半導体レーザモジュール用レンズ固定の検討

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本論文は, 光通信用半導体レーザモジュールに使用するロッドレンズをはんだ固定する構造として, はんだ材の強度評価, レンズを固定する構造の適正化について論じている. まず, Pb-Snはんだを使ってレンズを固定し温度サイクル試験を行ったところ, はんだ接合部がクラックを起こすことがあり, 新たなはんだ材としてAu-Sn, Au-Geはんだの強度試験を実施した. この結果, Au-Sn, Au-GeはPb-Snに比べ24℃で5倍以上の引張り強度があることを示した. 次に, この材料でレンズを固定するとレンズの接合強度は向上できるが, 固定時の熱応力でレンズが破壊を起こす可能性があるため, 有限要素法を使ってレンズを固定するための構造解析を行った. この結果, 金属ホルダ材, 固定する構造等を適切にするとレンズに発生する最大引張り応力を8MPaに抑えられ, レンズの破壊強度以下になることを明らかにした. 更に, 解析結果をもとにホルダ付きレンズを試作し温度サイクル試験した結果, レンズ, はんだ接合部に異常はなく, モジュールを試作し評価した結果でも規定内の光出力となり, 安定していることがわかった. 以上の検討から, Au-Snはんだを使ったレンズの固定が適していることを明らかにした.
社団法人電子情報通信学会の論文
1997-01-25

半導体レーザモジュール用レンズ固定の検討

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