.0X 1(Γ6/Κ)構(gòu)成。集成型半導(dǎo)體激光器元件4隔著支撐部件3載置于溫度調(diào)節(jié)元件2。另外，支撐部件3的構(gòu)成材料并不限于Α1Ν，也可以是CuW、碳化硅(SiC)、金剛石等材料，從散熱的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選熱傳導(dǎo)率為150W/m.K以上的材料。
[0040]圖3是說明集成型半導(dǎo)體激光器元件的構(gòu)成的側(cè)視圖。如圖3所示那樣，集成型半導(dǎo)體激光器元件4具備與專利文獻(xiàn)I所公開的種類的集成型半導(dǎo)體激光器元件相同的結(jié)構(gòu)。即，集成型半導(dǎo)體激光器元件4具備:位于集成型半導(dǎo)體激光器元件4的后方側(cè)，具備多個(gè)分布反饋型(Distributed FeedBack:DFB)激光器條帶的DFB激光器部4a ;用于將從DFB激光器部4a輸出的激光會(huì)合的光會(huì)合部4b ;和用于放大通過光會(huì)合部4b的激光的半導(dǎo)體光放大器(Semiconductor Optical Amplifier:S0A)部 4cο
[0041]另外，在DFB激光器部4a形成:成為發(fā)光源以及激光的波導(dǎo)路的活性層4aa、和位于活性層4aa的附近的衍射光柵4ab。衍射光柵4ab具有沿著DFB激光器條帶的光諧振器長(zhǎng)度方向而折射率周期性變化的周期結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)的周期和元件溫度來決定DFB激光器條帶的激