盖部以及半导体激光模块的制作方法

本发明涉及盖部以及半导体激光模块。

背景技术：

一般而言，半导体激光模块通过将半导体激光元件、光隔离器等多个光学部件收纳在封装件内，并在帽等盖部进行缝焊来气密密封(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3583709号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在半导体激光模块中，伴随着封装件的小型化，光隔离器与装配于封装件的盖的距离变短，从而存在由树脂等粘接材料固定在基座上的光隔离器剥离而附着在盖上的问题点。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够防止光隔离器从基座剥离的盖部以及半导体激光模块。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题、实现目的，本公开所涉及的盖部对在规定的位置收纳有光隔离器的封装件装配，其特征在于，具备：主体部，与所述封装件的侧壁的上端部接触；以及壁厚部，设置于所述主体部的下表面，决定该盖部相对于所述封装件的位置，所述壁厚部在该盖部装配于所述封装件时，设置在收纳在所述封装件内的所述光隔离器的正上方的所述主体部的下表面区域以外。

此外，本公开所涉及的盖部的特征在于，在上述公开中，所述壁厚部形成为与所述封装件的侧壁的四角中的两处以上的内侧接触。

此外，本公开所涉及的盖部，在上述公开中，所述壁厚部形成为至少与所述封装件的侧壁的四角的内侧接触。

此外，本公开所涉及的盖部，在上述公开中，所述壁厚部具有多个突起部，所述多个突起部相互分离地形成于所述主体部。

此外，本公开所涉及的盖部，在上述公开中，所述壁厚部形成为圆环状，使得与所述封装件的侧壁的四角的内侧接触。

此外，本公开所涉及的盖部的特征在于，在上述公开中，所述壁厚部被形成为在该盖部装配于所述封装件时，在所述壁厚部的下表面到所述光隔离器的上表面的最短距离为0.8mm以上并且将所述壁厚部的厚度设为t1mm、将从该盖部的下表面到所述光隔离器的上表面的法线距离设为x1mm的情况下，所述法线距离为0.8mm≤x1mm≤t1mm+0.8mm。

此外，本公开所涉及的盖部的特征在于，在上述公开中，所述区域部形成为在该盖部装配于所述封装件时，是该盖部的处于所述光隔离器的正上方的区域，即，作为没有所述壁厚部的部分的至少一部分的区域，所述区域部由不贴附到磁铁的材料形成。

此外，本公开所涉及的盖部的特征在于，在上述公开中，所述壁厚部被形成为，在该盖部装配于所述封装件时，在所述壁厚部到所述光隔离器的最短距离为0.8mm以上并且将所述壁厚部的厚度设为t2mm、将从该盖部的下表面到所述光隔离器的上表面的法线距离设为x2mm的情况下，所述法线距离为0mm≤x2mm≤t2mm+0.8mm。

此外，本公开所涉及的盖部的特征在于，在上述公开中，不会贴向所述磁铁的材料是玻璃或者陶瓷。

此外，本公开所涉及的盖部的特征在于，在上述公开中，不会贴向所述磁铁的材料是不会贴向磁铁的金属。

此外，本公开所涉及的半导体激光模块的特征在于，具备：上述公开的盖部；所述封装件；半导体激光元件，朝向所述封装件内的一端侧出射激光；光纤，在与所述半导体激光元件出射所述激光的出射方向相反方向的所述封装件内的另一端侧设置有所述激光入射的入射端；以及折回部，使所述激光向与所述半导体激光出射的出射方向相反方向的所述封装件的所述另一端侧折回并向所述光纤的所述入射端出射。

发明效果

根据本公开，起到能够防止光隔离器从基座剥离的效果。

附图说明

图1是示意性地表示实施方式1所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图2是图1的a-a线剖视图。

图3是示意性地表示实施方式2所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图4是实施方式1、2的变形例1所涉及的盖部的俯视图。

图5是实施方式1、2的变形例2所涉及的盖部的俯视图。

图6是实施方式1、2的变形例3所涉及的盖部的俯视图。

图7是实施方式1、2的变形例4所涉及的盖部的俯视图。

图8是示意性地表示实施方式1、2的变形例5所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图9是示意性地表示实施方式1、2的变形例6所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图10是示意性地表示实施方式1、2的变形例7所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图11是示意性地表示实施方式1、2的变形例8所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图12是示意性地表示实施方式1、2的变形例10所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图13是示意性地表示实施方式1、2的变形例11所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。

图14是图13的b-b线剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于该实施方式。此外，在附图的记载中，对相同或者对应的要素适当地标注相同的附图标记，并适当省略重复说明。此外，附图是示意性的，需要注意各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与现实不同。进而，在附图彼此之间，有时也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。

(实施方式1)

〔半导体激光模块〕

图1是示意性地表示实施方式1所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图2是图1的a-a线剖视图。

图1以及图2所示的半导体激光模块1具备：封装件2、温度调节器3、被称为热沉(submount)的激光器支承构件4、半导体激光元件5、准直透镜6、分束器7、反射镜8、光隔离器9、聚光透镜10、光纤11、光纤保持部12、光电二极管13(以下，仅称为“pd13”)、耦合透镜14、波长检测用元件15、光电二极管16(以下，仅称为“pd16”)、光电二极管17(以下，仅称为“pd17”)、被称为基座的支承构件18以及盖部19。另外，在图1以及图2中，为了说明半导体激光模块1的内部构造，在从封装件2取下盖部19的状态下使封装件2和盖部19并列图示。此外，由于从温度调节器3和支承构件18的从上方观察时的尺寸大致一致，因此在图1中看不到温度调节器3。

封装件2在俯视以及侧面视时呈矩形状。封装件2在内部收纳温度调节器3、激光器支承构件4、半导体激光元件5、准直透镜6、分束器7、反射镜8、光隔离器9、聚光透镜10、光纤11、光纤保持部12、pd13、耦合透镜14、波长检测用元件15以及pd16、pd17。

温度调节器3根据从未图示的控制器经由未图示的电极供给的驱动电流，对载置于激光器支承构件4的半导体激光元件5以及波长检测用元件15各自的温度进行调节。温度调节器3具有在基板间竖立设置有二维排列的多个柱状的半导体元件(n型以及p型)的构造。此外，温度调节器3中，n型的半导体元件以及p型的半导体元件各自的上端以及下端通过金属电极而与下基板和上基板连接，并且，n型的半导体元件以及p型的半导体元件交替地串联连接。该半导体元件例如使用bite来形成。

激光器支承构件4设置于支承构件18的上表面。激光器支承构件4将半导体激光元件5载置于上表面。激光器支承构件4使用氧化铝、氮化铝、铜钨、碳化硅、硅、铜以及金刚石等材料形成。另外，激光器支承构件4更优选使用热传导率高的材料形成。

半导体激光元件5朝向封装件2内的一端侧出射激光l1。此外，半导体激光元件5根据从未图示的控制器供给的驱动电流，来出射激光l1和激光l2。另外，在实施方式1中，在封装件2中将半导体激光元件5出射激光l1的一侧作为后方侧，将出射激光l2的一侧作为前方侧进行说明。

准直透镜6对从半导体激光元件5出射的激光l1进行准直并向分束器7输出。

分束器7使被准直透镜6准直的激光l1的一部分透过pd13，另一方面，将激光l1向反射镜8反射。

反射镜8将从分束器7反射的激光l1向光隔离器9反射。

光隔离器9通过粘接材料(未图示)、树脂等粘接于支承构件18的上表面。光隔离器9具备永久磁铁，使从反射镜8反射的激光l1向聚光透镜10侧透过，另一方面，阻断从聚光透镜10侧入射的光。此外，光隔离器9形成为，基于光隔离器9的激光l1的光轴移动与基于聚光透镜10的激光l1的折射方向彼此相反。具体地说，光隔离器9使激光l1所输入的入射端面相对于激光l1倾斜地形成。另外，光隔离器9的永久磁铁的材料例如使用钐钴、钕、铁氧体等。

聚光透镜10使透过了光隔离器9的激光l1聚光并与光纤11耦合。另外，在实施方式1中，包括准直透镜6、分束器7、反射镜8、光隔离器9以及聚光透镜10的结构作为折回部发挥功能，其使激光l1朝向与半导体激光元件5出射的出射方向相反方向的封装件2的另一端侧折回，并向光纤11的入射端出射。

光纤11使激光l1所入射的入射端朝向半导体激光元件5出射激光l1的出射方向的相反方向的封装件2内的另一端侧，而设置在封装件2内。光纤11插入到封装件2内而设置。此外，光纤11传播通过聚光透镜10耦合的激光l1。光纤保持部12保持光纤11。

pd13将透过分束器7的激光l1受光，并将与其受光功率相应的电流信号输出到未图示的控制器。未图示的控制器基于从pd13接收到的电流信号，控制向半导体激光元件5供给的驱动电流。例如，未图示的控制器控制向半导体激光元件5供给的驱动电流，以使从pd13接收到的电流信号成为恒定值。由此，未图示的控制器能够将半导体激光元件5的光输出控制为恒定。

耦合透镜14载置于半导体激光元件5出射激光l1的出射侧的相反方向的封装件2的前方侧的温度调节器3的上表面。耦合透镜14使从半导体激光元件5输出的激光l2向波长检测用元件15耦合。

波长检测用元件15至少具备光分岔部(未图示)和滤波器部(未图示)。光分岔部将激光l2分岔，使一个激光向pd16输入。此外，滤波器部具有在光的频率上周期性的透过特性，使通过光分岔部分岔出的剩余的激光透过后向pd17输入。

pd16以及pd17分别将激光受光，并且将与其受光功率相应的电流信号向未图示的控制器输出。未图示的控制器基于从pd16以及pd17各自接收到的电流信号，控制向温度调节器3供给的驱动电流，由此调节半导体激光元件5的温度，控制半导体激光元件5输出的激光l1的波长。这样的控制是被称为波长锁定的公知的技术。波长检测用元件15能够通过plc(planarlightwavecircuit，平面光波回路)等光波导元件、空间耦合系统来实现。滤波器部例如能够通过环形滤波器、标准具滤波器来实现。在例如通过空间耦合系统实现波长检测用元件15的情况下，只要将耦合透镜14置换为准直透镜即可。

支承构件18设置于温度调节器3的上表面。支承构件18在上表面载置激光器支承构件4、准直透镜6、分束器7、反射镜8、光隔离器9、聚光透镜10、光纤保持部12、pd13、耦合透镜14、波长检测用元件15、pd16以及pd17。支承构件18使用氧化铝、氮化铝、铜钨、碳化硅、硅、铜以及金刚石等材料形成。另外，支承构件18更优选使用热传导率高的材料形成。

盖部19呈矩形状，装配于封装件2并被气密密封。盖部19具有在盖部19装配于封装件2时与封装件2的侧壁21的上端部接触的主体部191和设置于主体部191的下表面侧的壁厚部192。壁厚部能够用作增加盖部19的强度、或者决定盖部19相对于封装件2的位置的定位部。主体部191以及壁厚部192一体地形成。进而，主体部191以及壁厚部192例如使用科瓦铁镍钴合金一体地形成。

壁厚部192的短边方向以及长边方向各自的长度形成为比主体部191的短边方向以及长边方向分别短。进而，壁厚部192的短边方向以及长边方向各自的长度形成为与封装件2的侧壁21内侧的短边方向以及长边方向分别大致相同。此外，如图1以及图2所示，壁厚部192设置在收纳于封装件2的光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1以外。具体地说，壁厚部192在盖部19装配于封装件2时，从光隔离器9的上表面到壁厚部192的下表面的最短距离d1为0.8mm以上。进而，壁厚部192形成为，在将厚度设为t1mm，将从盖部19的下表面到光隔离器9的上表面的法线距离设为x1mm的情况下，法线距离x1为0.8mm≤x1mm≤t1mm+0.8mm。壁厚部192通过在盖部19装配于封装件2时与封装件2的侧壁21的内面侧接触来决定盖部19的位置。由此，由于光隔离器9能够使磁力的强度比粘接材料的粘接强度小，因此能够防止粘连在盖部19上。其结果是，能够可靠地防止光隔离器9从支承构件18脱落。

根据以上说明的实施方式1，能够实现封装件2的长边方向的小型化。

此外，根据实施方式1，由于形成光隔离器9，以使相对于激光l1的光轴移动成为与聚光透镜10的角度弯曲方向相反的方向，因此能够防止封装件2在长边方向上大型化。

此外，根据实施方式1，通过在半导体激光元件5出射激光l1的出射端的相反方向的另一端侧配置波长检测用元件15，并且，半导体激光元件5的后端面与前端面相比更靠封装件2内侧地配置半导体激光元件5，从而相对于与光纤11插入方法平行的方向以及垂直的方向这两个方向，由于能够将作为发热源的半导体激光元件5配置在封装件2内的中央，因此与发热源处于封装件2的端的情况相比，能够高效地利用温度调节器3削减热，能够抑制消耗电力。

此外，根据实施方式1，通过将壁厚部192设置在光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1以外，能够防止光隔离器9从支承构件18脱离。

(实施方式2)

接下来，对实施方式2进行说明。在上述的实施方式1中，将激光以大致u字状折回地从半导体激光元件5导光至光纤11的入射端，但在实施方式2中，将激光导光为大致v字状。以下，对与上述的实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略详细的说明。

〔半导体激光模块〕

图3是示意性地表示实施方式2所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图3所示的半导体激光模块1a从上述的实施方式1省略分束器7，并且，将反射镜8变更为分束器8a。具体地说，半导体激光模块1a具备：封装件2、温度调节器3、激光器支承构件4、半导体激光元件5a、准直透镜6a、分束器8a、光隔离器9、聚光透镜10、光纤11、光纤保持部12、pd13、耦合透镜14、波长检测用元件15、pd16、pd17以及支承构件18。另外，封装件2具备上述的实施方式1的盖部19(未图示)，但为了说明半导体激光模块1a的内部构造，以取下盖部19的状态进行了图示。

半导体激光元件5a朝向封装件2内的一端侧的准直透镜6a出射激光l1。此外，半导体激光元件5a根据从未图示的控制器供给的驱动电流，来输出激光l1和激光l2。

准直透镜6a配置在半导体激光元件5a与分束器8a的激光l1的光路上。准直透镜6a对从半导体激光元件5a输出的激光l1进行准直并向分束器8a输出。

分束器8a使被准直透镜6a准直后的激光l1的一部分透过pd13，另一方面，将激光l1向光隔离器9反射。

根据以上说明的实施方式2，具有与上述的实施方式1相同的效果，并且与上述的实施方式1相比能够省略反射镜8，因此与上述的实施方式1相比能够实现低成本化。

(实施方式1、2的变形例1)

接下来，对实施方式1、2的变形例1进行说明。实施方式1、2的变形例1与上述的实施方式1、2所涉及的盖部19的结构不同。以下，仅对实施方式1、2的变形例1所涉及的盖部进行说明。

图4是实施方式1、2的变形例1所涉及的盖部的俯视图，是从背面侧观察的俯视图。图4所示的盖部19b具有壁厚部192b来代替上述的实施方式1所涉及的壁厚部192。壁厚部192b设置在收纳于封装件2的光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1以外。进而，壁厚部192b形成为至少与封装件2的侧壁21的四角的内侧接触。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例1，能够防止光隔离器9从支承构件18脱离。

(实施方式1、2的变形例2)

接下来，对实施方式1、2的变形例2进行说明。实施方式1、2的变形例2与上述的实施方式1、2所涉及的盖部19的结构不同。以下，仅对实施方式1、2的变形例2所涉及的盖部进行说明。

图5是实施方式1、2的变形例2所涉及的盖部的俯视图，是从背面侧观察的俯视图。图5所示的盖部19c具有壁厚部192c来代替上述的实施方式1所涉及的壁厚部192。壁厚部192c设置在收纳于封装件2的光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1以外。进而，壁厚部192c形成为至少与封装件2的侧壁21的四角中的三处以上的内侧接触。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例2，能够防止光隔离器9从支承构件18脱离。

(实施方式1、2的变形例3)

接下来，对实施方式1、2的变形例3进行说明。实施方式1、2的变形例3与上述的实施方式1、2所涉及的盖部19的结构不同。以下，仅对实施方式1、2的变形例3所涉及的盖部进行说明。

图6是实施方式1、2的变形例3所涉及的盖部的俯视图，是从背面侧观察的俯视图。图6所示的盖部19d具有壁厚部192d来代替上述的实施方式1所涉及的壁厚部192。壁厚部192d设置在收纳于封装件2的光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1以外。进而，壁厚部192d至少在主体部191形成有与封装件2的侧壁21的四角的内侧接触多个突起部193。进而，突起部193彼此分离地形成于主体部191。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例3，能够防止光隔离器9从支承构件18脱离。

(实施方式1、2的变形例4)

接下来，对实施方式1、2的变形例4进行说明。实施方式1、2的变形例4与上述的实施方式1、2所涉及的盖部19的结构不同。以下，仅对实施方式1、2的变形例4所涉及的盖部进行说明。

图7是实施方式1、2的变形例4所涉及的盖部的俯视图，是从背面侧观察的俯视图。图7所示的盖部19e具有壁厚部192e来代替上述实施方式1所涉及的壁厚部192。壁厚部192e设置在收纳于封装件2的光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1以外。进而，壁厚部192e形成为圆环状，来至少与封装件2的侧壁21的四角的内侧接触。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例4，能够防止光隔离器9从支承构件18脱离。

(实施方式1、2的变形例5)

接下来，对实施方式1、2的变形例5进行说明。图8是示意性地表示实施方式1、2的变形例5所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图8所示的半导体激光模块1f具备分束器8f和反射镜7f来代替上述的实施方式1的分束器7以及反射镜8。进而，半导体激光模块1f的pd13的位置不同。具体地说，反射镜7f将被准直透镜6准直后的激光l1向分束器8f反射。分束器8f使反射镜7f所反射的激光l1的一部分透过pd13，将剩余的激光l1向光隔离器9反射。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例5，能够实现封装件2的长边方向的小型化。

(实施方式1、2的变形例6)

接下来，对实施方式1、2的变形例6进行说明。图9是示意性地表示实施方式1、2的变形例6所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图9所示的半导体激光模块1g具备反射镜8，来从上述的实施方式1、2的变形例5的结构代替分束器8f。进而，半导体激光模块1g还具备配置在光隔离器9与聚光透镜10的光路上的分束器20。进而，半导体激光模块1g的耦合透镜14、波长检测用元件15、pd16以及pd17的位置不同。具体地说，分束器20将透过了光隔离器9的激光l1的一部分向耦合透镜14反射，使剩余的激光l1向聚光透镜10透过。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例6，能够实现封装件2的长边方向的小型化。

(实施方式1、2的变形例7)

接下来，对实施方式1、2的变形例7进行说明。图10是示意性地表示实施方式1、2的变形例7所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图10所示的半导体激光模块1h的光隔离器9的位置不同。具体地说，如图10所示，光隔离器9配置在准直透镜6与分束器7的光路上。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例7，能够实现封装件2的长边方向的小型化。

(实施方式1、2的变形例8)

接下来，对实施方式1、2的变形例8进行说明。图11是示意性地表示实施方式1、2的变形例8所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图11所示的半导体激光模块1i的光隔离器9的位置不同。具体地说，如图11所示，光隔离器9配置在分束器7与反射镜8的光路上。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例8，能够实现封装件2的长边方向的小型化。

(实施方式1、2的变形例9)

接下来，对实施方式1、2的变形例9进行说明。图12是示意性地表示实施方式1、2的变形例10所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图。图12所示的半导体激光模块1j的光隔离器9的位置不同。具体地说，如图12所示，光隔离器9配置在聚光透镜10与光纤11的光路上。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例9，能够实现封装件2的长边方向的小型化。

(实施方式1、2的变形例10)

接下来，对实施方式1、2的变形例10进行说明。实施方式1、2的变形例10与上述的实施方式1、2所涉及的盖部19的结构不同。以下，仅对实施方式1、2的变形例10所涉及的盖部进行说明。

图13是示意性地表示实施方式1、2的变形例10所涉及的半导体激光模块的结构的俯视图，是从背面侧观察盖部的俯视图。图14是示意性地表示实施方式1、2的变形例10所涉及的半导体激光模块的主要部位的剖视图。图13以及图14所示的半导体激光模块1k具备盖部19k来代替上述的实施方式1所涉及的半导体激光模块1的盖部19。

图13以及图14所示的盖部19k具有主体部191、壁厚部192k以及形成于主体部191的区域部194。区域部194是相当于收纳于封装件2的光隔离器9的正上方的主体部191的下表面区域r1的区域，至少形成于作为没有壁厚部192k的部分的一部分的区域。区域部194由不带有磁铁的材料形成。具体地说，区域部194的材料使用玻璃或者陶瓷等与主体部191一体地形成。此外，区域部194也可以使用材料为铝、铜、锰、奥氏体系不锈钢(sus304等)、黄铜等不会贴向磁铁的金属等形成。

壁厚部192k形成为，在盖部19k装配于封装件2时，从光隔离器9到壁厚部192k的最短距离d2为0.8mm以上，并且，在将壁厚部192k的厚度设为t2mm，将从盖部19k的下表面至光隔离器9的上表面的法线距离设为x2mm的情况下，法线距离x2成为0mm≤x2mm≤t2mm+0.8mm。如果壁厚部192k如上述那样形成，则若将区域部194的外侧的盖部19k与隔离器的最短距离d3设为0.8mm以上，则能够使光隔离器9的磁力的强度比粘接材料的粘接强度小，因此能够防止光隔离器9粘连在盖部19k上。其结果是，能够可靠地防止光隔离器9从支承构件18脱落。

根据以上说明的实施方式1、2的变形例10，能够防止光隔离器9从支承构件18脱离。

另外，在上述的实施方式1、2的变形例10中，即使是上述的实施方式1、2的变形例1～4的壁厚部192b、192c、192d、192e的形状，也能够应用壁厚部192k。

(其他实施方式)

另外，本发明并不限定于上述实施方式。将上述的各结构要素适当组合而构成的结构也包含在本发明中。此外，本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的方式并不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更。

以上，基于附图对本申请的几个实施方式进行了详细地说明，但这些仅为例示，能够以本发明的公开一栏所记载的方式为代表，以基于本领域技术人员的知识而实施了各种变形、改良的其他方式来实施本发明。

附图标记说明：

1、1a、1f、1g、1h、1i、1j、1k半导体激光模块

2封装件

3温度调节器

4激光支承构件

5、5a半导体激光元件

6、6a准直透镜

7、8a、8f、20分束器

7f、8反射镜

9光隔离器

10聚光透镜

11光纤

12光纤保持部

13、16、17光电二极管

14耦合透镜

15波长检测用元件

18支承构件

19、19b、19c、19d、19e、19e、19k盖部

21侧壁

191主体部

192、192b、192c、192d、192e、192f、192k壁厚部

193突起部

194区域部。