CN111448722B - 光学组件 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的光学组件设置有：壳体，其具有第一端壁和第二端壁以及一对侧壁；半导体激光元件；第一TEC，其控制半导体激光元件的温度；波长锁定单元，其包括与半导体激光元件光学耦合的分光部件和标准具滤波器；以及第二TEC，其控制标准具滤波器的温度。第二端壁中设置有馈通部。该对侧壁未设置有外部连接端子。第二TEC布置在第一TEC和第二端壁之间并具有：第一基板，其热耦合至壳体的底表面；第二基板，其热耦合至标准具滤波器；以及传热部件，其传递热量。光学组件还设置有布线图案，该布线图案与传热部件并排布置，并且将电能从馈通部供给到第一TEC。

Description

光学组件
技术领域
本公开的一个方面涉及一种光学组件。
本申请要求基于2017年12月12日提交的日本专利申请No.2017-237770的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
专利文献1公开了一种包括波长可调谐半导体激光元件的光学组件。该光学组件包括：波长锁定单元，其检测从半导体激光元件输出的激光束的波长；温度控制装置，其控制半导体激光元件的温度；以及另一温度控制装置，其控制波长锁定单元的温度。电能经由设置在壳体侧壁中的馈通部供给到每个温度控制装置。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未经审查的专利公开No.2016-115721
发明内容
根据实施例的光学组件包括：壳体，其具有沿第一方向布置并与第一方向相交的第一端壁和第二端壁，以及沿第一方向的一对侧壁；半导体激光元件，其容纳在壳体中；第一温度控制装置，其配备有半导体激光元件并且构造成控制半导体激光元件的温度；波长锁定单元，其包括分光部件和标准具滤波器，分光部件和标准具滤波器与壳体中的半导体激光元件光学耦合；以及第二温度控制装置，其配备有波长锁定单元并且构造成控制标准具滤波器的温度。第一端壁设置有光学输出端口，该光学输出端口用于将来自半导体激光元件的激光束输出到壳体的外部。第二端壁设置有具有外部连接端子的馈通部，该馈通部构造成电连接壳体的内部和壳体的外部。该对侧壁未设置有外部连接端子。第二温度控制装置沿第一方向布置在第一温度控制装置和第二端壁之间，并且第二温度控制装置包括：第一基板，其热耦合至壳体的底表面；第二基板，其热耦合至标准具滤波器；以及传热部件，其构造成在第一基板和第二基板之间传递热量。光学组件还设置有布线图案，该布线图案与传热部件沿与第一方向相交的第二方向并排布置，并且该布线图案将电能从馈通部供给到第一温度控制装置。
附图说明
图1是示出了根据实施例的光学组件的内部结构的透视图。
图2是示出了该光学组件的内部结构的平面图。
图3是沿图2所示的III-III线截取的剖视图。
图4示出了波长可调谐激光二极管的剖视结构。
图5是示出了封装体中的TEC的布置的透视图。
图6是沿图2所示的VI-VI线截取的剖视图。
图7是示出了设置在承载构件上的布线的布局的平面图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
在光学通信装置中使用的光学组件具有内置的半导体激光元件。为了将从半导体激光元件输出的激光束的波长精确地控制到期望的波长，光学组件还包括波长锁定单元，该波长锁定单元检测从半导体激光元件输出的激光束的波长与期望的波长之间的差。然后，为了使检测到的波长更接近期望的波长，使用温度控制装置(热电控制器(TEC))来调节半导体激光元件的温度。此外，波长锁定单元具有标准具滤波器。由于标准具滤波器的格栅波长随温度而变化，因此，为了保持标准具滤波器的格栅波长恒定或使标准具滤波器的格栅波长偏移，使用另一个TEC来调节标准具滤波器的温度。
[本公开的效果]
本公开可以提供一种光学组件，其包括用于调节半导体激光元件的温度的TEC和用于调节标准具滤波器的温度的另一TEC，可以使该光学组件小型化。
[实施例的描述]
首先，将列出并描述本公开实施例的细节。根据实施例的光学组件包括：壳体，其具有沿第一方向布置并与第一方向相交的第一端壁和第二端壁，以及沿第一方向的一对侧壁；半导体激光元件，其容纳在壳体中；第一温度控制装置，其配备有半导体激光元件并且构造成控制半导体激光元件的温度；波长锁定单元，其包括分光部件和标准具滤波器，分光部件和标准具滤波器与壳体中的半导体激光元件光学耦合；以及第二温度控制装置，其配备有波长锁定单元并构造成控制标准具滤波器的温度。第一端壁设置有光学输出端口，该光学输出端口用于将来自半导体激光元件的激光束输出到壳体的外部。第二端壁设置有具有外部连接端子的馈通部，该馈通部构造成电连接壳体的内部和壳体的外部。该对侧壁未设置外部连接端子。第二温度控制装置沿第一方向布置在第一温度控制装置和第二端壁之间，并且第二温度控制装置包括：第一基板，其热耦合至壳体的底表面；第二基板，其热耦合至标准具滤波器；以及传热部件，其构造成在第一基板和第二基板之间传递热量。光学组件还设置有布线图案，该布线图案与传热部件沿与第一方向相交的第二方向并排布置，并且该布线图案将电能从馈通部供给到第一温度控制装置。
在该光学组件中，第二端壁设置有馈通部，该馈通部具有用于将壳体的内部电连接至壳体的外部的外部连接端子，并且该对侧壁上未设置外部连接端子。因此，能够减小光学组件沿第二方向(宽度方向)的尺寸。另外，当如上所述将第二TEC布置在第一TEC和第二端壁之间时，从设置在第二端壁上的馈通部向第一TEC的供电是要解决的问题。通常，馈通部经由接合线连接至TEC。在上述构造中，如果接合线跨越第二TEC延伸，则接合线可能变得太长，因此，可能会发生诸如短路等故障。因此，在上述光学组件中，用于将电能从馈通部供给至第一TEC的布线图案与第二TEC的传热部件沿第二方向并排布置。由于如上所述设置的布线图案，能够将电能从馈通部适当地供给到第一TEC。此外，与接合线跨越第二TEC延伸的情况相比，能够提高光学组件的可靠性。
在上述光学组件中，布线图案可以设置在第一基板上。因此，能够容易地将布线图案与传热部件并排布置。
上述光学组件还可以包括布置在第二TEC与波长锁定单元之间并配备有波长锁定单元的承载构件，其中，承载构件可以具有形成在热传递部件上的第一区域和面向布线图案的第二区域，并且标准具滤波器可以布置在第一区域中，而分光部件可以布置在第二区域中。如上所述，由于在传热部件上安装有需要温度控制的标准具滤波器，而在面向布线图案的区域中安装有不需要温度控制的分光部件的构造，因此，能够通过有效地布置波长锁定单元的部件进一步使光学组件小型化。
在上述光学组件中，分光部件可以光学耦合至半导体激光元件的后表面，并且半导体激光元件的后表面可以与第二区域沿第一方向并排布置。利用该构造，能够将半导体激光元件的后表面与波长锁定单元中的分光部件直接光学耦合，这能够减少波长锁定单元的光学部件的数量。因此，该构造能够有助于进一步减小光学组件的尺寸。
在上述光学组件中，馈通部可以具有在壳体内部的多个阶梯表面，并且包括在多个阶梯表面中并且最靠近壳体的底表面的阶梯表面可以仅设置有用于向第一TEC和第二TEC供电的端子。利用该构造，能够使设置在第二TEC的第一基板上的布线图案在高度方向上更靠近馈通部的端子，这能够有助于布线图案和馈通部的端子之间的电连接(引线接合)。
[实施例的细节]
以下将参考附图描述根据本公开实施例的光学组件的具体示例。应当注意，本公开不限于以下描述，并且本公开旨在包括在所附权利要求及其等同物所限定的要旨和范围内的所有修改。在下面的描述中，相同的元件由相同的附图标记表示，并且省略多余的描述。
图1是示出了根据实施例的光学组件1A的内部结构的透视图。图2是示出了该光学组件1A的内部结构的平面图。图3是沿图2所示的III-III线截取的剖视图。如图1至图3所示，光学组件1A包括具有大致长方体形状的中空封装体2。封装体2是本实施例中壳体的示例。封装体2包括沿前后方向(第一方向)D1布置并且与前后方向D1相交的前壁2a(第一端壁)和后壁2b(第二端壁)，以及沿前后方向D1的一对侧壁2c和2d。一对侧壁2c和2d将前壁2a和后壁2b彼此连接。光学组件1A的各部件容纳在封装体2内，并且封装体2由盖(未示出)气密密封。封装体2具有可以安装在CFP4标准收发器上的小尺寸(例如，宽度6.7mm、高度4.0mm、长度16mm)。
封装体2的前壁2a设置有光学输出端口61(第一光学输出端口)和光学输出端口62(第二光学输出端口)。封装体2的后壁2b设置有具有多个外部连接端子64(例如，引脚)的馈通部60。馈通部60设置为穿透后壁2b，并且馈通部60将封装体2的内部和封装体2的外部电连接。与外部电连通的柔性线路板(FPC)63导电地结合到馈通部60的多个外部连接端子64。由馈通部60处理的电信号基本上是DC信号，例如电源、偏压或GND。因此，不需要补偿馈通部60的外部连接端子64处的高频性能。
封装体2的侧壁2c和2d从前壁2a彼此平行地向后延伸。光学组件1A在侧壁2c和2d上不具有诸如引脚等外部连接端子。此外，侧壁2c和2d的外表面是平坦的，没有任何部分突出到外部。结果，能够减小封装体2的宽度，使得可以将封装体2安装在CFP4标准光学通信装置的壳体中。
光学组件1A包括作为半导体激光元件的波长可调谐激光二极管(LD)10。波长可调谐LD 10容纳在封装体2中。波长可调谐LD 10从作为发光表面之一的前表面11输出激光束L1，并且从作为另一发光表面的后表面12输出激光束L2。准直透镜13、隔离器14、光轴转换器15和监测用光电二极管(监测用PD)16设置在激光束L1的光路上。从波长可调谐LD 10的前表面11输出的激光束L1穿过准直透镜13、隔离器14和光轴转换器15，然后到达光学输出端口61。来自波长可调谐LD 10的前表面11的激光束L1通过光学输出端口61输出到封装体2的外部。当激光束L1用于在相干收发器中产生信号光时，将单模光纤连接到光学输出端口61。
准直透镜21、波长锁定单元30和隔离器22设置在激光束L2的光路上。从波长可调谐LD 10的后表面12输出的激光束L2通过准直透镜21转换为准直光，并且在通过分束器31和全反射镜36使行进方向反转之后，准直光沿波长可调谐LD 10的侧面通过，并通过隔离器22到达光学输出端口62。来自波长可调谐LD 10的后表面12的激光束L2通过光学输出端口62输出到封装体2的外部。当激光束L2用作相干收发器中的本振光时，将保偏光纤连接到光学输出端口62。
波长可调谐LD 10安装在平坦的子安装座71上，并且基本上居中地容纳在封装体2中。两个准直透镜13和21的光轴彼此偏移。波长可调谐LD 10的纵向相对于准直透镜13和21中的每一个的光轴以除了0°或90°以外的显著角度倾斜。从波长可调谐LD 10发射的激光束L1和L2与波长可调谐LD 10的光轴平行。此时，由于波长可调谐LD 10具有显著的角度，因此防止了激光束L1和L2通过反射返回到波长可调谐LD 10。
准直透镜13将来自波长可调谐LD 10的激光束L1从发散光转换为准直光。隔离器14允许来自准直透镜13的激光束L1穿过，并且光轴转换器15使激光束L1的光轴偏移。光轴转换器15包括彼此平行的反射表面15a和15b，以使激光束L1的光轴偏移。作为反射表面15a、15b之一的反射表面15a具有全反射膜，并且另一反射表面15b具有分束膜，该分束膜的透射与反射之比例如为5:95(透射率：5％，反射率：95％)。监测用PD 16监测激光束L1的强度。激光束L1的穿过反射表面15b上的分束膜的部分(例如5％)聚焦在监测用PD 16上。
光学组件1A还包括TEC 40(第一温度控制装置)和承载构件73。TEC 40配备有波长可调谐LD 10并控制波长可调谐LD 10的温度。承载构件73是本实施例中的第二承载构件的示例。承载构件73是具有平坦主表面的板状构件。承载构件73设置在波长可调谐LD 10和TEC 40之间并且用作用于从波长可调谐LD 10散热的散热器。准直透镜13和21、隔离器14和22、光轴转换器15、监测用PD 16和子安装座71经由承载构件73安装在TEC 40上。
光学组件1A还包括TEC 50(第二温度控制装置)和承载构件74。TEC 50配备有波长锁定单元30并控制波长锁定单元30中包含的标准具滤波器35的温度。即，在本实施例中，彼此独立地设置配备有波长可调谐LD 10的TEC 40和配备有波长锁定单元30的TEC 50。承载构件74是本实施例中的第一承载构件的示例。承载构件74是具有平坦主表面的板状构件，并且设置在波长锁定单元30和TEC 50之间。波长锁定单元30包括：两个光学分离部件(分束器)31和32；两个监测用PD 33和34；标准具滤波器35；用于光轴转换的全反射镜36；以及热敏电阻37。分束器31和32、监测用PD 33和34、标准具滤波器35、全反射镜36和热敏电阻37经由承载构件74安装在TEC 50上。
分束器31和32在封装体2内部光学耦合到波长可调谐LD 10的后表面12。从波长可调谐LD 10的后表面12输出的激光束L2由准直透镜21转换成准直光，然后进入分束器31。分束器31是透射和反射之比例如为5:95(透射率：5％，反射率：95％)的板状分束器。分束器31将大部分(例如95％)入射光朝向全反射镜36反射。但是，分束器31将一小部分(例如5％)入射光朝向分束器32透射。为了确保输出到封装体2外部的激光束L2的强度，将分束器31的反射率设定为90％以上(更优选为95％以上)。分束器31是板状分束器，包括设置在透明平板上的电介质多层膜。因此，与棱镜分束器相比，能够容易地提高分束器31的反射率，并且能够降低成本。
分束器32将从分束器31进入的光分离。分束器32是透射和反射之比例如为50:50(透射率：50％，反射率：50％)的板状分束器。分束器32确定对于标准具滤波器35的分束比。由分束器32反射的激光束L2的强度在通过标准具滤波器35之后由监测用PD 34检测。即，监测用PD 34检测受到标准具滤波器35的透射特性(透射率)影响的激光束L2。穿过分束器32的激光束L2的强度由监测用PD 33检测，而不受诸如具有波长依赖性的标准具滤波器35的光学部件的影响。由监测用PD 34检测到的激光束L2的强度与由监测用PD 33检测到的激光束L2的强度之比对应于标准具滤波器35的透射率。因此，能够掌握关于激光束L2的透射率和标准具滤波器35的波长依赖性之间的关系，并且因此能够估计出激光束L2的波长与预定输出波长之间的偏差。然后，来自监测用PD 33和34的输出信号反馈到波长可调谐LD 10的控制信号，使得波长的偏差减小，从而可以将激光束L1和L2的波长锁定为任意波长。监测用PD 33和34是本实施例中的光学检测元件的示例。
在此，将详细描述波长可调谐LD 10的构造。图4示出了波长可调谐LD 10的剖视结构。波长可调谐LD 10包括取样光栅分布反馈(SG-DFB)10b、啁啾取样光栅分布布拉格反射器(CSG-DBR)10c、以及半导体光学放大器(SOA)10a和10d。SG-DFB 10b和CSG-DBR 10c形成谐振器，并且通过该谐振器选择一个波长。SG-DFB 10b具有增益和取样光栅，而CSG-DBR10c具有取样光栅。SG-DFB 10b具有这样的结构：在基板82上层叠有包括取样光栅的下覆层83、光波导层84和上覆层85。CSG-DBR 10c具有这样的结构：在基板82上层叠有包括取样光栅的下覆层83、光波导层94、上覆层85、绝缘膜86和多个加热器87。每个加热器87设置有电源电极88和接地电极89。SOA 10a具有这样的结构：在基板82上层叠有下覆层83、有源层95、上覆层85、接触层90和电极91。SOA 10d具有这样的结构：在基板82上层叠有下覆层83、有源层96、上覆层85、接触层92和电极93。
SG-DFB 10b的光波导层84具有有源层84a和波导层84b沿光传播方向交替布置的结构。加热器98经由绝缘膜86设置在位于波导层84b上的上覆层85上。在SG-DFB 10b和CSG-DBR 10c中，作为取样衍射光栅的取样光栅(SG)97以预定间隔离散地形成在下覆层83中。SG-DFB 10b具有增益区域A1和调制区域A2，并且在增益区域A1中，载流子从设置在增益区域A1上方的电极注入到有源层84a中。另一方面，每个调制区域A2具有布置在调制区域A2上方的加热器98，并且每个调制区域A2通过向加热器98供电来改变波导层84b的温度。每个SG97由具有衍射光栅的区域和其间不具有衍射光栅的区域组成，并且每个SG 97显示出光学增益光谱，其中在整个增益区域A1和调制区域A2中以相等的间隔出现多个峰。可以通过改变施加给加热器98的电能以改变波导层84b的折射率来改变峰的波长和峰之间的间隔。
CSG-DBR 10c具有三个区段A3、A4和A5。区段A3、A4和A5中的每一个具有独立驱动的加热器87和SG 97。由于SG 97的作用，CSG-DBR 10c表现出其中多个峰离散出现的反射光谱。可以以与上述相同的方式，通过由于施加到加热器87的电能而改变光波导层94的折射率，来改变峰的波长和峰之间的间隔。注意，可以通过TEC 40调节整个波长可调谐LD 10的温度，以将一个所选择的峰的波长设定为预定波长。通过将监测用PD 16的输出反馈到SOA10a的偏压，能够实现用于将来自前表面11的激光束L1的输出保持在预定值的自动功率控制(APC)。此外，通过将监测用PD 33的输出反馈到SOA 10d的偏压，使得能够实现将来自后表面12的激光束L2的输出保持在预定值的APC。
图5是示出了封装体2中的TEC 40和TEC 50的布置的透视图。如图5所示，TEC 40和TEC 50沿前后方向D1并排布置在前壁2a和后壁2b之间。具体地，前壁2a、TEC 40、TEC 50和后壁2b按此顺序布置。换言之，相对于前后方向D1，TEC 40布置在前壁2a与TEC 50之间，而TEC 50布置在TEC 40与后壁2b之间。
TEC 40是例如珀耳帖(Peltier)元件。TEC 40具有基板41(第一基板)、基板42(第二基板)和传热部件43。基板41是板状的构件，并且固定至封装体2的底表面2e，以便与底表面2e热耦合。基板42经由金属粘合剂44结合至承载构件73(参见图1至图3)，并且基板42经由金属粘合剂44和承载构件73热耦合至波长可调谐LD 10。传热部件43布置在基板41和基板42之间，并且通过接收从光学组件1A的外部供给的电能而在基板41和42之间传递热量。在基板41的与底表面2e相反的一侧的表面上设置有用于接收从光学组件1A的外部供给的电能的端子(焊盘)45a、45b。端子45a和45b沿基板41在后壁2b侧的边缘布置，并且沿与前后方向D1相交的宽度方向(第二方向)D2并排布置。端子45a和45b是形成在基板41上的金属膜。
TEC 50是例如珀耳帖元件。TEC 50具有基板51(第一基板)、基板52(第二基板)和传热部件53。基板51是板状的构件，并且固定至封装体2的底表面2e，以便与底表面2e热耦合。基板52经由金属粘合剂54结合至承载构件74(参见图1至图3)，并且基板52经由金属粘合剂54和承载构件74热耦合至标准具滤波器35(参见图1至图3)。基板51的面积大于基板52的面积。基板51沿方向D2的宽度比基板52沿方向D2的宽度长。传热部件53布置在基板51和基板52之间，并且通过接收从光学组件1A的外部供给的电能而在基板51和52之间传递热量。在基板51的与底表面2e相反的一侧的表面上设置有用于接收从光学组件1A的外部供给的电能的端子(焊盘)55a和55b。端子55a和55b沿基板51在后壁2b侧的边缘布置，并且沿宽度方向D2并排布置。端子55a和55b是形成在基板51上的金属膜。
在TEC 50的基板51上还设置有用于从馈通部60向TEC 40供给电能的两个布线图案(布线图案56a和布线图案56b)。布线图案56a和56b是形成在基板51上的金属膜。布线图案56a和56b与传热部件53沿宽度方向D2并排布置。换言之，布线图案56a和布线图案56b沿宽度方向D2布置在传热部件53和侧壁2d之间(参见图1和图2)。布线图案56a和56b沿前后方向D1延伸并沿宽度方向D2并排布置。布线图案56a沿前后方向D1的一端经由接合线47a与TEC 40的端子45a电连接。布线图案56b沿前后方向D1的一端经由接合线47b与TEC 40的端子45b电连接。
馈通部60具有端子65a至65d，以用于向封装体2内的TEC 40和50供给电能。封装体2具有在封装体2内部的多个(在本实施例中为三个)阶梯表面66a至66c，并且端子65a至65d设置在阶梯表面66c上，阶梯表面66a至66c中，阶梯表面66c最靠近封装体2的底表面2e。在阶梯表面66c上仅设置有端子65a至65d，并且其他端子未设置在阶梯表面66c上。端子65a至65d中的每个电连接至馈通部60内部的多个外部连接端子64中的任一个。布线图案56a沿前后方向D1的另一端经由接合线57c电连接至馈通部60的端子65c。布线图案56b沿前后方向D1的另一端经由接合线57d电连接至馈通部60的端子65d。TEC 50的端子55a经由接合线57a电连接至馈通部60的端子65a。TEC 50的端子55b经由接合线57b电连接至馈通部60的端子65b。
图6是沿图2所示的VI-VI线截取的剖视图。如图6所示，承载构件74具有沿宽度方向D2布置的区域74a(第一区域)和区域74b(第二区域)。区域74a设置在传热部件53上，并且标准具滤波器35安装在区域74a中。从底表面2e的法线方向观察时，区域74b与传热部件53不重叠，且与布线图案56a、56b相对。即，在区域74b和基板51之间存在间隙。分束器31和32以及监测用PD 33布置在区域74b中。波长可调谐LD 10的后表面12(参见图2)和区域74b沿前后方向D1并排布置。
图7是示出设置在承载构件73和74上的布线的布局的平面图。如图7所示，在承载构件74上设置有多个布线图案38a至38n。在这些布线图案中，布线图案38a至38d以及38i至38n是用于将馈通部60和波长可调谐LD 10电连接的第一布线图案。布线图案38a至38n大致沿前后方向D1延伸，并沿宽度方向D2并排布置。布线图案38a至38n沿前后方向D1的一端经由接合线分别电连接至设置在馈通部60的阶梯表面66a和66b上的多个端子。布线图案38a至38n是形成在承载构件74上的金属膜。
多个布线图案75a至75n设置在承载构件73上。在这些布线图案中，布线图案75a至75d以及75i至75n是用于将布线图案38a至38d以及38i至38n与波长可调谐LD 10电连接的第二布线图案。布线图案75a至75n的一端经由接合线分别电连接至布线图案38a至38n的另一端。布线图案75a至75d的另一端经由子安装座71上的布线图案电连接至波长可调谐LD10。布线图案75i至75n的另一端经由子安装座71上的布线图案电连接至波长可调谐LD 10。
具体地，布线图案75a的另一端电连接至SOA 10a的电极91。布线图案75b的另一端电连接至SG-DFB 10b的电极99。布线图案75c的另一端电连接至加热器98的接地电极和加热器87的接地电极89。布线图案75d的另一端电连接至最靠近CSG-DBR 10c的加热器98的电源电极。布线图案75i的另一端电连接至其他加热器98的功率电极。布线图案75k、75l和75m的另一端分别电连接至不同加热器87的电源电极88。布线图案75n的另一端电连接至SOA10d的电极93。
布线图案75e和75f的另一端电连接至设置在子安装座71上的热敏电阻76。布线图案75g和75h的另一端经由安装有监测用PD 16的子安装座上的布线图案电连接至监测用PD16的一对端子。布线图案75a至75n是形成在承载构件73上的金属膜。
在承载构件73上，布线图案75a至75h在子安装座71和侧壁2c之间的区域中沿前后方向D1延伸，并且布线图案75a至75h在子安装座71和侧壁2a之间的区域中绕子安装座71的前部延伸。从波长可调谐LD 10的后表面12延伸到光学输出端口62的光路(参见图2)穿过连接至波长可调谐LD 10的至少一些布线图案75a至75d上方的空间。
此外，在承载构件74上，将标准具滤波器35安装在布线图案38a至38c和布线图案38j至38m上方。换言之，当从承载构件74的厚度方向观察时，标准具滤波器35与布线图案38a至38c以及布线图案38j至38m重叠。标准具滤波器35由绝缘材料制成。因此，即使如上所述将标准具滤波器35设置在多个布线图案上，多个布线图案也不会彼此短路。另一方面，监测用PD 33和34与布线图案38a至38n不重叠。具体地，其上安装有监测用PD 33和34的子安装座与布线图案38a至38n不重叠。
将描述由上述根据本实施例的光学组件1A获得的效果。在该光学组件1A中，在后壁2b上设置有馈通部60，馈通部60具有用于将封装体2的内部与封装体2的外部电连接的外部连接端子64，外部连接端子64未设置到一对侧壁2c和2d上。因此，能够减小光学组件1A沿宽度方向D2的尺寸。
当将TEC 50安装在TEC 40和后壁2b之间时，从设置在后壁2b上的馈通部60向TEC40供电以及馈通部60和波长可调谐LD 10之间的电连接成为要解决的问题。通常，馈通部经由接合线连接至TEC和LD。如果接合线跨越TEC 50和承载构件74延伸，则接合线可能变得太长，因此，可能会发生诸如短路等故障。因此，在根据本实施例的光学组件1A中，用于从馈通部60向TEC 40供电的布线图案56a、56b与TEC 50的传热部件53沿方向D2并排布置。由于如上所述设置布线图案56a和56b，能够将电能从馈通部60适当地供给到TEC 40。连接馈通部60和波长可调谐LD 10的布线图案38a至38d以及38i至38n形成在承载构件74上。因此，能够适当地建立馈通部60和波长可调谐LD 10之间的电连接。此外，与接合线跨越TEC 50延伸的情况相比，能够提高光学组件1A的可靠性。
另外，如在常规光学组件中那样，在配备有LD的TEC上的承载构件和馈通部仅经由接合线连接的构造中，如果馈通部的温度随着环境温度的变化而变化，则经由接合线传递的热量可能会变化，这可能会影响LD的温度。此外，配备有LD的TEC的功耗也会变化。另一方面，在本实施例中，另一个TEC 50安装在配备有波长可调谐LD 10的TEC 40和馈通部60之间，并且TEC 40上的承载构件73和馈通部60经由TEC 50上的承载构件74而连接。在这种情况下，当馈通部60的温度变化时，传递到承载构件74的热量也变化。然而，通过使承载构件74的温度基本恒定，能够抑制传递到承载构件73的热量的变化。因此，能够减小馈通部60的温度变化对波长可调谐LD 10的温度的影响。
另外，在上述光学组件1A中，如本实施例那样，也可以在基板51上设置布线图案56a、56b。利用该构造，能够容易地将布线图案56a和56b与传热部件53并排布置。此外，当组装光学组件1A时，能够容易地形成布线图案56a和56b。
此外，如本实施例中所述，承载构件74具有设置在传热部件53上的区域74a和面向布线图案56a和56b的区域74b。标准具滤波器35可以布置在区域74a中，并且分束器31和32可以布置在区域74b中。如上所述，由于在传热部件53上方安装有需要温度控制的标准具滤波器35，而在面向布线图案56a、56b的区域74b中安装有不需要温度控制的分束器31、32的构造，因此，能够通过有效地布置波长锁定单元30的部件进一步使光学组件1A小型化。
此外，如本实施例那样，波长可调谐LD 10的后表面12与区域74b也可以沿方向D1并排布置。结果，波长可调谐LD 10的后表面12和波长锁定单元30的分束器31能够直接光学耦合，而无需使用其他光学部件。因此，能够减少波长锁定单元30的光学部件的数量，这能够有助于进一步减小光学组件1A的尺寸。
此外，如本实施例中那样，馈通部60可以具有封装体2内部的多个阶梯表面66a至66c，并且在阶梯表面66a至66c中最靠近封装体2的底表面2e的阶梯表面66c可以仅设置有用于向TEC 40和50供电的端子65a至65d。利用该构造，能够使设置在TEC 50的基板51上的布线图案56a和56b在高度方向上更靠近馈通部60的端子65a至65d，这能够有助于布线图案56a和56b与端子65a至65d之间的电连接(引线接合)。
此外，如本实施例中那样，从波长可调谐LD 10的后表面12延伸到光学输出端口62的光路可以越过布线图案75a至75d以及75i至75n。结果，能够有效地利用布线图案75a至75d以及75i至75n上方的空间，从而能够进一步使光学组件1A小型化。
此外，如本实施例那样，可以将标准具滤波器35安装在布线图案38a至38c以及布线图案38j至38m上方。这使得能够减小承载构件74的面积，从而能够进一步减小光学组件1A的尺寸。
此外，如本实施例那样，监测用PD 33和34与布线图案38a至38n可以不重叠。每个监测用PD在与载体的背表面接触的表面上设置有金属图案(未示出)，并且该金属图案可以与布线图案38a至38n接触。由于如上所述的监测用PD 33和34与布线图案38a至38n不重叠的构造，能够防止发生短路故障。
根据本公开的光学组件不限于上述实施例，并且可以进行各种修改。例如，上述实施例描述了作为半导体激光元件的一个示例的波长可调谐LD，但本公开不限于此，并且本公开也可以应用于具有恒定波长的半导体激光元件。
附图标记列表
1A 光学组件
2 封装体
2a 前壁
2b 后壁
2c、2d 侧壁
2e 底表面
10 波长可调谐LD
10a SOA
10b SG-DFB
10c CSG-DBR
10d SOA
11 前表面
12 后表面
13、21 准直透镜
14、22 隔离器
15 光轴转换器
15a，15b 反射表面
16 监测用PD
30 波长锁定单元
31、32 分束器
33、34 监测用PD
35 标准具滤波器
36 全反射镜
37 热敏电阻
38a至38n 布线图案
40、50 TEC
41、42、51、52 基板
43、53 传热部件
44、54 金属粘合剂
45a、45b、55a、55b 端子
47a、47b 接合线
56a、56b 布线图案
57a至57d 接合线
60 馈通部
61、62 光学输出端口
63 FPC
64 外部连接端子
65a至65d 端子
66a至66c 阶梯表面
71 子安装座
73、74 承载构件
75a至75n 布线图案
76 热敏电阻
82 基板
83 下覆层
84 光波导层
84a 有源层
84b 波导层
85 上覆层
86 绝缘膜
87 加热器
88 电源电极
89 接地电极
90、92 接触层
91、93 电极
94 光波导层
95、96 有源层
98 加热器
A1 增益区域
A2 调制区域
A3、A4、A5 区段
D1 前后方向
D2 宽度方向
L1、L2 激光束

Claims (3)

1.一种光学组件，包括：
壳体，其具有沿第一方向布置并与所述第一方向相交的第一端壁和第二端壁，以及沿所述第一方向的一对侧壁；
半导体激光元件，其容纳在所述壳体中；
第一温度控制装置，其配备有所述半导体激光元件并且构造成控制所述半导体激光元件的温度；
波长锁定单元，其包括分光部件和标准具滤波器，所述分光部件和所述标准具滤波器与所述壳体中的所述半导体激光元件光学耦合；以及
第二温度控制装置，其配备有所述波长锁定单元并且构造成控制所述标准具滤波器的温度，其中
所述第一端壁设置有光学输出端口，所述光学输出端口用于将来自所述半导体激光元件的激光束输出到所述壳体的外部，
所述第二端壁设置有具有外部连接端子的馈通部，所述馈通部构造成电连接所述壳体的内部和所述壳体的外部，
所述一对侧壁未设置有外部连接端子，
所述第二温度控制装置沿所述第一方向布置在所述第一温度控制装置和所述第二端壁之间，并且所述第二温度控制装置包括：第一基板，其热耦合至所述壳体的底表面；第二基板，其热耦合至所述标准具滤波器；以及传热部件，其构造成在所述第一基板和所述第二基板之间传递热量，并且
所述光学组件还设置有布线图案，所述布线图案与所述传热部件沿与所述第一方向相交的第二方向并排布置，并且所述布线图案将电能从所述馈通部供给到所述第一温度控制装置，
其中，所述布线图案设置在所述第一基板上，并且所述光学组件还包括：承载构件，其布置在所述第二温度控制装置与所述波长锁定单元之间并且配备有所述波长锁定单元，其中
所述承载构件具有形成在所述传热部件上的第一区域和面向所述布线图案的第二区域，并且
所述标准具滤波器布置在所述第一区域中，而所述分光部件布置在所述第二区域中。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述分光部件光学耦合至所述半导体激光元件的后表面，并且
所述半导体激光元件的所述后表面与所述第二区域沿所述第一方向并排布置。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的光学组件，其中，
所述馈通部具有在所述壳体内部的多个阶梯表面，并且
包括在所述多个阶梯表面中并且最靠近所述壳体的所述底表面的阶梯表面仅设置有用于向所述第一温度控制装置和所述第二温度控制装置供电的端子。
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