JPH05134150A - Manufacture of condenser lens for emission element - Google Patents
Manufacture of condenser lens for emission elementInfo
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- JPH05134150A JPH05134150A JP29354491A JP29354491A JPH05134150A JP H05134150 A JPH05134150 A JP H05134150A JP 29354491 A JP29354491 A JP 29354491A JP 29354491 A JP29354491 A JP 29354491A JP H05134150 A JPH05134150 A JP H05134150A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子用集光レ
ンズの製造方法に関する。大型計算機などの情報処理装
置においては演算処理を高速化するため、レーザなどの
発光素子，光ファイバよりなる伝送路，受光素子などか
らなる光回路を用いて情報処理が行われている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a condenser lens for a semiconductor light emitting device. In an information processing device such as a large-scale computer, information processing is performed using an optical circuit including a light emitting element such as a laser, a transmission line formed of an optical fiber, and a light receiving element in order to speed up arithmetic processing.
【０００２】こゝで、処理を高速化する必要から処理回
路を並列化して処理ビット数を増加することが必要で、
そのためには光アレイモジールの実用化が必要である。Here, it is necessary to parallelize the processing circuits to increase the number of processing bits because of the need to speed up the processing.
For that purpose, it is necessary to put the optical array module into practical use.
【０００３】[0003]
【従来の技術】光アレイモジールの実用化において必要
な項目の一つとして半導体レーザよりなる発光素子アレ
イと光ファイバとの結合を挙げることができる。2. Description of the Related Art One of the items necessary for practical use of an optical array module is coupling of a light emitting element array made of a semiconductor laser with an optical fiber.
【０００４】こゝで、インジウム・燐（InＰ）などの化
合物半導体よりなるレーザが多数配列している発光素子
アレイと、光ファイバが微小間隔で配列している光ファ
イバアレイとを低い結合損失で結合するにはレンズ結合
が不可欠である。Here, a light-emitting element array in which a large number of lasers made of compound semiconductors such as indium-phosphorus (InP) are arranged and an optical fiber array in which optical fibers are arranged at a minute interval have low coupling loss. Lens coupling is indispensable for coupling.
【０００５】そこで、短焦点距離のレンズが配列してい
るマイクロレンズアレイを作り、これを介して発光素子
アレイと光ファイバアレイとの結合が行われている。そ
して、マイクロレンズアレイの製法としては、 イオン交換法を用いる方法。 紫外線硬化樹脂を用いる方法。 などが知られている。Therefore, a microlens array in which lenses having short focal lengths are arranged is formed, and the light emitting element array and the optical fiber array are coupled via the microlens array. Then, as a manufacturing method of the microlens array, a method using an ion exchange method. Method using UV curable resin. Are known.
【０００６】こゝで、は硼珪酸ガラスを構成するアル
カリイオンをこれよりもイオン半径の大きなタリウム(T
l)イオンとイオン交換することによりガラスを膨らませ
てレンズを形成する方法であり、または紫外線硬化樹
脂を塗布したガラス板にフォトマスクを通して紫外線を
照射してレンズ形成部を選択露光させて架橋重合させて
レンズを形成した後、紫外線を全面に露光して未露光部
の樹脂を硬化させる方法である。Here, thallium (T) having a larger ionic radius than that of alkali ions constituting borosilicate glass is used.
l) A method of forming a lens by expanding glass by ion exchange with ions, or irradiating a glass plate coated with an ultraviolet curable resin with ultraviolet rays through a photomask to selectively expose the lens forming part to crosslink and polymerize. This is a method of forming a lens and then exposing the entire surface to ultraviolet rays to cure the resin in the unexposed portion.
【０００７】そして、このようにして形成したレンズア
レイを発光素子アレイと光ファイバアレイに組合せて光
アレイモジールが作られていた。The lens array thus formed is combined with a light emitting element array and an optical fiber array to form an optical array module.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】以上記したように従来
の方法は別個にレンズアレイを形成して後、発光素子ア
レイとの位置合わせを行っているために、個々のレンズ
の性能が高い場合であっても狙った位置に焦点を結ばせ
ることは困難であり、光の漏れ（クロストーク）が発生
し、結合効率が低いと云う問題を生じていた。As described above, in the conventional method, the lens array is formed separately, and then the alignment with the light emitting element array is performed. Therefore, when the performance of each lens is high. However, it is difficult to focus on the target position, light leakage (crosstalk) occurs, and there is a problem that the coupling efficiency is low.
【０００９】そこで、この結合効率の向上が課題であ
る。Therefore, improvement of the coupling efficiency is an issue.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の課題は半導体発光
素子と光ファイバとを結合するのに使用するレンズが、
紫外線硬化樹脂を塗布したガラス基板を発光素子に対向
させて固定するか、或いは発光素子の表面に紫外線硬化
樹脂を塗布した後、背後より通常の硬化条件よりも低い
照射エネルギーで紫外線照射を行い乍ら、発光素子の最
大出力で照射を行い、紫外線硬化樹脂の発光素子照射位
置を優先的に架橋重合させることを特徴として発光素子
用集光レンズを構成することにより解決することができ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problems are solved by a lens used for coupling a semiconductor light emitting device and an optical fiber,
Fix the glass substrate coated with UV curable resin facing the light emitting element, or apply the UV curable resin on the surface of the light emitting element, and then irradiate UV light from the back with irradiation energy lower than usual curing conditions. It is possible to solve the problem by configuring a light-emitting element condenser lens, which is characterized in that irradiation is performed at the maximum output of the light-emitting element and the irradiation position of the ultraviolet-curing resin is preferentially cross-linked and polymerized.
【００１１】[0011]
【作用】発光素子アレイを構成する半導体レーザのレー
ザ光とレンズアレイを構成するレンズとの結合効率が低
いのは両者を別個に形成するためである。The coupling efficiency between the laser light of the semiconductor laser forming the light emitting element array and the lens forming the lens array is low because they are formed separately.
【００１２】そこで、本発明は発光素子アレイに対する
レンズアレイの位置を固定するもので、そのためにはレ
ンズアレイを構成する個々のレンズを発光素子に合わせ
て形成する。Therefore, in the present invention, the position of the lens array with respect to the light emitting element array is fixed. For that purpose, individual lenses forming the lens array are formed in accordance with the light emitting elements.
【００１３】本発明は紫外線硬化樹脂を用い、図１に示
すように発光素子１の前に紫外線硬化樹脂２を塗布した
ガラス板３を固定するか、或いは図２に示すように発光
素子１の表面に紫外線硬化樹脂２を塗布し、レーザ光の
照射により照射部に架橋重合を生じさせてレンズ４を形
成するものである。According to the present invention, an ultraviolet curable resin is used, and a glass plate 3 coated with the ultraviolet curable resin 2 is fixed in front of the light emitting element 1 as shown in FIG. 1, or the light emitting element 1 as shown in FIG. The ultraviolet curable resin 2 is applied to the surface, and cross-linking polymerization is caused in the irradiated portion by irradiation with laser light to form the lens 4.
【００１４】こゝで、問題点は、 通常の紫外線硬化樹脂は波長が1.3 〜1.5 μm のレ
ーザ光の照射では硬化しない。 レーザ光の照射位置の樹脂は架橋重合させてレンズ
とするが、それ以外の樹脂も硬化させる必要がある。 そこで、紫外線硬化樹脂を構成する光重合開始剤を選択
してレーザ光の波長でも吸収を示す材料を用いると共
に、紫外線硬化樹脂に対し背後から微小パワーの紫外線
の照射を行って徐々に硬化が生じるようにした。Here, the problem is that ordinary UV curable resins are not cured by irradiation with laser light having a wavelength of 1.3 to 1.5 μm. The resin at the irradiation position of the laser light is cross-linked and polymerized to form a lens, but other resins also need to be cured. Therefore, a photopolymerization initiator that constitutes the ultraviolet curable resin is selected, and a material that also absorbs at the wavelength of the laser light is used, and the ultraviolet curable resin is irradiated with ultra-violet light from behind to gradually cure. I did it.
【００１５】すなわち、紫外線硬化樹脂の硬化と照射エ
ネルギーの関係は指数関数の関係があり、ある照射エネ
ルギー以上で連鎖的に硬化が始まる。そこで、本発明は
硬化の進行が遅い条件の照射エネルギーで背後より紫外
線の照射を行いながら発光素子アレイを構成する半導体
レーザを最大出力で照射して照射部にレンズを構成し、
次にキュア（アーフタベーク）を行うことにより総ての
樹脂を完全に硬化させるものである。That is, there is an exponential relationship between the curing of the UV curable resin and the irradiation energy, and the curing starts in a chain at a certain irradiation energy or more. Therefore, the present invention configures a lens in the irradiation part by irradiating the semiconductor laser that constitutes the light emitting element array at the maximum output while irradiating the ultraviolet ray from the back with irradiation energy of the curing progress is slow,
Then, all the resins are completely cured by performing curing (aft bake).
【００１６】[0016]
実施例１：（図１対応） 金属基板６の上に設けてあるヒートシンク７の上に発光
素子（InＰレーザ）１よりなる発光素子アレイを設け、
これに対向して紫外線硬化樹脂２が塗布してあるガラス
板３を固定した。Example 1: (corresponding to FIG. 1) A light emitting element array including a light emitting element (InP laser) 1 is provided on a heat sink 7 provided on a metal substrate 6,
The glass plate 3 coated with the ultraviolet curable resin 2 was fixed to face this.
【００１７】こゝで、ガラス板３の大きさは10×20×0.
5mm(縦×横×厚さ) であり、発光素子（InＰレーザ）１
からの間隔は200 μm である。また、発光素子１の高さ
は100μm であり、レーザ照射層８の厚さは１μm であ
る。Here, the size of the glass plate 3 is 10 × 20 × 0.
5mm (length x width x thickness), light emitting element (InP laser) 1
The distance from is 200 μm. The height of the light emitting element 1 is 100 μm and the thickness of the laser irradiation layer 8 is 1 μm.
【００１８】また、紫外線硬化樹脂としては、 架橋性アクリルポリマ（エチルセルソルブアセテートとの混合比が39：61) 日本合成ゴム製 ・・・・・・・・・49重量部 ビニルカルバゾルモノマ(VCz) 関東化学製 ・・・・・・・・・49重量部 光重合開始剤(IRGACURE) CIBA-GEIGY 製 ・・・・・・・・・２重量部 を混合し、スピンコート法により10μm の厚さに形成し
た。( 以上図１Ａ）次に、背後より照射する紫外線９と
しては水銀ランプを光源とし、波長365nmの光を使用
し、出力13 mＷで照射した。As the ultraviolet curable resin, a crosslinkable acrylic polymer (mixing ratio with ethyl cellosolve acetate is 39:61) made by Nippon Synthetic Rubber ..... 49 parts by weight Vinylcarbazole monomer ( VCz) manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd. ・ ・ ・ ・ 49 parts by weight Photopolymerization initiator (IRGACURE) manufactured by CIBA-GEIGY ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2 parts by weight are mixed and spin coated to form 10 μm Formed to a thickness. (As shown in FIG. 1A) Next, as the ultraviolet rays 9 to be irradiated from behind, a mercury lamp was used as a light source, light having a wavelength of 365 nm was used, and irradiation was performed at an output of 13 mW.
【００１９】また、発光素子（InＰレーザ）１のレーザ
光10の波長は1.3 μm , 出力50 mＷの条件で照射した。
そして、５分間照射したのち、本体全部を180 ℃に加熱
して樹脂のキュアを行った。The laser light 10 of the light emitting device (InP laser) 1 was irradiated under the conditions of a wavelength of 1.3 μm and an output of 50 mW.
After irradiation for 5 minutes, the whole body was heated to 180 ° C. to cure the resin.
【００２０】その結果、レーザ光照射位置にレンズ４を
形成することができた。 （以上同図Ｂ） 実施例２：（図２対応） 金属基板６の上に設けられているヒートシンク７の上に
発光素子（InＰレーザ）１よりなる発光素子アレイを設
け、この上に実施例１で使用したと同じ紫外線硬化樹脂
２を約10μm の厚さに塗布した。As a result, the lens 4 could be formed at the laser light irradiation position. (The same FIG. B) Example 2: (corresponding to FIG. 2) A light emitting element array including the light emitting element (InP laser) 1 is provided on the heat sink 7 provided on the metal substrate 6, and the example is provided thereon. The same UV curable resin 2 used in 1 was applied to a thickness of about 10 μm.
【００２１】次に、前方より照射する紫外線９としては
水銀ランプを光源とし、波長365nmの光を使用し、出力1
3 mＷで照射した。また、発光素子（InＰレーザ）１の
レーザ光10の波長は1.3 μm , 出力50 mＷの条件で照射
した。Next, as the ultraviolet rays 9 radiated from the front side, a mercury lamp is used as a light source and light having a wavelength of 365 nm is used.
Irradiation was performed at 3 mW. The laser light 10 of the light emitting device (InP laser) 1 was irradiated under the conditions of a wavelength of 1.3 μm and an output of 50 mW.
【００２２】そして、５分間照射したのち、本体全部を
180 ℃に加熱して樹脂のキュアを行った。その結果、レ
ーザ光照射位置にレンズ４を形成することができた。After irradiating for 5 minutes, the whole body is
The resin was cured by heating to 180 ° C. As a result, the lens 4 could be formed at the laser light irradiation position.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、レンズはレーザ照射層
８より出射するレーザ光に正確に対応して設けられるた
めに位置合わせの必要がなく、そのため従来の位置合わ
せ工数が無くなると共に高い結合効率を得ることができ
る。According to the present invention, since the lens is provided so as to correspond to the laser beam emitted from the laser irradiation layer 8 accurately, there is no need for alignment, and therefore the conventional alignment man-hours are eliminated and high coupling is achieved. You can get efficiency.
【図１】実施例１の製造工程を説明する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a first embodiment.
【図２】実施例２の製造工程を説明する断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a second embodiment.
１ 発光素子 ２ 紫外線硬化樹脂 ３ ガラス板 ４ レンズ ８ レーザ照射層 ９ 紫外線 10 レーザ光 1 Light-Emitting Element 2 Ultraviolet Curing Resin 3 Glass Plate 4 Lens 8 Laser Irradiation Layer 9 Ultraviolet 10 Laser Light
Claims (2)
るのに使用するレンズが、紫外線硬化樹脂を塗布したガ
ラス基板を前記発光素子に対向させて固定し、該ガラス
基板の背後より通常の硬化条件よりも低い照射エネルギ
ーで紫外線照射を行い乍ら、発光素子の最大出力で照射
を行い、前記紫外線硬化樹脂の発光素子照射位置を優先
的に架橋重合させることを特徴とする発光素子用集光レ
ンズの製造方法。1. A lens used for coupling a semiconductor light emitting device and an optical fiber, a glass substrate coated with an ultraviolet curable resin is fixed so as to face the light emitting device, and normal curing is performed from the back of the glass substrate. Ultraviolet irradiation with irradiation energy lower than the conditions, irradiation with the maximum output of the light emitting element, the light emitting element irradiation position of the ultraviolet curable resin is preferentially cross-linked and polymerized Lens manufacturing method.
るのに使用するレンズが、発光素子の表面に紫外線硬化
樹脂を塗布した後、該紫外線硬化樹脂に通常の硬化条件
よりも低い照射エネルギーで紫外線照射を行い乍ら、発
光素子の最大出力で照射を行い、前記紫外線硬化樹脂の
発光素子照射位置を優先的に架橋重合させることを特徴
とする発光素子用集光レンズの製造方法。2. A lens used for coupling a semiconductor light emitting device and an optical fiber, wherein an ultraviolet curable resin is applied to the surface of the light emitting device, and the ultraviolet curable resin is irradiated with irradiation energy lower than usual curing conditions. A method of manufacturing a condenser lens for a light-emitting element, which comprises irradiating with ultraviolet rays and then irradiating with a maximum output of the light-emitting element to preferentially cross-link and polymerize the irradiation position of the light-emitting element of the ultraviolet curable resin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29354491A JPH05134150A (en) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | Manufacture of condenser lens for emission element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29354491A JPH05134150A (en) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | Manufacture of condenser lens for emission element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134150A true JPH05134150A (en) | 1993-05-28 |
Family
ID=17796126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29354491A Withdrawn JPH05134150A (en) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | Manufacture of condenser lens for emission element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05134150A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002299745A (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Shibuya Kogyo Co Ltd | Manufacturing method of optical module |
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-
1991
- 1991-11-11 JP JP29354491A patent/JPH05134150A/en not_active Withdrawn
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