光学设备制造技术

本发明专利技术提供一种不在基板上设置槽等即可在光波导和基板之间形成缝隙，即使为进行温度调整而受热源加热，也不会对光学元件施加压力的光学设备。所述光学设备具有：基板；光学元件，所述光学元件具有在与所述基板面对面的面上形成的光波导；接合部，所述接合部以位于隔着所述光波导的位置的方式形成在所述基板上；热源，为加热所述光波导，所述热源形成在所述光学元件或者所述基板的至少一个上；以及由金属材料构成的微凸块结构，通过微凸块结构使接合部和光学元件接合，以使光波导和基板之间形成缝隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种不在基板上设置槽等即可在光波导和基板之间形成缝隙，即使为进行温度调整而受热源加热，也不会对光学元件施加压力的光学设备。所述光学设备具有：基板；光学元件，所述光学元件具有在与所述基板面对面的面上形成的光波导；接合部，所述接合部以位于隔着所述光波导的位置的方式形成在所述基板上；热源，为加热所述光波导，所述热源形成在所述光学元件或者所述基板的至少一个上；以及由金属材料构成的微凸块结构，通过微凸块结构使接合部和光学元件接合，以使光波导和基板之间形成缝隙。【专利说明】光学设备
本专利技术涉及一种将形成光波导的光学元件接合于基板的光学设备。
技术介绍
短波长激光光源在激光投影仪和高密度光存储器等领域被进行广泛的产品化。短波长激光光源通过将作为光学设备的激光元件激发的基波的红外光转换成二次谐波的波长转换元件，输出蓝色或绿色等的激光。波长转换元件虽使用LN (铌酸锂:LiNb03)以及LT(钽酸锂:LiTa03)等的晶体材料，但高次谐波的转换效率具有温度依赖性，具有根据环境温度的变动转换效率大幅变化的特性。图26 (a)是表示对于波长转换元件的环境温度(T)的高次谐波输出(HFO)的变化的一个实例的图表。从图26 (a)示出的图表可知，波长转换元件在环境温度低的区域输出下降，又，在环境温度高的区域输出也下降。由于波长转换元件输出的高次谐波相对于温度大幅变化，因此，为了实现高效的转换并得到稳定的高次谐波的激光，用于修正波长转换元件的温度特性的温度特性修正单元是不可缺少的。已知有为了将波长转换元件调整到规定的温度，而在波长转换元件上搭载了热源的激光光源(例如，参照专利文献I)。图26 (b)是表示专利文献I揭示的短波长激光光源的图。如图26 (b)所示，短波长激光光源在硅基板401上具有0.8 μ m波段的半导体激光器410以及波长转换元件420。从半导体激光器410的活性层411输出基波412，向波长转换元件420的光波导121入射，输出二次谐波即蓝色激光430。在硅基板401与波长转换元件420相接的面的一部分上通过蚀刻形成槽402。在波长转换元件420的下部，即，光波导421的附近，形成由Ti膜构成的薄膜热源422。通过向该薄膜热源422通电，波长转换元件420的温度可保持在规定的温度。又，薄膜热源422由于硅基板401的槽402而不与硅基板401接触，因此成为薄膜热源422的热量难以传递到硅基板401的结构。又，对于输出特性具有温度依赖性的半导体激光元件，已知有为了控制耗费的电力，而在光波导的附近设置带状的热源的结构(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:特开平6-338650号公报(第5页，图5)专利文献2:特开2000-244048号公报(第3页，图1以及图2)
技术实现思路
专利文献I记载的结构中，为了对光波导421和硅基板401进行隔热，在硅基板401上通过蚀刻等形成槽402。因此，需要在硅基板401上进行蚀刻加工的工序，制造工序是复杂的。为了对波长转换元件420进行温度调整，若反复向薄膜热源422通电，位于硅基板401的槽402的内部的空气层403有时被加热，有时被冷却。由此，空气层403反复膨胀和收缩，由于空气层403中没有从硅基板401向外部的流通路径，空气层403中反复发生压力变化。其结果，根据空气层403的压力变化，向波长转换元件420施加压力，波长转换元件420产生变形，导致波长转换特性劣化，以及由于波长转换元件420与半导体激光器410的校准偏差导致的激光430的输出下降等的发生。特别地，若反复持续地向波长转换元件施加压力，由于随着动作时间流逝，变形或校准的偏差量增大从而激光的输出随时而变，因而产生极大的可靠性的问题。本专利技术的目的在于提供一种为解决上述问题的光学设备。又，本专利技术的目的在于提供一种不在基板上设置槽等即可在光波导和基板之间形成缝隙，即使由于温度调整而受到热源加热也不对光学元件施加压力的光学设备。进一步地，本专利技术的目的在于提供一种防止向光波导附着垃圾，具有优异可靠性的光学设备。进一步地，本专利技术的目的在于提供一种可有效地进行光波导的一部分的温度控制的光学设备。一种光学设备，其具有:基板；光学元件，所述光学元件具有与基板面对面的面上形成的光波导；接合部，所述接合部以位于隔着光波导的位置的方式形成在所述基板上；热源，为了加热光波导，所述热源形成在光学元件或者基板的至少一个上；以及由金属材料构成的微凸块结构，通过微凸块结构使接合部和光学元件接合，以使光波导和基板之间形成缝隙。进一步地，光学设备中，微凸块结构相对于光波导和基板之间形成的缝隙，优选具有可进出空气的缝隙。进一步地，光学设备中，热源优选形成在光学元件的与基板相对的面上。进一步地，光学设备中优选，微凸块结构由Au构成并形成在接合部上，光学元件具有用于与微凸块结构接合的Au膜。进一步地,光学设备中，微凸块结构优选以5?30 μ m的间隔形成高度I?5 μ m、直径2?10 μ m的圆柱状的突起。进一步地，光学设备中，热源优选由ITO膜或者InTiO膜构成。进一步地，光学设备中，热源优选沿光波导的长度方向形成为带状，为了对热源施加电压，光学设备还具有在热源的长度方向上以规定的间隔设置的引出部。进一步地，光学设备中，引出部优选是具有形成为随着远离热源而变粗的连接部。进一步地，光学设备中，优选是还具有电压施加单元，其用于对引出部施加脉宽调制式的电压。光学设备中，通过由金属材料构成的微凸块结构将光学元件接合到基板上。由此，即使在以形成光波导的面与基板面对面的状态(朝下)接合光学元件和基板的情况下，也可通过微凸块结构确保在光学元件形成的光波导和基板之间的缝隙，因此没有必要在基板侧设置槽，可使基板的制造工序简化。光学设备中，通过具有位于隔着光波导的位置的微凸块结构的接合部，接合光学元件和基板。因此，通过微凸块内部的缝隙，可确保光波导周围的空气层的流通路径，因此抑制由于热源的加热导致空气层的压力变化，可防止对光学元件施加压力。由此，防止由于空气层的压力变化导致的光学元件的变形的产生，可消除波长转换特性的劣化或由于光学元件的校准偏差导致的输出下降等的问题。光学设备中，由于微凸块结构是形成多个极其薄而窄的平面的缝隙的结构，因此即使空气在该缝隙流通，尘埃或异物等的垃圾也不能通过微凸块，从而能防止在光波导周围附着垃圾。由此，可提供防止由于垃圾附着等影响造成的光学元件的特性变动，而具有长时间稳定的特性的、优异的可靠性的光学设备。光学设备在通过ITO膜或者InTiO膜构成进行光学元件的温度调整的热源的情况下，由于ITO膜或者InTiO膜是透明的，即使贴近光学元件的光波导配置，也不能对光波导的特性造成不好的影响，而可高效率且高精度地修正光学元件的温度特性。光学设备为了对于沿着光波导的长度方向形成为带状的热源施加电压，可具有以规定的间隔至少设置3个引出部。该情况下，热源被分割为规定的电阻R的区域，并在各电阻R的两端连接引出部，由施加在各端子引出部的电压，控制由流经被分割的热源的各电阻R的电流产生的焦耳热，从而能够通过热源进行波导的一部分的温度控制。光学设备中，可构成为通过将流向热源的电流作为脉宽调制控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学设备，其特征在于，具有：基板；光学元件，所述光学元件具有在与所述基板面对面的面上形成的光波导；接合部，所述接合部以位于隔着所述光波导的位置的方式形成在所述基板上；热源，为了加热所述光波导，所述热源形成在所述光学元件或者所述基板的至少一个上；以及由金属材料构成的微凸块结构，通过所述微凸块结构使所述接合部和所述光学元件接合，以使所述光波导和所述基板之间形成缝隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：井出昌史，野崎孝明，依田薰，阿部洋辅，
申请(专利权)人：西铁城控股株式会社，
类型：
国别省市：