JP2000081523A - Thin type optical waveguide module - Google Patents

Thin type optical waveguide module

Info

Publication number
JP2000081523A
JP2000081523A JP17704299A JP17704299A JP2000081523A JP 2000081523 A JP2000081523 A JP 2000081523A JP 17704299 A JP17704299 A JP 17704299A JP 17704299 A JP17704299 A JP 17704299A JP 2000081523 A JP2000081523 A JP 2000081523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
temperature
package
heat
control element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17704299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Toratani
智明 虎谷
Toshiro Yamamoto
敏郎 山本
Tsuneaki Saito
恒聡 斎藤
Koichi Shintomi
浩一 新富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP17704299A priority Critical patent/JP2000081523A/en
Publication of JP2000081523A publication Critical patent/JP2000081523A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To save a space from the viewpoint of an arrangement by making it possible to properly control the temperature of a planer optical waveguide part even if it is thin-type. SOLUTION: This module 1 is a thin type optical waveguide module which is provided at least with planar optical waveguide parts 2, a temperature sensor 5 to detect the temperatures of the planer optical waveguide parts, a 1st plane 6a and a 2nd plane 6b and houses a temperature control element 6 to control the temperature of the planar optical waveguide parts inside a package 7. Here, the temperature control element 6 is arranged so that the 1st plane 6a is brought in close contact with the inner face of the package 7 via a 1st heat conductive material and the 2nd plane 6b is brought in close contact with the planar optical waveguide parts 2 via a 2nd heat conductive material, respectively and a thermal insulation layer LI is formed between the planar optical waveguide parts and the package in the direction of the thickness of the package 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムや
光情報処理装置等に用いられる薄型光導波路モジュール
に関する。
The present invention relates to a thin optical waveguide module used for an optical communication system, an optical information processing device, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】平面型光導波路部品は、光信号の波長に
よって信号を分波する機能を有しているが、分波性能は
温度の影響を受ける。このため、平面型光導波路部品
は、使用の際に温度を一定に保つため、ペルチエ素子等
の温度制御素子を用い、パッケージに収納してモジュー
ル化されている。ここで、通常、前記平面型光導波路部
品は、使用している接着剤の性能等から前記温度制御素
子によって温度が45℃前後に制御されている。
2. Description of the Related Art A planar optical waveguide component has a function of demultiplexing a signal according to the wavelength of an optical signal, but the demultiplexing performance is affected by temperature. For this reason, in order to keep the temperature constant during use, the planar optical waveguide component is housed in a package using a temperature control element such as a Peltier element and is modularized. Here, usually, the temperature of the planar optical waveguide component is controlled to about 45 ° C. by the temperature control element from the performance of the adhesive used and the like.

【0003】従って、モジュール化された平面型光導波
路部品においては、例えば、環境温度が45℃よりも高
温になると、温度制御素子は平面型光導波路部品から熱
を奪い、この熱をパッケージに放出する。一方、環境温
度が45℃よりも低温になると、温度制御素子はパッケ
ージから熱を奪い、この熱を平面型光導波路部品に与え
る。
Therefore, in a modularized planar optical waveguide component, for example, when the ambient temperature becomes higher than 45 ° C., the temperature control element removes heat from the planar optical waveguide component and releases the heat to the package. I do. On the other hand, when the environmental temperature is lower than 45 ° C., the temperature control element removes heat from the package and gives this heat to the planar optical waveguide component.

【0004】このため、パッケージは、熱を効率的に外
部に放出したり、外部から吸収する必要があることか
ら、放熱用や吸熱用のフィンを取り付ける場合もある。
[0004] For this reason, the package needs to efficiently radiate heat to the outside or absorb the heat from the outside. Therefore, fins for heat dissipation and heat absorption may be attached to the package.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のモジ
ュール化された平面型光導波路部品は、厚さが20mm
前後あった。このため、従来の平面型光導波路部品は、
光通信システムや光情報処理装置等で使用する際、基板
に実装してバスに取り付けるときに、2つ分のスペース
(スロット)を必要とし、光通信システムや光情報処理
装置等が大型化してしまうという問題があった。
The conventional modular optical waveguide component has a thickness of 20 mm.
Before and after. For this reason, the conventional planar optical waveguide component is:
When used in an optical communication system or an optical information processing device, when mounting on a board and attaching to a bus, two spaces (slots) are required, and the size of the optical communication system or the optical information processing device increases. There was a problem that it would.

【0006】この場合、パッケージの厚さを単に薄くす
るだけでは、環境温度と平面型光導波路部品の制御温度
との温度差が大きくなったときに、外部から出入りする
熱量が多くなり、平面型光導波路部品の温度制御ができ
なくなることがあった。本発明は上記の点に鑑みてなさ
れたもので、薄型であっても平面型光導波路部品の適切
な温度制御が可能で、配置上の省スペース化を図ること
が可能な薄型光導波路モジュールを提供することを目的
とする。特に、薄型であっても平面型光導波路部品の温
度制御が可能であるパッケージ構造とすることで、光導
波路モジュールを基板の実装バスに取り付ける場合で
も、1スロット分のスペースで済む薄型光導波路モジュ
ールを実現することを目的とする。
In this case, simply reducing the thickness of the package increases the amount of heat that enters and exits from the outside when the temperature difference between the environmental temperature and the control temperature of the planar optical waveguide component increases. In some cases, the temperature control of the optical waveguide component cannot be performed. The present invention has been made in view of the above points, and a thin optical waveguide module capable of appropriately controlling the temperature of a planar optical waveguide component even though it is thin, and capable of saving space in arrangement. The purpose is to provide. In particular, even when the optical waveguide module is mounted on a board mounting bus, the thin optical waveguide module requires only one slot space by adopting a package structure capable of controlling the temperature of the planar optical waveguide component even when the optical waveguide module is thin. The purpose is to realize.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明においては上記目
的を達成するため、少なくとも、平面型光導波路部品、
該平面型光導波路部品の温度を検知する温度センサ並び
に第1及び第2の面を有し、前記平面型光導波路部品の
温度を調節する温度制御素子をパッケージ内に収納した
薄型光導波路モジュールであって、前記温度制御素子
は、前記第1の面が第1の熱伝導物質を介して前記パッ
ケージ内面に、前記第2の面が前記平面型光導波路部品
あるいは第2の熱伝導物質を介して前記平面型光導波路
部品に、それぞれ密着配置されると共に、前記パッケー
ジの厚さ方向において、前記平面型光導波路部品と前記
パッケージとの間に断熱層が形成されている構成とした
のである。
According to the present invention, in order to achieve the above object, at least a planar optical waveguide component,
A thin optical waveguide module having a temperature sensor for detecting the temperature of the planar optical waveguide component, and a temperature control element having first and second surfaces for adjusting the temperature of the planar optical waveguide component housed in a package. The temperature control element may be configured such that the first surface is provided on the inner surface of the package via a first heat conductive material, and the second surface is provided on the planar optical waveguide component or a second heat conductive material. The planar optical waveguide component is arranged in close contact with the planar optical waveguide component, and a heat insulating layer is formed between the planar optical waveguide component and the package in the thickness direction of the package.

【0008】好ましくは、前記断熱層は厚さが0.8mm
以上、前記温度制御素子の第1の面が密着配置される前
記パッケージは厚さが0.2mm以上、かつ、前記断熱層
とパッケージの厚さの合計が7mm以下で、前記パッケ
ージは、全体の厚さが9mm以下である構成とする。こ
こで、本明細書において、熱伝導物質とは、熱伝導性を
有する接着剤,均熱板,銅板,アルミニウム板,シリコ
ーングリス等をいうものとする。
Preferably, the heat insulating layer has a thickness of 0.8 mm.
As described above, the package in which the first surface of the temperature control element is disposed in close contact with the package has a thickness of 0.2 mm or more, and the total thickness of the heat insulating layer and the package is 7 mm or less. The thickness is 9 mm or less. Here, in this specification, the thermally conductive material refers to an adhesive having thermal conductivity, a soaking plate, a copper plate, an aluminum plate, silicone grease, or the like.

【0009】[0009]

【作用】薄型光導波路モジュールにおいて平面型光導波
路部品を一定温度に制御するとき、その制御温度よりも
環境温度が高い場合と低い場合とでは、制御するための
温度差が異なることから温度制御素子が必要とする電力
は異なってくる。即ち、においては、設定制御温度と環
境温度との差の絶対値が同じでも、環境温度が設定制御
温度よりも低い場合は、温度制御素子から生ずる熱も加
わるので、平面型光導波路部品の温度制御は容易であ
る。これに対し、環境温度が設定制御温度よりも高い場
合は、温度制御素子から生ずる熱も合わせて平面型光導
波路部品から吸収しなくてはならないので、環境温度が
低い場合よりも多くの電力を必要とし、温度制御が難し
くなる。
When a flat optical waveguide component is controlled to a constant temperature in a thin optical waveguide module, the temperature difference for controlling is different between when the environmental temperature is higher and lower than the control temperature. Requires different power. That is, even if the absolute value of the difference between the set control temperature and the environmental temperature is the same, when the environmental temperature is lower than the set control temperature, heat generated from the temperature control element is also added, so that the temperature of the planar optical waveguide component is increased. Control is easy. On the other hand, when the environmental temperature is higher than the set control temperature, heat generated from the temperature control element must be absorbed from the planar optical waveguide component together, so that more power is consumed than when the environmental temperature is low. Required, making temperature control difficult.

【0010】このことは、温度制御素子の吸熱量・放熱
量に関して一般的に使用される次式にも表れている(図
6参照)。 │qc│=αe・Tcj・I−0.5re・I2−Ke・ΔTj…………(式1) qh=αe・Thj・I+0.5re・I2−Ke・ΔTj…………(式2) qc:温度制御素子の吸熱量(W), qh:温度制御素子の放熱量(W) αe:相対熱伝能(V/K), Ke:熱コンダクタンス(W/K) I:制御電流(A), ΔTj:吸熱・放熱面温度差(K) re:電気抵抗(Ω), Tcj:吸熱面温度(K) Thj:放熱面温度(K)
[0010] This fact is also shown in the following equation that is generally used for the amount of heat absorption and heat dissipation of the temperature control element (see FIG. 6). | Qc | = αe · Tcj · I−0.5re · I 2 −Ke · ΔTj (Equation 1) qh = αe · Thj · I + 0.5re · I 2 −Ke · ΔTj (Equation 1) 2) qc: Heat absorption (W) of the temperature control element, qh: Heat release (W) of the temperature control element αe: Relative thermal conductivity (V / K), Ke: Heat conductance (W / K) I: Control current (A), ΔTj: heat-absorbing / radiating surface temperature difference (K) re: electric resistance (Ω), Tcj: heat-absorbing surface temperature (K) Thj: heat-radiating surface temperature (K)

【0011】このとき、図6に示す温度制御素子が発生
する熱re・I2は、式1に示すように、吸熱量qcを低く
するように作用するのに対し、式2に示すように、放熱
量qhを大きくするように作用する。即ち、平面型光導
波路部品が放熱面側にある場合、温度制御素子に電流を
流せば流す程、平面型光導波路部品は加熱される。しか
し、平面型光導波路部品が吸熱面側にある場合は、電流
を流し過ぎると温度制御素子が吸熱できずに逆に発熱
し、平面型光導波路部品の温度制御をすることができな
くなる場合が発生する。
At this time, the heat re · I 2 generated by the temperature control element shown in FIG. 6 acts to reduce the amount of heat absorption qc as shown in equation 1, whereas the heat re · I 2 as shown in equation 2 , And acts to increase the heat radiation amount qh. That is, when the planar optical waveguide component is on the heat dissipation surface side, the more the current flows through the temperature control element, the more the planar optical waveguide component is heated. However, when the planar optical waveguide component is on the heat absorbing surface side, if too much current is passed, the temperature control element cannot absorb heat and instead generates heat, which may make it impossible to control the temperature of the planar optical waveguide component. appear.

【0012】このため、薄型光導波路モジュールを設計
する際には、環境温度が平面型光導波路部品の制御温度
よりも高い場合を想定し、その温度差が最も大きい場合
であっても温度制御をすることができるように設計する
ことが普通である。そこで、例えば、厚さ9mmの薄型
光導波路モジュールにおいて、平面型光導波路部品の制
御温度よりも環境温度が高い場合、図7に示すように、
外部から流入してくる熱量以上に温度制御素子で平面型
光導波路部品から熱を奪い、平面型光導波路部品を冷却
する。このとき、外部からモジュール内へ流入する熱の
殆どは、平面型光導波路部品を通るため、入熱量の最大
値Qc(W)は、次式で近似させることができる。
For this reason, when designing a thin optical waveguide module, it is assumed that the environmental temperature is higher than the control temperature of the planar optical waveguide component, and the temperature control is performed even when the temperature difference is the largest. It is common to design to be able to. Therefore, for example, in a thin optical waveguide module having a thickness of 9 mm, when the environmental temperature is higher than the control temperature of the planar optical waveguide component, as shown in FIG.
Heat is taken from the planar optical waveguide component by the temperature control element to cool the planar optical waveguide component by an amount greater than the amount of heat flowing from the outside. At this time, since most of the heat flowing into the module from the outside passes through the planar optical waveguide component, the maximum value Qc (W) of the heat input can be approximated by the following equation.

【0013】 Qc=X・Y・λ(Th−Tcj)/t…………(式3) X:平面型光導波路部品の第1の方向(縦方向)におけ
る長さ(m) Y:第1の方向(縦方向)と直交する方向(横方向)に
おける長さ(m) t:パッケージの厚さ方向に形成される断熱層の平均厚
さ(m) λ:断熱層の熱伝導率(W/m・K) Th :使用環境の最高温度(K) Tcj:設定制御温度(K) ここで、通常の薄型光導波路モジュールでは、平面型光
導波路部品は前記長さX,Yが40mm(0.04mm)
前後、使用環境の最高温度Thは70℃(343K)、平
面型光導波路部品の設定制御温度Tcjは40℃(313
K)程度であり、断熱層は空気の場合が多く、空気の熱
伝導率λはおよそ0.02(W/m・K)である。
Qc = X · Y · λ (Th−Tcj) / t (Expression 3) X: Length (m) of the planar optical waveguide component in the first direction (longitudinal direction) Y: Length (m) in a direction (horizontal direction) orthogonal to direction 1 (longitudinal direction) t: Average thickness (m) of heat insulating layer formed in thickness direction of package λ: Thermal conductivity of heat insulating layer ( W / m · K) Th: maximum temperature of use environment (K) Tcj: set control temperature (K) Here, in a normal thin optical waveguide module, the lengths X and Y of the planar optical waveguide component are 40 mm ( 0.04mm)
Before and after, the maximum temperature Th of the use environment is 70 ° C. (343 K), and the set control temperature Tcj of the planar optical waveguide component is 40 ° C. (313 K).
K), and the heat insulating layer is often air, and the thermal conductivity λ of the air is about 0.02 (W / m · K).

【0014】従って、通常の薄型光導波路モジュール
は、入熱量の最大値Qc(W)は以下のようになる。 Qc=9.6×10-4/t………………(式4) また、温度制御素子の放熱量をqh(W)、放熱フィンの
熱抵抗をRh(K/W)とすると、式1,式2におけるTh
j,ΔTjは、それぞれ次式で表される。 Thj=Th+Rh・qh, ΔTj=Th+Rh・qh−Tcj
Therefore, in the ordinary thin optical waveguide module, the maximum value Qc (W) of the heat input is as follows. Qc = 9.6 × 10 −4 / t (Equation 4) Further, assuming that the heat radiation amount of the temperature control element is qh (W) and the thermal resistance of the heat radiation fin is Rh (K / W), Th in Equations 1 and 2
j and ΔTj are represented by the following equations, respectively. Thj = Th + Rh · qh, ΔTj = Th + Rh · qh−Tcj

【0015】そこで、これらを式1,式2に代入する
と、次に示す式5,式6が得られる。 │qc│=αe・Tcj・I−0.5re・I2−Ke(Th+Rh・qh−Tcj) ………(式5) qh={αe・Th・I+0.5re・I2−Ke(Th−Tcj)}/ (1−αe・Rh・I+Ke・Rh)…………(式6) また、温度制御素子に流れる電流は、通常、大きくとも
1(A)前後で、相対熱伝能αe(V/K)は1×10-3
5×10-2程度、放熱フィンの熱抵抗Rh(K/W)はパ
ッケージの設計次第であるが、通常、10(K/W)を越
えることはあまりない。このため、式6において1+K
e・Rhはαe・Rh・Iに比べて十分大きいから、分母は次
式のように表現しても実用上問題は生じない。 1−αe・Rh・I+Ke・Rh≒1+Ke・Rh…………………(式7)
Therefore, when these are substituted into Expressions 1 and 2, Expressions 5 and 6 shown below are obtained. | Qc | = αe · Tcj · I−0.5re · I 2 −Ke (Th + Rh · qh−Tcj) (Equation 5) qh = {αe · Th · I + 0.5re · I 2 −Ke (Th− Tcj)} / (1−αe · Rh · I + Ke · Rh) (Equation 6) Also, the current flowing through the temperature control element is usually at most about 1 (A), and the relative thermal conductivity αe ( V / K) is 1 × 10 −3 or more.
The thermal resistance Rh (K / W) of the radiation fins is about 5 × 10 −2 depending on the design of the package, but usually does not exceed 10 (K / W). Therefore, in Expression 6, 1 + K
Since e · Rh is sufficiently larger than αe · Rh · I, there is no practical problem even if the denominator is expressed as follows. 1−αe · Rh · I + Ke · Rh ≒ 1 + Ke · Rh (Equation 7)

【0016】このとき、式5は、Iに関する単純な2次
式となり、ある特定のIにおいて次に示す最大値qcmax
を持つ。 qcmax=[(1+Ke・Rh){αe・Tcj−Ke・Rh・αe・Th/(1+Ke・Rh)}2] /2re(1+2Ke・Rh)−Ke(Th−Tcj)/(1+Ke・Rh)………(式8) このqcmaxが式3におけるQcよりも小さければ、平面
型光導波路部品を所望の設定制御温度Tcj(K)に保持す
ることができなくなる。このため、平面型光導波路部品
を所望の設定制御温度Tcj(K)に制御することが可能な
パッケージの要件として、qcmax≧Qcが成立する必要
があり、次式が得られる。 [(1+Ke・Rh){αe・Tcj−Ke・Rh・αe・Th/(1+Ke・Rh)}2]/2re (1+2Ke・Rh)−Ke(Th−Tcj)/(1+Ke・Rh) ≧λ・X・Y(Th−Tcj)/t……………(式9)
At this time, equation (5) is a simple quadratic equation for I, and for a specific I, the maximum value qcmax
have. qcmax = [(1 + Ke · Rh) {αe · Tcj−Ke · Rh · αe · Th / (1 + Ke · Rh)} 2 ] / 2re (1 + 2Ke · Rh) −Ke (Th−Tcj) / (1 + Ke · Rh) (Expression 8) If qcmax is smaller than Qc in Expression 3, the planar optical waveguide component cannot be maintained at the desired set control temperature Tcj (K). Therefore, qcmax ≧ Qc needs to be satisfied as a requirement of a package that can control the planar optical waveguide component to a desired set control temperature Tcj (K), and the following equation is obtained. [(1 + Ke · Rh) {αe · Tcj−Ke · Rh · αe · Th / (1 + Ke · Rh)} 2 ] / 2re (1 + 2Ke · Rh) −Ke (Th−Tcj) / (1 + Ke · Rh) ≧ λ · X · Y (Th−Tcj) / t (Equation 9)

【0017】また、式7において、左辺は右辺よりも常
に小さいから、式6のqhの値は現実には僅かに大き
い。この結果、式8のqcmaxは、現実の値よりも多少小
さくなるため、その差が設計の余裕として確保すること
ができる。このため、式9を設計に適用することで、余
裕を確保しつつ効率の良い薄型光導波路モジュールが開
発される。
In Equation 7, since the left side is always smaller than the right side, the value of qh in Equation 6 is actually slightly larger. As a result, qcmax in Equation 8 is slightly smaller than the actual value, and the difference can be secured as a margin for design. For this reason, by applying Equation 9 to the design, a thin optical waveguide module that is efficient and secures a margin is developed.

【0018】例えば、薄型光導波路モジュールを機器に
実装する場合、配置スペースの制限からパッケージに設
ける放熱フィンは無限には大きくできない。このため、
通常、薄型光導波路モジュールでは、パッケージの放熱
面積は約120cm2となり、図3の関係から1mm厚
の銅製パッケージの場合で熱抵抗Rhは約5(K/W)
となる。前述のとおり、通常、薄型光導波路モジュール
においては、使用環境の最高温度Thは70℃(343
K)、平面型光導波路部品の設定制御温度Tcjは40
℃(313K)、温度制御素子の熱コンダクタンスK
e,電気抵抗re,相対熱伝能αeは実際は色々ある。し
かし、現存し、市販されている薄型光導波路モジュール
の中で比確的吸熱量の最大値qcmaxが大きなものでは、
電気抵抗re=0.98(Ω)、相対熱伝能αe=0.01
(V/K)、熱コンダクタンスKe=0.054(W/
K)である。このため、これらの数値を(式8)に代入
すると、吸熱量の最大値qcmaxが次のように算出され
る。 qcmax=1.15(W)
For example, when mounting a thin optical waveguide module on a device, the radiation fins provided on the package cannot be infinitely large due to the limitation of the arrangement space. For this reason,
Normally, in a thin optical waveguide module, the heat radiation area of the package is about 120 cm 2 , and the thermal resistance Rh is about 5 (K / W) in the case of a copper package having a thickness of 1 mm from the relationship shown in FIG.
Becomes As described above, usually, in the thin optical waveguide module, the maximum temperature Th of the use environment is 70 ° C. (343 ° C.).
K), the set control temperature Tcj of the planar optical waveguide component is 40
° C (313K), thermal conductance K of temperature control element
e, electric resistance re, and relative thermal conductivity αe actually vary. However, among the existing and commercially available thin optical waveguide modules, the maximum value qcmax of the specific heat absorption amount is large,
Electric resistance re = 0.98 (Ω), relative thermal conductivity αe = 0.01
(V / K), thermal conductance Ke = 0.054 (W /
K). Therefore, when these numerical values are substituted into (Equation 8), the maximum value qcmax of the heat absorption amount is calculated as follows. qcmax = 1.15 (W)

【0019】このとき、Qc<qcmaxでなければいけ
ないので、(式4)からtの範囲を求めると、次のよう
になる。 t>8.35×10-4 従って、薄型光導波路モジュールにおいては、現実的に
は断熱層の最小厚さが0.8(mm)程度となる。
At this time, since Qc must be smaller than qcmax, the range of t is obtained from (Equation 4) as follows. t> 8.35 × 10 −4 Therefore, in the thin optical waveguide module, the minimum thickness of the heat insulating layer is practically about 0.8 (mm).

【0020】また、薄型光導波路モジュールにおいて
は、温度制御素子とパッケージとが接する面の長さが
L、幅がXのとき、その部分のパッケージ材料が厚さZ
の銅であれば、銅の熱伝導率をλCuとおくと、その部分
の熱抵抗Rhは以下のように近似することができる。 Rh=(L/2XZ)/λCu このとき、市販されている温度制御素子の中で、比較的
小さいものでも、L=X=5(mm)程度、銅の熱伝導
率はλCu=400(W/mK)なので、熱抵抗Rhが前
述の熱抵抗5(K/W)を越えないためには、Z>0.2
5(mm)となる。即ち、薄型光導波路モジュールにお
いては、現実的には、温度制御素子が接する部分のパッ
ケージは、最低0.2(mm)程度の厚さを確保する必要
があることになる。
In the thin optical waveguide module, when the length of the surface where the temperature control element and the package are in contact with each other is L and the width is X, the package material at that portion has a thickness Z.
If the thermal conductivity of the copper is λ Cu , the thermal resistance Rh at that portion can be approximated as follows. Rh = (L / 2XZ) / λ Cu At this time, even among the relatively small temperature control elements on the market, L = X = about 5 (mm) and the thermal conductivity of copper is λ Cu = 400. (W / mK), so that the thermal resistance Rh does not exceed the aforementioned thermal resistance 5 (K / W), Z> 0.2.
5 (mm). That is, in the thin optical waveguide module, it is actually necessary to secure a thickness of at least about 0.2 (mm) in a portion where the temperature control element is in contact.

【0021】また、温度制御素子は、市販されているも
のでも厚さが1mm以上あるのが通常であり、光導波路
部品も同様である。このため、薄型光導波路モジュール
は、断熱層の厚さtと温度制御素子と接触する部分にお
けるパッケージの厚さZの合計が7mm以下で、パッケ
ージ全体の厚さを9mm以下とする必要がある。従っ
て、このような条件を満たす薄型光導波路モジュールと
することで、上記本発明の目的を達成することができ
る。
[0021] The temperature control element is usually 1 mm or more in thickness even if it is commercially available, and the same applies to optical waveguide parts. Therefore, in the thin optical waveguide module, it is necessary that the total of the thickness t of the heat insulating layer and the thickness Z of the package at a portion in contact with the temperature control element is 7 mm or less, and the total thickness of the package is 9 mm or less. Therefore, the object of the present invention can be achieved by providing a thin optical waveguide module satisfying such conditions.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
乃至図5に基づいて詳細に説明する。薄型光導波路モジ
ュール(以下、単に「光導波路モジュール」という)1
は、図1及び図2に示すように、少なくとも平面型光導
波路部品(以下、単に「光導波路部品」という)2、温
度センサ5及び温度制御素子6がパッケージ7内に収納
されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to FIGS. Thin optical waveguide module (hereinafter simply referred to as “optical waveguide module”) 1
As shown in FIGS. 1 and 2, at least a planar optical waveguide component (hereinafter, simply referred to as “optical waveguide component”) 2, a temperature sensor 5, and a temperature control element 6 are housed in a package 7.

【0023】光導波路部品2は、基板上に所望パターン
の導波路が形成された平面型の光導波路部品で、両側に
はそれぞれ複数の入射ファイバ3aと出射ファイバ4a
の端部に取り付けられた光コネクタ3,4が接続されて
いる。光導波路部品2は、図2に示すように、後述する
温度制御素子6の第2面6bに密着配置され、パッケー
ジ7のカバー10との間に空気の断熱層LIを形成して
いる。
The optical waveguide component 2 is a planar optical waveguide component in which a waveguide of a desired pattern is formed on a substrate, and a plurality of input fibers 3a and output fibers 4a are provided on both sides.
Are connected to the optical connectors 3 and 4 attached to the ends of the optical connectors. As shown in FIG. 2, the optical waveguide component 2 is disposed in close contact with a second surface 6 b of a temperature control element 6 described later, and forms a heat insulating layer LI for air between the optical waveguide component 2 and the cover 10 of the package 7.

【0024】温度センサ5は、の温度を検知するサーミ
スタで、光導波路部品2の上面にボンディングにより取
り付けられている。温度センサ5は、温度信号を2本の
電線5aにより外部の制御装置(図示せず)へ伝送す
る。図2に示すように、とを有する、例えば、ペルチエ
素子で、第1面6aが後述する金属ベース8に接着固定
されている。温度制御素子6は、図1に示すように、パ
ッケージ7外へ延出している2本の電線6cから作動電
流が供給される。温度制御素子6は、第1面6aが後述
する金属ベース8の凹部8aに、第2面6bが光導波路
部品2の下面に、それぞれ熱伝導性を有する接着剤によ
って接着されている。
The temperature sensor 5 is a thermistor for detecting the temperature of the sensor, and is attached to the upper surface of the optical waveguide component 2 by bonding. The temperature sensor 5 transmits a temperature signal to an external control device (not shown) via two electric wires 5a. As shown in FIG. 2, for example, a Peltier element having a first surface 6a is adhesively fixed to a metal base 8 described later. As shown in FIG. 1, the operating current is supplied to the temperature control element 6 from two electric wires 6 c extending outside the package 7. The temperature control element 6 has a first surface 6a bonded to a concave portion 8a of a metal base 8 described later, and a second surface 6b bonded to a lower surface of the optical waveguide component 2 with an adhesive having thermal conductivity.

【0025】パッケージ7は、金属ベース8、保護ケー
ス9及びカバー12を有し、全体の厚さが9mm以下
で、図1はカバー12を取り外した状態を示している。
は、例えば、銅あるいはアルミニウム等の熱伝導性に優
れた素材から成形され、ヒートシンクとして機能する。
金属ベース8は、略中央に温度制御素子6を位置決めす
るが設けられ、両側には複数の放熱フィン8bが一体に
形成されている。
The package 7 has a metal base 8, a protective case 9 and a cover 12, has a total thickness of 9 mm or less, and FIG. 1 shows a state in which the cover 12 is removed.
Is formed from a material having excellent thermal conductivity, such as copper or aluminum, and functions as a heat sink.
The metal base 8 is provided with a position for positioning the temperature control element 6 substantially at the center, and a plurality of radiating fins 8b are integrally formed on both sides.

【0026】保護ケース9は、ポリエチレンテレフタレ
ート(PET)等の合成樹脂から枠体状に成形され、金
属ベース8に取り付けられてカバー12と共にパッケー
ジ7内に収納された温度センサ5や温度制御素子6等を
保護する。保護ケース9は、上部及び下部に凹溝9aが
枠形状に沿って形成され、下部近傍に開口9bを有する
断熱板9cが設けられている。開口9bは、温度制御素
子6を金属ベース8の凹部8aに配置したときに、断熱
板9cと干渉しないよう、温度制御素子6の外形よりも
大きく形成されている。断熱板9cは、温度制御素子6
が吸収し、金属ベース8の放熱フィン8bから外部へ放
熱されるべき熱が、空気の対流等によって再び光導波路
部品2へ伝導することを防止する。また、保護ケース9
は、図1に示すように、左右両側に固定部材10が取り
付けられる。各固定部材10は、開口10aが後部側に
形成されると共に、上面には凹溝9aと連続する位置に
同一形状の凹溝10bが形成され、ゴムブーツ11を保
護ケース9に固定する。凹溝9a,10bには図2に示
すように、シールリング8c,12aが配置される。ゴ
ムブーツ11は、パッケージ7から延出する複数の入射
ファイバ3aと出射ファイバ4aが断線しないように曲
げから保護する。
The protective case 9 is formed in a frame shape from a synthetic resin such as polyethylene terephthalate (PET), attached to the metal base 8 and accommodated in the package 7 together with the cover 12 in the package 7. Protect etc. The protective case 9 has a concave groove 9a formed along the frame shape at the upper and lower portions, and a heat insulating plate 9c having an opening 9b near the lower portion. The opening 9b is formed larger than the outer shape of the temperature control element 6 so as not to interfere with the heat insulating plate 9c when the temperature control element 6 is disposed in the recess 8a of the metal base 8. The heat insulating plate 9c is
To prevent the heat to be radiated to the outside from the radiating fins 8b of the metal base 8 from being conducted to the optical waveguide component 2 again by convection of air or the like. In addition, protection case 9
As shown in FIG. 1, fixing members 10 are attached to both left and right sides. Each fixing member 10 has an opening 10a formed on the rear side and a concave groove 10b having the same shape at a position continuous with the concave groove 9a on the upper surface, and fixes the rubber boot 11 to the protective case 9. As shown in FIG. 2, seal rings 8c and 12a are arranged in the concave grooves 9a and 10b. The rubber boot 11 protects the plurality of input fibers 3a and output fibers 4a extending from the package 7 from bending so as not to be disconnected.

【0027】カバー12は、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)等の合成樹脂からなる板で、保護ケース9
の上にシールリング12aを介して被着される。以上の
ように構成される光導波路モジュール1において、温度
制御素子6は相対熱伝能αe=0.01(V/K)、熱コン
ダクタンスKe=0.054(W/K)、電気抵抗re=0.9
8(Ω)のものを使用し、金属ベース8は銅製で厚さが1
mm、放熱フィン8bの放熱面積が約80cm2とする
と、熱抵抗Rhは図3からRh=約7(K/W)となる。こ
こで、図3は、金属ベース8の素材(銅,アルミニウ
ム),厚さを変え、放熱面積(cm2)に対する熱抵抗
との関係を示す特性図である。
The cover 12 is a plate made of a synthetic resin such as polyethylene terephthalate (PET).
Over the seal ring 12a. In the optical waveguide module 1 configured as described above, the temperature control element 6 has a relative thermal conductivity αe = 0.01 (V / K), a thermal conductance Ke = 0.054 (W / K), and an electric resistance re = 0.9
8 (Ω), and the metal base 8 is made of copper and has a thickness of 1
mm, and the heat radiation area of the radiation fin 8b is about 80 cm 2 , the thermal resistance Rh is about 7 (K / W) from FIG. Here, FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the heat dissipation area (cm 2 ) and the thermal resistance by changing the material (copper, aluminum) and the thickness of the metal base 8.

【0028】また、光導波路部品2は、図1における矢
印X方向における長さX=4cm(=4×10-2m)、矢
印X方向と直交するY方向における長さY=3cm(3
×10-2m)のものを使用し、断熱層LIの平均厚さt=
1mm(1×10-3m)とし、設定制御温度Tcj=40
℃(≒313K)に設定した。このとき、断熱層LIは、
空気であるから熱伝導率λ=約0.02(W/m・K)で、
使用環境の最高温度はTh=70℃(≒343K)であ
った。
The optical waveguide component 2 has a length X = 4 cm (= 4 × 10 −2 m) in the direction of arrow X in FIG. 1 and a length Y = 3 cm (3 in the direction Y perpendicular to the direction of arrow X).
× 10 -2 m), and the average thickness t =
1 mm (1 × 10 −3 m), and set control temperature Tcj = 40
° C (≒ 313K). At this time, the heat insulation layer LI is
Since it is air, the thermal conductivity λ = about 0.02 (W / mK)
The maximum temperature of the use environment was Th = 70 ° C. (≒ 343K).

【0029】従って、前記式3から入熱量の最大値Qc
(W)は、次のように求められる。 Qc=0.04×0.03×0.02×(343−313)/0.
001=0.72(W) また、温度制御素子6における吸熱量qc(W)の最大
値qcmaxは、式8からqcmax=0.80(W)となる。従っ
て、qcmax>Qcとなり式9を満たす。上記した光導波
路モジュール1は、完成時の全体の厚さ、即ち、パッケ
ージ7の全体厚さが9mm以下であるので、薄型であっ
ても適切な温度制御が可能で、光通信システムや光情報
処理装置等に用いるときに、配置上の省スペース化を図
ることができる。
Therefore, the maximum value Qc of the heat input can be obtained from the above equation (3).
(W) is obtained as follows. Qc = 0.04 × 0.03 × 0.02 × (343-313) /0.0.
001 = 0.72 (W) The maximum value qcmax of the heat absorption qc (W) in the temperature control element 6 is qcmax = 0.80 (W) from Expression 8. Therefore, qcmax> Qc, and the expression 9 is satisfied. Since the entire thickness of the optical waveguide module 1 at the time of completion, that is, the entire thickness of the package 7 is 9 mm or less, appropriate temperature control is possible even if the optical waveguide module 1 is thin, and an optical communication system and optical information When used in a processing device or the like, space saving in arrangement can be achieved.

【0030】次に、本発明の光導波路モジュールの第2
の実施形態について説明する。光導波路モジュール20
は、図4に示すように光導波路部品21、均熱板24、
温度センサ25及び温度制御素子26がパッケージ27
内に収納され、全体が厚さ9mm以下に組み立てられ
る。ここで、以下に説明する光導波路モジュールにおい
ては、図1,2に示す光導波路モジュール1と構成が同
一の部材については、対応する部分に対応する符号を付
すことにより詳細な説明を省略にする。
Next, the second embodiment of the optical waveguide module of the present invention will be described.
An embodiment will be described. Optical waveguide module 20
Are optical waveguide components 21, heat equalizing plates 24, as shown in FIG.
Temperature sensor 25 and temperature control element 26 are package 27
The whole is assembled to a thickness of 9 mm or less. Here, in the optical waveguide module described below, the detailed description of the members having the same configuration as the optical waveguide module 1 shown in FIGS. .

【0031】光導波路部品21は、両側にそれぞれ複数
の入射ファイバ22aと出射ファイバ23aの端部に取
り付けられた光コネクタ22,23が接続されている。
光導波路部品21は、均熱板24に接着固定され、パッ
ケージ27の後述する金属ベース28との間に空気の断
熱層LIを形成している。均熱板24は、プラスチック
性のねじ24aによってパッケージ27の後述する上カ
バー29に取り付けられる。温度センサ25は、均熱板
24の光導波路部品21側に設けられた凹部に配置され
ている。
The optical waveguide component 21 is connected to optical connectors 22 and 23 attached to the ends of a plurality of input fibers 22a and output fibers 23a on both sides.
The optical waveguide component 21 is bonded and fixed to a heat equalizing plate 24, and forms a heat insulating layer LI for air between the optical waveguide component 21 and a metal base 28 of the package 27 described later. The heat equalizing plate 24 is attached to a later-described upper cover 29 of the package 27 by plastic screws 24a. The temperature sensor 25 is disposed in a concave portion provided on the optical waveguide component 21 side of the heat equalizing plate 24.

【0032】温度制御素子26は、第1面26aを後述
する上カバー29内面に熱伝導性を有する接着剤によっ
て接着され、第2面26bを均熱板24を介して光導波
路部品21と、それぞれ密着配置される。パッケージ2
7は、それぞれ銅あるいはアルミニウム等の熱伝導性に
優れた素材から成形され、ヒートシンクとして機能する
金属ベース28と上カバー29を有している。金属ベー
ス28は、両側に複数の放熱フィン28bが一体に形成
され、ゴムブーツ27aを介して上カバー29が取り付
けられる。
The temperature control element 26 has a first surface 26a adhered to an inner surface of an upper cover 29, which will be described later, with an adhesive having thermal conductivity, and a second surface 26b with the optical waveguide component 21 via a heat equalizing plate 24. Each is closely arranged. Package 2
Reference numeral 7 denotes a metal base 28 and an upper cover 29 which are each formed of a material having excellent thermal conductivity such as copper or aluminum and function as a heat sink. The metal base 28 has a plurality of radiating fins 28b integrally formed on both sides, and the upper cover 29 is attached via a rubber boot 27a.

【0033】以上のように構成される光導波路モジュー
ル20は、温度制御素子26が上カバー29に接触し、
金属ベース28とも熱的に接触している。このため、光
導波路モジュール20は、光導波路モジュール1に比べ
て放熱面積が増大する。このため、光導波路モジュール
20は、光導波路モジュール1と厚さが同じでも、放熱
フィン28bの長さを短くすることができる。
In the optical waveguide module 20 configured as described above, the temperature control element 26 contacts the upper cover 29,
It is also in thermal contact with the metal base 28. Therefore, the heat dissipation area of the optical waveguide module 20 is larger than that of the optical waveguide module 1. For this reason, even if the optical waveguide module 20 has the same thickness as the optical waveguide module 1, the length of the radiation fin 28b can be shortened.

【0034】このとき、光導波路モジュール20におい
て、温度制御素子26は相対熱伝能αe=0.025(V/
K)、熱コンダクタンスKe=0.056(W/K)、電気抵
抗re=6.75(Ω)のものを使用し、金属ベース28は
銅製で厚さが1mm、上カバー29と放熱フィン28b
の放熱面積が約200cm2とすると、熱抵抗Rhは図3
からRh=約4(K/W)となる。
At this time, in the optical waveguide module 20, the temperature control element 26 has a relative thermal conductivity αe = 0.025 (V /
K), a thermal conductance Ke = 0.0056 (W / K), and an electric resistance re = 6.75 (Ω). The metal base 28 is made of copper and has a thickness of 1 mm.
Assuming that the heat radiation area is approximately 200 cm 2 , the thermal resistance Rh is as shown in FIG.
From this, Rh = approximately 4 (K / W).

【0035】一方、光導波路部品21は、縦横の長さが
それぞれX,Y=4cm(=4×10-2m)のものを使用
し、断熱層LIの平均厚さt=1mm(1×10-3m)と
し、設定制御温度Tcj=45℃(≒318K)に設定し
た。このとき、断熱層LIは、空気であるから熱伝導率
λ=約0.02(W/m・K)で、使用環境の最高温度はTh
=70℃(≒343K)であった。
On the other hand, the optical waveguide component 21 has a vertical and horizontal length of X and Y = 4 cm (= 4 × 10 −2 m), respectively, and an average thickness t = 1 mm (1 × 1) of the heat insulating layer LI. 10 −3 m), and the set control temperature Tcj was set at 45 ° C. (≒ 318 K). At this time, since the heat insulation layer LI is air, the thermal conductivity λ is about 0.02 (W / m · K), and the maximum temperature of the use environment is Th.
= 70 ° C (≒ 343K).

【0036】従って、前記式3から入熱量の最大値Qc
(W)は、次のように求められる。 Qc=0.04×0.04×0.02×(343−318)/0.
001=0.80(W) ここで、光導波路モジュール20においては、金属ベー
ス28は放熱フィン28bと一体に成形され、その温度
は環境温度よりも多少高いものと考えられるが、仮に金
属ベース28の温度が75℃であっても、入熱量の最大
値Qc(W)は、次のようになり、大きな差はない。 Qc=0.04×0.04×0.02×(348−318)/0.
001=0.96(W)
Accordingly, the maximum value Qc of the heat input can be obtained from the above equation (3).
(W) is obtained as follows. Qc = 0.04 × 0.04 × 0.02 × (343-318) /0.0.
001 = 0.80 (W) Here, in the optical waveguide module 20, the metal base 28 is formed integrally with the radiation fins 28b, and its temperature is considered to be slightly higher than the ambient temperature. Is 75 ° C., the maximum value Qc (W) of the heat input amount is as follows, and there is no large difference. Qc = 0.04 × 0.04 × 0.02 × (348-318) /0.0.
001 = 0.96 (W)

【0037】また、温度制御素子26における吸熱量q
c(W)の最大値qcmaxは、式8からqcmax=1.514
(W)となる。従って、qcmax>Qcとなり式9を満た
す。しかし、光導波路モジュール20は、プラスチック
性のねじ24aから光導波路部品21への熱の伝導があ
る。そこで、光導波路モジュール20に関して、プラス
チックの熱伝導率を0.2(W・mK)、ねじ24aの直径
を2(mm)、上カバー29の内面29aから均熱板24
までの距離を2(mm)、ねじ24aの本数を4本、上カ
バー29の温度を80℃とすると、ねじ24aからの入
熱量は次式のように求められ、式9を満たすことに変わ
りはない。 {0.2×π×0.0012×(353−318)}/0.00
2×4=0.044(W)
The heat absorption q in the temperature control element 26
The maximum value of c (W), qcmax, is obtained from Equation 8 as qcmax = 1.514.
(W). Therefore, qcmax> Qc, and the expression 9 is satisfied. However, in the optical waveguide module 20, heat is transmitted from the plastic screw 24a to the optical waveguide component 21. Therefore, regarding the optical waveguide module 20, the thermal conductivity of the plastic is 0.2 (W · mK), the diameter of the screw 24a is 2 (mm), and the heat equalizing plate 24 is removed from the inner surface 29a of the upper cover 29.
Assuming that the distance from the screw 24a is 2 (mm), the number of screws 24a is 4, and the temperature of the upper cover 29 is 80 ° C., the heat input from the screw 24a is obtained as shown in the following equation. There is no. {0.2 × π × 0.001 2 × (353-318)} / 0.00
2 x 4 = 0.044 (W)

【0038】従って、光導波路モジュール20は、完成
時の全体の厚さ、即ち、パッケージ27の全体厚さが9
mm以下であるので、薄型であっても適切な温度制御が
可能で、光通信システムや光情報処理装置等に用いると
きに、配置上の省スペース化を図ることができる。
Therefore, the entire thickness of the optical waveguide module 20 when completed, that is, the total thickness of the package 27 is 9
mm or less, appropriate temperature control is possible even in a thin configuration, and space saving in arrangement can be achieved when used in an optical communication system, an optical information processing device, or the like.

【0039】更に、本発明の光導波路モジュールの第3
の実施形態について説明する。光導波路モジュール30
は、図5に示すように光導波路部品31、2枚の均熱板
34、温度センサ35及び温度制御素子36がパッケー
ジ37内に収納され、全体が厚さ9mm以下に組み立て
られる。光導波路部品31は、両側にそれぞれ複数の入
射ファイバ32aと出射ファイバ33aの端部に取り付
けられた光コネクタ32,33が接続されている。光導
波路部品31は、2枚の均熱板34で挟まれ、パッケー
ジ37の後述する金属ベース38との間にゴム製のスポ
ンジ等の断熱剤を充填して断熱層LIを形成している。
Further, the third aspect of the optical waveguide module of the present invention
An embodiment will be described. Optical waveguide module 30
As shown in FIG. 5, an optical waveguide component 31, two heat equalizing plates 34, a temperature sensor 35, and a temperature control element 36 are housed in a package 37, and the whole is assembled to a thickness of 9 mm or less. The optical waveguide component 31 is connected to optical connectors 32 and 33 attached to ends of a plurality of input fibers 32a and output fibers 33a on both sides. The optical waveguide component 31 is sandwiched between two heat equalizing plates 34, and is filled with a heat insulating agent such as a rubber sponge between the package 37 and a metal base 38 described later to form a heat insulating layer LI.

【0040】2枚の均熱板24は、両側に配置される2
つの温度制御素子36により金属ベース38に支持され
ている。温度センサ35は、下側に配置される均熱板3
4の光導波路部品31側に設けられた凹部に配置されて
いる。温度制御素子36は、第1面36aを後述する金
属ベース38内面に熱伝導性を有する接着剤によって接
着され、第2面36bを均熱板34を介して光導波路部
品31と、それぞれ密着配置される。
The two heat equalizing plates 24 are arranged on both sides.
It is supported on a metal base 38 by two temperature control elements 36. The temperature sensor 35 is connected to the heat equalizing plate 3 disposed on the lower side.
4 is disposed in a concave portion provided on the optical waveguide component 31 side. The temperature control element 36 has a first surface 36a adhered to an inner surface of a metal base 38, which will be described later, by an adhesive having thermal conductivity, and a second surface 36b is closely attached to the optical waveguide component 31 via the heat equalizing plate 34. Is done.

【0041】パッケージ37は、それぞれ銅あるいはア
ルミニウム等の熱伝導性に優れた素材から成形され、ヒ
ートシンクとして機能する金属ベース38と、ポリブチ
レンテレフタレート(PBT)等の合成樹脂からなる上
カバー39を有している。金属ベース38は、両側に複
数の放熱フィン38bが一体に形成され、ゴムブーツ3
7aを介して上カバー39が取り付けられる。
The package 37 is formed of a material having excellent thermal conductivity such as copper or aluminum, and has a metal base 38 functioning as a heat sink and an upper cover 39 made of a synthetic resin such as polybutylene terephthalate (PBT). are doing. The metal base 38 has a plurality of heat dissipating fins 38b integrally formed on both sides thereof.
The upper cover 39 is attached via 7a.

【0042】以上のように構成される光導波路モジュー
ル30は、温度制御素子36の厚さが光導波路モジュー
ル1,20に比べると、パッケージ37の厚さに対して
あまり制約を受けない。このため、光導波路モジュール
30は、温度制御素子36の選定が光導波路モジュール
1,20に比べて比較的自由となり、断熱層LIの厚さ
も大きくすることができる。
In the optical waveguide module 30 configured as described above, the thickness of the package 37 is not so much restricted as compared with the optical waveguide modules 1 and 20 in the thickness of the temperature control element 36. For this reason, in the optical waveguide module 30, the selection of the temperature control element 36 is relatively free compared to the optical waveguide modules 1 and 20, and the thickness of the heat insulating layer LI can be increased.

【0043】一方、光導波路モジュール30において
は、入熱に関係するのは、光導波路部品31よりも2枚
の均熱板34のサイズであるため、計算には均熱板34
の寸法を用いる。また、光導波路モジュール30は、温
度制御素子36が2つ、入熱面が上下の2面であるた
め、断熱層LIの厚さ、光導波路部品31の面積、温度
制御素子36の最大吸qc(W)の最大値qcmaxは2倍さ
れる。
On the other hand, in the optical waveguide module 30, the size of the two heat equalizing plates 34 related to the heat input is larger than that of the optical waveguide component 31.
Use the dimensions of Further, since the optical waveguide module 30 has two temperature control elements 36 and two upper and lower heat input surfaces, the thickness of the heat insulating layer LI, the area of the optical waveguide component 31, the maximum absorption qc of the temperature control element 36 are obtained. The maximum value qcmax of (W) is doubled.

【0044】このとき、光導波路モジュール30におい
て、温度制御素子36は相対熱伝能αe=0.012(V/
K)、熱コンダクタンスKe=0.083(W/K)、電気抵
抗re=0.89(Ω)のものを使用し、金属ベース38は
アルミニウム製で厚さが2mm、放熱フィン38bの放
熱面積が約150cm2とすると、熱抵抗Rhは図3から
Rh=約5(K/W)となる。
At this time, in the optical waveguide module 30, the temperature control element 36 has a relative thermal conductivity αe = 0.012 (V /
K), heat conductance Ke = 0.083 (W / K), electric resistance re = 0.89 (Ω), and the metal base 38 is made of aluminum, having a thickness of 2 mm, and a radiation area of the radiation fins 38b. Is about 150 cm 2 , the thermal resistance Rh is about 5 (K / W) from FIG.

【0045】一方、均熱板34は、縦横の長さが3cm
×4cm、断熱剤の平均厚さが3mm(3×10
-3m)、熱伝導率は約0.05(W・mK)で、光導波路部
品31の設定制御温度はTcj=50℃(≒323K)に設
定した。このとき、光導波路モジュール30の使用環境
の最高温度はTh=90℃(≒363K)であった。従
って、前記式3から入熱量の最大値Qc(W)は、次のよ
うに求められる。 Qc=0.03×0.04×0.05×2×(363−323)
/(0.003×2)=0.8(W)
On the other hand, the heat equalizing plate 34 has a length and width of 3 cm.
× 4 cm, the average thickness of the heat insulating agent is 3 mm (3 × 10
-3 m), the thermal conductivity was about 0.05 (W · mK), and the set control temperature of the optical waveguide component 31 was set to Tcj = 50 ° C. (≒ 323 K). At this time, the maximum temperature of the use environment of the optical waveguide module 30 was Th = 90 ° C. (≒ 363 K). Therefore, the maximum value Qc (W) of the heat input is obtained from the above equation 3 as follows. Qc = 0.03 x 0.04 x 0.05 x 2 x (363-323)
/(0.003×2)=0.8(W)

【0046】また、温度制御素子36における吸熱量q
c(W)の最大値qcmaxは、式8からqcmax=0.71
(W)×2=1.42(W)となる。従って、qcmax>Qcと
なり式9を満たす。従って、光導波路モジュール30
は、完成時の全体の厚さ、即ち、パッケージ37の全体
厚さが9mm以下であるので、薄型であっても適切な温
度制御が可能で、光通信システムや光情報処理装置等に
用いるときに、配置上の省スペース化を図ることができ
る。
The heat absorption q in the temperature control element 36
From Equation 8, the maximum value qcmax of c (W) is calculated as qcmax = 0.71.
(W) × 2 = 1.42 (W). Therefore, qcmax> Qc, and the expression 9 is satisfied. Therefore, the optical waveguide module 30
Since the total thickness at the time of completion, that is, the total thickness of the package 37 is 9 mm or less, appropriate temperature control is possible even if the package is thin, and it can be used for an optical communication system, an optical information processing device, or the like. In addition, space saving in arrangement can be achieved.

【0047】尚、本発明の薄型光導波路モジュールは、
パッケージ内に少なくとも平面型光導波路部品、該平面
型光導波路部品の温度を検知する温度センサ並びに前記
平面型光導波路部品の温度を調節する温度制御素子を収
納していれば良く、上記以外の部品を収納しても良いこ
とは言うまでもない。
It should be noted that the thin optical waveguide module of the present invention
It is sufficient that the package contains at least a planar optical waveguide component, a temperature sensor for detecting the temperature of the planar optical waveguide component, and a temperature control element for adjusting the temperature of the planar optical waveguide component. Needless to say, it may be stored.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1,2の発明によれば、薄型であ
っても平面型光導波路部品の適切な温度制御が可能で、
配置上の省スペース化を図ることができ、厚さ9mm以
下の適切な厚さの薄型光導波路モジュールを提供するこ
とができる。特に、本発明の薄型光導波路モジュール
は、基板の実装バスに取り付ける場合でも、1スロット
分のスペースで済み、省スペースを図ることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to appropriately control the temperature of the planar optical waveguide component even if it is thin.
Space saving in arrangement can be achieved, and a thin optical waveguide module having an appropriate thickness of 9 mm or less can be provided. In particular, even when the thin optical waveguide module of the present invention is mounted on a mounting bus of a substrate, the space for one slot is sufficient, and the space can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の薄型光導波路モジュールの平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a thin optical waveguide module according to the present invention.

【図2】図1の薄型光導波路モジュールを断面にして示
した正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a section of the thin optical waveguide module of FIG. 1;

【図3】薄型光導波路モジュールにおける放熱面積と熱
抵抗との関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a heat radiation area and a thermal resistance in the thin optical waveguide module.

【図4】本発明の薄型光導波路モジュールの他の実施形
態を断面にして示した正面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional front view of another embodiment of the thin optical waveguide module of the present invention.

【図5】本発明の薄型光導波路モジュールの更に他の実
施形態を断面にして示した正面図である。
FIG. 5 is a front view showing a cross section of still another embodiment of the thin optical waveguide module of the present invention.

【図6】温度制御素子の吸熱量・放熱量に関して従来か
ら使用されている一般式を説明するモデル図である。
FIG. 6 is a model diagram for explaining a general expression conventionally used for a heat absorption amount and a heat release amount of a temperature control element.

【図7】薄型光導波路モジュールにおける入熱量の最大
値を求める近似式を説明するモデル図である。
FIG. 7 is a model diagram for explaining an approximate expression for obtaining the maximum value of the heat input amount in the thin optical waveguide module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 薄型光導波路モジュール 2 平面型光導波路部品 3 光コネクタ 3a 入射ファイバ 4 光コネクタ 4a 出射ファイバ 5 温度センサ 6 温度制御素子 6a 第1面 6b 第2面 7 パッケージ 8 金属ベース 9 保護ケース 10 固定部材 11 ゴムブーツ 12 カバー 20 光導波路モジュール 21 光導波路部品 22 光コネクタ 22a 入射ファイバ 23 光コネクタ 23a 出射ファイバ 24 均熱板 25 温度センサ 26 温度制御素子 26a 第1面 26b 第2面 27 パッケージ 27a ゴムブーツ 28 金属ベース 29 上カバー 30 光導波路モジュール 31 光導波路部品 32 光コネクタ 32a 入射ファイバ 33 光コネクタ 33a 出射ファイバ 34 均熱板 35 温度センサ 36 温度制御素子 36a 第1面 36b 第2面 37 パッケージ 37a ゴムブーツ 38 金属ベース 39 上カバー LI 断熱層 REFERENCE SIGNS LIST 1 thin optical waveguide module 2 planar optical waveguide component 3 optical connector 3 a incident fiber 4 optical connector 4 a emission fiber 5 temperature sensor 6 temperature control element 6 a first surface 6 b second surface 7 package 8 metal base 9 protective case 10 fixing member 11 Rubber boot 12 Cover 20 Optical waveguide module 21 Optical waveguide component 22 Optical connector 22a Incident fiber 23 Optical connector 23a Emitting fiber 24 Heat equalizing plate 25 Temperature sensor 26 Temperature control element 26a First surface 26b Second surface 27 Package 27a Rubber boot 28 Metal base 29 Upper cover 30 Optical waveguide module 31 Optical waveguide component 32 Optical connector 32a Incident fiber 33 Optical connector 33a Emitting fiber 34 Heat equalizing plate 35 Temperature sensor 36 Temperature control element 36a First surface 36b Second surface 37 Package 37a Rubber boot 38 Metal base 39 Top cover LI Heat insulation layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 恒聡 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 新富 浩一 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tsunetoshi Saito 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Koichi Shintomi 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Furukawa Electric Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、平面型光導波路部品、該平
面型光導波路部品の温度を検知する温度センサ並びに第
1及び第2の面を有し、前記平面型光導波路部品の温度
を調節する温度制御素子をパッケージ内に収納した薄型
光導波路モジュールであって、 前記温度制御素子は、前記第1の面が第1の熱伝導物質
を介して前記パッケージ内面に、前記第2の面が前記平
面型光導波路部品あるいは第2の熱伝導物質を介して前
記平面型光導波路部品に、それぞれ密着配置されると共
に、前記パッケージの厚さ方向において、前記平面型光
導波路部品と前記パッケージとの間に断熱層が形成され
ていることを特徴とする薄型光導波路モジュール。
At least one of a planar optical waveguide component, a temperature sensor for detecting a temperature of the planar optical waveguide component, and a temperature for controlling the temperature of the planar optical waveguide component, the temperature sensor having first and second surfaces. A thin optical waveguide module in which a control element is housed in a package, wherein the temperature control element has a first surface on an inner surface of the package via a first heat conductive material, and a second surface on the flat surface. The planar optical waveguide component or the planar optical waveguide component is disposed in close contact with the planar optical waveguide component via a second heat conductive material, and is disposed between the planar optical waveguide component and the package in the thickness direction of the package. A thin optical waveguide module, wherein a heat insulating layer is formed.
【請求項2】 前記断熱層は厚さが0.8mm以上、前記
温度制御素子の第1の面が密着配置される前記パッケー
ジは厚さが0.2mm以上、かつ、前記断熱層とパッケー
ジの厚さの合計が7mm以下で、前記パッケージは、全
体の厚さが9mm以下である、請求項1の薄型光導波路
モジュール。
2. The heat-insulating layer has a thickness of 0.8 mm or more, the package on which the first surface of the temperature control element is disposed in close contact with the package has a thickness of 0.2 mm or more, and the heat-insulating layer and the package have a thickness of 0.2 mm or more. The thin optical waveguide module according to claim 1, wherein the total thickness is 7 mm or less, and the total thickness of the package is 9 mm or less.
JP17704299A 1998-07-02 1999-06-23 Thin type optical waveguide module Pending JP2000081523A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17704299A JP2000081523A (en) 1998-07-02 1999-06-23 Thin type optical waveguide module

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-187289 1998-07-02
JP18728998 1998-07-02
JP17704299A JP2000081523A (en) 1998-07-02 1999-06-23 Thin type optical waveguide module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000081523A true JP2000081523A (en) 2000-03-21

Family

ID=26497723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17704299A Pending JP2000081523A (en) 1998-07-02 1999-06-23 Thin type optical waveguide module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000081523A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6692548B2 (en) 2000-07-24 2004-02-17 Daido Metal Company Ltd. Copper-based sliding material, method of manufacturing the same, and sliding bearing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6692548B2 (en) 2000-07-24 2004-02-17 Daido Metal Company Ltd. Copper-based sliding material, method of manufacturing the same, and sliding bearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI514794B (en) Methods and systems for dissipating heat in optical communications modules
JP4404726B2 (en) Automotive power converter
KR100804525B1 (en) Heat radiation member for integrated circuit chip and display module comprising the same
JP2636777B2 (en) Semiconductor module for microprocessor
CN110764202B (en) 400G optical module structure
JPH06252285A (en) Circuit board
JP4023054B2 (en) Electronic circuit unit
JP6905136B2 (en) Heat dissipation structure
JP4138628B2 (en) Power board heat dissipation structure
CN113099707B (en) Heat dissipation device and equipment
JP2008034640A (en) Semiconductor device, and heat radiation method therein
JP2000081523A (en) Thin type optical waveguide module
JP2001111237A (en) Multilayer printed board and electronic apparatus
JPH10303582A (en) Cooing device of circuit module and portable information equipment mounting circuit module
US7367718B2 (en) Optical module
JPH0617168Y2 (en) Matrix display panel
JP2000147278A (en) Optical waveguide module
JP4969354B2 (en) Circuit board heat dissipation structure with optical connector
JPH09114552A (en) Electronic device
JPH06252299A (en) Semiconductor device and board mounted therewith
JP2005093507A (en) Optical transmission module
CN220584645U (en) Ceramic heat dissipation memory bank
CN220087834U (en) Heat radiation structure and head-mounted display device
JP2002344179A (en) Electronic equipment
CN215301258U (en) Heat radiation structure of electronic equipment and electronic equipment