JPH01161207A - 半導体受発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体受光及び発光装置に係り、特に光軸合わ
せ精度が厳しい光通信用の受発光装置、あるいは光デイ
スク装置の発光装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、発光装置を例にとると特開昭５９−１６
６９０６号公報に記載のようにレーザあるいはしく１） −ザと集光レンズを搭載したステムとファイバを保持す
るハウジングとを両者の光軸を一致させた後、溶接によ
って接合固定して組み立てられていた。この様な溶接接
合は受光素子を搭載した装置についても同じである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発光装置、受光装置ではレーザ、レンズ、ファイバ、受
光素子が配置されて構成される光学系が長期にわたって
安定していることが要求される。

レンズを用いた従来の発光装置（第３図）ではレーザか
ら出射されたレーザ光がレンズを通って集光された後フ
ァイバに効率よく導入される光学設計が行なわれる。こ
の光学設計に基づき、まずレーザに対向させてレンズが
設置される。次いでレンズを通って集光されたビームの
焦点位置にファイバ端面が合わされる。このファイバの
位置合わせはコア径が１０μｍのシングルモードファイ
バを用いた場合±２〜３μｍの精度が必要である。

上記従来技術では、最終的な組立てはレーザとレンズを
搭載したステムと、ファイバを内蔵するハウジングとの
光軸合わせ及び両者の溶接接合を行って完成する。ステ
ムとハウジングの材料は軟鋼あるいはステレンス材であ
り溶接接合を行った場合に一部溶融して接合するため一
時的に融点（１５００℃以上）を越える高温状態となる
。この高温化により接合ケ所が室温に戻されたとき、変
形が発生したり、過大な残留応力が残ることが原因とな
って数μｍを越える位置ずれが生じ、光軸ずれが発生す
るという問題があった。光軸ずれは、−時的な現象では
なく、長年にわたって残留応力が解放される場合には解
放されている期間中継続して発生し、これによって光出
力が漸減しつづける。この為、溶接方法としては溶融領
域が小さく、しかも熱影響域が少ないＹＡＧレーザを用
いる溶接方法が使用されているが、この溶接方法によっ
ても溶接による光軸ずれが発生するという問題があった
。

本発明の目的は発光装置の最終組み立てを行うレーザ溶
接に於て溶接接合ケ所で変形が発生しにくい構造にする
こと及び同時接合位置を対称位置にすることによって変
形を無くし、残留応力の発生を抑えた高安定発光装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、円板状ステムと同筒状ハウジングとを対向
、接触させて溶接する場合に、円筒ハウジング接合部端
面の近傍に半径方向の微細スリットを対称位置に入れる
こと、あるいは外周に溝を設けて薄肉部を形成すること
によってレーザ溶接部をスリット縁端や溝部薄肉上に限
定させて溶融領域を極小化、又は熱変形を吸収させて初
期設定した光学軸の軸ずれを発生させないことで達成さ
れる。

〔作用〕

従来の円筒ハウジングの溶接部は厚肉状になっている。

この厚肉部を溶融させた場合、溶融された領域が局所で
あっても周囲が剛性のある厚肉部であるため変形が広範
囲に広がるのに対し、本提案の方法では薄肉部が形成さ
れたケ所又は縁端で接合されるため生じる変形が小さい
のに加え局部に限定されて剛性の大きい厚肉部領域まで
変形が及ばないのでファイバの位置ずれが生じず、光軸
ずれは起らない。

〔実施例〕

実施例１ 以下に図面を参照して本発明を説明する。第１図は本発
明の１実施例を示し、レーザ素子１はステム２上に形成
された突起に搭載されており、このレーザ素子１に対向
したレンズ３を保持するキツプ４がステム２に電気抵抗
溶接で接合される。

キャップ４内は不活性Ｎ２ガスが封止される。レンズ３
で集光された光を取り込むファイバ５はフェルール６に
埋込まれている。フェルール６はハウジング７のガイド
孔に挿入されて集光位置にファイバ５の端面が設置され
る。フェルール６はコネクタに組み入れられており、ネ
ジ］０でコネクタとハウジング７は締結される。ハウジ
ング７をステムに押し当てた状態でステム面内を微動さ
せてファイバ端から出射された光の最大出カケ所を探す
。最大光出力が得られた状態でステム２にハウジング７
を４　ｋｇ　ｆの荷重で押圧する。この状態でハウジン
グの溝部をねらって同時に二つの対称方向から同じ出力
でＹＡＧレーザ照射して、ハウジング７とステム２を溶
接する。照射方向はステム２の表面に対して約４５°方
向である。次にレーザ光照射方向を９０°変えて同様に
溶接する。

レーザ光ビームの径は０．３ｍｎである。ハウジング７
のステム２に対向させる円筒部は外径６．６ｍ、肉厚０
．６ｎｗｎであり、溝部８は二個ずつ円筒端面に対称位
置に幅０．２ｍｍ、深さ０．４＋ｎｍで刻まれている。

ハウジング７及びステム２の材料は５ＵＳ３０４．　Ｓ
　Ｐ　ＣＧである。なお、溶接ケ所は４ケ所の他に６又
は８ケ所等に増しても変らない。

実施例２ 第２図を用いて説明する。ハウジング１１の溶接部円筒
外周に角、Ｕ形又は■形溝１３を設ける。

溝１３の縁１４はバウンシング円筒の厚さに比べて薄く
、例えば１７３〜１１５であり、この縁１４を同時に二
つの対称且つ斜方向から同じ出力でレーザ照射してステ
ム表面に溶接する。次いで、９０’異なる方向から同様
にレーザ照射して、合計４ケ所で接合する。この溶接は
ＹＡＧレーザ装置−台から２分岐のファイバを用いて２
ケ所同時に溶接する方法をとるが、４分岐ファイバを用
いて４ケ所を一時に溶接する方法もとることができる。

４〜６ケ所溶接した後は溶接による接合が強固であり、
溶接ケ所をさらに増す場合、必ずしも対称位置から溶接
する必要はない。

〔発明の効果〕

ハウジングに刻まれたスリット形状の溝をレーザ照射す
ると照射ビームは溝の入口端であるコーナ部に当たり、
その先端を溶融してステムとハウジングを接合させる。

溶融するケ所はコーナ部先端に限定されており、またハ
ウジングの円周方向は溝が存在するため応力の発生が遮
断される。また光軸方向である円筒中心軸方向について
は円筒ハウジングの端面の大部分を占めるところがステ
ムと高い締付は力の治具で保持されているため、溶接ケ
所は拘束され変形が生じにくい。また、円筒ハウジング
の対称位置を同時に溶接することから非軸対称の変形が
生じない。以上のことから溶接ケ所は極めて限られたケ
所に限定されていると同時に、−時的な溶融による変形
や残留応力が発生し難く、光軸ずれに関係するハウジン
グ円筒厚肉部までは影響を及ぼさないという効果がある
。

またハウジング全周にわたる溝を設けた構造においても
、溶接によって引き起される変形は薄い縁の範囲内に限
られて小さく、縁を越えてハウジング円筒部までは影響
を及ぼさない。このため、光軸がずれて光出力を低下さ
せる原因になる溶接時の変形を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は夫々本発明の実施例を示す要部断面図
、第３図は従来装置を示す断面図である。 １・・・レーザ素子、２・・・ステム、３・・・レンズ
、４・・・キャップ、５・・・ファイバ、６・・・フェ
ルール、７・・・ハウジング、８・・・溝部、９・・・
ネジ締結部、１０・・・ネジ、１１・・・ハウジング、
１２・・・ステム、１３・・・溝、１４・・・縁、１５
・・・レーザ素子、１６・・・ステム。 第　ｌ　［ ダ ￥　２　圀 ｌ／ 鳩　３　圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体受発光素子を内蔵し、レンズ、ファイバ等の
   光学部品を搭載してなる半導体受発光装置において光学
   部品を保持する部材の周囲に溝を設けて溶接接合したこ
   とを特徴とする半導体受発光装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の半導体受発光装置にお
   いて周囲の溝を放射状に対称位置に設けたことを特徴と
   する半導体受発光装置。