JP2002280661A - Light source constituted of laser diode module - Google Patents

Light source constituted of laser diode module

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JP2002280661A
JP2002280661A JP2001075392A JP2001075392A JP2002280661A JP 2002280661 A JP2002280661 A JP 2002280661A JP 2001075392 A JP2001075392 A JP 2001075392A JP 2001075392 A JP2001075392 A JP 2001075392A JP 2002280661 A JP2002280661 A JP 2002280661A
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laser diode
diode module
light source
heat
heat pipe
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Toru Yoshikawa
徹 吉川
Shigeyuki Furuta
繁之 古田
Shinya Nagamatsu
信也 長松
Koichi Murata
光一 村田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source having a plurality of laser diode modules in which optical wavelengths are not changed, which are arranged with high density and have high optical outputs. SOLUTION: The light source is constituted of a plurality of the laser diode modules that have metallic substrates mounted with laser diode chips and optical units and have Peltier elements which are thermally connected to the metallic substrates arranged with high density and have high optical output, of a mounting part mounting a plurality of the laser diode modules, and of a plurality of heat pipes whose heat absorbing parts are thermally connected to the Peltier elements. A plurality of the laser diode modules and a plurality of the heat pipes are arranged so that the temperature of the laser diode modules become uniform.

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、高出力光源、特
に、高い密度で配置された、高光出力の複数個のレーザ
ダイオードモジュールからなる光源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power light source, and more particularly, to a light source comprising a plurality of laser diode modules of high light output arranged at a high density.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、レーザダイオードモジュールは、
光ファイバ通信、特に幹線系・CATVの信号光源やフ
ァイバアンプの励起光源として用いられている。このよ
うなレーザダイオードモジュールは、高出力および安定
動作を実現するために、ペルチェ素子を内蔵し、そのペ
ルチェ素子上部に搭載された金属基板上にレーザダイオ
ードチップ、フォトダイオードチップ、レンズ等の光学
部品、サーミスタ素子、インダクタ、抵抗等の電気部品
を配置している。なお、上述したペルチェ素子は、熱電
半導体であり、直流の電流を流すと、p型の半導体の場
合には、電流の流れる方向に熱が運ばれ、n型半導体の
場合には電流と反対方向に熱が運ばれ、熱電半導体の両
側で温度差が生じる。ペルチェ素子を使用した冷却シス
テムは、上述した温度差を利用して、低温側を冷却に、
高温側を放熱に使用している。
2. Description of the Related Art Generally, a laser diode module is
It is used as a signal light source for optical fiber communication, especially for trunk line and CATV, and as an excitation light source for fiber amplifiers. Such a laser diode module incorporates a Peltier element in order to realize high output and stable operation, and optical components such as a laser diode chip, a photodiode chip, and a lens are mounted on a metal substrate mounted on the Peltier element. , Electrical components such as thermistor elements, inductors, and resistors. Note that the above-described Peltier element is a thermoelectric semiconductor. When a DC current flows, in the case of a p-type semiconductor, heat is transferred in the direction in which the current flows, and in the case of an n-type semiconductor, the direction is opposite to the current. Is transferred to the thermoelectric semiconductor, and a temperature difference occurs on both sides of the thermoelectric semiconductor. The cooling system using the Peltier element uses the above-mentioned temperature difference to cool the low temperature side,
The high temperature side is used for heat dissipation.

【0003】レーザダイオードモジュールは、上述した
レーザダイオードチップの近傍に接着されたサーミスタ
素子によってチップの温度を検出している。このように
検出された温度値をフィードバックしてペルチェ素子を
駆動させることにより、レーザダイオードチップが配置
された金属基板全体を冷却して、レーザダイオードチッ
プの温度を一定に保つ構造を備えている。
[0003] The laser diode module detects the temperature of the chip by means of a thermistor element adhered to the vicinity of the above-mentioned laser diode chip. By driving the Peltier element by feeding back the detected temperature value in this way, the entire metal substrate on which the laser diode chip is disposed is cooled, and the temperature of the laser diode chip is kept constant.

【0004】図4に従来のレーザダイオードモジュール
を示す。図4は、レーザダイオードモジュールの概略断
面図を示す。レーザダイオードモジュールは、図4に示
すように、レーザダイオードチップ111およびヒート
シンク112を搭載したマウント113と、モニター用
フォトダイオードチップ114を搭載したチップキャリ
ア115と、レンズホルダ116と、図示しない抵抗
体、インダクタおよび回路基板等を接着した金属基板1
10aと、ペルチェ素子7とを備えている。ペルチェ素
子は、パッケージ放熱板118上に金属ソルダで固定さ
れている。なお、ペルチェ素子117の上下には、セラ
ミックス板119A、119Bが配置される。
FIG. 4 shows a conventional laser diode module. FIG. 4 shows a schematic sectional view of the laser diode module. As shown in FIG. 4, the laser diode module includes a mount 113 on which a laser diode chip 111 and a heat sink 112 are mounted, a chip carrier 115 on which a monitoring photodiode chip 114 is mounted, a lens holder 116, a resistor (not shown), Metal substrate 1 with inductor, circuit board, etc. bonded
10 a and a Peltier element 7. The Peltier element is fixed on the package heat dissipation plate 118 with metal solder. Note that ceramic plates 119A and 119B are arranged above and below the Peltier element 117.

【0005】図5は、図4におけるレーザダイオードモ
ジュールのA−A'断面図である。図5に示すように、
レーザダイオードモジュールの主要部は、ヒートシンク
112上にレーザダイオードチップ111の他にサーミ
スタ121を搭載し、ペルチェ素子117と金属基板1
10aとを接着する金属ソルダとして、両者の熱膨張差
を緩和するために、ソフトソルダ122を用いている。
上述した金属基板は、通常、銅タングステン(CuW:
銅の重量配分比10〜30%のものが存在)等の単一材
質で形成されている。金属基板とペルチェ素子との接着
は、両者の熱膨張差を緩和するために、インジウム錫
(InSn)などの低温ソフトソルダが用いられてき
た。
FIG. 5 is a sectional view of the laser diode module taken along the line AA 'in FIG. As shown in FIG.
The main part of the laser diode module has a thermistor 121 mounted on a heat sink 112 in addition to the laser diode chip 111, and a Peltier element 117 and a metal substrate 1.
A soft solder 122 is used as a metal solder for bonding with 10a in order to reduce the difference in thermal expansion between the two.
The above-mentioned metal substrate is usually made of copper tungsten (CuW:
(A copper weight distribution ratio of 10 to 30% exists). For the bonding between the metal substrate and the Peltier element, a low-temperature soft solder such as indium tin (InSn) has been used in order to reduce the difference in thermal expansion between the two.

【0006】しかし、近年、レーザダイオードモジュー
ルの高出力化に伴い、レーザダイオードモジュールの冷
却能力と温度環境信頼度(即ち、温度が変化した場合に
おいても正常に機能を継続する能力)に対する要求が厳
しくなっている。まず、冷却能力向上のためには、ペル
チェ素子を大型化したり、上部に搭載する金属基板の高
熱伝導材質化を図る必要があるが、ペルチェ素子の冷却
能力向上に伴う温調タイム(目的の温度に達するまでの
時間)の短縮により、ペルチェ素子上部に搭載した金属
基板への温度ストレスも大きくなる。そのため、ペルチ
ェ素子と金属基板の熱膨張率差の影響が大きくなり、両
者を接着するソフトソルダの摺動により亀裂剥離を生じ
させるという問題が生じる。しかも、ソフトソルダ特有
のハンダクリープ現象も顕著になるため、ペルチェ素子
と金属基板とを接着させるソルダには、ビスマス錫(B
iSn)等の低温ハードソルダを用いる必要がある。
However, in recent years, as the output of the laser diode module has been increased, the requirements for the cooling ability and the reliability of the temperature environment (that is, the ability to continue functioning normally even when the temperature changes) have become severe. Has become. First, in order to improve the cooling capacity, it is necessary to increase the size of the Peltier element or to make the metal substrate mounted on the upper part a material having high thermal conductivity. ), The temperature stress on the metal substrate mounted on the Peltier element increases. Therefore, the influence of the difference in the coefficient of thermal expansion between the Peltier element and the metal substrate increases, and a problem arises in that cracking occurs due to sliding of a soft solder for bonding the two. In addition, the solder creep phenomenon peculiar to soft solder becomes remarkable, so that the solder for bonding the Peltier element to the metal substrate is made of bismuth tin (B
It is necessary to use a low-temperature hard solder such as iSn).

【0007】上述した問題点を解決するために、特開平
10−200208に、2種類の金属材からなる金属基
板を備えた半導体レーザモジュールが開示されている。
図6にその概要を示す。図6(a)に示すように、半導
体レーザモジュールは、LDチップ201やLDチップ
を一定の温度に保つためのサーミスタ211をヒートシ
ンク202およびサブマウント203を介して、光学系
のレンズとともに搭載する金属基板210と、上下の面
にセラミックス基板209A、209Bを備えたペルチ
ェ素子207とをハードソルダ212によって接着して
形成される。
In order to solve the above-mentioned problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-200208 discloses a semiconductor laser module having a metal substrate made of two kinds of metal materials.
FIG. 6 shows the outline. As shown in FIG. 6A, in the semiconductor laser module, a metal that mounts an LD chip 201 and a thermistor 211 for keeping the LD chip at a constant temperature via a heat sink 202 and a submount 203 together with an optical lens. A substrate 210 and a Peltier element 207 having ceramic substrates 209A and 209B on the upper and lower surfaces are bonded to each other with a hard solder 212.

【0008】この金属基板210は、LDチップ201
からの熱流がペルチェ素子207へ向かう方向とは垂直
になる方向に、ペルチェ素子207の上面に接着され
る。特に、金属基板210は、LDチップ201の直下
を含む基板中央部に第1の金属部材213を配置し、そ
の側面周囲に第2の金属部材214を配置するように形
成している。更に、図6(b)に示すように、金属基板
210は、第1の金属部材213を熱伝導率の大きい金
属材で形成し、第2の金属部材214を第1の金属部材
213よりも熱膨張率の小さい金属材で形成する。
[0008] This metal substrate 210 is
Is bonded to the upper surface of the Peltier element 207 in a direction perpendicular to the direction in which the heat flow from the Peltier element 207 is directed. In particular, the metal substrate 210 is formed such that the first metal member 213 is disposed at the center of the substrate including immediately below the LD chip 201, and the second metal member 214 is disposed around the side surface thereof. Further, as shown in FIG. 6B, in the metal substrate 210, the first metal member 213 is formed of a metal material having a high thermal conductivity, and the second metal member 214 is formed more than the first metal member 213. It is formed of a metal material having a small coefficient of thermal expansion.

【0009】即ち、上述した金属基板210を使用する
ことにより、金属基板全体の熱膨張を小さくするととも
に、熱伝導を良くし、冷却性能を向上させると同時に、
ペルチェ素子の信頼度を高めることを期待している。な
お、光励起用光源または光信号光源には、通常、光出力
源であるレーザダイオードモジュールが複数個搭載され
ている。レーザダイオードモジュールは、他の光部品と
組み合わされて、光増幅器に使用されている。
That is, by using the metal substrate 210 described above, the thermal expansion of the entire metal substrate is reduced, the heat conduction is improved, and the cooling performance is improved.
We hope to increase the reliability of Peltier devices. It should be noted that a plurality of laser diode modules, which are optical output sources, are usually mounted on the optical excitation light source or the optical signal light source. Laser diode modules are used in optical amplifiers in combination with other optical components.

【0010】[0010]

【発明が解決しょうとする課題】上述した先行技術によ
ると、個々のレーザダイオードモジュールにおける、ペ
ルチェ素子の冷却性能の向上、および、ペルチェ素子の
信頼度を高めることが期待されている。しかしながら、
個々のレーザダイオードモジュールが更に高出力化し、
このように更に高出力化した多数のレーザダイオードモ
ジュールを高い密度で配置して使用すると、チップとペ
ルチェ素子との間に配置される金属基板の熱伝導性を高
めたり、熱膨張率の差を小さくするだけでは、レーザダ
イオードモジュールの高出力化、それらの高い密度の配
置にともなって発生する熱を処理することができず、レ
ーザダイオードモジュールの機能を損傷してしまうとい
う問題点がある。
According to the prior art described above, it is expected that the cooling performance of the Peltier device and the reliability of the Peltier device in each laser diode module will be improved. However,
Each laser diode module has higher output,
If a large number of laser diode modules with higher output are arranged and used at a high density, the thermal conductivity of the metal substrate disposed between the chip and the Peltier element can be increased, and the difference in the coefficient of thermal expansion can be reduced. Simply reducing the size of the laser diode module cannot increase the output of the laser diode modules and cannot deal with the heat generated due to the high density of the arrangements, thus causing a problem that the function of the laser diode module is damaged.

【0011】即ち、各レーザダイオードモジュール自体
がサイズが小さい上に高発熱密度体であり、それらを複
数個実装することが求められる光励起用光源または光信
号光源として使用する場合には、レーザダイオードモジ
ュールの熱を放熱することが困難であった。一方、光励
起用光源または光信号光源は、更なる光出力の向上が求
められており、従来の方法では、レーザダイオードモジ
ュールのペルチェ素子による冷却が限界に達して、半導
体素子の性能を100%生かしきれない状態でしか、使
用することができなくなっている。
That is, when each laser diode module itself is small in size and has a high heat generation density, and is used as a light pumping light source or an optical signal light source which requires mounting a plurality of such laser diode modules, It was difficult to dissipate the heat. On the other hand, a light pumping light source or an optical signal light source is required to further improve the optical output. In the conventional method, the cooling by the Peltier device of the laser diode module reaches its limit, and the performance of the semiconductor device is fully utilized by 100%. It can only be used if it cannot be used.

【0012】更に、市場のニーズとして、光出力を向上
させても、ペルチェ素子および半導体素子励起による消
費電力を従来以下のままに維持したいという要望があ
り、光源内の放熱特性が非常に重要になってきている。
更に、個々のレーザダイオードモジュールに温度差が生
じたり、レーザダイオードモジュール周辺において温度
差が生じると、光学部品および該光学部品周辺の部品の
個々の熱膨張率が異なるため光学部品の変形が生じる。
上述した変形によりレーザの波長の変化が生起して、光
源としての性能が劣化するという重大な問題が生じる。
上述したように、優れた放熱性能を有するヒートシンク
に実装された、高光出力の光励起用光源または光信号光
源の出現が待望されている。
Further, there is a need in the market to maintain the power consumption due to the excitation of the Peltier element and the semiconductor element at the same level or less even if the light output is improved, and the heat radiation characteristic in the light source is very important. It has become to.
Further, when a temperature difference occurs between the individual laser diode modules or a temperature difference occurs around the laser diode module, the optical components are deformed because the thermal expansion coefficients of the optical component and the components around the optical component are different.
The above-mentioned deformation causes a change in the wavelength of the laser, which causes a serious problem that the performance as a light source is deteriorated.
As described above, the emergence of a light pumping light source or a light signal light source with high light output mounted on a heat sink having excellent heat dissipation performance is expected.

【0013】従って、この発明の目的は、従来の問題点
を解決して、光波長の変化等が生じない、高い密度で配
置された、高光出力の複数個のレーザダイオードモジュ
ールからなる光源を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a light source comprising a plurality of laser diode modules arranged at a high density and having a high light output without causing a change in light wavelength or the like. Is to do.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した従
来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、
従来、作動液という液体を内蔵するために、作動液の漏
れ、湿気による悪影響が連想され、レーザダイオードモ
ジュール等の高度に精密な機器において使用することが
嫌われ、否定されてきた、単結晶ダイヤの約20倍以上
の熱伝導率を有するヒートパイプをペルチェ素子に接続
させることによって、ペルチェ素子の破壊の危険性を著
しく低減して、レーザダイオードモジュールの高出力
化、それらの高密度の配置にも十分対応することができ
ることを知見した。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies to solve the above-mentioned conventional problems. as a result,
Conventionally, the use of a single crystal diamond, which has been rejected because it incorporates a liquid called hydraulic fluid, has been associated with the adverse effects of leakage of hydraulic fluid and moisture, and has been hated for use in highly precise equipment such as laser diode modules. By connecting a heat pipe having a thermal conductivity of about 20 times or more to the Peltier device, the risk of destruction of the Peltier device is significantly reduced, and the output of the laser diode module is increased, and the high density arrangement of the laser diode modules is achieved. Was found to be able to respond sufficiently.

【0015】即ち、レーザダイオードチップおよび光学
機器を搭載する金属基板、および、金属基板と熱的に接
続されたペルチェ素子を備えているレーザダイオードモ
ジュールのそれぞれのペルチェ素子に、更に、ヒートパ
イプの吸熱部を熱的に接続すると、例え個々の光出力が
高い、多数のレーザダイオードモジュールを高い密度で
配置しても、個々のレーザダイオードモジュールを従来
とは比較にならない度合いで冷却することができるの
で、信頼性の高い、高光出力の複数個のレーザダイオー
ドモジュールからなる光源を提供することができること
を知見した。
That is, each of the Peltier devices of the laser diode module including the metal substrate on which the laser diode chip and the optical device are mounted, and the Peltier device thermally connected to the metal substrate, further absorbs heat from the heat pipe. When the parts are thermally connected, the individual laser diode modules can be cooled to an unprecedented degree even if a large number of laser diode modules are arranged at a high density, even if the individual light output is high. It has been found that it is possible to provide a highly reliable light source composed of a plurality of laser diode modules with high light output.

【0016】更に、複数個のレーザダイオードモジュー
ル間の温度差を無くするように、レーザダイオードモジ
ュールおよびヒートパイプを配置すると、個々のレーザ
ダイオードモジュールの温度が均一になり、更に、レー
ザダイオードモジュール周辺温度環境が均一になるの
で、光源特有の特性、即ち、所望の光波長を一定に維持
することができ、性能の高い光源が得られることを知見
した。
Further, when the laser diode module and the heat pipe are arranged so as to eliminate the temperature difference between the plurality of laser diode modules, the temperature of each laser diode module becomes uniform, and the temperature around the laser diode module becomes higher. Since the environment is uniform, it has been found that characteristics unique to the light source, that is, a desired light wavelength can be kept constant, and a light source with high performance can be obtained.

【0017】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明のレーザダイオードモジュール
からなる光源の第1の態様は、各々が、レーザダイオー
ドチップおよび光学機器を搭載する金属基板、および、
前記金属基板と熱的に接続されたペルチェ素子を備え
た、高い密度で配置された高光出力の複数個のレーザダ
イオードモジュールと、前記複数個のレーザダイオード
モジュールを搭載する搭載部と、前記ペルチェ素子に、
吸熱部が熱的に接続される複数個のヒートパイプとを備
え、そして、前記レーザダイオードモジュールのそれぞ
れの温度が均一になるように、前記レーザダイオードモ
ジュールおよび前記複数個のヒートパイプが配置され
た、レーザダイオードモジュールからなる光源である。
The present invention has been made based on the above findings, and a first aspect of a light source comprising a laser diode module according to the present invention is a metal substrate on which a laser diode chip and an optical device are mounted, respectively. and,
A plurality of laser diode modules having a high light output and arranged at a high density, including a peltier element thermally connected to the metal substrate, a mounting part for mounting the plurality of laser diode modules, and the peltier element To
A plurality of heat pipes to which a heat absorbing portion is thermally connected, and the laser diode module and the plurality of heat pipes are arranged such that the respective temperatures of the laser diode module become uniform. , A light source comprising a laser diode module.

【0018】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源の第2の態様は、前記複数個のレーザダイオ
ードモジュールの各々が、前記搭載部の近端部から等距
離に位置し、前記ヒートパイプの大きさおよび長さが同
一であり、もって、前記レーザダイオードモジュールの
それぞれの温度が均一であることを特徴とする、レーザ
ダイオードモジュールからなる光源である。
According to a second aspect of the light source comprising the laser diode module of the present invention, each of the plurality of laser diode modules is located at an equal distance from a near end of the mounting portion, and the size of the heat pipe is reduced. A light source comprising a laser diode module, wherein the light source has the same length and the same temperature.

【0019】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源の第3の態様は、前記搭載部が並行4辺形ま
たは並行多辺形からなっていることを特徴とする、レー
ザダイオードモジュールからなる光源である。
A third aspect of the light source comprising a laser diode module according to the present invention is a light source comprising a laser diode module, wherein the mounting portion is formed of a parallelogram or a parallelogram. .

【0020】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源の第4の態様は、前記レーザダイオードモジ
ュールのそれぞれに前記ヒートパイプが熱的に接続され
ている、レーザダイオードモジュールからなる光源であ
る。
A fourth aspect of the light source comprising a laser diode module according to the present invention is a light source comprising a laser diode module, wherein the heat pipe is thermally connected to each of the laser diode modules.

【0021】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源の第5の態様は、前記複数個のレーザダイオ
ードモジュールが搭載される前記搭載部に、前記ヒート
パイプの吸熱部を収容する孔部が、前記レーザダイオー
ドモジュールの長手方向に沿って設けられており、前記
孔部に収容されたヒートパイプと前記レーザダイオード
モジュールとが熱的に接続されている、レーザダイオー
ドモジュールからなる光源である。
According to a fifth aspect of the light source comprising the laser diode module of the present invention, the mounting portion on which the plurality of laser diode modules are mounted has a hole for accommodating a heat absorbing portion of the heat pipe, and The light source is a laser diode module provided along the longitudinal direction of the diode module, wherein the heat pipe housed in the hole and the laser diode module are thermally connected.

【0022】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源の第6の態様は、前記ヒートパイプは、丸型
ヒートパイプからなっており、前記丸型ヒートパイプの
放熱部には放熱フィンが設けられている、レーザダイオ
ードモジュールからなる光源である。
According to a sixth aspect of the light source comprising the laser diode module of the present invention, the heat pipe comprises a round heat pipe, and a heat radiating fin is provided on a heat radiating portion of the round heat pipe. , A light source comprising a laser diode module.

【0023】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源のその他の態様は、前記レーザダイオードモ
ジュールの底面部が湾曲面部を備えており、前記丸型ヒ
ートパイプが前記湾曲面部に密接に接続している、レー
ザダイオードモジュールからなる光源である。
According to another aspect of the light source comprising the laser diode module of the present invention, the bottom surface of the laser diode module has a curved surface portion, and the round heat pipe is closely connected to the curved surface portion. This is a light source composed of a laser diode module.

【0024】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源のその他の態様は、前記搭載部の底面に、別
の放熱フィンが設けられている、レーザダイオードモジ
ュールからなる光源である。
Another aspect of the light source comprising the laser diode module of the present invention is a light source comprising a laser diode module, wherein another radiating fin is provided on the bottom surface of the mounting portion.

【0025】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源のその他の態様は、前記光源が光伝送システ
ムにおける光励起用光源である、レーザダイオードモジ
ュールからなる光源である。
Another aspect of the light source comprising a laser diode module of the present invention is a light source comprising a laser diode module, wherein the light source is a light excitation light source in an optical transmission system.

【0026】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源のその他の態様は、前記光源が光伝送システ
ムにおける光信号用光源である、レーザダイオードモジ
ュールからなる光源である。
Another embodiment of the light source comprising a laser diode module according to the present invention is a light source comprising a laser diode module, wherein the light source is a light source for an optical signal in an optical transmission system.

【0027】この発明のラマン増幅器の1つの態様は、
前記レーザダイオードモジュールからなる光源を用いる
ラマン増幅器である。
One embodiment of the Raman amplifier of the present invention is as follows.
A Raman amplifier using a light source comprising the laser diode module.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】この発明のレーザダイオードモジ
ュールからなる光源の態様について図面を参照しながら
詳細に説明する。図1は、この発明の光源を構成する個
々のレーザダイオードモジュールの一例の概要を示す図
である。図1に示すように、レーザダイオードモジュー
ル10は、半導体レーザ11、第1レンズ12、第2レ
ンズ13、コア拡大ファイバ14および気密ケース20
を備えている。半導体レーザ11は、第1レンズ12と
の間に所定の間隔をおいて、ベース21上にチップキャ
リア22を介して設けられている。ベース21は、気密
ケース20内に設けた温度制御用のペルチェ素子23の
上方に配置されている。ベース21は、主要部分が銅製
で、第1レンズ12を設置する部分がステンレス製の複
合材である。ベース部材21は、チップキャリア22を
挟んで第1レンズ12と対向する側にキャリア24が固
定され、キャリア22の半導体レーザ11と対向する位
置にモニタ用のフォトダイオード24aが設けられてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a light source comprising a laser diode module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of each laser diode module constituting a light source according to the present invention. As shown in FIG. 1, the laser diode module 10 includes a semiconductor laser 11, a first lens 12, a second lens 13, an expanded core fiber 14, and an airtight case 20.
It has. The semiconductor laser 11 is provided on a base 21 via a chip carrier 22 at a predetermined distance from the first lens 12. The base 21 is disposed above a Peltier element 23 for temperature control provided in the airtight case 20. The base 21 is a composite material whose main part is made of copper and whose part where the first lens 12 is installed is made of stainless steel. The carrier 24 is fixed to the base member 21 on the side facing the first lens 12 with the chip carrier 22 interposed therebetween, and a monitoring photodiode 24 a is provided at a position of the carrier 22 facing the semiconductor laser 11.

【0029】第1レンズ12は、レンズホルダ12aに
コリメータレンズ12bが保持されている。レンズホル
ダ12aは、ベース21に溶接固定されている。コリメ
ータレンズ12bは、高結合効率を得るために非球面レ
ンズが使用されている。第2レンズ13は、レンズホル
ダ13aに上下部分を削り出した球レンズ13bが保持
されている。レンズホルダ13aは、光軸に垂直な面内
で位置調整して気密ケース20の後述する挿着円筒20
aに固定されている。
The first lens 12 has a collimator lens 12b held by a lens holder 12a. The lens holder 12a is fixed to the base 21 by welding. As the collimator lens 12b, an aspheric lens is used to obtain high coupling efficiency. The second lens 13 holds a spherical lens 13b whose upper and lower portions are cut out by a lens holder 13a. The position of the lens holder 13a is adjusted in a plane perpendicular to the optical axis, and
a.

【0030】コア拡大ファイバ14は、コアを拡大させ
た先端側が光軸に対して6°傾斜させて斜めに研磨され
るとともに研磨面に反射防止コーティングが施され、先
端側が金属筒15内に接着されて保護されている。金属
筒15は、調整部材16の最適位置に溶接固定されてい
る。金属筒15は、調整部材16内でコア拡大ファイバ
14の光軸方向に沿って前後方向にスライドさせたり、
光軸廻りに回転させることにって調整部材16の最適位
置に調整される。
The core-enlarged fiber 14 is polished obliquely at the tip end where the core is enlarged at an angle of 6 ° with respect to the optical axis, and the polished surface is coated with an anti-reflection coating. Being protected. The metal cylinder 15 is welded and fixed to an optimum position of the adjustment member 16. The metal tube 15 is slid in the front-rear direction along the optical axis direction of the core enlarged fiber 14 in the adjustment member 16,
By rotating around the optical axis, the adjustment member 16 is adjusted to the optimum position.

【0031】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源は、各々が、レーザダイオードチップおよび
光学機器を搭載する金属基板、および、金属基板と熱的
に接続されたペルチェ素子を備えた、高い密度で配置さ
れた高光出力の複数個のレーザダイオードモジュール
と、複数個のレーザダイオードモジュールを搭載する搭
載部と、ペルチェ素子に、吸熱部が熱的に接続される複
数個のヒートパイプとを備え、そして、レーザダイオー
ドモジュールのそれぞれの温度が均一になるように、レ
ーザダイオードモジュールおよび複数個のヒートパイプ
が配置された、レーザダイオードモジュールからなる光
源である。上述した複数個のレーザダイオードモジュー
ルの各々が、搭載部の近端部から等距離に位置し、ヒー
トパイプの大きさおよび長さが同一であり、その結果、
レーザダイオードモジュールのそれぞれの温度が均一で
ある。
A light source comprising a laser diode module according to the present invention is arranged at high density, each including a metal substrate on which a laser diode chip and an optical device are mounted, and a Peltier element thermally connected to the metal substrate. A plurality of laser diode modules with high light output, a mounting portion for mounting the plurality of laser diode modules, and a plurality of heat pipes to which the heat absorbing portion is thermally connected to the Peltier element, and This is a light source including a laser diode module, in which the laser diode module and a plurality of heat pipes are arranged so that the respective temperatures of the laser diode module become uniform. Each of the plurality of laser diode modules described above is located equidistant from the near end of the mounting portion, and the heat pipes are the same in size and length, and as a result,
The temperature of each of the laser diode modules is uniform.

【0032】図2は、この発明の、レーザダイオードモ
ジュールからなる光源の1つの態様を示す上面図であ
る。図2に示すように、この態様においては、搭載部3
0の上に、8個のレーザダイオードモジュール10が配
置され、各レーザダイオードモジュール10には、丸型
ヒートパイプ32、33の吸熱部が熱的に接続され、そ
して、丸型ヒートパイプ32、33の放熱部には、放熱
フィン34、35が取り付けられている。即ち、矩形の
搭載部の2つの端部に近い位置にそれぞれ4個のレーザ
ダイオードモジュール10が相互に平行に配置されてい
る。レーザダイオードモジュール10は、各端部から所
定の距離a、bだけ離隔して位置している。隣接するレ
ーザダイオードモジュール10は、所定の距離だけ相互
に離隔して、それぞれ、搭載部の長軸に平行な4個のレ
ーザダイオードモジュールからなる、2組のレーザダイ
オードモジュール群を形成している。このようにレーザ
ダイオードモジュール10を配置することによって、密
度の高いレーザダイオードモジュールの配置が可能にな
る。
FIG. 2 is a top view showing one embodiment of a light source comprising a laser diode module according to the present invention. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the mounting portion 3
0, eight laser diode modules 10 are arranged, and the heat absorbing portions of the round heat pipes 32, 33 are thermally connected to each of the laser diode modules 10, and the round heat pipes 32, 33 The radiation fins 34 and 35 are attached to the radiation part. That is, four laser diode modules 10 are arranged in parallel with each other at positions near two ends of the rectangular mounting portion. The laser diode module 10 is located at a predetermined distance a, b from each end. Adjacent laser diode modules 10 are separated from each other by a predetermined distance to form two laser diode module groups each including four laser diode modules parallel to the long axis of the mounting portion. By arranging the laser diode modules 10 in this manner, a high-density laser diode module can be arranged.

【0033】この発明の光源において、レーザダイオー
ドモジュールのそれぞれの温度が均一になるように、複
数個のレーザダイオードモジュールおよび複数個のヒー
トパイプが配置されている。即ち、2組のレーザダイオ
ードモジュール群の1つの組を形成する個々のレーザダ
イオードモジュール10は、一方の端部から同一距離a
に位置している。レーザダイオードモジュール10に
は、同一大きさ(直径、長さ)の同一材質のヒートパイ
プ32の吸熱部が熱的に接続され、ヒートパイプ32の
放熱部の同一位置に、同一材質、同一大きさの放熱フィ
ン34が接続される。
In the light source of the present invention, a plurality of laser diode modules and a plurality of heat pipes are arranged so that the respective temperatures of the laser diode modules become uniform. That is, the individual laser diode modules 10 forming one set of the two laser diode module groups have the same distance a from one end.
It is located in. A heat absorbing portion of a heat pipe 32 of the same size (diameter and length) and of the same material is thermally connected to the laser diode module 10, and the same material and the same size are provided at the same position of the heat radiating portion of the heat pipe 32. Are connected.

【0034】2組のレーザダイオードモジュール群の他
の1つの組を形成する個々のレーザダイオードモジュー
ル10は、他方の端部から同一距離bに位置している。
レーザダイオードモジュール10には、同一大きさ(直
径、長さ)の同一材質のヒートパイプ33が熱的に接続
され、ヒートパイプ33の放熱部の同一位置に、同一材
質、同一大きさの放熱フィン35が接続される。端部か
らの距離a、bは同一であるのが好ましい。更に、ヒー
トパイプ32、33は、同一大きさ(直径、長さ)の同
一材質であることが好ましい。更に、放熱フィン34、
35は、同一材質、同一大きさであることが好ましい。
The individual laser diode modules 10 forming another set of the two sets of laser diode modules are located at the same distance b from the other end.
A heat pipe 33 of the same size (diameter and length) and of the same material is thermally connected to the laser diode module 10, and a radiating fin of the same material and the same size is placed at the same position of the heat radiating portion of the heat pipe 33. 35 are connected. Preferably, the distances a and b from the ends are the same. Further, the heat pipes 32 and 33 are preferably made of the same material having the same size (diameter and length). Further, the radiation fins 34,
35 are preferably the same material and the same size.

【0035】上述したように、レーザダイオードモジュ
ール、ヒートパイプおよび放熱フィンを配置することに
よって、複数個のレーザダイオードモジュールの個々の
温度差を無くし、レーザダイオードモジュールを取り巻
く周辺の温度環境を均一にすることができ、その結果、
一定の波長を維持することができる。レーザダイオード
モジュールの配置密度は、物理的に配置可能な限り密度
を高めることができる。即ち、水平面だけでなく、垂直
方向にも配置することが可能である。
As described above, by arranging the laser diode module, the heat pipe, and the radiation fin, the temperature difference between the plurality of laser diode modules is eliminated, and the temperature environment around the laser diode module is made uniform. And as a result,
A constant wavelength can be maintained. The arrangement density of the laser diode modules can be as high as physically possible. That is, it is possible to arrange not only in the horizontal plane but also in the vertical direction.

【0036】図3は、この発明の、レーザダイオードモ
ジュールからなる光源の他の態様を示す上面図である。
図3に示すように、この態様においては、正8角形の搭
載部31の上に、8個のレーザダイオードモジュール1
0が配置され、各レーザダイオードモジュール10に
は、丸型ヒートパイプ32の吸熱部が熱的に接続され、
そして、丸型ヒートパイプ32の放熱部には、放熱フィ
ン34が取り付けられている。即ち、正8角形の搭載部
31の各辺に近い位置にレーザダイオードモジュール1
0が配置されている。レーザダイオードモジュール10
は、各端部から所定の距離aだけ離隔して位置してい
る。隣接するレーザダイオードモジュール10は、それ
ぞれ対応する辺の端部から同一距離に位置し、密度の高
いレーザダイオードモジュールの配置が可能になる。
FIG. 3 is a top view showing another embodiment of a light source comprising a laser diode module according to the present invention.
As shown in FIG. 3, in this embodiment, eight laser diode modules 1 are mounted on a regular octagonal mounting portion 31.
0 is disposed, and the heat absorbing portion of the round heat pipe 32 is thermally connected to each laser diode module 10,
Further, a radiation fin 34 is attached to a radiation part of the round heat pipe 32. That is, the laser diode module 1 is located at a position near each side of the mounting portion 31 having a regular octagon.
0 is arranged. Laser diode module 10
Are located at a predetermined distance a from each end. The adjacent laser diode modules 10 are located at the same distance from the ends of the corresponding sides, so that a high-density laser diode module can be arranged.

【0037】この発明の光源においても、レーザダイオ
ードモジュールのそれぞれの温度が均一になるように、
複数個のレーザダイオードモジュールおよび複数個のヒ
ートパイプが配置されている。即ち、個々のレーザダイ
オードモジュール10は、正8角形の各辺の端部から同
一距離aに位置している。レーザダイオードモジュール
10には、同一大きさ(直径、長さ)の同一材質のヒー
トパイプ32の吸熱部が熱的に接続され、ヒートパイプ
32の放熱部の同一位置に、同一材質、同一大きさの放
熱フィン34が接続される。
Also in the light source of the present invention, the temperature of the laser diode module is made uniform so that
A plurality of laser diode modules and a plurality of heat pipes are arranged. That is, the individual laser diode modules 10 are located at the same distance a from the end of each side of the regular octagon. A heat absorbing portion of a heat pipe 32 of the same size (diameter, length) and of the same material is thermally connected to the laser diode module 10, and the same material and the same size are placed at the same position of the heat radiating portion of the heat pipe 32. Are connected.

【0038】上述したように、レーザダイオードモジュ
ール、ヒートパイプおよび放熱フィンを配置することに
よって、複数個のレーザダイオードモジュールの個々の
温度差を無くし、レーザダイオードモジュールを取り巻
く周辺の温度環境を均一にすることができ、その結果、
一定の波長を維持することができる。レーザダイオード
モジュールの配置密度は、物理的に配置可能な限り密度
を高めることができる。即ち、水平面だけでなく、垂直
方向にも配置することが可能である。
As described above, by arranging the laser diode module, the heat pipe, and the radiation fin, the temperature difference between the plurality of laser diode modules is eliminated, and the temperature environment around the laser diode module is made uniform. And as a result,
A constant wavelength can be maintained. The arrangement density of the laser diode modules can be as high as physically possible. That is, it is possible to arrange not only in the horizontal plane but also in the vertical direction.

【0039】なお、レーザダイオードモジュールの放熱
効果を高めるためには、熱の移動距離を短くすることが
好ましく、各レーザダイオードモジュールはそれぞれの
端部にできるだけ近く位置することが好ましい。その結
果、ヒートパイプを短くすることができる。更に、ヒー
トパイプの径を細くすることができる。従って、搭載部
(即ち、放熱板ベースプレートの厚さを薄くすることが
できるので、光源の厚さを薄くコンパクトにすることが
できる。
In order to enhance the heat radiation effect of the laser diode module, it is preferable to shorten the distance of heat transfer, and it is preferable that each laser diode module is located as close as possible to each end. As a result, the heat pipe can be shortened. Further, the diameter of the heat pipe can be reduced. Accordingly, the thickness of the mounting portion (that is, the thickness of the heatsink base plate) can be reduced, so that the thickness of the light source can be reduced and made compact.

【0040】ヒートパイプは、一般に、密封された空洞
部を有するコンテナを備えており、空洞部に収容された
作動液の相変態および移動によって熱の輸送が行われ
る。熱の一部は、ヒートパイプを構成するコンテナの材
質中を直接伝わって運ばれるが、大部分の熱は、作動液
による相変態と移動によって移動される。冷却部品が取
り付けられるヒートパイプの吸熱側において、ヒートパ
イプを構成するコンテナの材質中を伝わってきた熱によ
り、作動液が蒸発し、その蒸気がヒートパイプの放熱側
に移動する。放熱側では、作動液の蒸気は冷却され再び
液相状態に戻る。液相に戻った作動液は再び吸熱側に移
動する。このような作動液の相変態や移動によって、熱
の移動がなされる。
The heat pipe is generally provided with a container having a sealed cavity, and heat is transferred by phase transformation and movement of the working fluid contained in the cavity. Some of the heat is directly transmitted through the material of the container constituting the heat pipe, but most of the heat is transferred by phase transformation and movement by the working fluid. On the heat absorbing side of the heat pipe to which the cooling component is attached, the heat transmitted through the material of the container forming the heat pipe evaporates the working fluid, and the vapor moves to the heat radiation side of the heat pipe. On the heat radiation side, the working fluid vapor is cooled and returns to the liquid state again. The working fluid that has returned to the liquid phase moves to the heat absorbing side again. Heat is transferred by such phase transformation and movement of the working fluid.

【0041】ヒートパイプ31は、丸型ヒートパイプか
らなっていてもよい。即ち、レーザダイオードモジュー
ルの各々が、図1に示すように、レーザダイオードチッ
プ11および光学機器12を搭載する金属基板21、お
よび、金属基板21と熱的に接続されたペルチェ素子2
3を備えており、ペルチェ素子23には、更に、ヒート
パイプ31の吸熱部が熱的に接続されている。
The heat pipe 31 may be a round heat pipe. That is, as shown in FIG. 1, each of the laser diode modules has a metal substrate 21 on which a laser diode chip 11 and an optical device 12 are mounted, and a Peltier device 2 thermally connected to the metal substrate 21.
The Peltier element 23 is further connected to a heat absorbing portion of a heat pipe 31.

【0042】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源においては、上述したように、レーザダイオ
ードモジュール10のそれぞれにヒートパイプ32、3
3が熱的に接続されている。図示しないが、この発明の
レーザダイオードモジュールからなる光源においては、
上述した複数個のレーザダイオードモジュール10が搭
載される搭載部30にヒートパイプの吸熱部を収容する
孔部、レーザダイオードモジュールの長手方向に沿って
設けられており、孔部に収容されたヒートパイプ32、
33とレーザダイオードモジュール10とが熱的に接続
されている。
In the light source comprising the laser diode module of the present invention, as described above, the heat pipes 32, 3
3 are thermally connected. Although not shown, in the light source including the laser diode module of the present invention,
A hole for accommodating the heat absorbing portion of the heat pipe is provided in the mounting portion 30 on which the plurality of laser diode modules 10 are mounted, and the heat pipe is provided along the longitudinal direction of the laser diode module and accommodated in the hole. 32,
33 and the laser diode module 10 are thermally connected.

【0043】ヒートパイプが収容される孔部には、孔加
工が施され、孔部の内面は、錫または金等のハンダとの
濡れ性が良好な金属によってメッキ処理される。孔部に
挿入されるヒートパイプの表面は、ハンダ接合に良好な
上述したと同一の金属によって、予めメッキ処理が施こ
される。このようにメッキ処理が施されたヒートパイプ
32、33を孔部に挿入して、ハンダ接合する。その結
果、熱抵抗を増加させる空気層を完全に除去することが
でき、熱抵抗を小さくすることができる。なお、ヒート
パイプと孔部との間に空気層がわずかでも残留すると、
局部的に断熱層を形成し、熱抵抗が大きくなり、ヒート
パイプの熱輸送性能が著しく低下する。
The hole for accommodating the heat pipe is drilled, and the inner surface of the hole is plated with a metal such as tin or gold having good wettability with solder. The surface of the heat pipe inserted into the hole is pre-plated with the same metal as described above, which is good for solder bonding. The heat pipes 32 and 33 thus plated are inserted into the holes and soldered. As a result, the air layer that increases the thermal resistance can be completely removed, and the thermal resistance can be reduced. If any air layer remains between the heat pipe and the hole,
A heat insulating layer is locally formed, the thermal resistance is increased, and the heat transport performance of the heat pipe is significantly reduced.

【0044】更に、この発明のレーザダイオードモジュ
ールからなる光源において、レーザダイオードモジュー
ルの底面部が湾曲面部を備えており、丸型ヒートパイプ
が前記湾曲面部に密接に接続している。図示しないが、
レーザダイオードモジュール10の底部が搭載部30の
内部に入り込むように加工され、更に、底面部が湾曲面
部を備えているので、レーザダイオードモジュール10
の底部が、搭載部30に挿入されたヒートパイプ32、
33の表面に直接接触するような状態で密接に接続され
る。
Further, in the light source comprising the laser diode module of the present invention, the bottom surface of the laser diode module has a curved surface, and a round heat pipe is closely connected to the curved surface. Although not shown,
Since the bottom of the laser diode module 10 is processed so as to enter the inside of the mounting section 30 and the bottom has a curved surface, the laser diode module 10
The bottom of the heat pipe 32 inserted in the mounting part 30,
33 are closely connected in a state of directly contacting the surface.

【0045】更に、複数個のレーザダイオードモジュー
ルが搭載される搭載部30の裏面(即ち、底面)には、
別の放熱フィンを設けてもよい。このように、搭載部の
底面に別の放熱フィンを設けることによって、高い密度
で配置されたレーザダイオードモジュールから発生する
熱は、その主力がヒートパイプ32、33によって、速
やかに放熱側に移動され、放熱フィンによって大気中に
放熱され、一部の熱は、搭載部の底面に配置された別の
放熱フィンによって直接大気中に放熱される。従って、
個々のレーザダイオードモジュールの光出力が更に高く
なって、しかも、高光出力のレーザダイオードモジュー
ルが高い密度で配置されていても、レーザダイオードモ
ジュールの熱を効率的に放熱し、レーザダイオードモジ
ュール内に配置されたペルチェ素子が破壊されることな
く、レーザダイオードチップ11の性能を劣化させるこ
となく、所定の温度範囲内に維持することができ、光源
の性能を維持することができる。この際においても、個
々のレーザダイオードモジュールの間に温度差が生じな
いようにする。
Further, on the back surface (that is, the bottom surface) of the mounting portion 30 on which a plurality of laser diode modules are mounted,
Another heat radiation fin may be provided. In this way, by providing another radiating fin on the bottom surface of the mounting portion, the heat generated from the laser diode modules arranged at a high density is quickly transferred to the radiating side by the heat pipes 32 and 33. The heat is radiated to the atmosphere by the radiating fins, and part of the heat is directly radiated to the atmosphere by another radiating fin disposed on the bottom surface of the mounting portion. Therefore,
Even if the light output of each laser diode module is further increased and the laser diode modules with high light output are arranged at a high density, the heat of the laser diode module is efficiently radiated and arranged inside the laser diode module. The maintained Peltier element can be maintained within a predetermined temperature range without deteriorating the performance of the laser diode chip 11 without deteriorating the performance of the laser diode chip 11, and the performance of the light source can be maintained. At this time, a temperature difference is prevented from occurring between the individual laser diode modules.

【0046】搭載部の材質は、アルミニウムが好まし
い。ヒートパイプは、銅製の丸型ヒートパイプが好まし
く、作動液として、水を使用することができる。ヒート
パイプ内には、作動液の還流を容易にするために、ウイ
ックを配置してもよい。丸型ヒートパイプの形状は、円
形、楕円形、偏平形等であってもよい。
The material of the mounting portion is preferably aluminum. The heat pipe is preferably a copper round heat pipe, and water can be used as the working fluid. A wick may be arranged in the heat pipe to facilitate the reflux of the working fluid. The shape of the round heat pipe may be circular, elliptical, flat, or the like.

【0047】この発明のレーザダイオードモジュールか
らなる光源は、光伝送システムにおける光励起用光源と
して使用される。更に、この発明のレーザダイオードモ
ジュールからなる光源は、光伝送システムにおける光信
号用光源として使用される。更に、この発明のラマン増
幅器は、この発明のレーザダイオードモジュールからな
る光源を用いるラマン増幅器である。
The light source comprising the laser diode module of the present invention is used as a light pumping light source in an optical transmission system. Further, the light source including the laser diode module of the present invention is used as a light source for an optical signal in an optical transmission system. Further, the Raman amplifier of the present invention is a Raman amplifier using a light source comprising the laser diode module of the present invention.

【0048】[0048]

【実施例】この発明のレーザダイオードモジュールから
なる光源を実施例によって、説明する。図2に示すよう
に、アルミニウム製の縦130mm×横190mm×厚
さ20mmの搭載部を調製した。次いで、搭載部の横方
向に沿って、搭載部の両側に、搭載部の中心部に所定の
間隔でヒートパイプが収容される4つの孔部をそれぞれ
形成した。孔部の内表面には、錫によってメッキ処理が
施された。孔部に挿入されるヒートパイプの表面は、ハ
ンダ接合に良好な上述したと同一の金属によって、予め
メッキ処理が施こされる。外形6.35mmの銅製の丸
型ヒートパイプを調製し、孔部に挿入されるヒートパイ
プの表面は、錫によってメッキ処理が施された。次い
で、ヒートパイプの放熱部を孔部に挿入して、ヒートパ
イプと搭載部とをハンダ接合した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A light source comprising a laser diode module according to the present invention will be described with reference to embodiments. As shown in FIG. 2, a mounting portion made of aluminum and having a length of 130 mm × a width of 190 mm × a thickness of 20 mm was prepared. Next, four holes for accommodating the heat pipes at predetermined intervals in the center of the mounting portion were formed on both sides of the mounting portion along the lateral direction of the mounting portion. The inner surface of the hole was plated with tin. The surface of the heat pipe inserted into the hole is pre-plated with the same metal as described above, which is good for solder bonding. A copper round heat pipe having an outer diameter of 6.35 mm was prepared, and the surface of the heat pipe inserted into the hole was plated with tin. Next, the heat radiating part of the heat pipe was inserted into the hole, and the heat pipe and the mounting part were soldered.

【0049】なお、搭載部の上面の、レーザダイオード
モジュールが配置される部分には、レーザダイオードモ
ジュールの底部が収容される凹部が形成された。レーザ
ダイオードモジュールの底部には、湾曲面が形成され、
レーザダイオードモジュールの底部は、伝熱グリスを介
して、ヒートパイプの外表面と直接的に密着された。
A concave portion for accommodating the bottom of the laser diode module was formed in a portion of the upper surface of the mounting portion where the laser diode module was disposed. At the bottom of the laser diode module, a curved surface is formed,
The bottom of the laser diode module was in direct contact with the outer surface of the heat pipe via the heat transfer grease.

【0050】このようにレーザダイオードモジュールが
配置された搭載部の両側から、搭載部の横方向に並行に
延伸したそれぞれ4本の丸型ヒートパイプの放熱部に
は、図2に示すような、縦180mm×横40mm×厚
さ0.3mmの板型放熱フィンが取りつけられた。
As shown in FIG. 2, the heat radiating portions of four round heat pipes extending in parallel to the mounting portion from both sides of the mounting portion where the laser diode modules are arranged are provided as shown in FIG. A plate-shaped heat radiation fin having a length of 180 mm, a width of 40 mm and a thickness of 0.3 mm was attached.

【0051】なお、搭載部の上に、図2に示すように、
それぞれの端部から2mmの位置に4個の合計8個のレ
ーザダイオードモジュールが配置された。個々のレーザ
ダイオードモジュールの光出力は100mW以上であっ
た。ヒートパイプ内には、作動液として水が封入され、
ワイヤ状のウイックが配置されている。
In addition, on the mounting portion, as shown in FIG.
Four laser diode modules, a total of eight, were arranged at a position 2 mm from each end. The light output of each laser diode module was 100 mW or more. Water is sealed in the heat pipe as working fluid,
A wire-like wick is arranged.

【0052】このようにして作製されたこの発明のレー
ザダイオードモジュールからなる光源を作動させたとこ
ろ、300mWの高い光出力を得ることができ、レーザ
ダイオードモジュールを24.9〜25.1℃の範囲内
の温度に維持することができた。上述したように、丸型
ヒートパイプが直接レーザダイオードモジュールの底部
に接触するように、丸型ヒートパイプと搭載部が金属接
合されているので、高い放熱特性が得られる。従って、
コンパクトで、且つ、高い光出力が保持された光励起用
光源または光信号光源が低消費電力のままで可能にな
る。
When the light source comprising the laser diode module of the present invention thus manufactured was operated, a high light output of 300 mW could be obtained, and the laser diode module was operated in a temperature range of 24.9 to 25.1 ° C. The temperature inside was able to be maintained. As described above, since the round heat pipe and the mounting portion are metal-bonded such that the round heat pipe directly contacts the bottom of the laser diode module, high heat radiation characteristics can be obtained. Therefore,
An optical excitation light source or an optical signal light source that is compact and maintains a high optical output can be realized with low power consumption.

【0053】更に、レーザダイオードモジュールがそれ
ぞれの端部から同一距離に配置され、同一大きさ、材質
のヒートパイプならびに放熱フィンが密に接続されてい
るので、個々のレーザダイオードモジュールの間に温度
差が生じることなく、一定の波長が維持され、性能の高
い光源が得られた。
Further, since the laser diode modules are arranged at the same distance from the respective ends and the heat pipes and the radiation fins of the same size and material are closely connected, the temperature difference between the individual laser diode modules is reduced. A constant wavelength was maintained without occurrence of, and a light source with high performance was obtained.

【0054】[0054]

【発明の効果】上述したように、この発明によると、光
波長の変化等が生じない、高い密度で配置された、高光
出力の複数個のレーザダイオードモジュールからなる光
源を提供することができ、コンパクトで、且つ、高い光
出力が保持された光励起用光源または光信号光源を低消
費電力のままで提供することができ、産業上利用価値が
高い。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a light source comprising a plurality of laser diode modules which are arranged at a high density and have a high light output without causing a change in light wavelength or the like. An optical excitation light source or an optical signal light source that is compact and has a high optical output can be provided with low power consumption, and is highly useful in industry.

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

【図1】図1は、この発明の光源を構成するレーザダイ
オードモジュールの一例の概要を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of a laser diode module constituting a light source according to the present invention.

【図2】図2は、この発明の、レーザダイオードモジュ
ールからなる光源の1つの態様を示す上面図である。
FIG. 2 is a top view showing one embodiment of a light source including a laser diode module according to the present invention.

【図3】図3は、レーザダイオードモジュールからなる
光源の他の態様を示す上面図である。
FIG. 3 is a top view showing another embodiment of a light source including a laser diode module.

【図4】図4は、従来のレーザダイオードモジュールを
示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a conventional laser diode module.

【図5】図5は、図4におけるレーザダイオードモジュ
ールのA−A'断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of the laser diode module taken along line AA ′ in FIG. 4;

【図6】図6は、2種類の金属材からなる金属基板を備
えた従来の半導体レーザモジュールを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional semiconductor laser module provided with a metal substrate made of two kinds of metal materials.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10.レーザダイオードモジュール 11.半導体レーザ 12.第1レンズ 13.第2レンズ 14.コア拡大ファイバ 15.金属筒 1.調整部材 20.気密ケース 21.ベース 22.チップキャリア 23.ペルチェ素子 24.キャリア 30.搭載部 31.搭載部 32.ヒートパイプ 33.ヒートパイプ 34.放熱フィン 35.放熱フィン 10. Laser diode module 11. Semiconductor laser 12. First lens 13. Second lens 14. Core expanded fiber 15. Metal tube 1. Adjusting member 20. Airtight case 21. Base 22. Chip carrier 23. Peltier device 24. Carrier 30. Mounting part 31. Mounting unit 32. Heat pipe 33. Heat pipe 34. Heat radiation fins 35. Radiation fin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長松 信也 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 村田 光一 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 Fターム(参考) 5F073 EA03 EA24 FA02 FA07 FA08 FA25 FA26 FA30  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinya Nagamatsu 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Koichi Murata 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Furukawa Electric Co., Ltd. (reference) 5F073 EA03 EA24 FA02 FA07 FA08 FA25 FA26 FA30

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各々が、レーザダイオードチップおよび光
学機器を搭載する金属基板、および、前記金属基板と熱
的に接続されたペルチェ素子を備えた、高い密度で配置
された高光出力の複数個のレーザダイオードモジュール
と、前記複数個のレーザダイオードモジュールを搭載す
る搭載部と、前記ペルチェ素子に、吸熱部が熱的に接続
される複数個のヒートパイプとを備え、そして、前記レ
ーザダイオードモジュールのそれぞれの温度が均一にな
るように、前記複数個のレーザダイオードモジュールお
よび前記複数個のヒートパイプが配置された、レーザダ
イオードモジュールからなる光源。
A plurality of high-density, high-light-output, metal-substrates each having a laser diode chip and an optical device mounted thereon, and a Peltier element thermally connected to the metal substrate. A laser diode module, a mounting portion for mounting the plurality of laser diode modules, and a plurality of heat pipes to which the heat absorbing portion is thermally connected to the Peltier element; and A light source comprising a laser diode module, wherein the plurality of laser diode modules and the plurality of heat pipes are arranged so that the temperature of the plurality of laser diode modules becomes uniform.
【請求項2】前記複数個のレーザダイオードモジュール
の各々が、前記搭載部の近端部から等距離に位置し、前
記ヒートパイプの大きさおよび長さが同一であり、もっ
て、前記レーザダイオードモジュールのそれぞれの温度
が均一であることを特徴とする、請求項1に記載のレー
ザダイオードモジュールからなる光源。
2. The laser diode module according to claim 1, wherein each of said plurality of laser diode modules is located equidistant from a near end of said mounting portion, and said heat pipes have the same size and length. 2. The light source comprising the laser diode module according to claim 1, wherein the respective temperatures are uniform.
【請求項3】前記搭載部が並行4辺形または並行多辺形
からなっていることを特徴とする、請求項2に記載のレ
ーザダイオードモジュールからなる光源。
3. The light source comprising a laser diode module according to claim 2, wherein said mounting portion is formed of a parallelogram or a parallelogram.
【請求項4】前記レーザダイオードモジュールのそれぞ
れに前記ヒートパイプが熱的に接続されている、請求項
1から3に記載のレーザダイオードモジュールからなる
光源。
4. A light source comprising a laser diode module according to claim 1, wherein said heat pipe is thermally connected to each of said laser diode modules.
【請求項5】前記複数個のレーザダイオードモジュール
が搭載される前記搭載部に、前記ヒートパイプの吸熱部
を収容する孔部が、前記レーザダイオードモジュールの
長手方向に沿って設けられており、前記孔部に収容され
たヒートパイプと前記レーザダイオードモジュールとが
熱的に接続されている、請求項4に記載のレーザダイオ
ードモジュールからなる光源。
5. A mounting portion on which the plurality of laser diode modules are mounted, wherein a hole for accommodating a heat absorbing portion of the heat pipe is provided along a longitudinal direction of the laser diode module. The light source comprising the laser diode module according to claim 4, wherein the heat pipe housed in the hole and the laser diode module are thermally connected.
【請求項6】前記ヒートパイプは、丸型ヒートパイプか
らなっており、前記丸型ヒートパイプの放熱部には放熱
フィンが設けられている、請求項5に記載のレーザダイ
オードモジュールからなる光源。
6. A light source comprising a laser diode module according to claim 5, wherein the heat pipe is a round heat pipe, and a heat radiating fin is provided on a heat radiating portion of the round heat pipe.
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