光學(xué)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不在基板上設(shè)置槽等即可在光波導(dǎo)和基板之間形成縫隙，即使為進(jìn)行溫度調(diào)整而受熱源加熱，也不會對光學(xué)元件施加壓力的光學(xué)設(shè)備。所述光學(xué)設(shè)備具有：基板；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有在與所述基板面對面的面上形成的光波導(dǎo)；接合部，所述接合部以位于隔著所述光波導(dǎo)的位置的方式形成在所述基板上；熱源，為加熱所述光波導(dǎo)，所述熱源形成在所述光學(xué)元件或者所述基板的至少一個上；以及由金屬材料構(gòu)成的微凸塊結(jié)構(gòu)，通過微凸塊結(jié)構(gòu)使接合部和光學(xué)元件接合，以使光波導(dǎo)和基板之間形成縫隙。
【專利說明】光學(xué)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將形成光波導(dǎo)的光學(xué)元件接合于基板的光學(xué)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]短波長激光光源在激光投影儀和高密度光存儲器等領(lǐng)域被進(jìn)行廣泛的產(chǎn)品化。短波長激光光源通過將作為光學(xué)設(shè)備的激光元件激發(fā)的基波的紅外光轉(zhuǎn)換成二次諧波的波長轉(zhuǎn)換元件，輸出藍(lán)色或綠色等的激光。波長轉(zhuǎn)換元件雖使用LN (鈮酸鋰:LiNb03)以及LT(鉭酸鋰:LiTa03)等的晶體材料，但高次諧波的轉(zhuǎn)換效率具有溫度依賴性，具有根據(jù)環(huán)境溫度的變動轉(zhuǎn)換效率大幅變化的特性。
[0003]圖26 (a)是表示對于波長轉(zhuǎn)換元件的環(huán)境溫度(T)的高次諧波輸出(HFO)的變化的一個實例的圖表。從圖26 (a)示出的圖表可知，波長轉(zhuǎn)換元件在環(huán)境溫度低的區(qū)域輸出下降，又，在環(huán)境溫度高的區(qū)域輸出也下降。由于波長轉(zhuǎn)換元件輸出的高次諧波相對于溫度大幅變化，因此，為了實現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)換并得到穩(wěn)定的高次諧波的激光，用于修正波長轉(zhuǎn)換元件的溫度特性的溫度特性修正單元是不可缺少的。已知有為了將波長轉(zhuǎn)換元件調(diào)整到規(guī)定的溫度，而在波長轉(zhuǎn)換元件上搭載了熱源的激光光源(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]圖26 (b)是表示專利文獻(xiàn)I揭示的短波長激光光源的圖。如圖26 (b)所示，短波長激光光源在硅基板401上具有0.8 μ m波段的半導(dǎo)體激光器410以及波長轉(zhuǎn)換元件420。從半導(dǎo)體激光器410的活性層411輸出基波412，向波長轉(zhuǎn)換元件420的光波導(dǎo)121入射，輸出二次諧波即藍(lán)色激光430。在硅基板401與波長轉(zhuǎn)換元件420相接的面的一部分上通過蝕刻形成槽402。
[0005]在波長轉(zhuǎn)換元件420的下部，即，光波導(dǎo)421的附近，形成由Ti膜構(gòu)成的薄膜熱源422。通過向該薄膜熱源422通電，波長轉(zhuǎn)換元件420的溫度可保持在規(guī)定的溫度。又，薄膜熱源422由于硅基板401的槽402而不與硅基板401接觸，因此成為薄膜熱源422的熱量難以傳遞到硅基板401的結(jié)構(gòu)。
[0006]又，對于輸出特性具有溫度依賴性的半導(dǎo)體激光元件，已知有為了控制耗費的電力，而在光波導(dǎo)的附近設(shè)置帶狀的熱源的結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開平6-338650號公報(第5頁，圖5)
[0010]專利文獻(xiàn)2:特開2000-244048號公報(第3頁，圖1以及圖2)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]專利文獻(xiàn)I記載的結(jié)構(gòu)中，為了對光波導(dǎo)421和硅基板401進(jìn)行隔熱，在硅基板401上通過蝕刻等形成槽402。因此，需要在硅基板401上進(jìn)行蝕刻加工的工序，制造工序是復(fù)雜的。
[0012]為了對波長轉(zhuǎn)換元件420進(jìn)行溫度調(diào)整，若反復(fù)向薄膜熱源422通電，位于硅基板401的槽402的內(nèi)部的空氣層403有時被加熱，有時被冷卻。由此，空氣層403反復(fù)膨脹和收縮，由于空氣層403中沒有從硅基板401向外部的流通路徑，空氣層403中反復(fù)發(fā)生壓力變化。
[0013]其結(jié)果，根據(jù)空氣層403的壓力變化，向波長轉(zhuǎn)換元件420施加壓力，波長轉(zhuǎn)換元件420產(chǎn)生變形，導(dǎo)致波長轉(zhuǎn)換特性劣化，以及由于波長轉(zhuǎn)換元件420與半導(dǎo)體激光器410的校準(zhǔn)偏差導(dǎo)致的激光430的輸出下降等的發(fā)生。特別地，若反復(fù)持續(xù)地向波長轉(zhuǎn)換元件施加壓力，由于隨著動作時間流逝，變形或校準(zhǔn)的偏差量增大從而激光的輸出隨時而變，因而產(chǎn)生極大的可靠性的問題。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種為解決上述問題的光學(xué)設(shè)備。
[0015]又，本發(fā)明的目的在于提供一種不在基板上設(shè)置槽等即可在光波導(dǎo)和基板之間形成縫隙，即使由于溫度調(diào)整而受到熱源加熱也不對光學(xué)元件施加壓力的光學(xué)設(shè)備。
[0016]進(jìn)一步地，本發(fā)明的目的在于提供一種防止向光波導(dǎo)附著垃圾，具有優(yōu)異可靠性的光學(xué)設(shè)備。
[0017]進(jìn)一步地，本發(fā)明的目的在于提供一種可有效地進(jìn)行光波導(dǎo)的一部分的溫度控制的光學(xué)設(shè)備。
[0018]一種光學(xué)設(shè)備，其具有:基板；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有與基板面對面的面上形成的光波導(dǎo)；接合部，所述接合部以位于隔著光波導(dǎo)的位置的方式形成在所述基板上；熱源，為了加熱光波導(dǎo)，所述熱源形成在光學(xué)元件或者基板的至少一個上；以及由金屬材料構(gòu)成的微凸塊結(jié)構(gòu)，通過微凸塊結(jié)構(gòu)使接合部和光學(xué)元件接合，以使光波導(dǎo)和基板之間形成縫隙。
[0019]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中，微凸塊結(jié)構(gòu)相對于光波導(dǎo)和基板之間形成的縫隙，優(yōu)選具有可進(jìn)出空氣的縫隙。
[0020]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中，熱源優(yōu)選形成在光學(xué)元件的與基板相對的面上。
[0021]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中優(yōu)選，微凸塊結(jié)構(gòu)由Au構(gòu)成并形成在接合部上，光學(xué)元件具有用于與微凸塊結(jié)構(gòu)接合的Au膜。
[0022]進(jìn)一步地,光學(xué)設(shè)備中，微凸塊結(jié)構(gòu)優(yōu)選以5?30 μ m的間隔形成高度I?5 μ m、直徑2?10 μ m的圓柱狀的突起。
[0023]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中，熱源優(yōu)選由ITO膜或者InTiO膜構(gòu)成。
[0024]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中，熱源優(yōu)選沿光波導(dǎo)的長度方向形成為帶狀，為了對熱源施加電壓，光學(xué)設(shè)備還具有在熱源的長度方向上以規(guī)定的間隔設(shè)置的引出部。
[0025]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中，引出部優(yōu)選是具有形成為隨著遠(yuǎn)離熱源而變粗的連接部。
[0026]進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備中，優(yōu)選是還具有電壓施加單元，其用于對引出部施加脈寬調(diào)制式的電壓。
[0027]光學(xué)設(shè)備中，通過由金屬材料構(gòu)成的微凸塊結(jié)構(gòu)將光學(xué)元件接合到基板上。由此，即使在以形成光波導(dǎo)的面與基板面對面的狀態(tài)(朝下)接合光學(xué)元件和基板的情況下，也可通過微凸塊結(jié)構(gòu)確保在光學(xué)元件形成的光波導(dǎo)和基板之間的縫隙，因此沒有必要在基板側(cè)設(shè)置槽，可使基板的制造工序簡化。
[0028]光學(xué)設(shè)備中，通過具有位于隔著光波導(dǎo)的位置的微凸塊結(jié)構(gòu)的接合部，接合光學(xué)元件和基板。因此，通過微凸塊內(nèi)部的縫隙，可確保光波導(dǎo)周圍的空氣層的流通路徑，因此抑制由于熱源的加熱導(dǎo)致空氣層的壓力變化，可防止對光學(xué)元件施加壓力。由此，防止由于空氣層的壓力變化導(dǎo)致的光學(xué)元件的變形的產(chǎn)生，可消除波長轉(zhuǎn)換特性的劣化或由于光學(xué)元件的校準(zhǔn)偏差導(dǎo)致的輸出下降等的問題。
[0029]光學(xué)設(shè)備中，由于微凸塊結(jié)構(gòu)是形成多個極其薄而窄的平面的縫隙的結(jié)構(gòu)，因此即使空氣在該縫隙流通，塵?；虍愇锏鹊睦膊荒芡ㄟ^微凸塊，從而能防止在光波導(dǎo)周圍附著垃圾。由此，可提供防止由于垃圾附著等影響造成的光學(xué)元件的特性變動，而具有長時間穩(wěn)定的特性的、優(yōu)異的可靠性的光學(xué)設(shè)備。
[0030]光學(xué)設(shè)備在通過ITO膜或者InTiO膜構(gòu)成進(jìn)行光學(xué)元件的溫度調(diào)整的熱源的情況下，由于ITO膜或者InTiO膜是透明的，即使貼近光學(xué)元件的光波導(dǎo)配置，也不能對光波導(dǎo)的特性造成不好的影響，而可高效率且高精度地修正光學(xué)元件的溫度特性。
[0031]光學(xué)設(shè)備為了對于沿著光波導(dǎo)的長度方向形成為帶狀的熱源施加電壓，可具有以規(guī)定的間隔至少設(shè)置3個引出部。該情況下，熱源被分割為規(guī)定的電阻R的區(qū)域，并在各電阻R的兩端連接引出部，由施加在各端子引出部的電壓，控制由流經(jīng)被分割的熱源的各電阻R的電流產(chǎn)生的焦耳熱，從而能夠通過熱源進(jìn)行波導(dǎo)的一部分的溫度控制。
[0032]光學(xué)設(shè)備中，可構(gòu)成為通過將流向熱源的電流作為脈寬調(diào)制控制，將相位偏移了的的矩形波施加在各控制電壓端子。該情況下，與模擬(峰值)控制相比，通過使用簡單的數(shù)字電路進(jìn)行數(shù)字控制，可容易地實現(xiàn)精密的溫度控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是表示光學(xué)設(shè)備I的整體構(gòu)成的概略圖。
[0034]圖2是圖1所示的光學(xué)設(shè)備I的AA'剖面圖。
[0035]圖3是圖1所示的光學(xué)設(shè)備I的俯視圖。
[0036]圖4(a)是說明通過微凸塊接合硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的示意性的立體圖。
[0037]圖4(b)是說明通過微凸塊接合硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的示意性的側(cè)視圖。
[0038]圖5是用于說明利用微凸塊進(jìn)行高度方向的校準(zhǔn)調(diào)整的圖。
[0039]圖6是用于對光波導(dǎo)附近的空氣流通進(jìn)行說明的光學(xué)設(shè)備I的示意性的放大俯視圖。
[0040]圖7 Ca)是表示具有鋸齒形的排列的微凸塊30a、30b的實例的圖。
[0041]圖7 (b)是表不具有隨機(jī)狀的排列的微凸塊30a、30b的實例的圖。
[0042]圖8是其他的光學(xué)設(shè)備100的剖面圖。
[0043]圖9是放大光學(xué)設(shè)備100的波長轉(zhuǎn)換元件20的一部分的俯視圖。
[0044]圖10是又一其他的光學(xué)設(shè)備110的剖面圖。
[0045]圖11是示意性地表示圖10示出的光學(xué)設(shè)備110的硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的俯視圖。
[0046]圖12是表不又一其他的光學(xué)設(shè)備200的整體構(gòu)成的概略圖。
[0047]圖13是光學(xué)設(shè)備200的俯視圖。
[0048]圖14是圖13的D-D’剖面圖。
[0049]圖15是波長轉(zhuǎn)換元件201的俯視圖。
[0050]圖16是熱源和引出部的連接部的放大圖。[0051]圖17是硅基板207的俯視圖。
[0052]圖18 (a)是說明通過微凸塊330接合硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201的立體圖。
[0053]圖18 (b)是說明通過微凸塊330接合硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201的側(cè)視圖。
[0054]圖19是表示光學(xué)設(shè)備209的一部分的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0055]圖20是表示對各端子Ta、Tb施加電壓的實例的說明圖。
[0056]圖21 Ca)是表示施加在端子Ta的電壓和施加在端子Tb的電壓沒有相位差的情況下的控制例的圖。
[0057]圖21 (b)是表示施加在端子Ta的電壓和施加在端子Tb的電壓有相位差的情況(O的圖。
[0058]圖21 (C)是表示施加在端子Ta的電壓和施加在端子Tb的電壓有相位差的情況
(2)的圖。
[0059]圖22是又一其他的光學(xué)設(shè)備300上的波長轉(zhuǎn)換元件301的俯視圖。
[0060]圖23是圖22示出的波長轉(zhuǎn)換元件301的剖面圖。
[0061]圖24是表示圖23示出的波長轉(zhuǎn)換元件301的變形例的圖。
[0062]圖25 Ca)是用于說明熱源施加電壓的檢測方式的圖。
[0063]圖25 (b)是用于說明熱源施加電壓的其他的檢測方式的圖。
[0064]圖26 (a)是表示對于波長轉(zhuǎn)換元件的環(huán)境溫度(T)的高次諧波輸出(HFO)的變化的一個實例的圖表。
[0065]圖26 (b)是表示專利文獻(xiàn)I揭示的短波長激光光源的圖。
【具體實施方式】
[0066]參照以下附圖，以搭載將入射光轉(zhuǎn)換為二次諧波的波長轉(zhuǎn)換元件的光學(xué)設(shè)備作為實例對光學(xué)設(shè)備進(jìn)行說明。然而，請注意本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于附圖及以下記載的實施方式。
[0067]圖1是表示光學(xué)設(shè)備I的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0068]如圖1所示，光學(xué)設(shè)備I包括:板狀的硅基板10，作為接合在硅基板10上的光學(xué)元件的波長轉(zhuǎn)換元件20，接合在硅基板10上、出射激光的半導(dǎo)體激光器3，以及接合在硅基板10上、固定光纖5的輔助基板4等。光學(xué)設(shè)備I搭載作為光學(xué)元件的脊型波長轉(zhuǎn)換元件，并且作為溫度特性修正單元對波長轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行溫度調(diào)整的熱源由覆蓋波長轉(zhuǎn)換元件的下表面的整體的ITO膜構(gòu)成。
[0069]半導(dǎo)體激光器3若通過來自硅基板10的未圖示的單元受到驅(qū)動電壓的供給，將出射紅外光的基波(未圖示)。波長轉(zhuǎn)換元件20從光波導(dǎo)22 (用虛線示出)的入射口 22a接收來自半導(dǎo)體激光器3的紅外光，在光波導(dǎo)22的內(nèi)部轉(zhuǎn)換為高次諧波，從光波導(dǎo)22的出射口22b出射綠色或藍(lán)色的激光LI，并向光纖5出射。向光纖5入射的激光LI通過光纖5被傳送至未圖示的外部的光學(xué)系統(tǒng)。
[0070]例如，作為一個實例，半導(dǎo)體激光器3激發(fā)波長1064nm的紅外光，波長轉(zhuǎn)換元件20將其轉(zhuǎn)換成波長532nm的綠色激光。作為其他的實例，半導(dǎo)體激光器3激發(fā)860nm的紅外光，波長轉(zhuǎn)換元件20將其轉(zhuǎn)換成波長430nm的藍(lán)色激光。上述的實例中，光學(xué)設(shè)備I可利用將激光作為光源的小型投影儀等的光源裝置。另外，圖1示出的光學(xué)設(shè)備I的外觀圖對于后敘的其他的光學(xué)設(shè)備100以及110也正合適。
[0071]圖2是圖1所示的光學(xué)設(shè)備I的AA'剖面圖。
[0072]光學(xué)設(shè)備I的波長轉(zhuǎn)換元件20是主要成分為鈮酸鋰(LiNb03)的SHG晶體的脊型結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件。在波長轉(zhuǎn)換元件20的下部，沿波長轉(zhuǎn)換元件20的長度方向形成兩個凹部21a、21b，在該凹部21a、21b之間的凸部21c形成光波導(dǎo)22。在波長轉(zhuǎn)換元件20的下部的大致中心位置，沿長度方向，與硅基板10面對面的面上形成光波導(dǎo)22。
[0073]如前所述，光波導(dǎo)22具有接收來自半導(dǎo)體激光器3 (參照圖1)的基波并轉(zhuǎn)換為高次諧波出射的功能。波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的整體由薄的氧化銦膜25 (以下，略稱為ITO膜25)覆蓋。ITO膜25配設(shè)在包括凹部21a、21b和凸部21c的表面的下表面整體的與硅基板10面對面的面上。ITO膜25作為波長轉(zhuǎn)換元件20的溫度特性修正單元，具有作為加熱光波導(dǎo)22的熱源的功能。
[0074]位于波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的附圖上的左右的平面部20a、20b上，形成有Au膜23a、23b。Au膜23a、23b在形成于平面部20a、20b的ITO膜25的表面層壓而形成。
[0075]在與硅基板10的上表面的波長轉(zhuǎn)換元件20的平面部20a、20b相對且隔著光波導(dǎo)22的位置上，分別形成有作為第一以及第二的接合部、具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性、由具有規(guī)定的厚度的Au構(gòu)成的微凸塊30a、30b。
[0076]通過對硅基板10上的微凸塊30a、30b與波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的Au膜23a、23b進(jìn)行對位并施壓，對硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行常溫激活接合。波長轉(zhuǎn)換元件20以光波導(dǎo)22與硅基板10面對面的狀態(tài)(朝下)，且以光波導(dǎo)22貼近硅基板10的狀態(tài)，搭載在硅基板10上。由于微凸塊30a、30b由具有優(yōu)異導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性的Au構(gòu)成，通過微凸塊30a、30b，在機(jī)械方面、電方面、熱方面可靠地結(jié)合波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10。
[0077]在波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10之間存在由空氣層構(gòu)成的縫隙26。通過縫隙26，位于波長轉(zhuǎn)換元件20的下部的光波導(dǎo)22不會與硅基板10接觸。又，通過縫隙26，以空氣層覆蓋光波導(dǎo)22周圍的左右以及下表面這三個面。由于存在縫隙26，光波導(dǎo)22的周圍的左右以及下表面這三個面為空氣層，利用該空氣層和光波導(dǎo)22的折射率差可將光限制在光波導(dǎo)22中。
[0078]光波導(dǎo)22的左右以及下表面這三個面被ITO膜25覆蓋，但由于ITO膜25薄而透明，ITO膜25幾乎不會影響光波導(dǎo)22的特性。
[0079]在波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10之間可形成縫隙26的理由是因為波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10通過具有規(guī)定厚度的微凸塊30a、30b接合。S卩，波長轉(zhuǎn)換元件20相對于硅基板10隔開微凸塊30a、30b的厚度量的距離而接合。具有規(guī)定厚度的微凸塊30a、30b在機(jī)械方面，電方面，熱方面結(jié)合波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10，且還具有確保用于在光波導(dǎo)22的周圍形成空氣層的縫隙26的功能。
[0080]通過由硅基板10未圖示的單元，經(jīng)由微凸塊30a、30b向ITO膜25供給規(guī)定的電流時，ITO膜25由于具有規(guī)定的電阻而發(fā)熱。因此，可對以ITO膜25覆蓋的光波導(dǎo)22進(jìn)行高效率地加熱。ITO膜25由于是覆蓋波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的整體的整面圖案，可均勻地加熱光波導(dǎo)22的整體，即使環(huán)境溫度變化，也能使來自波長轉(zhuǎn)換元件20的激光的輸出穩(wěn)定。
[0081]光波導(dǎo)22可貼近ITO膜25的理由是由于ITO膜25是透明的。S卩，在半導(dǎo)體激光器3與波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行調(diào)心時等，即使激光射中作為熱源的ITO膜25，也不會由于激光使ITO膜25加熱并燃燒。因此，可與光波導(dǎo)22相接構(gòu)成作為熱源的ITO膜25，可高效地加熱光波導(dǎo)22并進(jìn)行溫度調(diào)整。
[0082]如圖2所示，光學(xué)設(shè)備I中，采用隔著波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22、左右對等地形成微凸塊30a、30b，不在光波導(dǎo)22的正下方或附近配置微凸塊的結(jié)構(gòu)。對此，有以下示出的
三個理由。
[0083]第一個理由:波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22利用與周圍的區(qū)域(空氣層)的折射率差將光限制在內(nèi)部。然而，若微凸塊等金屬與光波導(dǎo)22直接接觸，則光波導(dǎo)22與周圍的折射率差發(fā)生變化而不能按設(shè)計限制光，光波導(dǎo)22的性能下降。
[0084]第二個理由:通過Au的微凸塊對硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行常溫激活接合的情況下，需要向硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20施加大的壓力(作為一個實例5?IOkgf/mm2)。然而,若光波導(dǎo)22的正下方有微凸塊,則施壓時通過微凸塊向光波導(dǎo)22施加壓力，光波導(dǎo)22的晶體變形，光波導(dǎo)22的波長轉(zhuǎn)換效率下降。
[0085]第三個理由:從半導(dǎo)體激光器3出射的紅外光中，不與光波導(dǎo)22結(jié)合的光射中光波導(dǎo)22的正下方或附近的微凸塊的話，微凸塊產(chǎn)生熱量。該熱量若傳導(dǎo)至光波導(dǎo)22，對光波導(dǎo)22的溫度分布造成影響，成為波長轉(zhuǎn)換元件20的轉(zhuǎn)換效率下降的原因。這樣，若在波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22的正下方或附近形成金屬的微凸塊，由于多個關(guān)鍵原因?qū)獠▽?dǎo)22造成不好的影響，波長轉(zhuǎn)換元件20的性能下降。
[0086]光學(xué)設(shè)備I中，根據(jù)上述的3個理由，不在光波導(dǎo)22的正下方或附近配置微凸塊，在光波導(dǎo)22的正下方以外的區(qū)域形成微凸塊30a、30b。因此，光學(xué)設(shè)備I中，由于微凸塊不直接接觸光波導(dǎo)22，因此，光波導(dǎo)22與周圍的折射率差不會變化，可按設(shè)計限制光，因此不會出現(xiàn)光波導(dǎo)22的性能下降。
[0087]又，即使為了對硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行常溫激活接合，而施加大的壓力，由于在光波導(dǎo)22的正下方?jīng)]有微凸塊，對光波導(dǎo)22不施加壓力，因此不會出現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換效率下降的危險。進(jìn)一步地，微凸塊不形成于光波導(dǎo)22的正下方或附近而遠(yuǎn)離光波導(dǎo)
22。因此，從半導(dǎo)體激光器3出射的紅外光中，即使有不與光波導(dǎo)22結(jié)合的激光，激光也不會射中微凸塊，不會對波長轉(zhuǎn)換元件20產(chǎn)生不好的影響。
[0088]圖3是表示圖1示出的光學(xué)設(shè)備I的俯視圖。
[0089]圖3中，為使結(jié)構(gòu)易懂，透過波長轉(zhuǎn)換元件20表示。波長轉(zhuǎn)換元件20的大致中心的長度方向上，配置有細(xì)長的光波導(dǎo)22，隔著該光波導(dǎo)22，第一的接合部即微凸塊30a和第二的接合部即微凸塊30b在波長轉(zhuǎn)換元件20的長度方向上并列配設(shè)。該微凸塊30a、30b，作為一個實例各凸塊的直徑是4 μ m、高度是2.5 μ m左右，以10 μ m或者25 μ m間隔形成，配置在光波導(dǎo)22的左右對稱的位置上。另外，凸塊的直徑優(yōu)選是2?10 μ m，凸塊的高度優(yōu)選是I?5 μ m，凸塊的間距優(yōu)選是5?30 μ m。
[0090]如圖所示，由于通過該結(jié)構(gòu)，波長轉(zhuǎn)換元件20與硅基板10接觸的面的大部分通過兩個接合部即微凸塊30a、30b接合，可可靠地結(jié)合波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10。
[0091]如圖所示，由微凸塊結(jié)構(gòu)形成的光波導(dǎo)22的周圍的左右以及下表面的縫隙26，形成為覆蓋光波導(dǎo)22的長度方向的全部區(qū)域(光波導(dǎo)22的下表面的縫隙26參照圖1)。由此，通過光波導(dǎo)22與由縫隙26產(chǎn)生的空氣層的折射率差，可在光波導(dǎo)22的長度方向的全部區(qū)域內(nèi)限制光，接收來自半導(dǎo)體激光器3的紅外光，在光波導(dǎo)22的內(nèi)部進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，并從出射口 22b向光纖5出射激光LI。
[0092]圖4是用于說明微凸塊接合方法的圖。圖4 (a)是說明由微凸塊接合硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的示意性地立體圖。圖4 (b)是說明由微凸塊接合硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的示意性地側(cè)視圖。
[0093]如圖4 (a)和圖4 (b)所示，在硅基板10的上表面上，在Au膜上形成有多個由Au構(gòu)成的圓柱狀的微凸塊30。另一方面，波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面、即、與硅基板10接合的面上，形成有Au膜23。接下來，對微凸塊30的表面以及Au膜23的表面進(jìn)行激發(fā)處理。接下來，若在娃基板10上承載波長轉(zhuǎn)換兀件20并加壓,則微凸塊30 —邊根據(jù)載荷在厚度方向有微小的變形，一邊常溫下接合硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20 (常溫激發(fā)接合)。另外，常溫激發(fā)接合是由于Au處于激發(fā)態(tài)。
[0094]由Au的微凸塊進(jìn)行的接合由于沒有必要加熱，可使制造工序簡略化。又，不必?fù)?dān)心由于加熱使硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20產(chǎn)生位置偏差，可高精度地保持硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的位置關(guān)系并使之接合。進(jìn)一步地，由于Au的微凸塊30具有320W/ Cm -K)左右的熱傳導(dǎo)率，非常容易傳導(dǎo)熱，因此可高效率地向硅基板10傳導(dǎo)來自波長轉(zhuǎn)換元件20的熱。因此，硅基板10可實現(xiàn)作為波長轉(zhuǎn)換元件20的散熱器的功能。
[0095]由于微凸塊30的各凸塊保持規(guī)定的間隔地形成，因此在每個凸塊之間，形成具有空氣層的縫隙26m。微凸塊30的內(nèi)部的縫隙26m如后述承擔(dān)重要的作用。又，通過微凸塊結(jié)構(gòu)確保在形成于波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22與硅基板10之間的縫隙26 (參照圖2)，因此在硅基板10側(cè)設(shè)置用于確?？p隙的槽的加工是沒有必要的，可使硅基板10的制造工序簡略化。
[0096]圖5是用于說明利用微凸塊進(jìn)行高度方向的校準(zhǔn)調(diào)整的圖。圖5為從側(cè)面觀察圖1表示的光學(xué)設(shè)備I的示意性地側(cè)視圖。
[0097]在硅基板10的上表面，形成有用于接合波長轉(zhuǎn)換元件20的微凸塊30，形成有用于接合半導(dǎo)體激光器3的微凸塊33，形成有用于接合輔助基板4的微凸塊34。另外，微凸塊30,33以及34也具有相同的形態(tài)。
[0098]若對搭載部件的安裝例進(jìn)行說明，首先，在硅基板10的表面形成微凸塊30、33、34。接下來，通過未圖示的單元，一邊進(jìn)行半導(dǎo)體激光器3的平面方向的定位，一邊對半導(dǎo)體激光器3施加規(guī)定的載荷Kl，微凸塊33根據(jù)載荷Kl各凸塊的厚度變形，接合半導(dǎo)體激光器3和硅基板10。
[0099]接下來，驅(qū)動接合的半導(dǎo)體激光器3出射紅外光(未圖示)，一邊以該狀態(tài)進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件20的平面方向的定位，一邊向波長轉(zhuǎn)換元件20慢慢施加規(guī)定的負(fù)荷K2，邊使微凸塊30的厚度變形邊接合硅基板10。此時，向波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22入射來自半導(dǎo)體激光器3的紅外光，并用未圖示的檢測器檢測來自光波導(dǎo)22的出射光，施加載荷直到出射光變?yōu)樽畲蟮奈恢?，由此來進(jìn)行半導(dǎo)體激光器3和波長轉(zhuǎn)換元件20之間的調(diào)心。
[0100]相同地，在驅(qū)動半導(dǎo)體激光器3的狀態(tài)下，一邊對安裝了光纖5的輔助基板4進(jìn)行平面方向的定位，一邊在輔助基板4上慢慢施加規(guī)定的負(fù)荷K3，邊使微凸塊34的厚度變形邊接合硅基板10。此時，來自波長轉(zhuǎn)換元件20的出射光向固定在輔助基板4上的光纖5入射，并由未圖示的檢測器檢測來自光纖5的出射光，施加載荷直到出射光變?yōu)樽畲蟮奈恢茫瑥亩M(jìn)行對波長轉(zhuǎn)換元件20和光纖5之間的調(diào)心。
[0101]這樣，分別對搭載在硅基板10的半導(dǎo)體激光器3、波長轉(zhuǎn)換元件20、固定在輔助基板4上的光纖5進(jìn)行調(diào)心，可實現(xiàn)高精度地光結(jié)合的光學(xué)設(shè)備。應(yīng)用激光的光學(xué)設(shè)備中，組件間的調(diào)心是極其重要的。光學(xué)設(shè)備I中，由于通過調(diào)整接合搭載部件時的載荷而改變微凸塊的厚度，可高精度地進(jìn)行搭載部件的高度方向的校準(zhǔn)調(diào)整，可容易地實現(xiàn)組件之間的聞精度的調(diào)心。
[0102]可是，安裝搭載部件后，不知為何，若對波長轉(zhuǎn)換元件20等施加壓力，則產(chǎn)生校準(zhǔn)偏差，具有出現(xiàn)組件之間的光結(jié)合的偏差的可能性。然而，光學(xué)設(shè)備I中，由于能防止對波長轉(zhuǎn)換元件20等施加壓力，具有高可靠性。
[0103]圖6是用于對光波導(dǎo)附近的空氣流通進(jìn)行說明的光學(xué)裝置I的示意性的放大俯視圖。另外，圖6中，為使結(jié)構(gòu)容易理解而透過波長轉(zhuǎn)換元件20表示，并省略波長轉(zhuǎn)換元件20以外的部件。
[0104]圖6中，在波長轉(zhuǎn)換元件20的大致中心位置配設(shè)光波導(dǎo)22，在光波導(dǎo)22的附圖上的左右形成有微凸塊30a、30b，波長轉(zhuǎn)換元件20通過微凸塊30a、30b與硅基板10接合。微凸塊30a、30b的各凸塊采用縱橫呈格子狀的排列。另外，為使排列容易理解，減少記載圖6示出的微凸塊30a、30b的各凸塊的數(shù)量，實際上由更多個凸塊構(gòu)成。
[0105]在光波導(dǎo)22的周圍形成有縫隙26，縫隙26中存在空氣層27。在微凸塊30a、30b上通過凸塊的排列形成多個非常薄的平面的縫隙26m，該微凸塊30a、30b的內(nèi)部的縫隙26m也存在空氣層27。另外，如前所述，在波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面整體形成有ITO膜25，圖6中省略。
[0106]如果通過微凸塊30a、30b向作為熱源發(fā)揮作用的ITO膜25 (參照圖2)通電，則ITO膜25發(fā)熱，加熱光波導(dǎo)22及其周圍部，通過加熱光波導(dǎo)22的周圍部存在的空氣層27膨脹。由于空氣層27的膨脹，空氣層27的壓力要上升。然而，如箭頭BI所示，空氣層27向左右方向通過微凸塊30a、30b的內(nèi)部的多個縫隙26m，向波長轉(zhuǎn)換元件20的外部擴(kuò)散，空氣層27的壓力大致保持一定。
[0107]若由ITO膜25加熱到達(dá)規(guī)定的溫度，則以未圖示的控制單元停止向ITO膜25供給電流。此時，被加熱了的光波導(dǎo)22及其周圍部的熱量，通過微凸塊30a、30b，向作為散熱器發(fā)揮作用的硅基板10傳導(dǎo)，光波導(dǎo)22及其周圍部的溫度在相對較短的時間內(nèi)下降。
[0108]若光波導(dǎo)22及其周圍部的溫度下降，則由于加熱膨脹了的空氣層27收縮，因此空氣層27的壓力要下降。然而，空氣從微凸塊30a、30b的多個縫隙26m，向箭頭BI的相反方向從外部流入，因此空氣層27的壓力大致保持一定。
[0109]這樣，通過光波導(dǎo)22及其周圍部的溫度變化，即使空氣層27反復(fù)膨脹和收縮，由于在空氣層27存在由微凸塊30a、30b的縫隙26m產(chǎn)生的流通途徑(箭頭BI)，空氣層27的壓力大致保持一定。因此，能防止對波長轉(zhuǎn)換元件20施加壓力。該結(jié)果，防止由空氣層27的壓力變化導(dǎo)致的波長轉(zhuǎn)換元件20的變形的產(chǎn)生，消除波長轉(zhuǎn)換特性的變動或由波長轉(zhuǎn)換元件20的校準(zhǔn)偏差導(dǎo)致的出射光的變動等的問題，可實現(xiàn)具有優(yōu)異可靠性的光學(xué)設(shè)備。
[0110]由ITO膜25進(jìn)行的加熱停止后，空氣層27收縮，在箭頭B的相反方向產(chǎn)生空氣流動的情況下，若在波長轉(zhuǎn)換元件20的外側(cè)存在灰塵或異物等的垃圾，則具有隨著空氣的流動垃圾侵入光波導(dǎo)22的附近的間隙26的危險。若縫隙26侵入垃圾等，則在光波導(dǎo)22的周圍附著垃圾，周圍部的折射率變化，成為波長轉(zhuǎn)換元件20的波長轉(zhuǎn)換特性惡化的原因。
[0111]如前所述，微凸塊30a、30b由于以非常薄的厚度及窄的間隔的凸塊構(gòu)成，即使平面地形成有多個微凸塊內(nèi)部的縫隙26m，其高度也是薄的，寬度也是窄的。因此，不能侵入由于微凸塊30a、30b的縫隙26m而產(chǎn)生問題那樣大小的垃圾。由此，可提供防止由于光波導(dǎo)22周圍的垃圾附著等的影響造成的波長轉(zhuǎn)換元件的特性變動、具有長時間穩(wěn)定的特性的優(yōu)異可靠性的光學(xué)設(shè)備。
[0112]光學(xué)設(shè)備I中，為保持規(guī)定的溫度，邊測定溫度邊進(jìn)行對流向作為熱源的ITO膜25的電流進(jìn)行ON、OFF的溫度控制。由于流向ITO膜25的電流的0N，光波導(dǎo)22及其周圍部被加熱，又，由于電流的0FF，光波導(dǎo)22及其周圍部通過作為散熱器的硅基板10的作用被冷卻。其結(jié)果，由于光波導(dǎo)22及其周圍部的溫度保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，可實現(xiàn)高輸出且輸出穩(wěn)定的激光的光學(xué)設(shè)備。
[0113]如圖6所示的微凸塊30a、30b的排列是凸塊呈縱橫格子狀排行，但凸塊的排列并不限定于此。
[0114]圖7是用于對由微凸塊的其他的排列造成的空氣流通進(jìn)行說明的圖。圖7 (a)是表示具有鋸齒形的排列的微凸塊30a、30b的實例的圖。圖7 (b)是表示具有隨機(jī)狀的排列的微凸塊30a、30b的實例的圖。
[0115]圖7 (a)中，光波導(dǎo)22周圍的縫隙26的空氣層27通過使向ITO膜25的電流0N、OFF而反復(fù)膨脹和收縮，但如箭頭B2所示的那樣，空氣層27通過鋸齒形排列的微凸塊30a、30b的多個縫隙26m。因此，通過空氣層27反復(fù)向外部的擴(kuò)散以及從外部的吸收，使縫隙26的空氣層27的壓力大致保持一定。另外，吸收的情況下的空氣的流動與箭頭B2的方向相反。
[0116]圖7(b)中，光波導(dǎo)22周圍的縫隙26的空氣層27，通過使向ITO膜25的電流0N、OFF而反復(fù)膨脹和收縮，但空氣層27在隨機(jī)狀排列的微凸塊30a、30b的多個縫隙26m如箭頭B3所示通過。因此，空氣層27反復(fù)向外部的擴(kuò)散以及從外部的吸收，從而縫隙26的空氣層27的壓力大致保持一定。另外，吸收的情況下的空氣的流動與箭頭B3的方向相反。
[0117]微凸塊30a、30b的排列中，微凸塊具有規(guī)定的厚度以及規(guī)定范圍的間隔，無論是格子狀、鋸齒狀，還是隨機(jī)狀，凸塊的縫隙26m成為空氣層27的流通路徑，可防止對光波導(dǎo)22施加壓力。又，通過微凸塊具有格子狀、鋸齒狀、隨機(jī)狀等的排列，從而凸塊間的縫隙是極窄且薄，因此能防止來自外部的垃圾等的侵入。
[0118]如上所述，光學(xué)設(shè)備I中，由覆蓋波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的整體的ITO膜25構(gòu)成進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件20的溫度調(diào)整的熱源，作為熱源的ITO膜25與形成于波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22貼近配置。因此，光學(xué)設(shè)備I可進(jìn)行高效率且高精度的溫度調(diào)整(溫度管理)。又，光學(xué)設(shè)備I中，由于為接合采用微凸塊的結(jié)構(gòu)，因此不需要硅基板10側(cè)的槽，對于防止由壓力變化導(dǎo)致的波長轉(zhuǎn)換元件20產(chǎn)生變形，或防止對光波導(dǎo)22侵入垃圾，具有優(yōu)異的可靠性。
[0119]另外，代替ITO膜25，也可以使用InTiO膜。在此，InTiO膜為在氧化銦中添加了Ti的膜。特別地，對比1.2μπι更靠近長波長側(cè)的近紅外光、例如1.26 μ m的近紅外光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為可見光0.63 μ m的SHG型的波長轉(zhuǎn)換元件，雖然也可適用ITO膜，但優(yōu)選是InTiO膜。由于InTiO膜具有與ITO膜相同程度的導(dǎo)電性，而在長波長區(qū)域內(nèi)比ITO膜具有進(jìn)一步高的透過率，且低的吸收率。
[0120]圖8是其他的光學(xué)設(shè)備100的剖面圖。光學(xué)設(shè)備100的整體構(gòu)成的概略與圖1示出的光學(xué)設(shè)備I相同，在與圖1所示的AA'相同的位置上的光學(xué)設(shè)備100的剖面圖在圖8示出。另外，光學(xué)設(shè)備100中，與光學(xué)設(shè)備I相同的要素賦予相同的號碼而省略一部分重復(fù)說明。
[0121]圖8中，波長轉(zhuǎn)換元件20與光學(xué)設(shè)備I的情況相同，為主成分是LiNb03的SHG晶體的脊型結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件。在波長轉(zhuǎn)換元件20的下部沿波長轉(zhuǎn)換元件20的長度方向形成有兩個凹部21a、21b，在該凹部21a、21b之間的凸部21c形成有光波導(dǎo)22。光學(xué)設(shè)備100作為光學(xué)元件搭載脊型波長轉(zhuǎn)換元件，進(jìn)行該波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)整的熱源在除波長轉(zhuǎn)換元件的光波導(dǎo)的周圍之外的波長轉(zhuǎn)換元件的下表面上由Au膜形成。
[0122]隔著波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的光波導(dǎo)22的面，S卩，在平面部20a、20b以及凹部21a、21b的一部分的區(qū)域，形成有薄的Au膜40、41。Au膜40、41的一部分沿著光波導(dǎo)22形成，作為加熱光波導(dǎo)22的熱源發(fā)揮作用，Au膜40、41的詳細(xì)的圖案形狀在后面敘述。另外，Au膜40、41不形成于光波導(dǎo)22的附近，而是被保持規(guī)定的距離配置。
[0123]在硅基板10的上表面的與波長轉(zhuǎn)換元件20的平面部20a、20b相對的位置上，與光學(xué)設(shè)備I相同，分別形成有具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性的、由具有規(guī)定的厚度的Au構(gòu)成的微凸塊30a、30b。通過對硅基板10上的微凸塊30a、30b與波長轉(zhuǎn)換元件20的平面部20a、20b的Au膜40、41進(jìn)行對位并施壓，對硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行常溫激活接
八
口 ο
[0124]通過微凸塊30a、30b，在波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10之間存在由空氣層產(chǎn)生的縫隙26。通過縫隙26，位于波長轉(zhuǎn)換元件20的下部的光波導(dǎo)22不與硅基板10相接，在光波導(dǎo)22的左右以及下表面被空氣層覆蓋。由于縫隙26存在，光波導(dǎo)22的周圍的左右以及下表面的三個面成為空氣層，利用光波導(dǎo)22與其周圍的空氣層的折射率差可將光限制在光波導(dǎo)22中。
[0125]圖9是放大光學(xué)設(shè)備100的波長轉(zhuǎn)換元件20的一部分的俯視圖。
[0126]如圖9所示，在波長轉(zhuǎn)換元件20的大致中心的長度方向上配設(shè)有光波導(dǎo)22，隔著光波導(dǎo)22，在波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面上形成有作為熱源的Au膜40、41。
[0127]Au膜40、41具有熱源部40a、41a。為使熱源部40a、41a具有規(guī)定的電阻而使其形成為寬度狹窄的線狀，隔著光波導(dǎo)22，沿著光波導(dǎo)22的長度方向、與光波導(dǎo)22保持規(guī)定的間隔配設(shè)熱源部40a、41a。熱源部40a、41a與以規(guī)定的間隔連接的多個導(dǎo)出部40b、41b連接，各導(dǎo)出部40b、41b與電極40c、41c連接。S卩，Au膜40、41由熱源部40a、41a、多個導(dǎo)出部40b、41b以及多個的電極40c、41c構(gòu)成。
[0128]如圖9所示，在波長轉(zhuǎn)換元件20的凹部21a、21b形成Au膜40、41的熱源部40a、41a，在平面部20a、20b形成電極40c、41c，從凹部21a、21b到平面部20a、20b形成導(dǎo)出部40b、41b。另外，圖8是表示沿著圖9示出的導(dǎo)出部40b、41b的任一個大致中心的剖面的剖面圖。
[0129]在與各個電極40c、41c相對的硅基板10上形成有微凸塊30a、30b(參照圖8)。與關(guān)于光學(xué)設(shè)備I說明相同，若對波長轉(zhuǎn)換兀件20和娃基板10加壓,波長轉(zhuǎn)換兀件20和娃基板10在常溫激活接合后，機(jī)械方面、電方面、熱方面的結(jié)合。常溫激發(fā)接合后，通過微凸塊30a、30b從硅基板10向多個電極40c、41c供給規(guī)定的電壓，電流在熱源部40a、41a流動并發(fā)熱，可加熱光波導(dǎo)22及其周圍并進(jìn)行溫度調(diào)整。
[0130]作為一個實例，在圖9示出的兩個電極40c之間施加電壓Vl，其他的電極40c間施加不同的電壓V2。在此，將施加電壓Vl的熱源部40a的電阻作為R1，施加電壓V2的熱源部40a的電阻作為R2。
[0131]即使電阻Rl和R2相等，若施加電壓Vl和V2不同，則在各個電極40c間的熱源部40a上流通對應(yīng)于電壓的不同的電流，產(chǎn)生對應(yīng)于該電流和電極40c間的熱源40a的電阻的熱量。即，通過在熱源部40a以規(guī)定的間隔設(shè)置多個電極40c，在各電極間施加不同電壓，可實現(xiàn)對光波導(dǎo)22分割為規(guī)定的塊進(jìn)行溫度調(diào)整。
[0132]例如，對于靠近光學(xué)設(shè)備的端部的光波導(dǎo)22的塊，由于易受到外部空氣的影響，將其溫度調(diào)整的較高，將光學(xué)設(shè)備的中心附近的光波導(dǎo)22的塊的溫度調(diào)整的較低等，可進(jìn)行對應(yīng)于外部環(huán)境的微小的溫度控制。另外，上述中，關(guān)于光波導(dǎo)22的附圖上左側(cè)的熱源部40a有所敘述，關(guān)于附圖上右側(cè)的熱源部4la，也同樣地在各電極41c間施加不同電壓，可對每塊進(jìn)行溫度調(diào)整。優(yōu)選是左右熱源部40a、41a兩者同時進(jìn)行該溫度調(diào)整，也可以根據(jù)需要左右分別進(jìn)行溫度調(diào)整。
[0133]光學(xué)設(shè)備100中，以對于一個熱源部設(shè)有多個電極，可對每塊進(jìn)行溫度調(diào)整的結(jié)構(gòu)作為實例，但并不限定于該構(gòu)成，例如，也可以通過僅在熱源部的兩端設(shè)置電極并施加規(guī)定的電壓，總括熱源部的整體進(jìn)行溫度調(diào)整的簡易控制。
[0134]如上所述，光學(xué)設(shè)備100中具有如下優(yōu)點:由Au膜40、41構(gòu)成加熱光波導(dǎo)22的熱源，因此沒有必要為與硅基板10側(cè)的微凸塊30a、30b接合而在波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面另外設(shè)置Au膜。因此，相比于在ITO膜的表面形成Au膜的光學(xué)設(shè)備1，波長轉(zhuǎn)換元件20的制造工序可更簡略化。又，由于沿光波導(dǎo)22的長度方向形成Au膜40、41的熱源部40a、41a，也具有將來自熱源部40a、41a的熱高效率地傳導(dǎo)到光波導(dǎo)22及其周圍部的優(yōu)點。
[0135]光學(xué)設(shè)備100中，與光學(xué)設(shè)備I相同具有如下優(yōu)點:通過采用微凸塊結(jié)構(gòu)在波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10之間形成縫隙26 (參照圖8)，因此沒有必要在硅基板10上設(shè)置槽等。又，光學(xué)設(shè)備100中，和光學(xué)設(shè)備I相同，還具有確保光波導(dǎo)22的周圍的空氣層的流通路徑，防止對光波導(dǎo)22施加壓力的優(yōu)點。進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備100中，和光學(xué)設(shè)備I相同，由于微凸塊是形成多個極薄而窄的縫隙的結(jié)構(gòu)，還具有防止垃圾等的進(jìn)入并可防止在光波導(dǎo)22的周圍附著垃圾的優(yōu)點。
[0136]光學(xué)設(shè)備100中，代替作為熱源發(fā)揮作用的Au膜40、41，也可以利用在光學(xué)設(shè)備I中使用的ITO膜。該情況下，和光學(xué)設(shè)備I相同，也可以在形成有ITO膜的波長轉(zhuǎn)換元件20的平面部20a、20b的表面上形成Au膜23a、23b，與硅基板10側(cè)的微凸塊30a、30b接合。
[0137]圖10是又一其他的光學(xué)設(shè)備110的剖面圖。光學(xué)設(shè)備110的整體構(gòu)成的概略與圖1示出的光學(xué)設(shè)備I相同，在與圖1所示的AA'相同的位置上的光學(xué)設(shè)備110的剖面圖在圖10不出。另外,光學(xué)設(shè)備110中，與光學(xué)設(shè)備I相同的要素賦予相同的號碼而省略一部分重復(fù)說明。
[0138]圖10中，波長轉(zhuǎn)換元件20與光學(xué)設(shè)備I的情況相同，為主成分是LiNb03的SHG晶體的脊型結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件。波長轉(zhuǎn)換元件20的下部沿波長轉(zhuǎn)換元件20的長度方向形成兩個凹部21a、21b，在該凹部21a、21b之間的凸部21c形成光波導(dǎo)22。由于在兩個凹部21a、21b之間的凸部21c形成光波導(dǎo)22，光波導(dǎo)22的周圍的三個面成為空氣層，利用光波導(dǎo)22與其周圍的空氣層的折射率差可將光限制在光波導(dǎo)22中。在波長轉(zhuǎn)換元件20的下部的凹部21a、21b之外的兩個平面部20a、20b上形成Au膜23a、23b。光學(xué)設(shè)備110作為光學(xué)元件搭載脊型波長轉(zhuǎn)換元件，在與波長轉(zhuǎn)換元件接合的硅基板側(cè)搭載進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件的溫度調(diào)整的熱源。
[0139]在硅基板10的上表面的與波長轉(zhuǎn)換元件20的平面部20a、20b相對的位置上，與光學(xué)設(shè)備I相同，分別形成具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性的、由具有規(guī)定的厚度的Au構(gòu)成的微凸塊30a、30b。由此，對硅基板10上的微凸塊30a、30b和波長轉(zhuǎn)換元件20的下表面的Au膜23a、23b進(jìn)行常溫激活接合，接合硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20。
[0140]在位于微凸塊30a、30b的各自正下方的硅基板10的表面附近形成有波長轉(zhuǎn)換元件20的溫度調(diào)整單元即熱源50a、50b。貼近熱源50a、50b的上方，分別形成有微凸塊30a、30b。因此，以隔著波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22的方式配置熱源50a、50b和微凸塊30a、30bο不在光波導(dǎo)22的正下方形成熱源50a、50b和微凸塊30a、30b,而是在遠(yuǎn)離光波導(dǎo)22的正下方的區(qū)域形成。
[0141]如圖10所示，通過對熱源50a、50b通電產(chǎn)生的熱量，通過具有優(yōu)異熱傳導(dǎo)性的微凸塊30a、30b，以用箭頭Cl示出路徑向波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22附近傳遞。因此，通過對熱源50a、50b通電產(chǎn)生熱量能高效地加熱光波導(dǎo)22并進(jìn)行溫度調(diào)整。另外，關(guān)于微凸塊30a、30b和熱源50a、50b的詳情在后面敘述。
[0142]圖11是示意性地表示圖10示出的光學(xué)設(shè)備110的硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的俯視圖。
[0143]圖11中，省略半導(dǎo)體激光器3、輔助基板4、以及微凸塊30a、30b等，并作為透視圖記述，以使硅基板10和波長轉(zhuǎn)換元件20的位置關(guān)系明確。圖11中，光波導(dǎo)22形成于自波長轉(zhuǎn)換元件20的長度方向的一方的端部到另一方的端部，附圖中從上側(cè)的光波導(dǎo)22的端部的出射口 22b出射高次諧波的激光LI。
[0144]2列熱源50a、50b以在光波導(dǎo)22的附近隔著著光波導(dǎo)22的方式沿著光波導(dǎo)22的左右兩側(cè)形成。通過熱源50a、50b可均勻地加熱光波導(dǎo)22的整體并進(jìn)行溫度調(diào)整。又，熱源50a、50b通過布線圖50c、50d并聯(lián)，與硅基板10上的電極50 e、50f連接。通過從外部向電極50 e、50f施加電壓供給規(guī)定的電流，可加熱熱源50a、50b，對波長轉(zhuǎn)換元件20的光波導(dǎo)22進(jìn)行溫度調(diào)整。
[0145]光學(xué)設(shè)備110中，隔著光波導(dǎo)22并在硅基板10側(cè)設(shè)有2列熱源50a、50b，在貼近熱源50a、50b的上方配置Au的微凸塊30a、30b。因此，硅基板10的熱源50a、50b產(chǎn)生的熱量能通過微凸塊30a、30b高效率地向光波導(dǎo)22傳導(dǎo)，可進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換元件20的溫度調(diào)整。
[0146]光學(xué)設(shè)備110中，如圖10所示，采用的結(jié)構(gòu)為波長轉(zhuǎn)換元件20的平面部20a、20b的正下方形成微凸塊30a、30b和熱源50a、50b,光波導(dǎo)22的正下方不配置微凸塊和熱源。由于其理由與在光學(xué)設(shè)備I說明的光波導(dǎo)22的正下方不配置微凸塊的理由相同，省略此處的說明。
[0147]另外，在硅基板10內(nèi)置有驅(qū)動熱源50a、50b的熱源驅(qū)動電路的情況下，不需要與外部連接的電極50 e、50f，則熱源50a、50b的兩端與內(nèi)置的熱源驅(qū)動電路連接。硅基板10不僅可內(nèi)置熱源驅(qū)動電路，也可內(nèi)置驅(qū)動半導(dǎo)體激光器3 (參照圖2)的電路或其他的各種各樣的電路。
[0148]如上所述，由于光學(xué)設(shè)備110中，用于對波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行溫度調(diào)整的熱源形成于硅基板10的表面附近，波長轉(zhuǎn)換元件20側(cè)沒有形成熱源的必要，可簡化波長轉(zhuǎn)換元件20的制造工序。又，由于在娃基板10形成的熱源50a、50b可在制造娃基板10的半導(dǎo)體工序中形成，沒有必要追加用于熱源的新的制造工序，可高效地制造光學(xué)設(shè)備。
[0149]光學(xué)設(shè)備110中，與光學(xué)設(shè)備I相同，具有通過采用微凸塊結(jié)構(gòu)，在波長轉(zhuǎn)換元件20和硅基板10之間形成縫隙26(參照圖10)，從而沒有必要在硅基板10設(shè)置槽等的優(yōu)點。又，光學(xué)設(shè)備Iio中，和光學(xué)設(shè)備I相同，還具有確保光波導(dǎo)22的周圍的空氣層的流通路徑，防止對光波導(dǎo)22施加壓力的優(yōu)點。進(jìn)一步地，光學(xué)設(shè)備110中，和光學(xué)設(shè)備I相同，由于微凸塊是形成多個極薄而窄的隙縫的結(jié)構(gòu)，還具有防止垃圾等的進(jìn)入并可防止在光波導(dǎo)22的周圍附著垃圾的優(yōu)點。
[0150]上述的光學(xué)設(shè)備1、100以及110中，將脊型結(jié)構(gòu)的波長轉(zhuǎn)換元件作為實例表示，但波長轉(zhuǎn)換元件并不限定于脊型，例如，也可以使用質(zhì)子交換法制造的波長轉(zhuǎn)換元件或的埋入型的波長轉(zhuǎn)換元件。又，光學(xué)元件并不限定于波長轉(zhuǎn)換元件，也可以是具有其他的功能的光學(xué)元件。另外，對波長轉(zhuǎn)換元件20進(jìn)行溫度調(diào)整的熱源也可以在波長轉(zhuǎn)換元件側(cè)和硅基板側(cè)都進(jìn)行設(shè)置。
[0151]上述的光學(xué)設(shè)備1、100以及110，作為藍(lán)色、綠色等的短波長激光光源，可在激光投影儀、利用激光的照明裝置、光鑷等的各種各樣的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
[0152]圖12是表不又一其他的光學(xué)設(shè)備200的整體構(gòu)成的概略圖。如圖12所不,光學(xué)設(shè)備200由板狀的硅基板207、作為接合在硅基板207上的光學(xué)元件的波長轉(zhuǎn)換元件201以及出射激光的半導(dǎo)體激光器203等構(gòu)成。
[0153]光學(xué)設(shè)備200由包裝件的金屬構(gòu)件204支承。在此為了方便，以板狀的金屬構(gòu)件204表示。金屬構(gòu)件204固定安裝硅基板207，在機(jī)械方面保護(hù)整個光學(xué)設(shè)備200，并還具有作為光學(xué)設(shè)備200的放熱單元的功能。
[0154]半導(dǎo)體激光器203通過來自硅基板207的未圖示的單元受到驅(qū)動電流的供給時，將出射紅外光的基波(未圖示)。波長轉(zhuǎn)換元件201，從波導(dǎo)201a (用虛線示出)接收來自半導(dǎo)體激光器203的紅外光，在波導(dǎo)201a的內(nèi)部轉(zhuǎn)換為高次諧波，從波導(dǎo)22的出射口 Ib出射綠色或藍(lán)色的激光LI。
[0155]例如，作為一個實例，半導(dǎo)體激光器203激發(fā)1064nm的紅外光，波長轉(zhuǎn)換元件201將其轉(zhuǎn)換成波長532nm的綠色激光。作為其他的實例，半導(dǎo)體激光器203激發(fā)波長860nm的紅外光，波長轉(zhuǎn)換元件201將其轉(zhuǎn)換成波長430nm的藍(lán)色激光。上述的實例中，圖12示出的光學(xué)設(shè)備200可利用于將激光作為光源的小型投影儀等的光源裝置。
[0156]圖13是光學(xué)設(shè)備200的俯視圖，圖14是圖13的D-D’剖面圖。圖13以及圖14中省略金屬構(gòu)件204。圖15是波長轉(zhuǎn)換元件201的俯視圖，與圖13的光學(xué)設(shè)備200的俯視圖對應(yīng)。圖16是熱源和引出部的連接部的放大圖。圖17是硅基板207的俯視圖。圖17與圖13的光學(xué)設(shè)備200的俯視圖對應(yīng)。
[0157]例如，波長轉(zhuǎn)換元件201的主成分是LiNb03的SHG晶體的質(zhì)子交換型的波長轉(zhuǎn)換元件。如圖13?圖15所示,在波長轉(zhuǎn)換元件201的下部的大致中央,通過質(zhì)子交換法形成有波導(dǎo)201a。沿著波導(dǎo)201a的長度方向上隔著Si02膜等形成有帶狀的熱源202。[0158]形成熱源202的透明導(dǎo)電膜由氧化銦(ITO)膜構(gòu)成。熱源202由對于在光波導(dǎo)201a導(dǎo)波的光是透明的導(dǎo)電膜形成，從而即使激光等的強(qiáng)光在光波導(dǎo)201a導(dǎo)波，照射熱源202的情況下,也能抑制由于光被吸收造成的熱源202的損傷。
[0159]另外，作為形成熱源202的透明導(dǎo)電膜，代替ΙΤ0，也可以使用InTiO。在此，InTiO膜為向氧化銦中添加了 Ti的膜。特別地，用于將比1.2 μ m長的長波長側(cè)的近紅外光，例如1.26 μ m進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為可見光0.63 μ m的SHG型的波長轉(zhuǎn)換元件的情況下，也可適用ITO膜，但優(yōu)選是使用InTiO膜。這是由于InTiO膜具有與ITO膜相同程度的導(dǎo)電性，而在長波長區(qū)域內(nèi)具有比ITO膜更高的透過率、更低的吸收率。
[0160]相對于帶狀的熱源202、由與熱源202相同材料、以規(guī)定的間隔形成有用于對熱源202施加電壓的多個引出部205。熱源202由于作為熱源發(fā)揮作用，為了具有高電阻而較細(xì)，引出部205為了具有比熱源202低的電阻而較粗。引出部205至少設(shè)置三個。
[0161]如圖15的F (參照圖16)所示，引出部205形成為與熱源202的連接部很細(xì)，隨著遠(yuǎn)離熱源202而變粗。這是為了更多確保熱源202的作為熱源發(fā)揮作用的高電阻的區(qū)域。熱源202和引出部205能通過氧化銦(ITO)等的透明導(dǎo)電膜形成圖案，同時形成。
[0162]波長轉(zhuǎn)換元件201中，對于波導(dǎo)201a，由于沒有分割熱源202，可同樣地形成，因而可抑制由于熱源202造成的對波導(dǎo)201a的光學(xué)的影響。
[0163]如圖14以及圖15所示，以與在波長轉(zhuǎn)換元件201形成的引出部205重疊的方式，形成Au膜223。Au膜223是用于與在后面敘述的硅基板207上形成的微凸塊230接合的
金屬膜。
[0164]如圖13、圖14以及圖17所示，在硅基板207上，在與波長轉(zhuǎn)換元件201上形成的Au膜223對應(yīng)的位置，形成有電極圖案206。電極圖案206上形成，用于與波長轉(zhuǎn)換元件201的Au膜223接合的微凸塊230。又，電極圖案206上，形成用于與外部電連接的端子Ta、Tb。如圖13以及圖14的E所示，通過波長轉(zhuǎn)換元件201的Au膜223和硅基板207的微凸塊230接合，波長轉(zhuǎn)換元件201和硅基板207機(jī)械的接合。通過接合，通過微凸塊230、Au膜223以及引用部25，變?yōu)槎俗覶a、Tb和熱源202導(dǎo)通的狀態(tài)，可自端子Ta、Tb向熱源202施加電壓。
[0165]圖12?圖17示出的光學(xué)設(shè)備200中，表示對于具有質(zhì)子交換型的波導(dǎo)的波長轉(zhuǎn)換元件201，設(shè)有熱源202以及引出部205的實例。然而，對于具有脊型的波導(dǎo)的波長轉(zhuǎn)換元件，也可以設(shè)置如圖13?圖15示出的熱源202以及引出部205。
[0166]圖18是用于說明微凸塊接合的圖。圖18 (a)是說明硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201通過微凸塊330接合的立體圖，圖18 (b)是說明硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201通過微凸塊330接合的側(cè)視圖。
[0167]如圖18 (a)和圖18 (b)所示，在硅基板207的上表面上，在Au薄膜上形成多個由Au構(gòu)成的圓柱狀的微凸塊330。另一方面，在波長轉(zhuǎn)換元件201的下表面、即、與硅基板207接合的面上，形成有Au薄膜223。此狀態(tài)下，若在硅基板207上搭載波長轉(zhuǎn)換元件201不加熱而施壓，激發(fā)Au，在常溫下接合硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201(常溫激發(fā)接合)。例如，微凸塊330的直徑為5μπι左右，高度為I μ m左右。
[0168]利用Au的微凸塊的接合由于沒有必要加熱，可使制造工序簡化。又，不必?fù)?dān)心由于加熱使硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201產(chǎn)生位置偏差，可高精度地接合硅基板207和波長轉(zhuǎn)換元件201。
[0169]圖19是表示光裝置209的一部分的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0170]圖19表示波長轉(zhuǎn)換元件201的熱源202、引出部205以及端子Ta、Tb的電氣的等價電路。光裝置209具有光學(xué)設(shè)備200以及對端子Ta、Tb施加電壓的電壓施加單元208。
[0171]如圖19所示，熱源202被電阻R的區(qū)域分割，在各電阻R的兩端連接有引出部205，在各引出部205的端部設(shè)有端子Ta、Tb。通過對各端子Ta、Tb施加電壓，控制由流經(jīng)熱源202的各電阻R的電流產(chǎn)生的焦耳熱，可進(jìn)行由熱源202對波導(dǎo)的部分的溫度控制。
[0172]圖20是表示向各端子Ta、Tb施加電壓的實例的說明圖。
[0173]如圖20所示，通過對每隔一個位置的端子Tbl?5施加相同的電壓Vx，對剩余的端子Tal?4分別施加不同電壓Vl?V4,對于由兩個電阻R構(gòu)成區(qū)域(AREA) I?4,可分別流動不同的電流Il?14。由此，區(qū)域(AREA) I?4中，可進(jìn)行獨立的溫度控制。
[0174]圖21是表示利用電壓施加單元208的熱源202的控制例的圖。圖21 (a)是表示施加在端子Ta的電壓和施加在端子Tb的電壓沒有相位差的情況下的控制例的圖。圖21
(b)是表示施加在端子Ta的電壓和施加在端子Tb的電壓有相位差的情況(I)的圖。圖21
(c)是表示施加在端子Ta的電壓和施加在端子Tb的電壓有相位差的情況(2)的圖。圖21示出的控制零是所謂的脈寬調(diào)制控制，端子Ta以及端子Tb上施加具有相同的振幅、周期的矩形波的電壓。
[0175]如圖21 (a)所示，施加于端子Ta的電壓和施加于端子Tb的電壓沒有相位差的情況下(td = 0)，在熱源202的電阻R的兩端不產(chǎn)生電位差(Vd)，由于電阻R沒有電流流動而不產(chǎn)生熱量。又，如圖21 (b)所示，施加于端子Ta的電壓和施加于端子Tb的電壓的相位差td在O < td< T/2的情況下，通過在熱源202的電阻R上流經(jīng)與電位差(Vd)對應(yīng)的電流而產(chǎn)生的熱量為P = V2/Rx2td/T。
[0176]進(jìn)一步，如圖21 (C)所示，施加于端子Ta的電壓和施加于端子Tb的電壓的相位差td為td = T/2的情況下，通過在熱源202的電阻R上流經(jīng)與電位差(Vd)對應(yīng)的電流而產(chǎn)生的熱量為P = V2/R,為最大。
[0177]如圖21所示，電壓施加單元208的構(gòu)成為，通過脈寬調(diào)制控制方式，以對于公用電極(圖20的實例中的Tb)施加的矩形波為基準(zhǔn)，對各控制電壓端子(圖20的例中的Ta)施加相位偏移了的矩形波。該方式下，與模擬(峰值)控制相比，僅使用簡單的數(shù)字電路，通過例如10位以上的多位的數(shù)字控制可容易地實現(xiàn)精密的溫度控制。
[0178]對上述光學(xué)設(shè)備1、100以及110也可適用圖12?圖21表示的光學(xué)設(shè)備200以及光裝置209所具有的熱源的結(jié)構(gòu)以及熱源的控制方法。另外，對光學(xué)設(shè)備中具有電壓施加單元的光裝置也有稱為光學(xué)設(shè)備的情況。
[0179]圖22是又一其他的光學(xué)設(shè)備300的波長轉(zhuǎn)換元件301的俯視圖。圖23是圖22示出的波長轉(zhuǎn)換元件301的剖面圖。圖22以及圖23中，僅示出位于光學(xué)設(shè)備300的波長轉(zhuǎn)換元件301的一部分，其他的結(jié)構(gòu)與上述的光學(xué)設(shè)備200相同。
[0180]如圖22以及圖23所示，波長轉(zhuǎn)換元件301上設(shè)有由Au構(gòu)成的第一電極310a和第二電極310b。
[0181]從多個第一電極310a偵Ij,向著波導(dǎo)301a,設(shè)有同樣由Au構(gòu)成的引出部301a。各引出部301a的頂端上，沿著波導(dǎo)301a平行地設(shè)有由Au構(gòu)成的熱源302a。同樣地，從多個第二電極30b側(cè)，向著波導(dǎo)301a，設(shè)有由Au構(gòu)成的引出部30Ib。各引出部30Ib的頂端上，沿著波導(dǎo)301a平行地設(shè)有由Au構(gòu)成的熱源302b。
[0182]光學(xué)設(shè)備300的波長轉(zhuǎn)換元件301中，將波導(dǎo)301a設(shè)為凸形狀的脊型部分。由于上述構(gòu)成中引出部301a、301b將延伸到脊型部分的兩側(cè)部的凹部形成，可將熱源302a、302b配置在波導(dǎo)301a附近，從而通過熱源302a、302b直接加熱波導(dǎo)301a。另外，波導(dǎo)301a也可以在脊型結(jié)構(gòu)部分以外設(shè)置。
[0183]光學(xué)設(shè)備300的波長轉(zhuǎn)換元件301中，以相同材質(zhì)(例如Au)在波長轉(zhuǎn)換元件301上形成第一電極310a、第二電極310b、引出部301a、301b以及熱源302a、302b。第一電極310a、第二電極310b也可以作為如圖14所不的金屬膜使用，金屬膜用于與在娃基板207上形成的微凸塊230接合。第一電極310a、第二電極310b、引出部301a、301b以及熱源302a、302b由于使用相同的材質(zhì)(例如Au)，可容易地形成圖案。又，由于以與接合的電極(金屬膜)相同的材質(zhì)形成熱源，沒有必要個別導(dǎo)出熱源302a、302b的電極。
[0184]在波長轉(zhuǎn)換元件301上的形成圖案時，調(diào)整圖案的尺寸，可成為適合例如5V等的脈寬調(diào)制控制的電阻值。例如，由Au薄膜制成的熱源302a、302b為長度L = 1mm、截面積A=2μπιΧ0.5μπι 時，熱源電阻為R = P L/A = 23.5Ω ,Au 的電阻比為 P = 2.35 X 10-8 Ω m，L = lX10-3m，A = 2X0.5X10_12m2。由此，作為脈寬調(diào)制施加5V時，由于以235mA，則為
1.06W，引出部301a、301b的長度W可以為2mm左右。
[0185]圖24是圖23示出的波長轉(zhuǎn)換元件301的變形例的圖。
[0186]圖24中，對于圖23示出的波長轉(zhuǎn)換元件301，示出設(shè)置極化翻轉(zhuǎn)用的電極305的變形例即波長轉(zhuǎn)換元件301'。如圖24所示，波長轉(zhuǎn)換元件301'中，極化翻轉(zhuǎn)用的電極305并沒有橫跨波長轉(zhuǎn)換元件301，的全寬度設(shè)置，而是僅設(shè)置在與波導(dǎo)301a的脊型部分對應(yīng)的部位(規(guī)定寬度W1)。極化翻轉(zhuǎn)用的電極305由ITO膜形成。又，波長轉(zhuǎn)換元件301'中，構(gòu)成波長轉(zhuǎn)換元件301/的第一基板308c和第二基板308d和由粘合層306粘合。通過在波導(dǎo)301a和電極305之間存在粘合層306，可減少ITO膜的極化翻轉(zhuǎn)用的電極305部分的熱傳導(dǎo)。
[0187]圖25 Ca)是用于說明熱源施加電壓的檢測方式的圖，圖25 (b)是用于說明熱源施加電壓的其他的檢測方式的圖。
[0188]使用圖22示出的多個第一電極310a、第二電極310b，可進(jìn)行塊的溫度控制。該情況下，可通過如圖25示出的一般的四端子法準(zhǔn)確地檢測出電極間的施加電壓。以下，以多個第一電極310a作為實例進(jìn)行說明。
[0189]圖25 Ca)表示檢測熱源302a2 (R2)的施加電壓的情況。該情況下，從一對電極310a2以及310a3的相鄰的電極3IOal以及310a4供給電流I，檢測熱源302a2的一對電極310a2以及310a3間的電壓V。
[0190]圖25 (b)表示檢測熱源302a3 (R3)的施加電壓的情況。該情況下，從一對電極310a3以及310a4的相鄰的電極310a2以及310a5供給電流I，檢測熱源302a3的一對電極310a3以及310a4間的電壓V。
[0191]對上述光學(xué)設(shè)備1、100以及110也可適用圖22?圖25表示的光學(xué)設(shè)備300以及光學(xué)設(shè)備300的變形例所具有的熱源的結(jié)構(gòu)以及熱源的控制方法。另外，對光學(xué)設(shè)備中具有電壓施加單元的光裝置也有稱為光學(xué)設(shè)備的情況。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)設(shè)備，其特征在于，具有: 基板； 光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有在與所述基板面對面的面上形成的光波導(dǎo)； 接合部，所述接合部以位于隔著所述光波導(dǎo)的位置的方式形成在所述基板上； 熱源，為了加熱所述光波導(dǎo)，所述熱源形成在所述光學(xué)元件或者所述基板的至少一個上；以及 由金屬材料構(gòu)成的微凸塊結(jié)構(gòu)， 通過所述微凸塊結(jié)構(gòu)使所述接合部和所述光學(xué)元件接合，以使所述光波導(dǎo)和所述基板之間形成縫隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于， 所述微凸塊結(jié)構(gòu)相對于所述光波導(dǎo)和所述基板之間形成的所述縫隙，具有可進(jìn)出空氣的縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于， 所述熱源形成在所述光學(xué)元件的與所述基板相對的面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的光學(xué)設(shè)備,其特征在于， 所述微凸塊結(jié)構(gòu)由Au構(gòu)成，并形成于所述接合部上， 所述光學(xué)元件具有用于與所述微凸塊結(jié)構(gòu)接合的Au膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的光學(xué)設(shè)備,其特征在于， 所述微凸塊結(jié)構(gòu)以5?30 μ m的間隔形成高度I?5 μ m、直徑2?10 μ m的圓柱狀的關(guān)起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的光學(xué)設(shè)備,其特征在于， 所述熱源由ITO膜或者InTiO膜構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的光學(xué)設(shè)備,其特征在于， 所述熱源沿所述光波導(dǎo)的長度方向形成為帶狀， 為了對所述熱源施加電壓，所述光學(xué)設(shè)備還具有在所述熱源的長度方向上以規(guī)定的間隔設(shè)置的引出部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于， 所述引出部具有形成為隨著遠(yuǎn)離所述熱源而變粗的連接部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)設(shè)備，其特征在于， 還具有電壓施加單元，所述電壓施加單元用于對所述引出部施加脈寬調(diào)制式的電壓。
【文檔編號】G02B6/122GK103562780SQ201280024954
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月23日
【發(fā)明者】井出昌史, 野崎孝明, 依田薰, 阿部洋輔 申請人:西鐵城控股株式會社