光学装置及光学设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光学装置和光学设备。该光学装置包括：光学元件，具有在第一表面附近的第一发光区域以及至少与第一表面的没有面对第一发光区域的区域接触的第一金属层；支撑体，设置在光学元件的第一表面侧；以及熔接层，设置在第一表面和支撑体之间且设置在未面对第一发光区域的区域中，该熔接层接合第一金属层和支撑体。

Optical device and optical device

The present invention provides an optical device and an optical device. The optical device includes an optical element, has a first light emitting region near the surface and at least first and not the first surface facing the first metal layer of the first light emitting region of the contact area; support body is arranged on the first surface side of the optical element; and a weld layer disposed between the first surface and is arranged on the support body not facing the first light emitting region in the region of the weld layer bonded to the first metal layer and the support body.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括包含在相同封装中的多个光学元件的光学装置以及具有这样的光学装置的光学设备。
技术介绍
利用氮化物型III-V族化合物半导体(典型的这样的化合物包括GaN、AlGaN和 GaInN晶体，并且这样的半导体因此被称为“GaN型半导体”)的半导体激光器提供的振荡波长为400nm左右(例如，405nm)，该波长被看作采用现有光学系统可记录和再现的光盘的波长限制。因此，这样的半导体用作下一代光盘(如蓝光(Blue-ray)光盘)的记录/再现设备的光源。下一代光盘的大部分记录/再现设备适应于多种的光盘格式，从而满足市场的需求。具体地讲，这些设备不仅允许下一代光盘的记录和再现，而且允许现有光盘的记录和再现，现有光盘例如为DVD (数字多功能盘)、⑶(压缩盘)、⑶_R(可记录⑶)、⑶-RW(可重写 CD)和MD (迷你光盘)。类似地，近年来快速发展的大部分DVD记录/再现设备允许早于 DVD出现的⑶和⑶-R等的记录和再现。人们正在积极地进行研究和开发，以提供多波长激光器用作多格式兼容光盘设备的光源。这样的激光器这样获得在单一的封装中包含产生400nm波段的光的半导体激光器和产生600nm波段的光(例如，具有660nm的波长的光)以用于DVD记录和再现或者产生700nm波段的光(例如，波长为780nm的光)以用于CD和CD-R记录和再现的半导体激光器。使用多波长激光器能够通过减少这样的光学系统的部件数量而简化用于记录和再现各种类型的光盘的该光学系统的构造，该光学系统包括物镜、分束器等。结果，光盘设备可以以低成本下实现小尺寸和小厚度。因为600nm波段的半导体激光器和700nm波段的半导体激光器二者形成在GaAs 基板上，所以这些激光器可以合并在单个芯片中(或者形成单片电路形式)。尽管由蓝宝石、SiC、ZnO或GaN制造的基板用作400nm波段半导体激光器的基板，但是不能采用GaAs 基板。因此，包括根据现有技术的400nm波段的半导体激光器的多波长激光器被称为混合型激光器，其例如是这样获得的通过在支撑基板230上堆叠具有GaN基板211的400nm波段半导体激光器210和具有GaAs基板221的用于产生600nm波段和700nm波段的光的单片半导体激光器220，如图15所示(例如，见JP-A-2001-230502(专利文件1))。在制造混合多波长激光器的某些建议中，建议采用倒装芯片接合，以接合两个半导体激光器(例如，见JP-A-11-340587 (专利文件2))。在上述根据现有技术的混合多波长激光器中，因为配线Wl和W2接合到GaN基板 211的底表面，以将基板电连接到封装(未示出)，所以半导体激光器210必须具有很大的尺寸。仅有很少的基板制造商能够生产高质量的GaN基板，并且这样基板的制造技术很困难。因此，GaN基板很昂贵。因此，存在半导体激光器210尺寸增加可能直接导致其材料成本增加的问题。如图16所示，半导体激光器210和220可以以相反的顺序堆叠，以利于在半导体激光器210的尺寸保持很小时的配线接合。然而，在此情况下，当半导体激光器220安装来使得激光器的GaAs基板侧面对支撑基板230时，因为GaAs基板具有很低的导热性，所以降低了散热性能，这使得难以使多波长激光器保持足够长的寿命。相反，当半导体激光器220 安装来使得GaAs基板侧面对半导体激光器210时，则允许在每个波长波段单独驱动的安装步骤变得难以进行。该申请提出了这样的方法，其中半导体激光器210和220以与图15所示相同的顺序堆叠在支撑基板230上，且半导体激光器210的尺寸保持为较小，并且其中半导体激光器 220的屋檐状突起部分由凸块(未示出)支撑。该方法允许激光器的材料成本保持为很低， 并且实现了很高的散热性能。
技术实现思路
根据该申请提出的方法，熔接层(未示出)用于彼此接合半导体激光器210和半导体激光器220。熔接层的线性膨胀系数大于半导体激光器210和220所用材料的线性膨胀系数。因此，当半导体激光器210和220以及熔接层的温度随着半导体激光器210和220 被驱动而增加时，半导体激光器210和220以及熔接层根据各自的线性膨胀系数而经受热膨胀。由于线性膨胀系数之差导致的拉伸变形发生在半导体激光器210和220的激光器由熔接层彼此固定的区域中。结果，半导体激光器210和220的波段结构发生改变。因为TM 模式偏振成分因此而增加，所以TE模式的偏光比会降低。这样的偏光比的降低可能是有问题的，尤其在多波长激光器用作光盘装置的光源时。具体地讲，在光盘装置中，λ/4板插设在光源和光盘之间，以抑制由于返回光的噪声， 并且来自光盘的信号光通过λ/4板被引导到光接收元件。因为来自光盘的信号光中的TE 模式成分主要由光接收元件检测，所以，当由于温升TE模式的偏光比降低时，光接收元件可检测的光强度降低。在此情况下，所希望的是提供可以防止TE模式的偏光比降低的光学装置以及具有这样的光学装置的光学设备。根据本专利技术的一个实施例，所提供的光学装置包括光学元件，具有在第一表面附近的第一发光区域以及至少与第一表面的没有面对第一发光区域的区域接触的第一金属层。该光学装置包括支撑体，该支撑体设置在光学元件的第一表面侧。此外，该光学装置包括熔接层，该熔接层设置在第一表面和支撑体之间且设置在未面对第一发光区域的区域中，该熔接层接合第一金属层和支撑体。根据该实施例的光学设备包括上述光学装置作为光源。在根据本专利技术实施例的光学装置和光学设备中，用于将第一金属层和支撑体彼此接合的熔接层提供在未面对第一发光区域的区域中。因此，即使在光学元件和熔接层随着光学元件被驱动而经受温升，并且因此而根据它们各自的线性膨胀系数经受热膨胀时，也可以防止在第一发光区域处发生由于线性膨胀系数之差导致的变形。根据本专利技术的另一个实施例，所提供的光学装置包括光学元件，该光学元件具有在第一表面附近的发光区域以及至少与第一表面的面对发光区域的区域接触的金属层。该光学装置包括支撑体，该支撑体设置在光学元件的第一表面侧。该光学装置还包括熔接层，该熔接层设置在第一表面和支撑体之间且至少在面对发光区域的区域中，熔接层接合金属层和支撑体。此外，该光学装置包括抗变形层，该抗变形层提供在第一表面的面对发光区域的区域与熔接层之间，该抗变形层包括线性膨胀系数小于金属层的线性膨胀系数的材料。 根据本专利技术该实施例的光学设备包括根据本专利技术该实施例的光学装置作为光源。在根据本专利技术该实施例的光学装置和光学设备中，材料的线性膨胀系数小于金属层的线性膨胀系数的抗变形层提供在第一表面面对发光区域的区域和熔接层之间。因此， 即使在光学元件和熔接层随着光学元件被驱动而经受温升，并且因此而根据它们各自的线性膨胀系数经受热膨胀时，也可以防止在发光区域处发生由于线性膨胀系数之差导致的变形。在根据本专利技术实施例的光学装置和光学设备中，即使在光学元件和熔接层根据它们各自的线性膨胀系数而经受热膨胀时，也可以防止在发光区域处发生由于线性膨胀系数之差导致的变形。结果，可以抑制TE模式偏光比的降低。因为如上所述可以抑制TE模式偏光比的降低，所以，当根据第一实施例或第二实施例的光学装置用作光盘设备的光源时， 能够抑制光接收元件可检测的光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光学装置，包括：光学元件，具有在第一表面附近的第一发光区域以及至少与所述第一表面的未面对所述第一发光区域的区域接触的第一金属层；支撑体，设置在所述光学元件的所述第一表面侧；以及熔接层，设置在所述第一表面和所述支撑体之间且设置在未面对所述第一发光区域的区域中，所述熔接层接合所述第一金属层和所述支撑体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伴野纪之，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP