帶鏡筒的透光窗及光模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制向發(fā)光元件返回的反射返回光，制造工序簡(jiǎn)便，制造成本低廉且光學(xué)性能優(yōu)異的帶鏡筒的透光窗。帶鏡筒的透光窗(1)具有鏡筒(3)、由鏡筒(3)保持的透光窗(2)、將鏡筒(3)固定于光模塊的接合部(4)，其特征在于，透光窗(2)的光學(xué)基準(zhǔn)剖面(2f)與鏡筒(3)的中心軸(3f)正交，接合部(4)具備向光學(xué)基準(zhǔn)剖面(2f)傾斜的傾斜面(4a)。
【專利說(shuō)明】帶鏡筒的透光窗及光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)射出光的光學(xué)元件與反射返回光的光學(xué)耦合進(jìn)行抑制的帶鏡筒的透光窗及光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在光通信領(lǐng)域中， 使用具有殼體的光模塊，該殼體收容半導(dǎo)體激光器(光學(xué)元件)且具備使半導(dǎo)體激光器的出射光透過(guò)的透光窗。并且，透光窗由板狀的玻璃構(gòu)成，為了防止半導(dǎo)體激光器的出射部的氧化，在殼體中填充氦等不活潑氣體，并對(duì)該殼體進(jìn)行氣密密封。
[0003]然而，從半導(dǎo)體激光器射出的激光透過(guò)透光窗而向殼體的外部射出。此時(shí)，激光的一部分由透光窗反射而向半導(dǎo)體激光器返回，該返回光引起的噪聲成為問(wèn)題。
[0004]因此，已知有一種在構(gòu)成透光窗的玻璃的兩面上設(shè)置反射防止膜來(lái)抑制向半導(dǎo)體激光器返回的返回光的方法。然而，在該方法中，由于使用了反射防止膜，因此存在材料成本、制造成本升高的課題。
[0005]在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種用于解決該課題的發(fā)光模塊(半導(dǎo)體激光裝置)。圖14表示專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的光模塊的俯視簡(jiǎn)圖。圖15表示沿著圖14所示的C-C線剖切且從箭頭方向觀察的剖視簡(jiǎn)圖。在該發(fā)光模塊500中，如圖15所示，在收容半導(dǎo)體激光器513的殼體511(罩)的上表面511a形成有使激光透過(guò)的開(kāi)口部511b。并且，以閉塞開(kāi)口部511b的方式將板狀的玻璃502 (玻璃蓋)通過(guò)低熔點(diǎn)玻璃508固定在殼體511的內(nèi)側(cè)面511c上。
[0006]另外，如圖14所示，兩個(gè)突起部507a、507b以向半導(dǎo)體激光器513 (圖15中示出)側(cè)突出的方式形成在位于開(kāi)口部511b附近的殼體511的內(nèi)側(cè)面511c(圖15中示出)上。并且，兩個(gè)突起部507a、507b形成在相對(duì)于開(kāi)口部511b的中心對(duì)稱的位置上。如此，玻璃502與兩個(gè)突起部507a、507b抵接，從而如圖15所示那樣相對(duì)于殼體511的內(nèi)側(cè)面511c傾斜地固定。
[0007]如此，玻璃502相對(duì)于半導(dǎo)體激光器513的光軸515非正交地設(shè)置。因此，從半導(dǎo)體激光器513射出的擴(kuò)散光514a即使由玻璃502反射，也不會(huì)向半導(dǎo)體激光器513返回。
[0008]【專利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)2011-216583號(hào)公報(bào)
[0009]在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的發(fā)光模塊500中，如圖15所示，玻璃502傾斜地固定在殼體511的內(nèi)側(cè)面511c上。進(jìn)行該固定時(shí)，在使玻璃502與兩個(gè)突起部507a、507b (圖14中示出)抵接的狀態(tài)下，如圖15所示，在附圖的左右方向(Y方向)上改變低熔點(diǎn)玻璃508的流入量，由此使玻璃502傾斜。
[0010]然后，將殼體511配置在加熱爐內(nèi)，將低熔點(diǎn)玻璃508加熱至軟化的溫度后進(jìn)行冷卻，從而將玻璃502固定在殼體511的內(nèi)側(cè)面511c上。
[0011]如此，就專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的方法來(lái)說(shuō)，制造工序復(fù)雜，存在制造成本高這樣的課題。
[0012]玻璃502相對(duì)于殼體511的內(nèi)側(cè)面511c傾斜。因此，玻璃502相對(duì)于水平面傾斜，軟化了的低熔點(diǎn)玻璃508受到重力等的作用。該作用成為誤差的主要原因，會(huì)導(dǎo)致玻璃502相對(duì)于殼體511的內(nèi)側(cè)面511c的傾斜角度511e產(chǎn)生偏差。
[0013]另外，如圖15所示，通過(guò)在附圖的左右方向(Y方向)上改變低熔點(diǎn)玻璃508的流入量，由此使玻璃502傾斜。因此，無(wú)法減少低熔點(diǎn)玻璃508的流入量，低熔點(diǎn)玻璃508容易受到重力等的作用。
[0014]在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的發(fā)光模塊500中，從半導(dǎo)體激光器513射出的擴(kuò)散光514a透過(guò)玻璃502而向殼體511的外部射出。圖16示出用于說(shuō)明專利文獻(xiàn)I中的傾斜的透光窗與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖。此時(shí)，如圖16所不,擴(kuò)散光514a的光軸515附近的光束514b在從半導(dǎo)體激光器513射出至入射到玻璃502之前，在光軸515上與光軸515大致平行地行進(jìn)。然而，玻璃502的法線502a相對(duì)于半導(dǎo)體激光器513的光軸515傾斜。因此，當(dāng)擴(kuò)散光514a透過(guò)玻璃502時(shí)，光束514b根據(jù)光軸515與法線502a的傾斜角度502b、玻璃502的厚度，在從光軸515上移動(dòng)的線515a上與光軸515大致平行地行進(jìn)。
[0015]需要說(shuō)明的是，由于光軸515與內(nèi)側(cè)面511c的法線一致，因此光軸515與法線502a的傾斜角度502b和內(nèi)側(cè)面511c的法線與玻璃502的法線502a所成的傾斜角度一致。由此，傾斜角度502b與玻璃502相對(duì)于內(nèi)側(cè)面511c的傾斜角度51 Ie —致。
[0016]因此，玻璃502的傾斜角度511e與基于低熔點(diǎn)玻璃對(duì)玻璃502進(jìn)行接合固定時(shí)的制造偏差對(duì)應(yīng)而產(chǎn)生偏差，由此光軸515與法線502a的傾斜角度502b產(chǎn)生了偏差。其結(jié)果是，在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的發(fā)光模塊500中，存在因玻璃502的傾斜角度511e的制造偏差引起發(fā)光模塊500的制造成品率變差的課題。
[0017]因此，考慮了通過(guò)沖壓成型，不使用低熔點(diǎn)玻璃而在殼體內(nèi)成型出傾斜的板狀的玻璃，即，一體成型的帶殼體的 玻璃。然而，當(dāng)對(duì)玻璃原料進(jìn)行沖壓成型的模具傾斜時(shí)，由于模具未與玻璃原料同時(shí)接觸或?qū)ΣＡг显谂c沖壓正交的方向上也作用有載荷，從而發(fā)生玻璃的偏斜(偏D )、玻璃原料向模具與殼體之間的伸出(U々出^ )。
[0018]當(dāng)發(fā)生玻璃的偏斜時(shí)，存在折射率不均勻而光學(xué)性能劣化的情況。而且，若發(fā)生玻璃原料向模具與殼體之間的伸出，則在取出帶殼體的玻璃時(shí)，會(huì)在板狀的玻璃上產(chǎn)生裂紋或破裂等。因此，產(chǎn)品成品率下降，成為成本高的主要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明鑒于上述課題而作出，其目的在于提供一種能夠抑制向發(fā)光元件返回的反射返回光，制造工序簡(jiǎn)便，制造成本低廉且光學(xué)性能優(yōu)異的帶鏡筒的透光窗。
[0020]本發(fā)明的帶鏡筒的透光窗具有鏡筒、由所述鏡筒保持的透光窗、及將所述鏡筒固定于光模塊的接合部，其特征在于，所述接合部具備傾斜面，在所述透光窗上設(shè)定了與所述鏡筒的中心軸正交的光學(xué)基準(zhǔn)剖面時(shí)，所述傾斜面相對(duì)于所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面傾斜。
[0021]本發(fā)明的帶鏡筒的透光窗使用所述接合部所具備的所述傾斜面來(lái)向內(nèi)設(shè)有發(fā)光元件的光模塊固定。此時(shí)，由于所述傾斜面與所述透光窗的所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面相互不平行，因此通過(guò)將所述傾斜面以與所述發(fā)光元件的光軸正交的方式固定，而能夠以所述透光窗的所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面與所述發(fā)光元件的光軸非正交的方式將透光窗設(shè)置于鏡筒。由此，根據(jù)本發(fā)明的帶鏡筒的透光窗，能夠抑制向所述發(fā)光元件返回的反射返回光。
[0022]而且，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⑺鐾腹獯耙云叫杏谂c所述鏡筒的中心軸正交的平面的方式保持在所述鏡筒內(nèi)，并使用所述傾斜面，以所述透光窗的所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面與所述發(fā)光元件的光軸非正交的方式將透光窗設(shè)置于鏡筒。由此，不需要像專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的、使所述透光窗與兩個(gè)突起部抵接，并根據(jù)部位而改變低熔點(diǎn)玻璃的流入量，來(lái)使所述透光窗的所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面與所述發(fā)光元件的光軸非正交那樣復(fù)雜的制造工序。因此，根據(jù)本發(fā)明的帶鏡筒的透光窗，制造工序簡(jiǎn)便，制造成本也低廉。
[0023]此外，根據(jù)本發(fā)明，無(wú)需使所述透光窗相對(duì)于所述鏡筒的內(nèi)側(cè)面傾斜就能夠?qū)⑺鐾腹獯肮潭ㄓ谒鲧R筒。因此，在利用低熔點(diǎn)玻璃等將所述透光窗向所述鏡筒固定時(shí)，能夠在所述透光窗與所述內(nèi)側(cè)面之間均勻地設(shè)置低熔點(diǎn)玻璃等，能夠減少低熔點(diǎn)玻璃等的使用量，也能夠抑制重力等的作用。因此，能夠減少低熔點(diǎn)玻璃的偏斜或厚度偏差等，從而能夠抑制所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面的相對(duì)于所述光軸的傾斜角度偏差。由此，本發(fā)明的帶鏡筒的透光窗在光學(xué)性能上優(yōu)異。
[0024]由此，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠抑制向發(fā)光元件返回的反射返回光，制造工序簡(jiǎn)便，制造成本低廉且光學(xué)性能優(yōu)異的帶鏡筒的透光窗。
[0025]優(yōu)選的是，所述接合部設(shè)置在所述鏡筒的外周面上，并從所述外周面向外方突出。
[0026]如此，所述鏡筒能夠通過(guò)切削加工而形成。此時(shí)，通過(guò)對(duì)所述鏡筒進(jìn)行切削來(lái)形成所述接合部，由此能減少所述鏡筒的熱容量。因此，在將透光窗向鏡筒固定時(shí)或?qū)хR筒的透光窗向光模塊等固定時(shí)，能夠縮短升溫時(shí)間。由此，能夠縮短制造時(shí)間，因此能夠使制造成本低廉。
[0027]優(yōu)選的是，所述透光窗一體成型于所述鏡筒。
[0028]本發(fā)明的帶鏡筒的透光窗包括所述鏡筒和由所述鏡筒保持的所述透光窗。因此，僅將所述鏡筒和窗原料作為構(gòu)件，使用模具并通過(guò)沖壓成型而能夠一體成型出所述帶鏡筒的透光窗。如此，所述透光窗與所述鏡筒一體成型，由此不需要使用粘接用的低熔點(diǎn)玻璃，能夠使制造工序更簡(jiǎn)便，也能夠使制造成本更低廉。
[0029]在進(jìn)行該沖壓成型時(shí)，由于所述透光窗的光入射面與所述鏡筒的所述中心軸正交設(shè)置，因此可以使用與所述中心軸正交的所述模具。因此，所述模具的成形面與窗原料在面內(nèi)大致均勻地接觸。而且，對(duì)于窗原料而言，能抑制與沖壓正交的方向上的載荷。由此，能抑制窗原料的偏斜或窗原料向所述模具與所述鏡筒之間伸出的情況，因此能夠光學(xué)性能良好地成型，且制造成本低廉。
[0030]另外，無(wú)需使用粘接用的低熔點(diǎn)玻璃，且能夠使用精密的模具，因此能夠抑制所述光入射面相對(duì)于所述光軸的傾斜角度偏差，因此能夠進(jìn)一步提高光學(xué)性能。
[0031]優(yōu)選的是，所述透光窗由玻璃或樹脂構(gòu)成。若為這種形態(tài)，則能夠使所述透光窗具有透光性。
[0032]優(yōu)選的是，所述接合部在所述外周面的整周上連續(xù)設(shè)置。若為這種形態(tài)，則能夠在所述光模塊的開(kāi)口部的整周上將帶鏡筒的透光窗接合，因此能夠?qū)хR筒的透光窗與所述光模塊氣密地固定。
[0033]優(yōu)選的是，在鏡筒中的透光窗設(shè)置部的區(qū)域，所述鏡筒的熱容量在所述鏡筒的周向上大致相同。
[0034]使用低熔點(diǎn)玻璃等將所述透光窗固定于所述鏡筒，或者通過(guò)使用所述鏡筒和窗原料的沖壓成型，能夠制造出帶鏡筒的透光窗。此時(shí)，所述透光窗或所述窗原料保持在所述鏡筒內(nèi)，在將所述低熔點(diǎn)玻璃或所述窗原料加熱至軟化的溫度之后，冷卻至規(guī)定的溫度。如此，將所述透光窗或由所述窗原料成型出的所述透光窗固定在所述鏡筒內(nèi)。
[0035]此時(shí)，在鏡筒中的透光窗設(shè)置部的區(qū)域，若所述鏡筒的熱容量在所述鏡筒的周向上不均勻，則所述低熔點(diǎn)玻璃等或所述窗原料的溫度分布在所述周向上不同。其結(jié)果是，產(chǎn)生所述低熔點(diǎn)玻璃等或所述透光窗的密度的不均勻，在所述低熔點(diǎn)玻璃等或所述透光窗中產(chǎn)生殘留應(yīng)力。其結(jié)果是，帶鏡筒的透光窗的品質(zhì)會(huì)發(fā)生劣化。
[0036]相對(duì)于此，在本發(fā)明中，在鏡筒中的透光窗設(shè)置部的區(qū)域，所述鏡筒的熱容量在所述鏡筒的周向上大致相同，由此能夠提高帶鏡筒的透光窗的品質(zhì)。
[0037]本發(fā)明的光模塊具有帶鏡筒的透光窗、射出光的發(fā)光元件、及內(nèi)設(shè)所述發(fā)光元件且具備與所述發(fā)光元件的光軸正交的連結(jié)面的殼體，所述光模塊的特征在于，所述帶鏡筒的透光窗和所述殼體以所述傾斜面與所述連結(jié)面對(duì)置的方式氣密地固定。
[0038]本發(fā)明的光模塊中，所述殼體的與所述發(fā)光元件的光軸正交的所述連結(jié)面和所述透光窗的相對(duì)于所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面傾斜的所述傾斜面相互對(duì)置而形成。因此，所述透光窗中定義的光學(xué)基準(zhǔn)剖面以與所述發(fā)光元件的光軸非正交的方式設(shè)置。由此，能抑制從所述發(fā)光元件射出的光由所述透光窗反射而向所述發(fā)光元件返回的情況。
[0039]本發(fā)明的光模塊通過(guò)將氣密的帶鏡筒的透光窗氣密地固定于所述殼體而形成。因此，本發(fā)明的光模塊被氣密密封，從而能夠在本發(fā)明的光模塊中填充氦等不活潑氣體，以防止所述發(fā)光元件的氧化。
[0040]【發(fā)明效果】
[0041]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠抑制向發(fā)光元件返回的反射返回光，制造工序簡(jiǎn)便，制造成本低廉且光學(xué)性能優(yōu)異的帶鏡筒的透光窗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1是第一實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的俯視簡(jiǎn)圖。
[0043]圖2是沿著圖1所示的A-A線剖切且從箭頭方向觀察的剖視簡(jiǎn)圖。
[0044]圖3是第一實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的制造方法的說(shuō)明圖。
[0045]圖4是使用了第一實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的發(fā)光模塊的剖視簡(jiǎn)圖。
[0046]圖5是通過(guò)熔接接合將帶鏡筒的透光窗固定于光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
[0047] 圖6是通過(guò)熔接接合將帶鏡筒的透光窗固定而得到的發(fā)光模塊的剖視簡(jiǎn)圖。
[0048]圖7是透光窗和半導(dǎo)體激光器的配置簡(jiǎn)圖。
[0049]圖8是說(shuō)明透光窗的傾斜角度與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖。
[0050]圖9是第一實(shí)施方式的第一變形例的剖視簡(jiǎn)圖。
[0051]圖10是第一實(shí)施方式的第二變形例的剖視簡(jiǎn)圖。
[0052]圖11是第二實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的俯視簡(jiǎn)圖。
[0053]圖12是沿著圖11所示的B-B線剖切且從箭頭方向觀察的剖視簡(jiǎn)圖。
[0054]圖13是第二實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的制造方法的說(shuō)明圖。
[0055]圖14是專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的光模塊的俯視簡(jiǎn)圖。
[0056]圖15是沿著圖14所示的C-C線剖切且從箭頭方向觀察的剖視簡(jiǎn)圖。
[0057]圖16是說(shuō)明專利文獻(xiàn)I中的傾斜的透光窗與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖。
[0058]【符號(hào)說(shuō)明】[0059]I帶鏡筒的透光窗
[0060]2透光窗
[0061]2a光入射面
[0062]2b光出射面
[0063]2c 側(cè)面
[0064]2d光入射面的法線
[0065]2e窗原料
[0066]2f光學(xué)基準(zhǔn)剖面
[0067]3 鏡筒
[0068]3a內(nèi)側(cè)面
[0069]3b內(nèi)周面
[0070]3c外周面
[0071]3d突出部
[0072]3e 開(kāi)口部
[0073]3f中心軸
[0074]3g 底面
[0075]4接合部
[0076]4a傾斜面
[0077]4b環(huán)狀突起
[0078]8低熔點(diǎn)玻璃
[0079]10發(fā)光模塊
[0080]11 殼體
[0081]Ila連結(jié)面
[0082]Ilb 焊料
[0083]12準(zhǔn)直透鏡
[0084]13半導(dǎo)體激光器
[0085]13a 臺(tái)座
[0086]14a擴(kuò)散光
[0087]14b平行光
[0088]14c光軸附近的光束
[0089]15 光軸
【具體實(shí)施方式】
[0090]<第一實(shí)施方式>
[0091]參照附圖，詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)施方式。圖1表示第一實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的俯視簡(jiǎn)圖。圖2表示沿著圖1所示的A-A線剖切且從箭頭方向觀察的剖視簡(jiǎn)圖。需要說(shuō)明的是，各附圖為了便于觀察而適當(dāng)改變尺寸來(lái)進(jìn)行圖示。
[0092]如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗I在圓筒狀的鏡筒3內(nèi)設(shè)有俯視為圓形的板狀即圓板狀的玻璃構(gòu)成的透光窗2。圓板狀的透光窗2具有光所入射的光入射面2a、射出光的光出射面2b、及與鏡筒3的內(nèi)周面3b相接的側(cè)面2c。
[0093]并且，如圖1及圖2所示，光學(xué)基準(zhǔn)剖面2f被定義為以沿著側(cè)面2c的周向連成的曲線通過(guò)側(cè)面2c的Z方向的中心點(diǎn)的方式剖切透光窗2所得到的剖面。
[0094]并且，側(cè)面2c在鏡筒3的內(nèi)周面3b的整周上與內(nèi)周面3b抵接而氣密地接合。而且，光入射面2a、光出射面2b及光學(xué)基準(zhǔn)剖面2f相對(duì)于鏡筒3的中心軸3f正交設(shè)置。在本實(shí)施方式中，光入射面2a、光出射面2b及光學(xué)基準(zhǔn)剖面2f相互平行。
[0095]如圖1及圖2所示，鏡筒3具有在其外周面3c上連續(xù)設(shè)置且從外周面3c向外方突出的接合部4。在本實(shí)施方式中，使用接合部4將鏡筒3固定于光模塊。并且，接合部4具有向透光窗2的光學(xué)基準(zhǔn)剖面2f傾斜的傾斜面4a。S卩，傾斜面4a相對(duì)于透光窗2的光學(xué)基準(zhǔn)剖面2f以規(guī)定的角度傾斜。需要說(shuō)明的是，鏡筒3通過(guò)對(duì)不銹鋼等進(jìn)行切削加工而形成。
[0096]在本實(shí)施方式中，鏡筒3形成為圓筒狀，但并未限定于此。從中心軸3f的方向觀察到的內(nèi)周面3b及外周面3c的形狀也可以是多邊形。而且，雖然將透光窗2設(shè)為圓板狀，但并未限定于此。從中心軸3f的方向觀察到的透光窗2的側(cè)面2c的形狀也可以是多邊形。
[0097]透光窗2由透明的玻璃構(gòu)成，但并未限定于此。只要透明即可，也可以由樹脂等構(gòu)成。
[0098]在本實(shí)施方式中，透光窗2的光入射面2a及光出射面2b設(shè)定為平面,但并未限定于此。例如，光出射面2b也可以具備光學(xué)功能面。
[0099]在本實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗I中，如圖2所示，不使用粘接用的低熔點(diǎn)玻璃等，使透光窗2的側(cè)面2c與鏡筒3的內(nèi)周面3b抵接而將透光窗2固定于鏡筒3。由此，不會(huì)像專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)那樣因粘接用的低熔點(diǎn)玻璃等導(dǎo)致光入射面2a的傾斜角度產(chǎn)生偏差。需要說(shuō)明的是，光入射面2a的傾斜角度如圖7所示被定義為光入射面的法線2d與光模塊的光軸15所成的角度。
[0100]接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗I的制造方法。圖3表示第一實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的制造方法的說(shuō)明圖。
[0101]在圖3 (a)所示的工序中，準(zhǔn)備沖壓裝置50。沖壓裝置50具有主體模具53、上模具51、下模具52及加熱器54。并且，上模具51及下模具52分別具備從平坦的基面51b、52b突出的圓柱狀的突出部51a、52a。突出部51a及突出部52a分別具備平坦的下表面51c及上表面52c。
[0102]上模具51的中心軸和下模具52的中心軸設(shè)為一致。并且，相對(duì)于它們的中心軸以正交的方式設(shè)置基面51b、52b、下表面51c及上表面52c。
[0103]接著，在圖3(b)所示的工序中，將鏡筒3和窗原料2e放入到主體模具53內(nèi)。此時(shí)，突出部52a插入到鏡筒3的內(nèi)周面內(nèi)，窗原料2e放置在突出部52a的上表面52c之上。然后，利用加熱器54加熱至窗原料2e發(fā)生軟化的溫度。
[0104]如圖2所示，鏡筒3具有與鏡筒3的中心軸3f正交的底面3g。并且，鏡筒3以底面3g與基面52b抵接的方式放置。因此，鏡筒3的中心軸3f與上模具51的中心軸及下模具52的中心軸大體一致。
[0105]接著，在圖3(c)所示的工序中，上模具51及下模具52與各自的中心軸大致平行地移動(dòng)而從上下對(duì)窗原料2e進(jìn)行沖壓。其結(jié)果是，上模具51及下模具52的下表面51c及上表面52c的形狀被轉(zhuǎn)印到窗原料2e上，由此形成帶鏡筒的透光窗I。
[0106]接著，在圖3(d)所示的工序中，將加熱器54的電源切斷而冷卻至規(guī)定的溫度。然后，將上模具51及下模具52從主體模具53拔出，使帶鏡筒的透光窗I從上模具51及下模具52脫模，由此制造出帶鏡筒的透光窗I。
[0107]并且，在帶鏡筒的透光窗I中，如圖2所示，透光窗2以其光入射出射面2a、2b與鏡筒3的底面3g平行的方式形成。而且，接合部4的傾斜面4a以向底面3g傾斜的方式設(shè)置，因此光入射出射面2a、2b相對(duì)于傾斜面4a傾斜地形成。
[0108]如此，根據(jù)本實(shí)施方式，不使用粘接用的低熔點(diǎn)玻璃，僅將鏡筒3和窗原料2e作為構(gòu)件，使用模具并通過(guò)沖壓成型而一體成型出帶鏡筒的透光窗I。由此，透光窗2 —體成型于鏡筒3，從而無(wú)需使用粘接用的低熔點(diǎn)玻璃，因此能夠簡(jiǎn)化制造工序，還能夠使制造成本低廉。
[0109]另外，由于光入射面2a及光出射面2b與鏡筒3的中心軸3f正交設(shè)置，因此能夠使用具備與中心軸3f正交的下表面51c及上表面52c的模具51、52來(lái)進(jìn)行沖壓成型。因此，上模具51及下模具52分別與窗原料2e大致同時(shí)接觸。而且，對(duì)于窗原料2e而言，能抑制與沖壓正交的方向上的載荷。由此，能抑制窗原料2e的偏斜、窗原料2e向模具51、52與鏡筒3之間伸出的情況，因此能夠光學(xué)品質(zhì)良好地成型，且制造成本低廉。
[0110]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，無(wú)需使用粘接用的低熔點(diǎn)玻璃，而能夠使用精密地形成的上模具51及下模具52。因此，能抑制光入射面2a及光出射面2b的傾斜角度產(chǎn)生偏差。由此，帶鏡筒的透光窗I的光學(xué)性能優(yōu)異。
[0111]根據(jù)本實(shí)施方式，如圖2所不,光入射面2a及光出射面2b為平面,但并未限定于此。也可以是光入射面2a及光出射面2b具有光學(xué)功能面且為曲面。例如，可以是光入射面2a及光出射面2b為凸面，或者光入射面2a為凸面而光出射面2b為平面。
[0112]在這樣的情況下，也將以沿著側(cè)面2c的周向連成的曲線通過(guò)與鏡筒3的內(nèi)周面相接的側(cè)面2c的Z方向的中心點(diǎn)的方式剖切透光窗所得到的剖面定義為光學(xué)基準(zhǔn)剖面。此時(shí)，由于光學(xué)基準(zhǔn)剖面與鏡筒的中心軸正交設(shè)置，因此在通過(guò)沖壓成形來(lái)制造光入射面及光出射面為曲面的帶鏡筒的透光窗時(shí)，也能得到與本實(shí)施方式大致同樣的結(jié)果。
[0113]接下來(lái)，說(shuō)明將本實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗I裝入光模塊來(lái)使用的情況。圖4表示使用了第一實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的發(fā)光模塊的剖視簡(jiǎn)圖。
[0114]如圖4所示，通過(guò)將帶鏡筒的透光窗I固定于光學(xué)系統(tǒng)30，而形成發(fā)光模塊40。光學(xué)系統(tǒng)30具有中空的殼體11，在殼體11內(nèi)的附圖下側(cè)設(shè)有臺(tái)座13a。并且，以出射部朝向附圖上側(cè)的方式將半導(dǎo)體激光器13設(shè)于臺(tái)座13a。
[0115]并且，在殼體11內(nèi)且在從半導(dǎo)體激光器13射出的擴(kuò)散光14a行進(jìn)的前方設(shè)有準(zhǔn)直透鏡12。擴(kuò)散光14a通過(guò)準(zhǔn)直透鏡12時(shí)，被變換成平行光14b。
[0116]并且，帶鏡筒的透光窗I以位于透過(guò)了準(zhǔn)直透鏡12的平行光14b行進(jìn)的前方的方式固定于殼體11。透過(guò)了帶鏡筒的透光窗I的平行光14b向發(fā)光模塊40的外部射出。
[0117]在發(fā)光模塊40的殼體11上設(shè)有與半導(dǎo)體激光器13的光軸15正交的連結(jié)面11a。并且，帶鏡筒的透光窗I以傾斜面4a與連結(jié)面Ila對(duì)置且平行的狀態(tài)固定于殼體11。因此，透光窗2中定義的光學(xué)基準(zhǔn)剖面2f即光入射面2a由于相對(duì)于傾斜面4a傾斜，因此與半導(dǎo)體激光器13的光軸15非正交地設(shè)置。由此，能抑制平行光14b由透光窗2的光入射面2a反射而向半導(dǎo)體激光器13的出射部返回的情況。
[0118]如圖4所示，以向光入射面2a及光出射面2b傾斜的傾斜面4a與光軸15正交的方式將帶鏡筒的透光窗I固定于光學(xué)系統(tǒng)30,因此如圖2所不,光入射面2a及光出射面2b能夠與鏡筒3的中心軸3f正交設(shè)置。由此，如圖3所示，能夠使用具備與中心軸3f (圖2中示出)正交的下表面51c及上表面52c的模具51、52沖壓成型出帶鏡筒的透光窗I。
[0119]在本實(shí)施方式中，鏡筒3和殼體11為金屬制，鏡筒3與殼體11經(jīng)由焊料Ilb而接合。此時(shí)，將傾斜面4a和連結(jié)面Ila在氦等不活潑氣體氣氛中，如圖4所示那樣水平配置并相互平行地對(duì)置而氣密地接合。而且，由于傾斜面4a與連結(jié)面Ila的間隙為等間隔，因此焊料Ilb被均勻地涂敷在傾斜面4a與連結(jié)面Ila的間隙內(nèi)。而且，在能夠確保接合強(qiáng)度的情況下，可以減少焊料Ilb的使用量。由此，能夠抑制重力等對(duì)焊料Ilb的作用，并且通過(guò)均勻地涂敷焊料Ilb及減少焊料Ilb的使用量，能抑制傾斜面4a與連結(jié)面Ila的平行度的偏差。
[0120]因此，能抑制傾斜面4a相對(duì)于光軸15的傾斜角度的偏差，從而能抑制光入射面2a的傾斜角度的偏差。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)性能優(yōu)異的發(fā)光模塊40。
[0121]另外，根據(jù)本實(shí)施方式的發(fā)光模塊40，在由帶鏡筒的透光窗I和殼體11圍成且內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體激光器13的空間中填充氦等不活潑氣體，并對(duì)該空間進(jìn)行氣密密封。由此，能防止半導(dǎo)體激光器13的出射部的氧化。
[0122]氣密密封是指將由帶鏡筒的透光窗I和殼體11圍成的空間密閉來(lái)防止與外部之間的氣體的流通。即，防止填充在由帶鏡筒的透光窗I和殼體11圍成的空間內(nèi)的氦等不活潑氣體與外部的空氣發(fā)生置換的情況。
[0123]在本實(shí)施方式中，傾斜面4a與連結(jié)面Ila經(jīng)由焊料Ilb而接合，但并未限定于此。也可以將鏡筒3與殼體11熔接接合。
[0124]圖5表示通過(guò)熔接接合將帶鏡筒的透光窗固定于光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。在進(jìn)行該熔接接合時(shí)，如圖5所示，預(yù)先在鏡筒3的傾斜面4a上形成環(huán)狀突起4b。環(huán)狀突起4b從傾斜面4a突出，沿著鏡筒3的外周面3c在整周上連續(xù)形成。
[0125]并且，熔接接合是指在氦等不活潑氣體氣氛中，如圖5所示，將鏡筒3向殼體11按壓，使環(huán)狀突起4b與連結(jié)面Ila接觸。并且，對(duì)鏡筒3與殼體11之間施加電壓，使電流集中地流過(guò)環(huán)狀突起4b，產(chǎn)生焦耳熱而使環(huán)狀突起4b熔融。由此，帶鏡筒的透光窗I將氦等不活潑氣體填充到殼體11內(nèi)，并氣密地固定于光學(xué)系統(tǒng)30。
[0126]圖6表示通過(guò)熔接接合將帶鏡筒的透光窗固定而得到的發(fā)光模塊的剖視簡(jiǎn)圖。如上述那樣，帶鏡筒的透光窗I通過(guò)熔接接合而固定于光學(xué)系統(tǒng)30，如圖6所示，形成發(fā)光模塊60。
[0127]如此，根據(jù)熔接接合，能夠不經(jīng)由焊料而使傾斜面4a與連結(jié)面Ila抵接來(lái)進(jìn)行接合，因此能進(jìn)一步抑制傾斜面4a與連結(jié)面Ila的平行度的偏差。由此，發(fā)光模塊60的光學(xué)性能更為優(yōu)異。
[0128]根據(jù)本實(shí)施方式，將帶鏡筒的透光窗I固定于具備半導(dǎo)體激光器的發(fā)光模塊，但并未限定于此。也可以固定于具備受光元件的受光模塊。此時(shí)，相當(dāng)于來(lái)自外部的半導(dǎo)體激光器的光向帶鏡筒的透光窗I入射的情況。這種情況下，光入射面也與外部的半導(dǎo)體激光器的光軸非正交地設(shè)置，根據(jù)本實(shí)施方式，能抑制向外部的半導(dǎo)體激光器的出射部返回的返回光。
[0129]圖7表示透光窗與半導(dǎo)體激光器的配置簡(jiǎn)圖。圖8表示用于說(shuō)明透光窗的傾斜角度與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖。
[0130]如圖7所示，透光窗2的光入射面2a及光出射面2b相對(duì)于半導(dǎo)體激光器13的光軸15以傾斜角度Φ傾斜配置。此時(shí)，光軸附近的光束14c與光軸15平行地行進(jìn)，透過(guò)準(zhǔn)直透鏡12，以入射角度Φ向透光窗2入射。然后，按照斯涅耳定律，在透光窗2內(nèi)以折射角度Θ行進(jìn)。然后，透過(guò)了透光窗2的光束14c按照斯涅耳定律再次與光軸15平行地行進(jìn)。此時(shí)，光束14c在與光軸15正交的方向上使光路挪動(dòng)移動(dòng)距離Y而行進(jìn)。需要說(shuō)明的是，傾斜角度Φ是透光窗2的光入射面的法線2d與光軸15所成的角度。
[0131]圖8中將透光窗2設(shè)為折射率=1.45的玻璃并將氣氛氣體的折射率設(shè)為1.0而進(jìn)行計(jì)算。觀察圖8可知，當(dāng)光入射面2a及光出射面2b的傾斜角度Φ變大時(shí)，折射角度Θ及移動(dòng)距離Y均變大。因此可知，當(dāng)傾斜角度Φ產(chǎn)生偏差時(shí)，移動(dòng)距離Y產(chǎn)生偏差。
[0132]并且，由于通過(guò)了透光窗2的光通常向光纖的芯部聚集，因此減少移動(dòng)距離Y的偏差是非常重要的。由此，對(duì)光入射面2a及光出射面2b的傾斜角度的偏差進(jìn)行抑制的話，能提高半導(dǎo)體激光器與光纖的光學(xué)耦合效率，能提高光學(xué)性能。
[0133]〈第一變形例〉
[0134]圖9表示第一實(shí)施方式的第一變形例的剖視圖。在本變形例的鏡筒3中，如圖9所示，從外周面3c側(cè)僅對(duì)鏡筒3的下側(cè)(Zl方向)部分進(jìn)行切削，而削出傾斜面4a，由此形成接合部4。由此，與在鏡筒的外周面連續(xù)設(shè)置且從外周面向外方突出的第一實(shí)施方式的接合部4相比，本變形例的鏡筒3的切削加工簡(jiǎn)便。
[0135]然而，在第一實(shí)施方式中，從外周面3c側(cè)將鏡筒3的下側(cè)(Zl方向)部分及上側(cè)(Z2方向)部分切削除去。因此，第一實(shí)施方式與本變形例相比，鏡筒3的壁厚較薄，因此鏡筒3的熱容量小。由此，第一實(shí)施方式與本變形例相比，在將透光窗2向鏡筒3固定時(shí)、或?qū)хR筒的透光窗向光學(xué)系統(tǒng)等固定時(shí)，能夠縮短升溫時(shí)間。由此，與本變形例相比，第一實(shí)施方式能夠縮短制造時(shí)間，能夠使制造成本低廉。
[0136]〈第二變形例〉
[0137]圖10表示第一實(shí)施方式的第二變形例的剖視簡(jiǎn)圖。本變形例如圖10所示，在鏡筒3的透光窗設(shè)置部3i的區(qū)域中，鏡筒3的熱容量在鏡筒3的周向(圖10中未示出)上大致相同。
[0138]內(nèi)周面3b中的與側(cè)面2c抵接的面3h在鏡筒3的周向上連續(xù)而呈帶狀地設(shè)置在鏡筒3的內(nèi)周面3b上。該面3h的上下(Z方向)的兩端成為在鏡筒3的周向上連續(xù)的兩條曲線。將與鏡筒3的中心軸3f正交的直線從這兩條曲線的各位置引到鏡筒3的外周面3c。將從兩條曲線的各位置引到鏡筒3的外周面3c的直線在鏡筒3的周向上匯集而形成的兩個(gè)面分別命名為上表面、下表面。并且，將透光窗設(shè)置部3i定義為處于所述上表面與所述下表面之間的鏡筒3的區(qū)域。S卩，透光窗設(shè)置部3i是將圖10所示的兩條虛線所夾持的鏡筒3的區(qū)域在鏡筒3的周向(圖10中未示出)上匯集而形成的區(qū)域。
[0139]在本變形例中，在接合部4中，平行地形成傾斜面4a和與傾斜面4a對(duì)置的面4c，由此，在鏡筒3中定義的透光窗設(shè)置部3i的區(qū)域，鏡筒3的體積在鏡筒3的周向(圖10中未示出)上大致相同。而且，由于鏡筒3通過(guò)對(duì)同一原料進(jìn)行切削加工制作而成，因此鏡筒3的比熱在鏡筒3內(nèi)均勻。由此，在本變形例中，在透光窗設(shè)置部3i的區(qū)域，鏡筒3的熱容量在鏡筒3的周向(圖10中未示出)上大致相同。由此，本變形例的帶鏡筒的透光窗的品質(zhì)良好。
[0140]〈第二實(shí)施方式〉
[0141]圖11表示第二實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的俯視簡(jiǎn)圖。圖12表示沿著圖11所示的B-B線剖切且從箭頭方向觀察的剖視圖。圖13表示第二實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗的制造方法的說(shuō)明圖。
[0142]如圖11及圖12所示，本實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗10在鏡筒3的上側(cè)(Z2方向)端部設(shè)有從內(nèi)周面3b突出的突出部3d。并且，在突出部3d的內(nèi)側(cè)設(shè)有開(kāi)口部3e，在突出部3d的下側(cè)面(Zl方向)設(shè)有與鏡筒3的中心軸3f正交的內(nèi)側(cè)面3a。
[0143]接下來(lái)，使用圖13，說(shuō)明帶鏡筒的透光窗10的制造方法。在圖13(a)所示的工序中，鏡筒3以內(nèi)側(cè)面3a朝向附圖上側(cè)且內(nèi)側(cè)面3a水平的方式設(shè)置。在圖13(b)所示的工序中，在內(nèi)側(cè)面3a之上放置低熔點(diǎn)玻璃8。
[0144]接著，在圖13(c)所示的工序中，以光出射面2b朝向下側(cè)的方式將透光窗2放置在低熔點(diǎn)玻璃8之上。此時(shí)，光出射面2b以與內(nèi)側(cè)面3a對(duì)置且相互平行的方式設(shè)置。然后，在圖13(d)所示的工序中，低熔點(diǎn)玻璃8在被加熱至軟化的溫度之后，被冷卻至規(guī)定的溫度。如此，透光窗2經(jīng)由低熔點(diǎn)玻璃8而固定在內(nèi)側(cè)面3a上。
[0145]如此，光出射面2b和內(nèi)側(cè)面3a水平配置，并相互平行地對(duì)置而接合。因此，重力等均勻地作用在處于光出射面2b與內(nèi)側(cè)面3a之間的低熔點(diǎn)玻璃8上。而且，能抑制因重力等使低熔點(diǎn)玻璃8發(fā)生移動(dòng)的情況。因此，能抑制低熔點(diǎn)玻璃8偏向特定的部位而聚集的情況，從而減少光出射面2b與內(nèi)側(cè)面3a之間的厚度偏差等。因此，能夠抑制光入射面2a的傾斜角度偏差。由此，使用了本實(shí)施方式的帶鏡筒的透光窗10的發(fā)光模塊在光學(xué)性能上優(yōu)異。
[0146]在專利文獻(xiàn)I中，如圖15所示，通過(guò)在附圖上的左右改變低熔點(diǎn)玻璃508的量，由此使玻璃502向殼體511的內(nèi)側(cè)面511c傾斜，而將玻璃502固定于殼體511。
[0147]由于玻璃502相對(duì)于水平面傾斜，因此升溫時(shí)軟化的低熔點(diǎn)玻璃508在重力的作用下容易偏向下側(cè)而聚集。而且，玻璃502、殼體511及低熔點(diǎn)玻璃508選擇的是具有使物質(zhì)間結(jié)合的性質(zhì)即親和力的材料。因此，已知玻璃502的與低熔點(diǎn)玻璃508接觸的面、殼體511的內(nèi)側(cè)面511c在分子間力的作用下，以拉拽軟化的低熔點(diǎn)玻璃508的方式發(fā)揮作用。當(dāng)玻璃502的所述面與內(nèi)側(cè)面511c的間隔變窄時(shí)，該拉拽力有效地發(fā)揮作用。因此，該拉拽力將軟化的低熔點(diǎn)玻璃508朝向玻璃502的所述面與內(nèi)側(cè)面511c的間隔窄的方向、即朝向上側(cè)拉拽。
[0148]因此，重力和來(lái)自玻璃502的所述面及內(nèi)側(cè)面511c的拉拽力作用在軟化的低熔點(diǎn)玻璃508上。因此，在專利文獻(xiàn)I中，存在低熔點(diǎn)玻璃508偏向聚集或其厚度產(chǎn)生偏差的情況。
[0149]另外，重力和拉拽力對(duì)軟化的低熔點(diǎn)玻璃508在相反方向上發(fā)揮作用。因此，軟化的低熔點(diǎn)玻璃508被沿著上下方向拉拽，而在低熔點(diǎn)玻璃508內(nèi)產(chǎn)生空洞。因此，在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的發(fā)光模塊500中，在玻璃502與內(nèi)側(cè)面511c之間產(chǎn)生未夾有低熔點(diǎn)玻璃508的部分，從而損害氣密性。[0150]在第二實(shí)施方式中，光出射面2b與內(nèi)側(cè)面3a對(duì)置且相互平行設(shè)置。因此，光出射面2b及內(nèi)側(cè)面3a為水平，且光出射面2b與內(nèi)側(cè)面3a的間隔為等間隔。
[0151]由此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠抑制因重力或光出射面2b及內(nèi)側(cè)面3a的拉拽力使低熔點(diǎn)玻璃偏向聚集或其厚度產(chǎn)生偏差的情況。另外，也能抑制在低熔點(diǎn)玻璃內(nèi)產(chǎn)生空洞的情況。
[0152]這也同樣適用于圖4所示那樣使傾斜面4a和連結(jié)面Ila水平配置且相互平行對(duì)置，而將鏡筒3與殼體11經(jīng)由焊料Ilb進(jìn)行接合的情況。
【權(quán)利要求】
1.一種帶鏡筒的透光窗，具有鏡筒、由所述鏡筒保持的透光窗、及將所述鏡筒固定于光模塊的接合部，其特征在于， 所述接合部具備傾斜面，在所述透光窗上設(shè)定了與所述鏡筒的中心軸正交的光學(xué)基準(zhǔn)剖面時(shí)，所述傾斜面相對(duì)于所述光學(xué)基準(zhǔn)剖面傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鏡筒的透光窗，其特征在于， 所述接合部設(shè)置在所述鏡筒的外周面上，并從所述外周面向外方突出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶鏡筒的透光窗，其特征在于， 所述透光窗一體成型于所述鏡筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鏡筒的透光窗，其特征在于， 所述透光窗由玻璃或樹脂構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶鏡筒的透光窗，其特征在于， 所述接合部在所述外周面的整周上連續(xù)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶鏡筒的透光窗，其特征在于， 在鏡筒中的透光窗設(shè)置部的區(qū)域，所述鏡筒的熱容量在所述鏡筒的周向上大致相同。
7.一種光模塊，其具有帶鏡筒的透光窗、射出光的發(fā)光元件、及內(nèi)設(shè)所述發(fā)光元件且具備與所述發(fā)光元件的光軸正交的連結(jié)面的殼體，其中，所述帶鏡筒的透光窗具有鏡筒、由所述鏡筒保持的透光窗、及將所述鏡筒固定于所述光模塊的接合部，所述光模塊的特征在于， 所述帶鏡筒的透光窗和所述殼體以所述傾斜面與所述連結(jié)面對(duì)置的方式氣密地固定。
【文檔編號(hào)】G02B7/02GK103529529SQ201310211526
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】今井秀行 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社