(57)【要約】本発明は、光学素子（２）と、この光学素子（２）を囲むハウジング（３）と、このハウジング（３）に設けられ光ビーム（７１、７２）を通過させるガラス窓（５１、５２）とを有する集積半導体光学装置に関するものである。光学系と半導体光学装置とを集積化するとともに、個別のレンズを用いた場合の困難な整列処理を回避する為に、本発明による集積半導体光学装置は更に、前記ガラス窓（５１、５２）と関連するレンズ（６１、６２）を有し、このレンズ（６１、６２）は、１）  ガラス窓と型との間の隙間を液体で光透過性の重合体材料により充填する工程と、２）  この重合体材料を硬化させて前記レンズを得る工程と３）  前記型を除去する工程とを有する複製法により前記ハウジング（３）の外部で前記ガラス窓（５１、５２）の表面上に直接複製されているようにする。
2005518097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、
この光学素子を囲むハウジングと、
このハウジングに設けられ光ビームを通過させるガラス窓と、
このガラス窓と関連するレンズと
を有する集積半導体光学装置であって、前記レンズは、
前記ガラス窓と型との間の隙間を液体で光透過性の重合体材料により充填する工程と、
この重合体材料を硬化させて前記レンズを得る工程と、
前記型を除去する工程と
を有する複製法により前記ハウジングの外部で前記ガラス窓の表面上に直接複製されている集積半導体光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の集積半導体光学装置において、前記光学素子は光増幅用の結晶であり、前記集積半導体光学装置は半導体光増幅器であり、前記ハウジングは、入力ガラス窓と、出力ガラス窓とを有し、これら各ガラス窓の上にレンズが複製されている集積半導体光学装置。
【請求項３】
光学素子を、光ビームを通過させるガラス窓を有するハウジングであって、この光学素子を囲むハウジング内に組み込む工程と、
前記ハウジングの外部で前記ガラス窓の表面上に複製法によりレンズを直接複製する工程と
を有する集積半導体光学装置の製造方法であって、前記複製法が、
前記ガラス窓と型との間の隙間を液体で光透過性の重合体材料により充填する工程と、
この重合体材料を硬化させて前記レンズを得る工程と、
前記型を除去する工程と
を有する集積半導体光学装置の製造方法。
【請求項４】
光学素子を、光ビームを通過させるガラス窓を有するハウジングであって、この光学素子を囲むハウジング内に組み込む手段と、
前記ハウジングの外部で前記ガラス窓の表面上に複製法によりレンズを直接複製する手段と
を有する集積半導体光学装置の製造装置であって、前記直接複製する手段が、
前記ガラス窓と型との間の隙間を液体で光透過性の重合体材料により充填する手段と、
この重合体材料を硬化させて前記レンズを得る手段と、
前記型を除去する手段と
を有する集積半導体光学装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子と、この光学素子を囲むハウジングと、このハウジングに設けられ光ビームを通過させるガラス窓とを有する集積半導体光学装置に関するものである。本発明は更に、集積半導体光学装置の製造方法及びこのような装置を製造する対応する装置にも関するものである。
【０００２】
半導体光学増幅器（ＳＯＡ）では、ファイバからの光を、増幅のために増幅器内に結合させる必要がある。この光は続いて、ファイバ内に再び結合させる必要がある。この結合には、通常個別の（すなわち、分離した）標準レンズ又は特製レンズが用いられている。このようなレンズは比較的大きく、整列処理は困難であり多大なの労力を要するものである。
【０００３】
本発明の目的は、集積化でき上述した問題を回避しうる半導体光学装置並びにこのような装置を製造する方法及び装置を提供することにある。
【０００４】
この目的は、上述した光学素子、ハウジング及びガラス窓に加えて、更に、前記ガラス窓と関連するレンズを有する集積半導体光学装置であって、前記レンズは、
前記ガラス窓と型との間の隙間を液体で光透過性の重合体材料により充填する工程と、
この重合体材料を硬化させて前記レンズを得る工程と、
前記型を除去する工程と
を有する複製法により前記ハウジングの外部で前記ガラス窓の表面上に直接複製されているようにした請求項１に規定の集積半導体光学装置により達成される。
【０００５】
このような装置の製造方法は、
光学素子を、光ビームを通過させるガラス窓を有するハウジングであって、この光学素子を囲むハウジング内に組み込む工程と、
前記ハウジングの外部で前記ガラス窓の表面上に上述した複製法によりレンズを直接複製する工程と
を有する。
【０００６】
集積半導体光学装置を製造する対応する装置は、請求項４に規定されている。
【０００７】
本発明は、高性能で回折が制限されたレンズを製造する周知の技術である複製技術を用いる着想に基づくものである。このような複製法は特に米国特許第 4,615,847号明細書に記載されている。この米国特許明細書は参考の為にここに開示したものである。通常ガラスより成る球状基板及び平坦基板の双方が基礎素子として用いられておい、その上に数十ミクロンの範囲の薄肉ポリマー層、すなわち“レプリカ（複製）”が被着されている。価格及び便宜上の為にはしばしば平坦基板が好ましい。
【０００８】
本発明によれば、前記の複製法を用いて、レンズをハウジングの一部であるガラス窓の外側面上に複製する。従って、複製法に対する基板として平坦なガラス窓を用いる。レンズと半導体光学装置とを集積化（一体化）することにより、多大な労力を要する個別のレンズの整列処理がもはや不要となり、装置全体が極めて小型で比較的廉価となる。
【０００９】
好適例では、光学素子を光増幅用の結晶とし、集積半導体光学装置は半導体光増幅器とし、ハウジングが入力ガラス窓と出力ガラス窓とを有し、これらガラス窓の各々の上にレンズを複製する。しかし、本発明は、１つ以上のガラス窓を有するとともに光ビームを入出力結合するための１つ以上のレンズを必要とする他のいかなる半導体光学装置にも適用しうる。このような適用分野には、レーザチップをハウジングの内側に装着した半導体レーザや、電気通信システムや、光ネットワークや、光増幅器や、可同調レーザダイオード送信機や、高出力ポンプレーザがある。
【００１０】
本発明による集積半導体光増幅器の実施例を示す図面につき、以下に本発明を詳細に説明する。
この半導体光増幅器１は、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）又は線形光増幅器（ＬＡＯ）のような増幅用結晶２と、この結晶を囲むハウジング３と、電気接続体４とを有している。ハウジング３は、入力ファイバ８１からの到来光ビーム７１を通して増幅用結晶２に至るようにする入力ガラス窓５１と、増幅された光ビーム７２を通して出力ファイバ８２内に結合させるようにする出力ガラス窓５２とを有する。
【００１１】
入力ファイバ８１と入力ガラス窓５１との間及び出力ガラス窓５２と出力ファイバ８２との間にそれぞれ個別のレンズを用いる代わりに、複製法を用いて関連のガラス窓５１及び５２の外側面上に結合レンズ６１及び６２を直接複製する。従って、ガラス窓５１及び５２の平坦面は、製造中、型を、この型とガラス窓との間に隙間が保たれるように配置する基板として作用させる。この隙間に、ラッカーのような液体で光透過性の重合体材料を充填し、これを硬化させてレンズを得る。最後に、型を除去する。この複製法の詳細及びこの複製法を実施する装置の詳細は米国特許第 4,615,847号明細書に記載されている。この米国特許明細書は参考のために導入したものである。
【００１２】
本発明を用いることにより、光結合素子、すなわちレンズと、半導体光増幅器自体とを集積化（一体化）し、小型で廉価な装置を得ることができる。更に、個別のレンズの整列（アライメント）処理を回避しうる。
【００１３】
本発明は、図示の半導体光増幅器に限定されるものではなく、光ビームを通過させる少なくとも１つのガラス窓をハウジングに具える、レーザダイオードのようないかなる他の光学装置にも適用しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による集積半導体光学装置の一実施例を示す線図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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