JP2001175339A - 電子的なコンポーネントの温度条件調節方法および装置 - Google Patents
電子的なコンポーネントの温度条件調節方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パッケージ内での修正を必要としない、市販
コンポーネントにも応用可能な電子的な温度条件調節方
法を提供する。 【解決手段】コンポーネント１の温度条件を調節するた
めの手段４を設け、パッケージＰ内部のコンポーネント
１付近に配置された第１の温度センサ３を第２の温度セ
ンサ１１とともにコンポーネント１に結合させ、温度条
件を調節するための手段を第１の温度および第２の温度
の関数として制御８〜１０し、第１のセンサ３から第１
の温度信号５を発生させ、第２のセンサ１１から外部の
温度を示す第２の温度信号を発生させように、第２のセ
ンサ１１をパッケージに結合させ、第１の温度信号５に
基づいて温度条件を調節するための手段４を制御８〜１
０して、第２の温度信号の関数として修正された基準信
号によって定められるレベルに第１のセンサ３の温度を
維持する操作を含む電子的なコンポーネントの温度条件
調節方法を提供する。
コンポーネントにも応用可能な電子的な温度条件調節方
法を提供する。 【解決手段】コンポーネント１の温度条件を調節するた
めの手段４を設け、パッケージＰ内部のコンポーネント
１付近に配置された第１の温度センサ３を第２の温度セ
ンサ１１とともにコンポーネント１に結合させ、温度条
件を調節するための手段を第１の温度および第２の温度
の関数として制御８〜１０し、第１のセンサ３から第１
の温度信号５を発生させ、第２のセンサ１１から外部の
温度を示す第２の温度信号を発生させように、第２のセ
ンサ１１をパッケージに結合させ、第１の温度信号５に
基づいて温度条件を調節するための手段４を制御８〜１
０して、第２の温度信号の関数として修正された基準信
号によって定められるレベルに第１のセンサ３の温度を
維持する操作を含む電子的なコンポーネントの温度条件
調節方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子的なコンポー
ネントの温度条件調節の問題に取り組むものであり、特
に、半導体レーザモジュールの温度制御への応用の可能
性に関連して開発が行われた。
ネントの温度条件調節の問題に取り組むものであり、特
に、半導体レーザモジュールの温度制御への応用の可能
性に関連して開発が行われた。
【０００２】
【従来の技術】この分野への応用において、動作条件の
安定性を確保することが重要になる。これは特に波長分
割多重(WDM: wavelength division multiplexing)シス
テムにおいて、さらには、高密度(DWDM)システムにおい
て重要であり、レーザの発光周波数が、約−10GHz/℃の
オーダーの比例係数で、コンポーネントの温度に直接影
響を受けるので、レーザの温度を精密に制御する必要が
ある。例えば、最も最近のシステムにおいて使用されて
いる50GHzのオーダーでのやや狭いチャンネル空間で
は、1℃以下の値の範囲内に温度安定性を維持する必要
がある。
安定性を確保することが重要になる。これは特に波長分
割多重(WDM: wavelength division multiplexing)シス
テムにおいて、さらには、高密度(DWDM)システムにおい
て重要であり、レーザの発光周波数が、約−10GHz/℃の
オーダーの比例係数で、コンポーネントの温度に直接影
響を受けるので、レーザの温度を精密に制御する必要が
ある。例えば、最も最近のシステムにおいて使用されて
いる50GHzのオーダーでのやや狭いチャンネル空間で
は、1℃以下の値の範囲内に温度安定性を維持する必要
がある。
【０００３】必要な温度安定性を得るために、センサと
して温度感受性抵抗（例えば、NTCサーミスタ）と、温
度制御あるいは温度調節素子として熱電セル（ペルチエ
セル）とを用いる回路が開発されている。それらの回路
は、特に特別な回路配置を用いることなく0.5℃の範囲
内でセンサの温度を安定させるのに使用可能である。
して温度感受性抵抗（例えば、NTCサーミスタ）と、温
度制御あるいは温度調節素子として熱電セル（ペルチエ
セル）とを用いる回路が開発されている。それらの回路
は、特に特別な回路配置を用いることなく0.5℃の範囲
内でセンサの温度を安定させるのに使用可能である。
【０００４】制御回路は、ペルチエセルの電流を制御し
て基準の読みと同じセンサの読みを維持する。しかしな
がら、温度センサの位置は、レーザダイオード（以下、
レーザとする）の位置とは正確には合致していないの
で、レーザとセンサの間には、コンポーネントを装填さ
れているパッケージの構造に起因する温度が生じる。そ
の結果、レーザの実際の温度は、温度制御が正しく動作
しているのにもかかわらず、特に外部温度の変化に伴っ
て大きく変化する。制御回路によりセンサの温度を一定
に保とうとするが、パッケ−ジの特定の構造のために、
レーザの実際の温度パッケージの温度上昇に応じて上昇
する状態、あるいは、外部温度の上昇に応じてレーザの
温度が下降するという、市販のコンポーネントが非常に
しばしば遭遇する状態が存在する。
て基準の読みと同じセンサの読みを維持する。しかしな
がら、温度センサの位置は、レーザダイオード（以下、
レーザとする）の位置とは正確には合致していないの
で、レーザとセンサの間には、コンポーネントを装填さ
れているパッケージの構造に起因する温度が生じる。そ
の結果、レーザの実際の温度は、温度制御が正しく動作
しているのにもかかわらず、特に外部温度の変化に伴っ
て大きく変化する。制御回路によりセンサの温度を一定
に保とうとするが、パッケ−ジの特定の構造のために、
レーザの実際の温度パッケージの温度上昇に応じて上昇
する状態、あるいは、外部温度の上昇に応じてレーザの
温度が下降するという、市販のコンポーネントが非常に
しばしば遭遇する状態が存在する。
【０００５】添付の図面の図１にはこのタイプの状況
が、それぞれが理想的な温度スケールに対応している３
本の平行な縦線で示されている。左から右に、パッケー
ジ、温度センサ（サーミスタ）と、および、レーザにそ
れぞれ対応する可能な温度値の三つのスケールが示され
ており、センサの温度が一定に保たれても、パッケージ
内の温度変化はレーザに対応する温度変化を生じさせ、
その結果、レーザの動作条件の変化を生じる。
が、それぞれが理想的な温度スケールに対応している３
本の平行な縦線で示されている。左から右に、パッケー
ジ、温度センサ（サーミスタ）と、および、レーザにそ
れぞれ対応する可能な温度値の三つのスケールが示され
ており、センサの温度が一定に保たれても、パッケージ
内の温度変化はレーザに対応する温度変化を生じさせ、
その結果、レーザの動作条件の変化を生じる。
【０００６】A.Adachi、S.Kaneko、J.YamashitaおよびK.K
asaharaによる報文、“ Low-frequency drift laser-d
iode module for a wide temperature range using two
thermistors " OFC/IOOC ' 93 Technical Digest
p.109-110は、一つはレーザの近傍に配置され、もう
一つは第１のサーミスタから所定の距離を置いて配置さ
れた二つのサーミスタが、レーザを保持している基板上
に取り付けられるという解決方法を述べている（請求項
１および７の前段に記載の内容のモデルとして取り上げ
られている）。この二つのサーミスタにより読み取られ
た異なる温度は、第１のサーミスタとレーザとの間の温
度差のある種の確認あるいは補間のために用いられる。
asaharaによる報文、“ Low-frequency drift laser-d
iode module for a wide temperature range using two
thermistors " OFC/IOOC ' 93 Technical Digest
p.109-110は、一つはレーザの近傍に配置され、もう
一つは第１のサーミスタから所定の距離を置いて配置さ
れた二つのサーミスタが、レーザを保持している基板上
に取り付けられるという解決方法を述べている（請求項
１および７の前段に記載の内容のモデルとして取り上げ
られている）。この二つのサーミスタにより読み取られ
た異なる温度は、第１のサーミスタとレーザとの間の温
度差のある種の確認あるいは補間のために用いられる。
【０００７】このタイプの解決方法の実際的な効果の議
論をしなくても、レーザを含むパッケージの製造中にこ
の第２のサーミスタの準備が必要であることは明らかで
ある。したがって、この解決方法は、市販のコンポーネ
ントには応用できない。これらのコンポーネントは既に
それらのパッケージ内で封印されており、あるいは、コ
ンポーネントの基板を修正することはもはや不可能であ
るからである。
論をしなくても、レーザを含むパッケージの製造中にこ
の第２のサーミスタの準備が必要であることは明らかで
ある。したがって、この解決方法は、市販のコンポーネ
ントには応用できない。これらのコンポーネントは既に
それらのパッケージ内で封印されており、あるいは、コ
ンポーネントの基板を修正することはもはや不可能であ
るからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の不利なことを克服して、パッケージ内での修正を必要
としない市販のコンポーネント（つまり、それらのパッ
ケージに既に封入されているコンポーネント）にも応用
可能な、および、非常に精密な温度制御を可能にする解
決方法を提供することにある。
の不利なことを克服して、パッケージ内での修正を必要
としない市販のコンポーネント（つまり、それらのパッ
ケージに既に封入されているコンポーネント）にも応用
可能な、および、非常に精密な温度制御を可能にする解
決方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、特に特許請求の範囲に記載の特徴を備えた方法に
よって達成される。
的は、特に特許請求の範囲に記載の特徴を備えた方法に
よって達成される。
【００１０】本発明は、対応する装置にも関するもので
ある。
ある。
【００１１】簡単に言えば、本発明による解決方法は、
パッケージに接触して配置されていることが好ましいセ
ンサによって測定された外部温度の関数として変化する
基準の読みに、センサの読みを等しくするように設計さ
れた制御回路を提供する。
パッケージに接触して配置されていることが好ましいセ
ンサによって測定された外部温度の関数として変化する
基準の読みに、センサの読みを等しくするように設計さ
れた制御回路を提供する。
【００１２】一般的には、本明細書、および、特許請求
の範囲においての電子的なコンポーネントの温度条件調
節に対する言及は、本発明の応用可能な範囲がこの言及
が例としてペルチエセルによるレーザの冷却の応用を示
していても、ペルチエセルによるレーザの冷却に限定さ
れないことを意図するものである。
の範囲においての電子的なコンポーネントの温度条件調
節に対する言及は、本発明の応用可能な範囲がこの言及
が例としてペルチエセルによるレーザの冷却の応用を示
していても、ペルチエセルによるレーザの冷却に限定さ
れないことを意図するものである。
【００１３】特に、本発明による課題の解決方法は、動
作中に加熱される傾向にあるコンポーネントを冷却し、
および／あるいは、様々な理由から温度が上昇されるべ
き（例えば、低い外部温度であっても一定の動作温度を
得るために）コンポーネントを、加熱する温度条件調節
（温度制御）のために用いるのに適している。しかしな
がら、多くの場合において、様々な環境条件および／あ
るいは動作条件の下で冷却および加熱を交互に与えられ
るように意図された同一のコンポーネントが、それに関
与できることは明らかである。コンポーネントの温度条
件を調節する手段（ここでは、基本的にはコンポーネン
トを冷却することが意図されているペルチエセルの形で
示されている）は、冷却に加えて、あるいは、冷却と交
互に加熱できるように用意され、および、（全く周知の
原理にしたがって）制御される。
作中に加熱される傾向にあるコンポーネントを冷却し、
および／あるいは、様々な理由から温度が上昇されるべ
き（例えば、低い外部温度であっても一定の動作温度を
得るために）コンポーネントを、加熱する温度条件調節
（温度制御）のために用いるのに適している。しかしな
がら、多くの場合において、様々な環境条件および／あ
るいは動作条件の下で冷却および加熱を交互に与えられ
るように意図された同一のコンポーネントが、それに関
与できることは明らかである。コンポーネントの温度条
件を調節する手段（ここでは、基本的にはコンポーネン
トを冷却することが意図されているペルチエセルの形で
示されている）は、冷却に加えて、あるいは、冷却と交
互に加熱できるように用意され、および、（全く周知の
原理にしたがって）制御される。
【００１４】このコンポーネントは、様々な種類あるい
は性質のコンポーネントから構成できる。
は性質のコンポーネントから構成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図２において、本発明による回路
は、全体として、１００で示されている。参照番号１
は、本発明における実施例では、分布帰還型レーザ(DF
B:distributed feedback laser)のような半導体レーザ
からなる電子的なコンポーネントである。このレーザ１
は、温度センサ３とともに基板２に取り付けられてい
る。温度センサ３は、レーザ１の近傍において基板２に
取り付けられたサーミスタからなるものが典型的であ
る。
は、全体として、１００で示されている。参照番号１
は、本発明における実施例では、分布帰還型レーザ(DF
B:distributed feedback laser)のような半導体レーザ
からなる電子的なコンポーネントである。このレーザ１
は、温度センサ３とともに基板２に取り付けられてい
る。温度センサ３は、レーザ１の近傍において基板２に
取り付けられたサーミスタからなるものが典型的であ
る。
【００１６】参照番号４は、レーザを冷却する作用を行
うレーザ１の温度条件調節の手段として動作する熱電セ
ル（ペルチエセル）を示している。最後に、記号Ｐは、
上述した種々の部材を収容するパッケージを示してい
る。
うレーザ１の温度条件調節の手段として動作する熱電セ
ル（ペルチエセル）を示している。最後に、記号Ｐは、
上述した種々の部材を収容するパッケージを示してい
る。
【００１７】説明された部材の組み合わせは、通常、パ
ッケージ内に密封されて市販されているコンポーネント
から構成できる。このパッケージは、パッケージＰの温
度とレーザ１の温度との比率という観点から様々な動作
を行うことができる種々の形状・構成を備える。特に、
レーザ１の温度は外部温度の上昇に伴って下降し（図１
に示す挙動）、あるいは、レーザ１の温度は外部温度の
外部温度の上昇に伴って上昇することがあり、これは内
部センサ（センサ３）の温度が一定であっても生じるの
である。
ッケージ内に密封されて市販されているコンポーネント
から構成できる。このパッケージは、パッケージＰの温
度とレーザ１の温度との比率という観点から様々な動作
を行うことができる種々の形状・構成を備える。特に、
レーザ１の温度は外部温度の上昇に伴って下降し（図１
に示す挙動）、あるいは、レーザ１の温度は外部温度の
外部温度の上昇に伴って上昇することがあり、これは内
部センサ（センサ３）の温度が一定であっても生じるの
である。
【００１８】パッケージＰはまた、回路の他の部材に電
気的に接続できるピンあるいはその他の接触部材を備え
ている。
気的に接続できるピンあるいはその他の接触部材を備え
ている。
【００１９】それらのピンのいくつかは（図面には明確
には示されてはいないが）、レーザ１のための制御ライ
ンに関係し、あるいは、関係するコンポーネントに電源
を供給する様々な機能に関連している。
には示されてはいないが）、レーザ１のための制御ライ
ンに関係し、あるいは、関係するコンポーネントに電源
を供給する様々な機能に関連している。
【００２０】さらに、５および６で示されるラインに関
連して少なくとも２個のその他のピンが設けられる。
連して少なくとも２個のその他のピンが設けられる。
【００２１】ライン５は、センサ３の出力信号が存在す
るラインである。この出力信号（実質的にセンサ３の温
度を指示している）は、増幅器のようなその出力信号が
設けられたノード８の反転入力に送られる可変利得部材
(variable-gain element)７の入力に送られる。以下に
詳細に示されるその原理にしたがって発生される基準信
号rifvは、ノード８の非反転入力に供給される。
るラインである。この出力信号（実質的にセンサ３の温
度を指示している）は、増幅器のようなその出力信号が
設けられたノード８の反転入力に送られる可変利得部材
(variable-gain element)７の入力に送られる。以下に
詳細に示されるその原理にしたがって発生される基準信
号rifvは、ノード８の非反転入力に供給される。
【００２２】ノード８の出力信号は、偏差あるいは誤差
信号に対応し、基準信号rifvおよびセンサ３によって発
生された温度信号（部材７の利得の値によって大きさが
定められる）の間の差を示し、比例積分回路９の入力に
送られる。回路９の出力信号は、熱電セル１４のための
電源供給電流を発生させる制御回路１０を駆動するため
に使われる。
信号に対応し、基準信号rifvおよびセンサ３によって発
生された温度信号（部材７の利得の値によって大きさが
定められる）の間の差を示し、比例積分回路９の入力に
送られる。回路９の出力信号は、熱電セル１４のための
電源供給電流を発生させる制御回路１０を駆動するため
に使われる。
【００２３】参照番号５〜１０で示される部材の組はま
た、従来技術において周知の解決方法に対応するもので
あって、所定値（ノード８の非反転入力に与えられる基
準信号rifvによって定められる）において一定であるセ
ンサ３によって測定される温度レベルを維持する機能を
備えたフィードバックループである。
た、従来技術において周知の解決方法に対応するもので
あって、所定値（ノード８の非反転入力に与えられる基
準信号rifvによって定められる）において一定であるセ
ンサ３によって測定される温度レベルを維持する機能を
備えたフィードバックループである。
【００２４】この説明の当初に述べられたように、この
温度制御動作は、センサ３（レーザ１の位置に近いが、
その位置はレーザ１の位置ではない）に関係し、レーザ
１の温度が一定レベルに維持されることを保証すること
はできない。レーザ１の動作条件はしたがって、外部温
度の変動、特にパッケージＰのそれによって影響され
る。
温度制御動作は、センサ３（レーザ１の位置に近いが、
その位置はレーザ１の位置ではない）に関係し、レーザ
１の温度が一定レベルに維持されることを保証すること
はできない。レーザ１の動作条件はしたがって、外部温
度の変動、特にパッケージＰのそれによって影響され
る。
【００２５】本発明による解決方法によれば、レーザモ
ジュールは、もう一つの温度センサ１１に結合し、これ
は特にパッケージＰに配置されるかして外部温度に感受
性を有するようになっている。
ジュールは、もう一つの温度センサ１１に結合し、これ
は特にパッケージＰに配置されるかして外部温度に感受
性を有するようになっている。
【００２６】この回路のより満足度の高い動作のため
に、外部センサ１１は、温度の線形な指示を行わなけれ
ばならない。適切なセンサとしては、National Semi-co
nductorsによって製造されたLM３５温度センサがある。
に、外部センサ１１は、温度の線形な指示を行わなけれ
ばならない。適切なセンサとしては、National Semi-co
nductorsによって製造されたLM３５温度センサがある。
【００２７】センサ１１は、センサ１１およびパッケー
ジＰ間の熱交換のために低抵抗を促進する構成を備えて
パッケージＰに配置されることが好ましい。例えば、ブ
ラケット１１ａあるいは接着接合のようなその他のやり
方を用いてこのセンサ１１をパッケージＰに取り付ける
ことができる。もう一つの温度センサ１１の追加では、
パッケージＰに特別な変更を施す必要がない、したがっ
て、本発明がどのような市販のコンポーネントにも応用
できるということを示している。
ジＰ間の熱交換のために低抵抗を促進する構成を備えて
パッケージＰに配置されることが好ましい。例えば、ブ
ラケット１１ａあるいは接着接合のようなその他のやり
方を用いてこのセンサ１１をパッケージＰに取り付ける
ことができる。もう一つの温度センサ１１の追加では、
パッケージＰに特別な変更を施す必要がない、したがっ
て、本発明がどのような市販のコンポーネントにも応用
できるということを示している。
【００２８】センサ１１の出力信号は、他の温度信号か
らなり、ライン１２を介してほぼ部材７に類似している
もう一つの可変利得部材１３に送られる。部材１３から
出た信号は、さらに追加のノード１４の入力の一つに送
られる。ノード１４は、rifと呼ばれる基準信号が供給
される他の入力を備えている。ノード１４の出力信号
は、上述した制御ループのノード８の入力に供給される
基準信号rifvを形成する。
らなり、ライン１２を介してほぼ部材７に類似している
もう一つの可変利得部材１３に送られる。部材１３から
出た信号は、さらに追加のノード１４の入力の一つに送
られる。ノード１４は、rifと呼ばれる基準信号が供給
される他の入力を備えている。ノード１４の出力信号
は、上述した制御ループのノード８の入力に供給される
基準信号rifvを形成する。
【００２９】基準信号rifは、レーザ１が維持されるべ
き実際の温度を決定するように定められる。
き実際の温度を決定するように定められる。
【００３０】（ライン１２および可変利得部材１３を介
して）センサ１１からの信号は、ノード１４の他方の入
力に供給され、センサ１１によって測定された温度変化
を示す可変基準信号rifvを引き出す。このようにして、
ノードの入力に供給された基準信号rifvは、変化してセ
ンサ３に維持されるべき対応する温度変化を生じさせる
とともにレーザ１の温度を一定に維持する。センサ３お
よびレーザ１が互いにいくらかの距離を隔てて配置され
ているのにもかかわらず、このことが実際に生じる。
して）センサ１１からの信号は、ノード１４の他方の入
力に供給され、センサ１１によって測定された温度変化
を示す可変基準信号rifvを引き出す。このようにして、
ノードの入力に供給された基準信号rifvは、変化してセ
ンサ３に維持されるべき対応する温度変化を生じさせる
とともにレーザ１の温度を一定に維持する。センサ３お
よびレーザ１が互いにいくらかの距離を隔てて配置され
ているのにもかかわらず、このことが実際に生じる。
【００３１】動作のそれらのモードは、図３に概略的に
示されており、その構成は、前述した図１の構成と同じ
である。
示されており、その構成は、前述した図１の構成と同じ
である。
【００３２】ライン１５から取り出されるセンサ１１の
出力信号は、やはり、温度警告モジュール１６に向けて
送られるのが好ましい。後者は、センサ１１によって測
定された温度がそれを超えるとレーザ１の信頼性のある
動作がもはや計測できなくなる閾値に達しているかどう
かの状態を検出できる。それらの状態において、モジュ
ール１６は、必要と考えられる動作（レーザ１をオフに
するおよび/あるいは外部に向けて警告信号を発する）
を行う。
出力信号は、やはり、温度警告モジュール１６に向けて
送られるのが好ましい。後者は、センサ１１によって測
定された温度がそれを超えるとレーザ１の信頼性のある
動作がもはや計測できなくなる閾値に達しているかどう
かの状態を検出できる。それらの状態において、モジュ
ール１６は、必要と考えられる動作（レーザ１をオフに
するおよび/あるいは外部に向けて警告信号を発する）
を行う。
【００３３】装置１３の利得を校正する動作が、まず、
従来のように回路を動作させることによって、換言する
と、外部温度センサ（センサ１１）をオフにすることに
よって実行できる。
従来のように回路を動作させることによって、換言する
と、外部温度センサ（センサ１１）をオフにすることに
よって実行できる。
【００３４】それらの状態において、例えば、パッケー
ジＰに対する外部温度が10℃〜60℃の間で変化すると、
サーミスタ３の温度は一定(例えば、0.1℃以内)であり、
レーザ１の発光周波数は、例えば、図４ａおよび図４ｂ
の図表に示されるように、レーザの実際の1.5℃の温度
変化に対応してほぼ1.5GHzだけ変化する。
ジＰに対する外部温度が10℃〜60℃の間で変化すると、
サーミスタ３の温度は一定(例えば、0.1℃以内)であり、
レーザ１の発光周波数は、例えば、図４ａおよび図４ｂ
の図表に示されるように、レーザの実際の1.5℃の温度
変化に対応してほぼ1.5GHzだけ変化する。
【００３５】報告されているデータは、加熱チャンバを
用いて両方の方向に1℃/min.の率を備えている10℃〜60
℃の間の熱サイクルを受けるボード上に取り付けられた
市販のDFBレーザに関するものである。図表は、周囲温
度の関数（両方の図表において水平の座標）として、温
度の変化、および、結果として、サーミスタ３の抵抗
（図４ａのそれぞれ左右の縦座標）および波長計によっ
て測定されたレーザ１によって発光された光学信号の周
波数（図４ｂの縦座標）を示すものである。
用いて両方の方向に1℃/min.の率を備えている10℃〜60
℃の間の熱サイクルを受けるボード上に取り付けられた
市販のDFBレーザに関するものである。図表は、周囲温
度の関数（両方の図表において水平の座標）として、温
度の変化、および、結果として、サーミスタ３の抵抗
（図４ａのそれぞれ左右の縦座標）および波長計によっ
て測定されたレーザ１によって発光された光学信号の周
波数（図４ｂの縦座標）を示すものである。
【００３６】光学信号の周波数の変化が明らかである。
【００３７】内部センサ３および制御されるべきコンポ
ーネント(レーザ１)の実際の温度の間の差が知られてい
るときは、この差が補正されるように基準値rifvを設定
する必要がある。
ーネント(レーザ１)の実際の温度の間の差が知られてい
るときは、この差が補正されるように基準値rifvを設定
する必要がある。
【００３８】この手続きは充分な精度を持って部材１３
の利得を計算する（および規制する）ことを可能にする
が、この値は、レーザ１の発光周波数の残留ドリフトを
観察することにより実験的にさらに最適化されなければ
ならない。「周波数対外部温度曲線」（図４ｂ）の傾斜
は、デバイス１３の利得の符号（反転あるいは非反転）
を設定する。
の利得を計算する（および規制する）ことを可能にする
が、この値は、レーザ１の発光周波数の残留ドリフトを
観察することにより実験的にさらに最適化されなければ
ならない。「周波数対外部温度曲線」（図４ｂ）の傾斜
は、デバイス１３の利得の符号（反転あるいは非反転）
を設定する。
【００３９】図５ａおよび図５ｂの図表は、図４ａおよ
び図４ｂの図表にプロットされているものに用いられた
のと同じテスト条件において図２に示される回路により
得られた実験結果を示している。この場合、図２の回路
は、センサ１１が上述した基準にしたがって回路の動作
に加わるように接続されて動作するように構成されたも
のである。
び図４ｂの図表にプロットされているものに用いられた
のと同じテスト条件において図２に示される回路により
得られた実験結果を示している。この場合、図２の回路
は、センサ１１が上述した基準にしたがって回路の動作
に加わるように接続されて動作するように構成されたも
のである。
【００４０】この場合も、図表は、周囲温度の関数（両
方の図表の横座標）として温度変化、したがって、サー
ミスタ３の抵抗（図５ａのそれぞれ左右の縦座標）およ
び波長計により測定されたレーザ１の発光光学信号の周
波数（図５ｂの縦座標）を示している。
方の図表の横座標）として温度変化、したがって、サー
ミスタ３の抵抗（図５ａのそれぞれ左右の縦座標）およ
び波長計により測定されたレーザ１の発光光学信号の周
波数（図５ｂの縦座標）を示している。
【００４１】発光波長の安定性（見出された最大の偏差
は800MHzのオーダーであった）は明らかである。
は800MHzのオーダーであった）は明らかである。
【００４２】構造の詳細および実施例の構成は、本発明
の思想を逸脱せずにそれを維持する限りにおいて、説明
されおよび図示されたものに対して大きな修正を加えら
れるものであることは明らかである。
の思想を逸脱せずにそれを維持する限りにおいて、説明
されおよび図示されたものに対して大きな修正を加えら
れるものであることは明らかである。
本発明は、添付の図面を参照して、これらを単なる実施
例として、これらに限定されることなく説明される。
例として、これらに限定されることなく説明される。
【図１】既に議論されている周知の技術による解決方法
に固有の不都合を示すグラフである。
に固有の不都合を示すグラフである。
【図２】本発明による装置の実施例のブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明による解決方法の動作原理を示す図１と
ほぼ同じ構成のグラフである。
ほぼ同じ構成のグラフである。
【図４】半導体レーザのような電子的なコンポーネント
の温度条件調節のために使われる通常の装置の動作特性
を示すグラフである。
の温度条件調節のために使われる通常の装置の動作特性
を示すグラフである。
【図５】図４ａおよび図４ｂが関係する電子的なコンポ
ーネントの温度条件調節における本発明による装置によ
って達成される結果を示している。
ーネントの温度条件調節における本発明による装置によ
って達成される結果を示している。
１ 電子的なコンポーネント ３ 第１の温度センサ ４ 手段 ５ 第１の温度信号 ８〜１０ 制御 １１ 第２の温度センサ P パッケージ rifv 基準信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (13)
- 【請求項１】 パッケージ内に配置された電子的なコン
ポーネントの温度条件調節方法であって、 前記コンポーネントの温度条件を調節するための手段を
設けるステップと、 前記パッケージ内部の前記コンポーネント付近に配置さ
れた第１の温度センサを、第２の温度センサとともに、
前記コンポーネントに結合させるステップと、ここで、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサは、
それぞれ別に第１の温度および第２の温度を検出するよ
うに構成されており、 温度条件を調節するための前記手段を前記第１の温度お
よび前記第２の温度の関数として制御するステップとを
含む操作からなる電子的なコンポーネントの温度条件調
節方法であって、 前記第１のセンサから第１の温度信号を発生させるステ
ップと、 前記第２のセンサから外部の温度を示す第２の温度信号
を発生させるように、前記第２のセンサを前記パッケー
ジに結合させるステップと、 前記第１の温度信号に基づいて温度条件を調節するため
の前記手段を制御して、前記第２の温度信号の関数とし
て修正された基準信号（ｒｉｆｖ）によって定められる
レベルに前記第１のセンサの温度を維持するステップと
を含むことを特徴とする電子的なコンポーネントの温度
条件調節方法。 - 【請求項２】 前記第２のセンサを前記パッケージに取
り付けるステップを含むことを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】 前記パッケージと前記第２のセンサとの
間の熱交換に対して、低抵抗の状態で前記第２のセンサ
を前記パッケージに取り付けるステップを含むことを特
徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 フィードバックループの手段により温度
条件を調節するための前記手段を制御するステップを含
み、その際フィードバック信号が、前記第１の温度信号
に基づいて決定され、温度条件を調節するための前記手
段が、前記フィードバック信号と前記基準信号（ｒｉｆ
ｖ）間の差の関数として制御されることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 前記基準信号（ｒｉｆｖ）が、前記第２
の温度信号に基づいて所定値（ｒｉｆｖ）に生じた変化
の形で発生されることを特徴とする請求項１または４に
記載の方法。 - 【請求項６】 前記第２の温度信号と所定の閾値とを比
較して前記外部温度が制限値に達したことを示す信号を
発生させるステップを含むことを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】 パッケージ内に配置された電子的なコン
ポーネントの温度条件調節装置であって、 前記コンポーネントの温度条件を調節するための手段
と、 第２の熱センサとともに、前記パッケージ内部の前記コ
ンポーネント付近に配置された第１の熱センサと、ここ
で、前記第１の熱センサおよび前記第２の熱センサが、
それぞれ別に第１の温度および第２の温度を検出するよ
うに構成されており、 前記第１の温度および前記第２の温度の関数として温度
条件を調節するための前記手段を制御する制御手段とを
含む温度条件調節装置であって、 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、それぞれ
別に、第１の温度信号および第２の温度信号を発生さ
せ、 前記第２のセンサが、前記パッケージに結合され、その
結果前記第２の温度信号が外部温度を示し、 前記制御手段が、前記第１の温度信号に基づいて温度条
件を調節するための前記手段を制御し、基準信号（ｒｉ
ｆｖ）によって定められるレベルに前記第１のセンサの
温度を維持し、前記基準信号（ｒｉｆｖ）が、前記第２
の温度信号の関数として修正されることを特徴とする温
度条件調節装置。 - 【請求項８】 前記第２のセンサが、前記パッケージに
取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載の
装置。 - 【請求項９】 前記第２のセンサが、前記パッケージお
よび前記第２のセンサの間の熱交換に関して低抵抗の状
態で前記パッケージに取り付けられていることを特徴と
する請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記制御手段が、フィードバックルー
プからなり、ここでフィードバック信号が前記第１の温
度信号に基づいて決定され、温度条件を調節するための
前記手段が前記フィードバック信号および前記基準信号
（ｒｉｆｖ）の間の差の関数として制御されることを特
徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。 - 【請求項１１】 前記基準信号（ｒｉｆｖ）が、前記第
２の温度信号に基づいて所定値（ｒｉｆ）に生じた変化
の形で発生されるノードからなることを特徴とする請求
項７または１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記第２の温度信号に作用する可変利
得部材が、前記第２のセンサおよび前記ノードの間に挿
入されていることを特徴とする請求項１１に記載の装
置。 - 【請求項１３】 前記第２の温度信号と所定の閾値とを
比較して前記外部温度が限界値に達したことを示す信号
を発生させるモジュールからなることを特徴とする請求
項７〜１２のいずれかに記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT99A000930 | 1999-10-26 | ||
| IT1999TO000930A IT1311257B1 (it) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Procedimento e dispositivo per il condizionamento termico dicomponenti elettronici. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001175339A true JP2001175339A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=11418175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000309983A Pending JP2001175339A (ja) | 1999-10-26 | 2000-10-11 | 電子的なコンポーネントの温度条件調節方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6384385B1 (ja) |
| EP (1) | EP1096626A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001175339A (ja) |
| CA (1) | CA2318721A1 (ja) |
| IT (1) | IT1311257B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505140A (ja) * | 2002-10-30 | 2006-02-09 | ノースロップ グラマン コーポレーション | 超発光ダイオードの温度制御を実現する方法およびシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100387035B1 (ko) * | 2001-01-30 | 2003-06-12 | 삼성전자주식회사 | 일체형 열전달모듈을 이용한 광소자 모듈 |
| US6583388B2 (en) * | 2001-11-13 | 2003-06-24 | Jds Uniphase Corporation | High thermal efficiency, small form-factor packages including thermally insulative cavities, and transfer molded variants |
| US8415590B2 (en) * | 2008-10-14 | 2013-04-09 | The Boeing Company | Temperature controlled electronics tray |
| DE102010012078A1 (de) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren und Anordnung zur Stabilisierung des von einer Halbleiterlichtquelle emittierten Lichtes |
| GB2484486A (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-18 | Oclaro Technology Ltd | Component Temperature Control |
| GB2531261A (en) * | 2014-10-13 | 2016-04-20 | Bae Systems Plc | Optical transmitter |
| US9993956B2 (en) * | 2015-01-06 | 2018-06-12 | Jason Pendergraft | Apparatus for thermally insulating a cylindrical barrel and monitoring the temperature thereof |
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| US3550006A (en) * | 1968-01-17 | 1970-12-22 | S & C Electric Co | Temperature control for crystal oscillator and modulation circuit of a radio transmitter |
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| US4396892A (en) * | 1981-01-21 | 1983-08-02 | Rockwell International Corporation | Accelerated warm-up crystal oven |
| CA1214536A (en) * | 1983-09-23 | 1986-11-25 | Her Majesty The Queen, In Right Of Canada, As Represented By The Ministe R Of The National Research Council Of Canada | Railway switch control system |
| JPS61161782A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-22 | Ricoh Co Ltd | 半導体レ−ザ−の温度制御方法 |
| JPH0728077B2 (ja) * | 1986-04-16 | 1995-03-29 | 株式会社トプコン | 半導体レ−ザ−の発振周波数・発振出力安定化装置 |
| JP2669309B2 (ja) * | 1993-11-05 | 1997-10-27 | 日本電気株式会社 | デバイスモジュール |
| US5702624A (en) * | 1996-10-09 | 1997-12-30 | Taiwan Semiconductors Manfuacturing Company, Ltd | Compete hot plate temperature control system for hot treatment |
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| US6127661A (en) * | 1999-04-07 | 2000-10-03 | Cts Corporation | Dynamic thermal control for ovenized oscillators |
-
1999
- 1999-10-26 IT IT1999TO000930A patent/IT1311257B1/it active
-
2000
- 2000-08-30 EP EP00118732A patent/EP1096626A3/en not_active Ceased
- 2000-09-13 CA CA002318721A patent/CA2318721A1/en not_active Abandoned
- 2000-10-11 JP JP2000309983A patent/JP2001175339A/ja active Pending
- 2000-10-25 US US09/695,244 patent/US6384385B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006505140A (ja) * | 2002-10-30 | 2006-02-09 | ノースロップ グラマン コーポレーション | 超発光ダイオードの温度制御を実現する方法およびシステム |
| JP4732756B2 (ja) * | 2002-10-30 | 2011-07-27 | ノースロップ・グラマン・コーポレーション | 超発光ダイオードの温度制御を実現する方法およびシステム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| ITTO990930A0 (it) | 1999-10-26 |
| CA2318721A1 (en) | 2001-04-26 |
| ITTO990930A1 (it) | 2001-04-26 |
| IT1311257B1 (it) | 2002-03-04 |
| EP1096626A3 (en) | 2004-01-14 |
| EP1096626A2 (en) | 2001-05-02 |
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