JP2003309317A

JP2003309317A - 光学装置、光学装置の起動方法及び駆動方法、並びに光通信機器

Info

Publication number: JP2003309317A
Application number: JP2002237090A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Iida; 薫飯田; Hide Saito; 秀齋藤; Jun Miyokawa; 純三代川; Toru Fukushima; 徹福島; Takeshi Aikiyo; 武愛清
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2003-10-31
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: JP4087190B2

Abstract

(57)【要約】【課題】温度により特性が変動する光学素子とその光
学素子の温度を制御するサーモモジュールとを備えた光
学装置において、サーモモジュールに加熱方向の過大な
サーモモジュール電流が流れることを防止し、その過大
なサーモモジュール電流に起因する不具合の発生を防止
できる光学装置の提供。【解決手段】半導体レーザ素子１６の近傍に抵抗ヒー
タ２４ａが設置されている。半導体レーザ装置１０Ａの
起動時に、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが所定の起動
温度Ｔref1よりも低い場合、抵抗ヒータ２４ａに加熱用
電流Ｉh が給電され、半導体レーザ素子１６が予備加熱
される。サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが起動温度Ｔre
f1にまで上昇したとき、半導体レーザ素子１６及びサー
モモジュール３８へのレーザ駆動電流Ｉop及びサーモモ
ジュール電流Ｉtec の給電が開始され、半導体レーザ装
置１０Ａが起動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用され
る半導体レーザ装置等の光学装置、光学装置の起動方法
及び駆動方法、並びに光学装置を用いた光通信機器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学装置として例えば光通信や光
増幅等に使用される半導体レーザ装置は、半導体レーザ
素子と光ファイバを光学的に結合させてモジュール化し
たものであり、例えば特開２００２−９３８４号公報の
図８や特開２０００−２１６４７４号公報の図６に示さ
れるように構成されている。

【０００３】このような半導体レーザ装置は、その半導
体レーザ素子にレーザ駆動電流が給電されると、半導体
レーザ素子が駆動されてレーザ光を出射する。このレー
ザ光は、レンズからなる結合用光学系を介して光ファイ
バに入射する。光ファイバに入射したレーザ光は、光フ
ァイバ内を伝搬して所望の用途に供される。ところで、
半導体レーザ素子では、一般に、半導体レーザ素子自体
の発熱や周囲の環境温度の影響による温度変化に応じ
て、レーザ光の光強度及び波長が変動する。このため、
半導体レーザ装置には、一般に、そのパッケージ内にサ
ーモモジュールが設けられている。このサーモモジュー
ルは、ペルチェ素子に給電される電流の方向に応じて、
発熱動作（加熱動作）又は吸熱動作（冷却動作）を実行
する。また、サーモモジュールの構成やその電流の大き
さに応じて、その発熱量や吸熱量が変化する。

【０００４】即ち、半導体レーザ素子に温度変化が生じ
る場合、その半導体レーザ素子の温度を温度センサであ
るサーミスタによって検知して、そのサーミスタの指示
温度Ｔｓに基づき、サーモモジュールに給電される駆動
電流（以下、適宜「サーモモジュール電流」と呼ぶ）Ｉ
tec の方向及び大きさが調整され、それに応じて加熱動
作又は冷却動作が行われる。こうしたサーモモジュール
による温度制御によって、半導体レーザ素子はほぼ所望
の駆動条件の温度に保たれる。従って、半導体レーザ装
置は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強
度及び波長を安定させた状態で駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温環
境下にて、前述した従来の半導体レーザ装置が起動又は
駆動される場合、次のような問題が生じる。例えば半導
体レーザ素子の温度（サーミスタの指示温度Ｔｓ）が２
５℃の条件の下で所望の光強度及び波長のレーザ光を出
射するように設計された半導体レーザ装置が、環境温度
Ｔｃ＝１０℃で起動されたと仮定する。この場合、サー
モモジュールには、半導体レーザ素子を加熱する方向に
サーモモジュール電流Ｉtecが流れる。

【０００６】このときのサーモモジュール電流Ｉtec を
モニタすると、例えば図４０のグラフに示されるよう
に、半導体レーザ装置の起動直後に、即ち、サーモモジ
ュール電流Ｉtec の給電開始直後に、サーモモジュール
電流Ｉtec が過大になることがある。こうした現象は、
制御系によっては頻繁に発生する。加熱方向に過大なサ
ーモモジュール電流Ｉtec が流れると、サーモモジュー
ルが過熱され、更に、サーモモジュール上に基板を介し
て配設されている半導体レーザ素子やレンズ（又はレン
ズ付き光ファイバ）等の部品もまた急激に高温に加熱さ
れる。図４０のグラフでは、加熱方向へのサーモモジュ
ール電流Ｉtec の上限値が−３Ａ（アンペア）に設定さ
れているが、サーモモジュール電流Ｉtec がこの上限値
程度に抑えられたとしても、半導体レーザ素子やレンズ
等の部品が例えば高温環境化に置かれたり放熱状態が悪
かったり等の条件によっては２００℃以上の温度にまで
上昇する場合もある。

【０００７】このような場合、サーモモジュール上に前
記基板を固定する熱溶融接続材料に例えば融点１４８℃
のＩｎ−Ｐｂ−Ａｇ共晶半田が用いられていると、その
半田が溶融して、基板の位置ずれを引き起こすことがあ
る。この場合、半導体レーザ素子及びレンズ（又はレン
ズ付き光ファイバ）は正規の位置からずれ、半導体レー
ザ素子の光ファイバに対する光結合が損なわれる。その
結果、半導体レーザ装置の光出力が大幅に低下してしま
う。特に、基板の位置ずれにより半導体レーザ素子が光
ファイバに対して角度ずれを起こす場合には、例えば
０．２°の角度ずれによって、前記光出力は９５％も低
下してしまう。

【０００８】また、レンズが例えば低融点ガラス又はＡ
ｕ−Ｓｎ等の半田を用いて金属製のホルダに固定され、
この金属製のホルダが基板に固定されているため、サー
モモジュールの過熱により、レンズ及び金属製のホルダ
の温度が急激に上昇すると、レンズとホルダとの間の大
きな熱膨張率の差に起因して、レンズとホルダとの接合
部分（低融点ガラス又はＡｕ−Ｓｎ等の半田）にクラッ
クが発生することがある。

【０００９】このクラックの発生によっても、レンズの
位置ずれやレンズの傾きが生じてレンズの光軸がずれた
り、レンズがホルダから脱落したりして、半導体レーザ
素子と光ファイバとの間の良好な光結合が損なわれてし
まう。その結果、半導体レーザ装置から良好な光出力が
得られなくなる。また、半導体レーザ素子からのレーザ
光が直接に入射されるレンズ付き光ファイバが基板上に
半田等の熱溶融接続材料を介して固定されている場合に
も、熱溶融接続材料が溶融して、レンズ付き光ファイバ
の位置ずれを生じることがある。その結果、半導体レー
ザ素子に対するレンズ付き光ファイバの光結合にずれが
生じ、半導体レーザ装置の光出力が大幅に低下してしま
う。

【００１０】更に、サーモモジュールは、多数のペルチ
ェ素子と、これらペルチェ素子を挟み付ける放熱側及び
吸熱側の２枚の板部材とを有しているが、これらのペル
チェ素子と板部材とは半田を利用して結合されている。
このため、この半田がサーモモジュールの過熱によって
溶融し、例えばペルチェ素子が脱落する等して、サーモ
モジュール自体が機能低下したり、破損したりする恐れ
もある。

【００１１】なお、こうした問題に対処するため、加熱
方向のサーモモジュール電流Ｉtecを所定の値以下に抑
制する手段を設けることが考えられる。しかし、その場
合、半導体レーザ装置が低温環境下にて起動又は駆動さ
れる際に、加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が制
限される結果、半導体レーザ素子の温度を所望の値、例
えば２５℃に保持できなくなる恐れがある。

【００１２】以上、光学装置として、半導体レーザ素子
と光ファイバを光学的に結合させてモジュール化した半
導体レーザ装置を例にとり、その問題点を述べてきた
が、温度によって特性が変動する光学素子を備えた他の
光学装置、例えばフォトダイオードと光ファイバを光学
的に結合させたフォトダイオードモジュールや、ＡＷＧ
（Arrayed Waveguide Grating；アレイ導波路型回折格
子）と光ファイバアレイを光学的に結合させたＡＷＧモ
ジュール等におても、温度制御のためにサーモモジュー
ルを備えている場合には、前述した問題と同様の問題が
生じる。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、温度により特性が変動する光学素子とそ
の光学素子の温度を制御するサーモモジュールとを備え
た光学装置において、サーモモジュールに加熱方向の過
大なサーモモジュール電流が流れることを防止し、その
過大なサーモモジュール電流に起因する不具合の発生を
防止できる光学装置を提供することを目的とする。

【００１４】また、光学装置の起動時及び駆動中におい
て、サーモモジュールに加熱方向の過大なサーモモジュ
ール電流が流れることを防止し、その過大なサーモモジ
ュール電流に起因する不具合の発生を防止できる光学装
置の起動方法及び駆動方法を提供することを目的とす
る。更に、光学装置の起動時及び駆動中において、サー
モモジュールに加熱方向の過大なサーモモジュール電流
が流れることを防止し、その過大なサーモモジュール電
流に起因する不具合の発生を防止できる光学装置を用い
た光通信機器を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、温度により特性が変動する
光学素子と、一方向に給電を受けたときに前記光学素子
を加熱し、逆方向に給電を受けたときに前記光学素子を
冷却して、前記光学素子の温度を制御するサーモモジュ
ールとを備え、前記光学素子が熱溶融接続材料を用いて
前記サーモモジュールに固定されている光学装置であっ
て、前記光学素子の近傍に配置され、給電されたときに
発熱する発熱体を含むことを特徴とする光学装置が提供
される。

【００１６】また、本発明においては、光学素子と、一
方向に給電を受けたときに前記光学素子を加熱し、逆方
向に給電を受けたときに前記光学素子を冷却して、前記
光学素子の温度を制御するサーモモジュールと、前記光
学素子の近傍に配置され、給電されたときに発熱する発
熱体とを備え、前記光学素子が熱溶融接続材料を用いて
前記サーモモジュールに固定されている光学装置の起動
方法であって、前記発熱体に給電して前記光学素子の予
備加熱を行い、この後、前記サーモモジュールへの給電
を開始することを特徴とする光学装置の起動方法が提供
される。

【００１７】また、本発明においては、光学素子と、一
方向に給電を受けたときに前記光学素子を加熱し、逆方
向に給電を受けたときに前記光学素子を冷却して、前記
光学素子の温度を制御するサーモモジュールと、前記光
学素子の近傍に配置され、給電されたときに発熱する発
熱体とを備え、前記光学素子が熱溶融接続材料を用いて
前記サーモモジュールに固定されている光学装置の駆動
方法であって、前記光学素子の温度を検知し、検知した
前記光学素子の温度と所定の駆動温度との間の偏差に基
づき、前記サーモモジュール及び前記発熱体への少なく
とも一方の給電を制御し、前記光学素子の温度を前記所
定の駆動温度に一致させることを特徴とする光学装置の
駆動方法が提供される。

【００１８】また、本発明においては、光学素子と、一
方向に給電を受けたときに前記光学素子を加熱し、逆方
向に給電を受けたときに前記光学素子を冷却して、前記
光学素子の温度を制御するサーモモジュールと、前記光
学素子の近傍に配置され、給電されたときに発熱する発
熱体とを備え、前記光学素子が熱溶融接続材料を用いて
前記サーモモジュールに固定されている光学装置と、前
記サーモモジュールに給電するサーモモジュール駆動電
源と、前記発熱体に給電する発熱体駆動電源と、前記サ
ーモモジュール駆動電源及び前記発熱体駆動電源の作動
を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光学装
置の起動時、前記発熱体駆動電源を作動させて前記発熱
体への給電を開始させた後、前記サーモモジュール駆動
電源を作動させて前記サーモモジュールへの給電を開始
させることを特徴とする光通信機器が提供される。

【００１９】また、本発明においては、光学素子と、一
方向に給電を受けたときに前記光学素子を加熱し、逆方
向に給電を受けたときに前記光学素子を冷却して、前記
光学素子の温度を制御するサーモモジュールと、前記光
学素子の温度を検知する温度センサと、前記光学素子の
近傍に配置され、給電されたときに発熱する発熱体とを
備え、前記光学素子が熱溶融接続材料を用いて前記サー
モモジュールに固定されている光学装置と、前記サーモ
モジュールに給電するサーモモジュール駆動電源と、前
記発熱体に給電する発熱体駆動電源と、前記サーモモジ
ュール駆動電源及び前記発熱体駆動電源の作動を制御す
る制御部とを備え、前記制御部は、前記光学装置の駆動
中、前記温度センサによって検知された温度と所定の駆
動温度との間の偏差に基づき、前記サーモモジュール及
び前記発熱体への少なくとも一方の給電を制御し、前記
光学素子の温度を前記所定の駆動温度に一致させること
を特徴とする光通信機器が提供される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ説明する。（第１の実施形態）図１に示されるように、本実施形態
に係る光学装置としての半導体レーザ装置１０Ａは、例
えば光通信用の信号光源や光増幅用の励起光源として使
用され、半導体レーザ素子１６と光ファイバ３４とを光
学的に結合させてモジュール化したものである。

【００２１】この半導体レーザ装置１０Ａは、そのパッ
ケージ３６内にサーモモジュール３８を有する。このサ
ーモモジュール３８は、複数のペルチェ素子３８ａと、
これらペルチェ素子３８ａを挟み付ける板部材３８ｂ、
３８ｃとを含み、板部材３８ｂ、３８ｃは例えばアルミ
ナや窒化アルミ等の絶縁基板からなる。この例では、パ
ッケージ３６の内底壁面上に板部材３８ｂが固定され、
この板部材３８ｂに、ペルチェ素子３８ａの放熱側端
（図１の下側）が半田により固定されている。板部材３
８ｃはペルチェ素子３８ａの吸熱側端（図１の上側）に
半田により固定されている。

【００２２】サーモモジュール３８の上側、即ち、板部
材３８ｃ上には、部品の取り付けに使用される基板４０
が設けられており、この基板４０は熱溶融接続材料であ
る例えば融点１４８℃のＩｎ−Ｐｂ−Ａｇ共晶半田によ
って板部材３８ｃに固定されている。また、この基板４
０上には、半導体レーザ素子１６を固定したレーザダイ
オードキャリア１２、モニタ用のフォトダイオード４６
を固定したフォトダイオードキャリア４２及びレンズ４
４が固定されている。フォトダイオード４６は半導体レ
ーザ素子１６の発光状態を監視する。

【００２３】パッケージ３６の側壁には貫通孔が形成さ
れ、この貫通孔に光ファイバ支持部材４８が嵌合されて
いる。この光ファイパ支持部材４８は、例えばＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｃｏ合金（商標名：コバール）等からなる。この光
ファイバ支持部材４８は挿通孔４８ａを有している。こ
の挿通孔４８ａの内部には、光ファイバ３４の先端部が
パッケージ３６の外部から導入されている。挿通孔４８
ａの内部には、レンズ５０が配設されている。

【００２４】図２に示されるように、レーザダイオード
キャリア１２上には、ヒートシンク機能を有するサブマ
ウント（以下、単に「ヒートシンク」という）１４が配
置され、このヒートシンク１４上には、半導体レーザ素
子１６が設置されている。また、レーザダイオードキャ
リア１２上には、ヒートシンク１４との間に所定の間隔
をおいてサーミスタ用のサブマウント１８が配置され、
このサブマウント１８上には、半導体レーザ素子１６の
温度を検知する温度センサとしてサーミスタ２０が設置
されている。

【００２５】サブマウント１８の上面の一部には、Ａｕ
（金）メッキ層２２ａが形成されている。このＡｕメッ
キ層２２ａ上には、半導体レーザ素子１６を加熱するた
めの発熱体として、例えばチップ形状の抵抗発熱体（以
下、「抵抗ヒータ」という）２４ａが配置されている。
この抵抗ヒータ２４ａは、例えばＡｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｇ
ｅ、Ａｕ−Ｓｉ等の融点の高い半田によってＡｕメッキ
層２２ａ上に固定されている。なお、抵抗ヒータ２４ａ
の材質には、例えばＮｉ−Ｃｒ系やＣｕ−Ｎｉ系の抵抗
合金等が使用される。また、Ａｕメッキ層２２ａとサー
ミスタ２０との間は、サブマウント１８の上面に設けら
れた絶縁領域２６により電気的に分離されている。

【００２６】レーザダイオードキャリア１２上には、セ
ラミック支持台２７が配置され、このセラミック支持台
２７の上面には、Ａｕメッキ層２８が形成されている。
このＡｕメッキ層２８は、半導体レーザ素子１６に対す
る電気配線の中継部となっている。そして、半導体レー
ザ素子１６は、Ａｕワイヤ２９によってＡｕメッキ層２
８に接続され、このＡｕメッキ層２８は、Ａｕワイヤ２
９によって半導体レーザ素子１６のレーザ駆動電源（図
示せず）に接続されている。半導体レーザ素子１６への
電気回路は、このように構成されている。

【００２７】レーザダイオードキャリア１２上には、更
に別のセラミック支持台３０が配置されており、このセ
ラミック支持台３０の上面には、サーミスタ２０に対す
る電気配線の中継部となるＡｕメッキ層３１ａ、３１ｂ
及び抵抗ヒータ２４ａに対する電気配線の中継部となる
Ａｕメッキ層３２ａ、３２ｂがそれぞれ形成されてい
る。サーミスタ２０は、Ａｕワイヤ２９によってＡｕメ
ッキ層３１ａ、３１ｂに電気的に接続され、Ａｕメッキ
層３１ａ、３１ｂは、Ａｕワイヤ２９によってサーミス
タ２０の電源（図示せず）に接続されている。

【００２８】抵抗ヒータ２４ａの上面は、Ａｕワイヤ２
９によってＡｕメッキ層３２ａに接続され、抵抗ヒータ
２４ａの下面に接触しているＡｕメッキ層２２ａは、Ａ
ｕワイヤ２９によってＡｕメッキ層３２ｂに接続されて
いる。これらのＡｕメッキ層３２ａ、３２ｂは、Ａｕワ
イヤ２９によって抵抗ヒータ２４ａの発熱体駆動電源
（図示せず）に接続されている。抵抗ヒータ２４ａへの
電気回路は、このように構成されている。

【００２９】次に、半導体レーザ装置１０Ａの全体の電
気配線を、図３及び図４を参照して説明する。図３に示
されるように、パッケージ３６には、複数本のリードピ
ン５２が外部に突出して設けられている。そして、サー
モモジュール３８は、２本のリードピン５２を介してサ
ーモモジュール駆動電源５４に接続され、このサーモモ
ジュール駆動電源５４は、加熱方向又は冷却方向にサー
モモジュール電流Ｉtec を供給する。

【００３０】また、抵抗ヒータ２４ａは、別の２本のリ
ードピン５２を介して発熱体駆動電源５６に接続され、
この発熱体駆動電源５６は加熱用電流Ｉh を供給する。
更に、半導体レーザ素子１６もまた、２本のリードピン
５２を介してレーザ駆動電源５８（図４参照）に接続さ
れ、サーミスタ２０及びフォトダイオード４６も、それ
ぞれ２本ずつのリードピン５２を介して駆動制御部６０
（図４参照）に接続されている。

【００３１】次に、半導体レーザ装置１０Ａの起動方法
について、図４を参照しながら説明する。先ず、半導体
レーザ装置１０Ａの起動時、サーミスタ２０によって半
導体レーザ素子１６の温度が検知される。この半導体レ
ーザ素子１６の温度情報は、電圧信号に変換されて、駆
動制御部６０に送信される。

【００３２】ここで、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが
予め設定した所定の起動温度Ｔref1よりも低い場合に、
即ち、Ｔｓ＜Ｔref1の場合に、直ちにサーモモジュール
３８への給電が行われると、過大な加熱方向のサーモモ
ジュール電流Ｉtec が急激に流れて、基板４０とサーモ
モジュール３８とを固定している半田が溶融するおそれ
が生じる。このため、駆動制御部６０は、先ず、指示温
度Ｔｓを示す電圧信号Ｖtsと起動温度Ｔref1に対応した
電圧信号Ｖref1とを比較する。

【００３３】その結果、半導体レーザ素子１６の温度Ｔ
ｓが起動温度Ｔref1以上である場合には、駆動制御部６
０からレーザ駆動電源５８に駆動開始信号が送信され、
この駆動開始信号を受けたレーザ駆動電源５８は、半導
体レーザ素子１６へのレーザ駆動電流Ｉopの給電を開始
する。また同時に、駆動制御部６０からサーモモジュー
ル駆動電源５４に冷却開始信号が送信され、この冷却開
始信号を受けたサーモモジュール駆動電源５４は、サー
モモジュール３８に冷却方向のサーモモジュール電流Ｉ
tecを給電する。

【００３４】このとき、駆動制御部６０から発熱体駆動
電源５６に加温開始信号が送信されることはなく、発熱
体駆動電源５６は抵抗ヒータ２４ａに加熱用電流Ｉh を
給電しない。こうして、半導体レーザ素子１６及びサー
モモジュール３８にレーザ駆動電流Ｉop及びサーモモジ
ュール電流Ｉtec が給電され、半導体レーザ装置１０Ａ
が起動される。

【００３５】これに対し、起動時、半導体レーザ素子１
６の温度Ｔｓが起動温度Ｔref1よりも低い場合、駆動制
御部６０からサーモモジュール駆動電源５４に加熱開始
信号が送信されることはなく、サーモモジュール駆動電
源５４は、サーモモジュール３８に加熱方向のサーモモ
ジュール電流Ｉtec を給電しない。この場合には、駆動
制御部６０が発熱体駆動電源５６に加温開始信号を送信
し、発熱体駆動電源５６が、抵抗ヒータ２４ａに加熱用
電流Ｉh を給電する。こうして、抵抗ヒータ２４ａに加
熱用電流Ｉh が給電される結果、抵抗ヒータ２４ａの発
熱により半導体レーザ素子１６が予備加熱され、その温
度が上昇する。

【００３６】この後、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが
起動温度Ｔref1に到達すると、この時点で、駆動制御部
６０からレーザ駆動電源５８に駆動開始信号が送信さ
れ、レーザ駆動電源５８は、半導体レーザ素子１６への
レーザ駆動電流Ｉopの給電を開始する。こうして、半導
体レーザ装置１０Ａが起動される。次に、半導体レーザ
装置１０Ａの駆動方法について、同じく図４を参照して
説明する。

【００３７】半導体レーザ装置１０Ａの駆動中、サーミ
スタ２０によって検出した半導体レーザ素子１６の温度
情報は、電圧信号に変換され、駆動制御部６０に送信さ
れている。駆動制御部６０は、サーミスタ２０の指示温
度Ｔｓを示す電圧信号Ｖtsと予め設定した所定の駆動温
度Ｔref2に対応した電圧信号Ｖref2とを比較する。そし
て、この比較結果に基づき、駆動制御部６０は、その時
点の駆動状態に応じた種々の制御信号を、サーモモジュ
ール駆動電源５４及び発熱体駆動電源５６の少なくとも
一方に送信する。

【００３８】具体的には、半導体レーザ素子１６の温度
Ｔｓが駆動温度Ｔref2よりも高い場合、駆動制御部６０
は、半導体レーザ素子１６の温度を低下させるための制
御信号を出力する。即ち、この場合のサーモモジュール
駆動電源５４への制御信号は、例えば加熱方向のサーモ
モジュール電流Ｉtec を減少させるか、又は、その給電
自体を停止させる信号となる。或いはまた、冷却方向の
サーモモジュール電流Ｉtec を給電するか、又は、その
給電量を増加させる信号となる。また、抵抗ヒータ２４
ａが発熱状態にあれば、駆動制御部６０は、発熱体駆動
電源５６に制御信号を送信することもできる。この場合
の制御信号は、抵抗ヒータ２４ａへの加熱用電流Ｉh を
減少させるか、又は、その給電自体を停止させる信号と
なる。

【００３９】更にまた、駆動制御部６０は、サーモモジ
ュール駆動電源５４及び発熱体駆動電源５６の双方に同
時に制御信号を送信することもできる。例えば半導体レ
ーザ素子１６の温度Ｔｓと駆動温度Ｔref2との間の偏差
が大きい場合、抵抗ヒータ２４ａへの加熱用電流Ｉh を
減少させるか又はその給電自体を停止させると共に、冷
却方向のサーモモジュール電流Ｉtecを給電するか又は
その給電量を増加させて、半導体レーザ素子１６の温度
を駆動温度Ｔref2に向けて急速に低下させることも可能
である。

【００４０】これに対し、半導体レーザ素子１６の温度
Ｔｓが駆動温度Ｔref2よりも低い場合、駆動制御部６０
は、半導体レーザ素子１６の温度を上昇させるための制
御信号を出力する。即ち、この場合のサーモモジュール
駆動電源５４への制御信号は、例えば冷却方向のサーモ
モジュール電流Ｉtec を減少させるか、又は、その給電
自体を停止させる信号となる。或いはまた、加熱方向の
サーモモジュール電流Ｉtec を給電するか、又は、その
給電量を増加させる信号となる。また、駆動制御部６０
は、発熱体駆動電源５６に制御信号を送信することもで
きる。この場合の制御信号は、抵抗ヒータ２４ａに加熱
用電流Ｉh を給電するか、又は、その給電量を増加させ
る信号となる。

【００４１】こうして、Ｔｓ＞Ｔref2であっても、又、
Ｔｓ＜Ｔref2であっても、サーモモジュール３８や抵抗
ヒータ２４ａの動作が制御され、Ｔｓ＝Ｔref2となるよ
うに半導体レーザ素子１６の温度が調整される。なお、
半導体レーザ装置１０Ａの駆動中、半導体レーザ素子１
６がサーモモジュール３８及び抵抗ヒータ２４ａの双方
により加熱されるか、又は、抵抗ヒータ２４ａのみによ
って加熱される場合には、次のような利点がある。

【００４２】即ち、半導体レーザ装置１０Ａが低温環境
下で駆動される場合、サーモモジュール３８だけで半導
体レーザ素子１６を加熱しようとすると、加熱方向のサ
ーモモジュール電流Ｉtec が過大になって、例えば基板
４０とサーモモジュール３８と間を固定している半田を
溶融し、半導体レーザ装置１０Ａを破壊したり、その光
出力を低下させたりするおそれが生じる。他方、サーモ
モジュール電流Ｉtecが過大にならないように制限する
と、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓを駆動温度Ｔref2ま
で上昇させることが困難になり、所望の特性のレーザ光
を安定して得ることができなくなるおそれが生じる。

【００４３】このような場合に、抵抗ヒータ２４ａを補
助的に、又は、抵抗ヒータ２４ａのみを使用することに
より、半導体レーザ素子１６を加熱すると、サーモモジ
ュール３８に過大な電流が流れることを防止しつつ、サ
ーミスタ２０の指示温度Ｔｓを駆動温度Ｔref2にまで容
易に上昇させ、Ｔｓ＝Ｔref2の状態を実現することが可
能になる。

【００４４】以上のように本実施形態においては、半導
体レーザ素子１６を加熱するためのチップ形状の抵抗ヒ
ータ２４ａが設置されており、半導体レーザ装置１０Ａ
の起動時、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが所定の起動
温度Ｔref1よりも低い場合には、抵抗ヒータ２４ａに給
電して半導体レーザ素子１６を予備加熱し、サーミスタ
２０の指示温度Ｔｓが起動温度Ｔref1に到達した後、半
導体レーザ素子１６に給電が開始される。このため、環
境温度Ｔｃが低温の場合であっても、起動時、加熱方向
の過大なサーモモジュール電流Ｉtec に起因する半導体
レーザ装置１０Ａの劣化や破壊や光出力の低下を防止す
ることができる。

【００４５】また、半導体レーザ装置１０Ａの駆動中、
サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが所定の駆動温度Ｔref2
から外れると、サーモモジュール３８や抵抗ヒータ２４
ａの動作が制御され、Ｔｓ＝Ｔref2となるように半導体
レーザ素子１６の温度が調整される。このため、環境温
度Ｔｃが低温の場合であっても、半導体レーザ素子１６
は所定の駆動温度Ｔref2に保持され、光強度及び波長が
安定したレーザ光を出射することができる。

【００４６】また、抵抗ヒータ２４ａは、サーミスタ用
のサブマウント１８上の一部に設置されており、抵抗ヒ
ータ２４ａのための特別な設置スペースを必要としな
い。それ故、抵抗ヒータ２４ａの設置に伴うモジュール
の大型化を回避することができる。本発明は前述の第１
の実施形態に制約されるものでなく、種々の変形が可能
であり、第２〜第１６の実施態様を順次説明する。な
お、第２〜第１６の実施態様を説明するにあたり、先の
実施態様にて説明した部材及び部位と同一の機能を有す
る部材及び部位には同一の参照符号を付し、それらの説
明は省略し、相違する点のみを説明する。

【００４７】（第２の実施形態）図５は、本発明の第２
の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｂに使用される
レーザダイオードキャリア１２を示す。この半導体レー
ザ装置１０Ｂは、図２の半導体レーザ装置１０Ａにおけ
るチップ形状の抵抗ヒータ２４ａの代わりに、直方体形
状の抵抗ヒータ２４ｂを備えている。

【００４８】即ち、レーザダイオードキャリア１２上に
は、下部セラミック支持台２７ａが配置され、この下部
セラミック支持台２７ａの上面には、Ａｕメッキ層２２
ｂが形成されている。抵抗ヒータ２４ｂは、Ａｕ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ等の融点の高い半田によっ
てＡｕメッキ層２２ｂ上の一部に固定されている。な
お、この抵抗ヒータ２４ｂの材質は、第１の実施形態の
抵抗ヒータ２４ａと同様である。

【００４９】抵抗ヒータ２４ｂ上面の一部には、上部セ
ラミック支持台２７ｂが配置され、この上部セラミック
支持台２７ｂの上面には、Ａｕメッキ層２８が形成され
ている。即ち、抵抗ヒータ２４ｂは、半導体レーザ素子
１６への電気配線の中継部（Ａｕメッキ層２８）の支持
台、即ち、上部セラミック支持台２７ｂと下部セラミッ
ク支持台２７ａとの間に挟みこまれており、上部セラミ
ック支持台２７ｂは第１の実施態様のセラミック支持台
２７に相当する。

【００５０】そして、抵抗ヒータ２４ｂの下面に接触し
ているＡｕメッキ層２２ｂ及び抵抗ヒータ２４ｂの上面
は、それぞれＡｕワイヤ２９によって抵抗ヒータ２４ｂ
の電源（図示せず）に接続されている。抵抗ヒータ２４
ｂへの電気回路は、このように構成されている。なお、
半導体レーザ装置１０Ｂの全体の電気配線や起動方法及
び駆動方法は、図３及び図４を用いて説明した半導体レ
ーザ装置１０Ａの場合と略同様である。即ち、前述の説
明において、抵抗ヒータ２４ａを抵抗ヒータ２４ｂと読
み替えればよい。

【００５１】本実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｂ
は、その抵抗ヒータ２４ｂが前述した抵抗ヒータ２４ａ
と同様に機能するため、半導体レーザ装置１０Ａと同様
な作用及び効果を発揮する。また、抵抗ヒータ２４ｂ
は、上部セラミック支持台２７ｂと下部セラミック支持
台２７ａとの間に設置されているので、抵抗ヒータ２４
ｂのための特別な設置スペースを必要としない。この結
果、半導体レーザ装置１０Ａの場合と同様に、抵抗ヒー
タ２４ｂの設置に伴うモジュールの大型化を回避するこ
とができる。

【００５２】（第３の実施形態）図６は、本発明の第３
の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｃを示す。この
半導体レーザ装置１０Ｃは、図３の半導体レーザ装置１
０Ａにおけるサーモモジュール３８への加熱方向の給電
量を制限する手段として、抵抗素子６２及びダイオード
６４を更に備えている。

【００５３】抵抗素子６２及びダイオード６４は直列に
接続され、これら抵抗素子６２及びダイオード６４から
なる直列回路は、サーモモジュール３８に対して並列に
接続されている。ダイオード６４は、サーモモジュール
３８に冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec が給電さ
れるときに逆方向バイアスが印加される向きに配置され
ている。

【００５４】半導体レーザ装置１０Ｃの起動方法は、半
導体レーザ装置１０Ａでの場合と同様である。次に、半
導体レーザ装置１０Ｃの駆動方法について説明する。こ
こでは、半導体レーザ装置１０Ｃの駆動中、半導体レー
ザ素子１６の加熱は、サーモモジュール３８及び抵抗ヒ
ータ２４ａの両方により行われる状況を想定する。

【００５５】半導体レーザ装置１０Ｃの駆動中、Ｔｓ＞
Ｔref2であれば、第１の実施形態で説明したように、そ
の時点での駆動状態に応じて、駆動制御部６０はサーモ
モジュール駆動電源５４及び発熱体駆動電源５６の少な
くとも一方に制御信号を送信し、半導体レーザ素子１６
の温度を低下させる。ここで、サーモモジュール駆動電
源５４から冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec が供
給されると、このサーモモジュール電流Ｉtec の一部が
抵抗素子６２に流れるのをダイオード６４が阻止するた
め、冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec は全てサー
モモジュール３８に給電される。

【００５６】これに対し、駆動中、Ｔｓ＜Ｔref2であれ
ば、第１の実施形態で説明したように、その時点での駆
動状態に応じて、駆動制御部６０は、サーモモジュール
駆動電源５４及び発熱体駆動電源５６の少なくとも一方
に制御信号を送信し、半導体レーザ素子１６の温度を上
昇させる。ここで、サーモモジュール駆動電源５４から
加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が供給される
と、このサーモモジュール電流Ｉtec はサーモモジュー
ル３８及び抵抗素子６２の双方に流れる。このため、サ
ーモモジュール３８に加熱方向の過大な電流が給電され
ることはない。

【００５７】この場合、サーモモジュール３８に給電さ
れる加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が制限され
る結果、サーモモジュール３８の加熱動作が抑制され
る。しかしながら、この際には、抵抗ヒータ２４ａへの
加熱用電流Ｉh を増加させることで、サーモモジュール
３８による半導体レーザ素子１６の加熱不足を補うこと
ができる。即ち、抵抗ヒータ２４ａの加熱動作が、サー
モモジュール３８の加熱動作を補完する。従って、サー
モモジュール３８への加熱方向の過大な電流の給電を防
止しつつ、半導体レーザ素子１６の温度上昇に要求され
る熱量が十分に確保される。

【００５８】本実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｃ
は、半導体レーザ装置１０Ａが有する効果に加えて、サ
ーモモジュール３８への加熱方向の過大な電流の給電が
より確実に防止され、半導体レーザ装置１０Ｃの劣化や
破壊を防止できる利点を有する。なお、抵抗素子６２及
びダイオード６４は、図６に示されるようにパッケージ
３６内に配置されているが、これらの抵抗素子６２及び
ダイオード６４は、図７に示されるように、パッケージ
３６の外部に駆動回路の一部して配置されてもよい。

【００５９】（第４の実施形態）図８は、本発明の第４
の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｄを示す。この
半導体レーザ装置１０Ｄは、図３の半導体レーザ装置１
０Ａにおけるサーモモジュール駆動電源５４及び発熱体
駆動電源５６の代わりに、これらを一つに統合した共通
駆動電源６６を備えている。また、半導体レーザ装置１
０Ｄは、共通駆動電源６６から冷却方向の電流が供給さ
れるときに抵抗ヒータ２４ａへの給電を防止する手段と
して、ダイオード６８を更に備えている。

【００６０】このダイオード６８は、パッケージ３６内
にて、抵抗ヒータ２４ａに直列に接続されている。この
ダイオード６８は、共通駆動電源６６からサーモモジュ
ール３８に冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec が給
電されるときに逆方向バイアスが印加される向きに配置
されている。次に、半導体レーザ装置１０Ｄの起動方法
及び駆動方法について、図８及び図９を参照して説明す
る。なお、ここでは、前述した起動温度Ｔref1及び駆動
温度Ｔref2が同一の起動／駆動温度Ｔref に設定されて
いる場合を想定する。

【００６１】先ず、半導体レーザ装置１０Ｄの起動時、
Ｔｓ≧Ｔref であれば、駆動制御部６０からレーザ駆動
電源５８及び共通駆動電源６６に制御信号が送信され
る。これにより、レーザ駆動電源５８は、半導体レーザ
素子１６へのレーザ駆動電流Ｉopの給電を開始する一
方、共通駆動電源６６は、サーモモジュール３８に冷却
方向のサーモモジュール電流Ｉtec を給電して、半導体
レーザ素子１６の温度を低下させる。

【００６２】このとき、抵抗ヒータ２４ａにはダイオー
ド６８が前述した向きに直列に接続されているため、共
通駆動電源６６から冷却方向の電流が供給されても、抵
抗ヒータ２４ａに給電されることはない。こうして、半
導体レーザ装置１０Ｄが起動される。これに対し、起動
時、Ｔｓ＜Ｔref であれば、駆動制御部６０から共通駆
動電源６６に制御信号が送信され、共通駆動電源６６
は、サーモモジュール３８及び抵抗ヒータ２４ａに加熱
方向のサーモモジュール電流Ｉtec 及び加熱用電流Ｉh
を給電する。こうして、サーモモジュール３８及び抵抗
ヒータ２４ａにより、半導体レーザ素子１６が予備加熱
され、その温度が上昇する。即ち、半導体レーザ素子１
６は、サーモモジュール３８及び抵抗ヒータ２４ａの両
方によって予備加熱されることから、サーモモジュール
３８の加熱動作を抑制することが可能になる。従って、
サーモモジュール３８への加熱方向の過大な電流の給電
を防止しつつ、半導体レーザ素子１６の加熱が可能とな
る。

【００６３】この後、指示温度Ｔｓが起動／駆動温度Ｔ
ref に到達したとき、半導体レーザ素子１６へのレーザ
駆動電流Ｉopの給電が開始され、半導体レーザ装置１０
Ｄが起動される。また、半導体レーザ装置１０Ｄの駆動
中、指示温度Ｔｓと起動／駆動温度Ｔref との間の偏差
に応じて、駆動制御部６０から共通駆動電源６６に制御
信号が送信され、サーモモジュール３８及び抵抗ヒータ
２４ａは、半導体レーザ素子１６の温度を起動／駆動温
度Ｔrefに調整すべく作動する。

【００６４】この駆動中、共通駆動電源６６から冷却方
向の電流が供給されるとき、その冷却方向の電流の一部
が抵抗ヒータ２４ａに給電されることはない。また、半
導体レーザ素子１６が加熱されるときには、サーモモジ
ュール３８及び抵抗ヒータ２４ａの両方が使用されるた
め、前述したようにサーモモジュール３８への加熱方向
の過大な電流の給電が防止される。

【００６５】本実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｄ
は、共通駆動電源６６を使用しているために、半導体レ
ーザ装置１０Ｄを組み込んだ光通信機器を作製する場合
に、光通信機器の小型化に寄与することができる。な
お、図１０に示されるように、抵抗ヒータ２４ａ及びダ
イオード６８は、サーモモジュール３８が接続されてい
るリードピン５２と同一のリードピン５２に接続されて
もよい。

【００６６】また、図１１に示されるように、ダイオー
ド６８は、パッケージ３６の外部に駆動回路の一部とし
て配置されてもよい。更に、図１２及び図１３に示され
るように、前述した抵抗素子６２及びダイオード６４を
パッケージ３６の内部又は外部に更に備えることもでき
る。この場合、サーモモジュール３８への過大な電流の
給電がより確実に防止される。

【００６７】（第５の実施形態）図１４は、本発明の第
５の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｅを示す。こ
の半導体レーザ装置１０Ｅは、図１１の半導体レーザ装
置におけるダイオード６８の代わりに、スイッチ７０を
備えている。

【００６８】このスイッチ７０は、パッケージ３６の外
部に駆動回路の一部として配置されている。そして、こ
のスイッチ７０は、駆動制御部６０に電気的に接続され
（図１５参照）、駆動制御部６０からの制御信号を受
け、スイッチング動作を行う。次に、半導体レーザ装置
１０Ｅの起動方法及び駆動方法について、図１４及び図
１５を参照して説明する。

【００６９】先ず、半導体レーザ装置１０Ｅの起動時、
Ｔｓ≧Ｔref であれば、半導体レーザ素子１６及びサー
モモジュール３８にレーザ駆動電流Ｉop及び冷却方向の
サーモモジュール電流Ｉtec が直ちに給電される。この
とき、スイッチ７０は、駆動制御部６０からの制御信号
を受けてオフ状態にあり、共通駆動電源６６から供給さ
れる冷却方向の電流の一部が抵抗ヒータ２４ａに給電さ
れることはない。

【００７０】これに対し、起動時、Ｔｓ＜Ｔref であれ
ば、駆動制御部６０からスイッチ７０及び共通駆動電源
６６に制御信号が送信される。これにより、スイッチ７
０はオン状態となる一方、共通駆動電源６６は、サーモ
モジュール３８及び抵抗ヒータ２４ａに加熱方向のサー
モモジュール電流Ｉtec 及び加熱用電流Ｉh を給電す
る。それ故、半導体レーザ素子１６はサーモモジュール
３８及び抵抗ヒータ２４ａの両方により予備加熱され
る。この後、指示温度Ｔｓが起動／駆動温度Ｔrefまで
上昇した時点にて、半導体レーザ素子１６にレーザ駆動
電流Ｉopが給電され、半導体レーザ装置１０Ｅが起動さ
れる。

【００７１】また、半導体レーザ装置１０Ｅの駆動中、
スイッチ７０は、指示温度Ｔｓと起動／駆動温度Ｔref
との偏差の大きさや符号に応じ、抵抗ヒータ２４ａの発
熱が要求されるときにのみ、オンに切換えられ、これ以
外の場合にはオフに切換えられる。具体的には、共通駆
動電源６６から加熱方向の電流が供給されるとき、スイ
ッチ７０はオン状態にあり、半導体レーザ素子１６は、
サーモモジュール３８及び抵抗ヒータ２４ａの両方によ
って加熱される。これに対し、共通駆動電源６６から冷
却方向の電流が供給されるとき、スイッチ７０はオフ状
態となり、冷却方向の電流の一部が抵抗ヒータ２４ａに
給電されることはない。従って、スイッチ７０は、前述
したダイオード６８と同様な機能を発揮する。

【００７２】（第６の実施形態）図１６は、本発明の第
６の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｆを示す。こ
の半導体レーザ装置１０Ｆは、図８の半導体レーザ装置
１０Ｄにおける抵抗ヒータ２４ａに給電されるときにサ
ーモモジュール３８への加熱方向の給電を防止する手段
として、ダイオード７２を更に備えている。

【００７３】このダイオード７２は、サーモモジュール
３８に直列に接続されている。そして、このダイオード
７２は、抵抗ヒータ２４ａに加熱用電流Ｉh が給電され
るときに逆方向バイアスが印加される向きに配置されて
いる。次に、半導体レーザ装置１０Ｆの起動方法及び駆
動方法について説明する。半導体レーザ装置１０Ｆの起
動時、Ｔｓ≧Ｔref であれば、半導体レーザ装置１０Ｄ
の場合と同様に、半導体レーザ装置１０Ｆが直ちに起動
される。

【００７４】これに対し、起動時、Ｔｓ＜Ｔref であれ
ば、駆動制御部６０から共通駆動電源６６に制御信号が
送信され、共通駆動電源６６は、半導体レーザ素子１６
を加熱するために加熱方向の電流を給電する。ここで、
ダイオード７２がサーモモジュール３８に対して前述し
た向きに直列に接続されているため、加熱方向の電流
は、抵抗ヒータ２４ａに給電されるものの、サーモモジ
ュール３８には給電されない。即ち、半導体レーザ素子
１６は、抵抗ヒータ２４ａのみによって予備加熱され
る。この後、Ｔｓ＝Ｔref の条件が満たされたとき、半
導体レーザ素子１６にレーザ駆動電流Ｉopが給電され、
半導体レーザ装置１０Ｆが起動される。

【００７５】また、半導体レーザ装置１０Ｆの駆動中、
共通駆動電源６６から加熱方向の電流が供給される場
合、サーモモジュール３８への給電はダイオード７２に
よって阻止される。即ち、半導体レーザ素子１６は抵抗
ヒータ２４ａのみによって加熱される。本実施形態に係
る半導体レーザ装置１０Ｆは、その起動時及び駆動中、
サーモモジュール３８には加熱方向の電流自体が給電さ
れないので、加熱方向の過大な電流に起因する前述の不
具合が発生することはない。

【００７６】なお、図１７に示されるように、抵抗ヒー
タ２４ａ及びダイオード６８は、サーモモジュール３８
及びダイオード７２が接続されているリードピン５２と
同一のリードピン５２に接続されてもよい。また、図１
８に示されるように、ダイオード６８、７２は、パッケ
ージ３６の外部に駆動回路の一部として配置されてもよ
い。また、これらのダイオード６８、７２のうち、何れ
か一方のみが外部に配置されてもよい。

【００７７】（第７の実施形態）図１９は、本発明の第
７の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｇを示す。こ
の半導体レーザ装置１０Ｇは、図１６の半導体レーザ装
置１０Ｆにおけるダイオード７２の代わりに、スイッチ
７３を備えている。このスイッチ７３は、パッケージ３
６の外部に駆動回路の一部として配置されている。そし
て、このスイッチ７３は、駆動制御部６０に電気的に接
続され（図２０参照）、駆動制御部６０からの制御信号
を受け、スイッチング動作を行う。なお、ダイオード６
８も、図１８に示される場合と同様に、パッケージ３６
の外部に配置されている。

【００７８】次に、半導体レーザ装置１０Ｇの起動方法
及び駆動方法について、図１９及び図２０を参照して説
明する。半導体レーザ装置１０Ｇの起動時、Ｔｓ≧Ｔre
f であれば、半導体レーザ素子１６及びサーモモジュー
ル３８にレーザ駆動電流Ｉop及び冷却方向のサーモモジ
ュール電流Ｉtec が給電され、半導体レーザ装置１０Ｇ
が直ちに起動される。このとき、スイッチ７３は、駆動
制御部６０からの制御信号を受けてオン状態にある。

【００７９】これに対し、起動時、Ｔｓ＜Ｔref であれ
ば、駆動制御部６０からスイッチ７３及び共通駆動電源
６６に制御信号が送信される。これにより、スイッチ７
３はオフ状態となる一方、共通駆動電源６６は、抵抗ヒ
ータ２４ａに加熱用電流Ｉhを給電する。このため、サ
ーモモジュール３８には加熱方向のサーモモジュール電
流Ｉtec が給電されることはない。即ち、半導体レーザ
素子１６は、抵抗ヒータ２４ａのみによって予備加熱さ
れる。この後、Ｔｓ＝Ｔref の条件が満たされたとき、
半導体レーザ素子１６にレーザ駆動電流Ｉopが給電さ
れ、半導体レーザ装置１０Ｇが起動される。

【００８０】また、半導体レーザ装置１０Ｇの駆動中、
共通駆動電源６６から加熱方向の電流が供給される場
合、スイッチ７３がオフ状態となることによって、サー
モモジュール３８への給電は阻止され、半導体レーザ素
子１６は抵抗ヒータ２４ａのみによって加熱される。こ
のようにして、スイッチ７３が、前述したダイオード７
２と同様の機能を発揮する。従って、本実施形態に係る
半導体レーザ装置１０Ｇは、半導体レーザ装置１０Ｆと
同様、その起動時及び駆動中、サーモモジュール３８に
は加熱方向の電流自体が給電されず、加熱方向の過大な
電流に起因する前述の不具合が発生することはない。

【００８１】（第８の実施形態）図２１は、本発明の第
８の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｈを示す。こ
の半導体レーザ装置１０Ｈは、図１８の半導体レーザ装
置におけるダイオード６８、７２の代わりに、スイッチ
７４を備えている。このスイッチ７４は、パッケージ３
６の外部に駆動回路の一部として配置され、サーモモジ
ュール３８と共通駆動電源６６との間及び抵抗ヒータ２
４ａと共通駆動電源６６との間を択一的に接続する。そ
して、このスイッチ７４もまた、駆動制御部６０からの
制御信号を受け、スイッチング動作を行う。

【００８２】次に、半導体レーザ装置１０Ｈの起動方法
及び駆動方法について、図２１及び図２２を参照して説
明する。先ず、半導体レーザ装置１０Ｈの起動時、Ｔｓ
≧Ｔref であれば、駆動制御部６０からスイッチ７４及
び共通駆動電源６６に制御信号が送信され、共通駆動電
源６６とサーモモジュール３８との間の接続がオン状態
となり、共通駆動電源６６からサーモモジュール３８に
冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec が給電される。

【００８３】このとき、共通駆動電源６６と抵抗ヒータ
２４ａとの間の接続はスイッチ７４によりオフ状態であ
るため、共通駆動電源６６から冷却方向の電流が供給さ
れても、その冷却方向の電流の一部が抵抗ヒータ２４ａ
に給電されることはない。即ち、半導体レーザ装置１０
Ｈは、半導体レーザ装置１０Ｅ、１０Ｆの場合と同様に
して起動される。

【００８４】これに対し、起動時、Ｔｓ＜Ｔref であれ
ば、駆動制御部６０からスイッチ７４及び共通駆動電源
６６に制御信号が送信され、共通駆動電源６６と抵抗ヒ
ータ２４ａとの間の接続がオン状態となり、共通駆動電
源６６から加熱方向の電流が供給される。このとき、共
通駆動電源６６とサーモモジュール３８との間の接続は
スイッチ７４によりオフ状態であるため、共通駆動電源
６６からの加熱方向の電流は抵抗ヒータ２４ａのみに給
電され、半導体レーザ素子１６は抵抗ヒータ２４ａによ
り予備加熱される。この後、Ｔｓ＝Ｔrefの条件が満た
されたとき、半導体レーザ素子１６にレーザ駆動電流Ｉ
opが給電される。即ち、半導体レーザ装置１０Ｈは、半
導体レーザ装置１０Ｆ、１０Ｇの場合と同様にして起動
される。

【００８５】このようにして、スイッチ７４は、前述し
たダイオード６８、７２と同様の機能を発揮する。ま
た、前述したスイッチ７０、７３を組み合わせたものと
同様の機能を発揮する。また、半導体レーザ装置１０Ｈ
の駆動中、スイッチ７４は、指示温度Ｔｓと起動／駆動
温度Ｔrefとの間の偏差の大きさ及び符号に基づき、切
り換え作動され、Ｔｓ＝Ｔref となるように半導体レー
ザ素子１６の温度が調整される。

【００８６】（第９の実施形態）図２３は、本発明の第
９の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｉを示す。こ
の半導体レーザ装置１０Ｉは、図１６の半導体レーザ装
置１０Ｆにおける抵抗ヒータ２４ａへの給電量を制限す
る手段として、ツェナーダイオード７６を更に備えてい
る。

【００８７】このツェナーダイオード７６は所定のツェ
ナー破壊電圧を有し、抵抗ヒータ２４ａに対して並列に
接続されている。そして、このツェナーダイオード７６
は、抵抗ヒータ２４ａに加熱用電流Ｉh が給電されると
きに逆方向バイアスが印加される向きに配置されてい
る。半導体レーザ装置１０Ｉの起動方法及び駆動方法
は、半導体レーザ装置１０Ｆの場合と略同様である。但
し、抵抗ヒータ２４ａに供給される加熱用電流が過大と
なり、その両端の電圧降下が大きくなると、ツェナーダ
イオード７６はツェナー破壊を起こすので、抵抗ヒータ
２４ａ両端の電圧は一定に保たれる。従って、抵抗ヒー
タ２４ａに過大な電流が流れることはなく、抵抗ヒータ
２４ａによる半導体レーザ素子１６の過熱が防止され
る。

【００８８】なお、図示は省略するが、抵抗ヒータ２４
ａ、ダイオード６８及びツェナーダイオード７６を含む
回路は、サーモモジュール３８及びダイオード７２が接
続されているリードピン５２と同一のリードピン５２に
接続されてもよい。また、図２４に示されるように、ダ
イオード６８、７２及びツェナーダイオード７６は、パ
ッケージ３６の外部に駆動回路の一部として配置されて
もよい。勿論、これらダイオード６８、７２及びツェナ
ーダイオード７６のうちの少なくとも１つが外部に配置
されてもよい。

【００８９】更に、図２５に示されるように、ツェナー
ダイオード７６の代わりに、所定の抵抗値をもつ抵抗素
子７８を使用することもできる。この場合、抵抗ヒータ
２４ａに向けて供給される加熱用電流の一部が抵抗素子
７８にも流れるため、抵抗ヒータ２４ａに過大電流が給
電されるのを防止することができる。なお、図示は省略
するが、ダイオード６８、７２及び抵抗素子７８の少な
くとも１つは、パッケージ３６の外部に駆動回路の一部
として配置されてもよい。

【００９０】（第１０の実施形態）図２６は、本発明の
第１０の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｊを示
す。この半導体レーザ装置１０Ｊは、図８の半導体レー
ザ装置１０Ｄにおける抵抗ヒータ２４ａの代わりに、加
熱用ダイオード２４ｃを備えている。加熱用ダイオード
２４ｃは、図２又は図５における抵抗ヒータ２４ａと同
様に半導体レーザ素子１６の近傍に配設され、サーモモ
ジュール３８に冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec
が給電されるときに逆方向バイアスが印加されるように
配線されている。そして、この加熱用ダイオード２４ｃ
は、順方向の加熱用電流Ｉh が給電されたときに発熱
し、半導体レーザ素子１６を加熱する。なお、加熱用ダ
イオード２４ｃ自体が整流特性を有しているため、半導
体レーザ装置１０Ｊでは、半導体レーザ装置１０Ｄにお
けるダイオード６８は省略されている。

【００９１】本実施形態では、共通駆動電源６６から冷
却方向の電流が供給される場合、加熱用ダイオード２４
ｃには逆方向バイアスが印加されるため、その冷却方向
の電流の一部が加熱用ダイオード２４ｃに給電されるこ
とはない。逆に、共通駆動電源６６から加熱方向の電流
が供給される場合、加熱用ダイオード２４ｃには順方向
バイアスが印加される。このため、サーモモジュール３
８及び加熱用ダイオード２４ｃには加熱方向のサーモモ
ジュール電流Ｉtec 及び加熱用電流Ｉh が給電され、半
導体レーザ素子１６はサーモモジュール３８及び加熱用
ダイオード２４ｃにより加熱される。

【００９２】即ち、加熱用ダイオード２４ｃは、半導体
レーザ装置１０Ｄの抵抗ヒータ２４ａ及びダイオード６
８と同様に機能する。従って、半導体レーザ装置１０Ｊ
の起動方法及び駆動方法は、半導体レーザ装置１０Ｄの
場合と同様となる。なお、図２７に示されるように、加
熱用ダイオード２４ｃは、サーモモジュール３８が接続
されているリードピン５２と同一のリードピン５２に接
続されてもよい。

【００９３】（第１１の実施形態）図２８は、本発明の
第１１の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｋを示
す。この半導体レーザ装置１０Ｋは、図１６の半導体レ
ーザ装置１０Ｆにおける抵抗ヒータ２４ａ及びダイオー
ド６８の代わりに、加熱用ダイオード２４ｃを備えてい
る。この加熱用ダイオード２４ｃは、第１０の実施形態
の場合と同様、半導体レーザ素子１６の近傍に配設さ
れ、サーモモジュール３８に冷却方向のサーモモジュー
ル電流Ｉtec が給電されるときに逆方向バイアスが印加
されるように配線されている。

【００９４】半導体レーザ装置１０Ｋの起動方法及び駆
動方法は、半導体レーザ装置１０Ｆの場合と略同様であ
る。なお、図２９に示されるように、加熱用ダイオード
２４ｃは、サーモモジュール３８が接続されているリー
ドピン５２と同一のリードピン５２に接続されてもよ
い。

【００９５】（第１２の実施形態）図３０は、本発明の
第１２の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ｌを示
す。この半導体レーザ装置１０Ｌは、図２８の半導体レ
ーザ装置１０Ｋにおける加熱用ダイオード２４ｃへの給
電量を制限する手段として、所定の抵抗値をもつ抵抗素
子８０ａ、８０ｂを更に備えている。

【００９６】抵抗素子８０ａは、加熱用ダイオード２４
ｃに直列に接続され、抵抗素子８０ｂは、加熱用ダイオ
ード２４ｃ及び抵抗素子８０ａに対して並列に接続され
ている。半導体レーザ装置１０Ｌの起動方法及び駆動方
法は、半導体レーザ装置１０Ｋの場合と略同様である。
しかしながら、共通駆動電源６６から加熱方向の電流が
供給されるとき、何らかの理由によって電流が過大とな
っても、その過大な電流は、抵抗素子８０ａ、８０ｂの
抵抗値の比率に応じた割合で分配され、その一方の電流
のみが加熱用ダイオード２４ｃに給電される。即ち、加
熱用ダイオード２４ｃに給電される加熱用電流Ｉh は、
一定の大きさ以下に制限される。このため、加熱用ダイ
オード２４ｃへの過大な電流の給電に起因する半導体レ
ーザ素子１６の過熱や加熱用ダイオード２４ｃの破壊は
防止される。

【００９７】なお、図３１に示されるように、抵抗素子
８０ａ、８０ｂ及びダイオード７２は、パッケージ３６
の外部に駆動回路の一部として配置されてもよい。勿
論、これら抵抗素子８０ａ、８０ｂ及びダイオード７２
の少なくとも１つが外部に配置されてもよい。前述した
第１〜第１２の実施形態に係る半導体レーザ装置１０Ａ
〜１０Ｌに関し、半導体レーザ素子１６を加熱するため
の発熱体（抵抗ヒータ２４ａ、２４ｂ又は加熱用ダイオ
ード２４ｃ）の設置箇所は、図示の場所に限定されるこ
とはなく、半導体レーザ素子１６を加熱できれば、何処
に設置してもよい。また、発熱体の設置箇所は一箇所に
限定する必要はなく、例えば図２の抵抗ヒータ２４ａ及
び図５の抵抗ヒータ２４ｂを共に備えることもできる。

【００９８】更に、半導体レーザ装置１０Ａ〜１０Ｌの
半導体レーザ素子１６は、発熱体による予備加熱を受け
ることに加え、半導体レーザ素子１６自体に一定時間、
給電することによっても、半導体レーザ素子１６の予備
加熱が可能である。また、半導体レーザ装置１０Ａ〜１
０Ｌの起動時、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが起動温
度Ｔref1又は起動／駆動温度Ｔref よりも低いと想定さ
れる場合、サーミスタ２０による半導体レーザ素子１６
の温度検出は省略することも可能である。この場合、サ
ーミスタ２０の指示温度Ｔｓの如何に拘らず、常に発熱
体により半導体レーザ素子１６が予備加熱される。この
後、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが所定の起動温度Ｔ
ref1又は起動／駆動温度Ｔref になったとき、半導体レ
ーザ素子１６にレーザ駆動電流Ｉopが給電され、半導体
レーザ装置１０Ａ〜１０Ｌが起動される。

【００９９】また、半導体レーザ装置１０Ａ〜１０Ｌの
半導体レーザ素子１６にレンズ４４等を介して光接合す
る光ファイバ３４の代わりに、半導体レーザ素子１６に
直接に光接合するレンズ付き光ファイバを用いてもよ
い。この場合も、半導体レーザ素子１６の特性劣化を防
止したり、半導体レーザ素子１６とレンズ付き光ファイ
バとの光結合ずれによる出力低下を防止したりすること
ができる効果を奏する。

【０１００】（第１３の実施形態）図３２は、本発明の
第１３の実施形態に係る光通信機器としての光ファイバ
増幅器８２Ａを示す。この光ファイバ増幅器８２Ａは、
前述した半導体レーザ装置１０Ａ〜１０Ｃの何れかであ
る半導体レーザ装置１０Ｍを励起光源として含んでい
る。

【０１０１】光ファイバ増幅器８２Ａは、信号光が入力
される信号光入力部８４と、この信号光入力部８４に接
続され、信号光入力部８４からの信号光を増幅するＥＤ
Ｆ（エルビウムドープファイバ）８６と、このＥＤＦ８
６に接続され、増幅された信号光を出力する信号光出力
部８８とを有する。ＥＤＦ８６には光カプラ９０が介挿
され、この光カプラ９０には、半導体レーザ装置１０Ｍ
が光ファイバ３４を介して接続されている。

【０１０２】また、励起光用の半導体レーザ装置１０Ｍ
の周囲には、サーモモジュール駆動電源５４、発熱体駆
動電源５６、レーザ駆動電源５８及び駆動制御部６０が
設置されている。従って、前述したようにして半導体レ
ーザ装置１０Ｍが駆動されると、半導体レーザ装置１０
Ｍからは所望の強度及び波長に保持されたレーザ光、即
ち励起光が出射され、更に光ファイバ３４及び光カプラ
９０を介してＥＤＦ８６に入力される。この結果、信号
光入力部８４から入力された信号光は、ＥＤＦ８６内に
おいて半導体レーザ装置１０Ｍからの励起光により増幅
された後、信号光出力部８８から出力される。

【０１０３】前述の光ファイバ増幅器８２Ａによれば、
環境温度Ｔｃが低温であっても、半導体レーザ装置１０
Ｍの起動時又は駆動中、サーモモジュールに加熱方向の
過大なサーモモジュール電流が流れることはない。従っ
て、過大なサーモモジュール電流に起因した半導体レー
ザ装置１０Ｍの劣化や破壊が防止される。なお、図３３
に示されるように、半導体レーザ装置１０Ｍとサーモモ
ジュール駆動電源５４との間に周辺回路９２ａを更に含
み、この周辺回路９２ａに、図７に示される抵抗素子６
２及びダイオード６４を有することも可能である。

【０１０４】（第１４の実施形態）図３４は、本発明の
第１４の実施形態に係る光通信機器としての光ファイバ
増幅器８２Ｂを示す。この光ファイバ増幅器８２Ｂは、
前述した半導体レーザ装置１０Ｄ〜１０Ｌの何れかであ
る半導体レーザ装置１０Ｎを励起光源として含んでい
る。

【０１０５】励起光用の半導体レーザ装置１０Ｎの周囲
には、共通駆動電源６６、レーザ駆動電源５８、及び駆
動制御部６０が設置されている。従って、前述したよう
にして半導体レーザ装置１０Ｎが駆動されると、光ファ
イバ増幅器８２Ｂは、光ファイバ増幅器８２Ａと同様に
して信号光を増幅する。光ファイバ増幅器８２Ｂは、共
通駆動電源６６を有しているので、光ファイバ増幅器８
２Ａに比べて小型化が可能になる。

【０１０６】なお、図３５に示されるように、半導体レ
ーザ装置１０Ｎと共通駆動電源６６との間に周辺回路９
２ｂを更に含み、この周辺回路９２ｂに、図１１、図１
３、図１４、図１８、図１９、図２１、図２４及び図３
１に示されるダイオード６８、７２、スイッチ７０、７
３、７４、ツェナーダイオード７６、又は、抵抗素子８
０ａ、８０ｂ等を有することも可能である。本発明の光
通信機器は、前述した光ファイバ増幅器８２Ａ、８２Ｂ
以外の他の光通信機器にも同様に適用することができ
る。

【０１０７】（第１５の実施形態）図３６及び図３７
は、本発明の第１５の実施形態に係る光学装置としての
フォトダイオードモジュール１００を示す。このフォト
ダイオードモジュール１００は、そのパッケージ３６内
にサーモモジュール３８を有し、このサーモモジュール
３８の上側には、熱溶融接続材料である例えば融点１４
８℃のＩｎ−Ｐｂ−Ａｇ共晶半田によって、基板４０が
設けられている。この基板４０上には、フォトダイオー
ドキャリア１０２が固定されている。

【０１０８】フォトダイオードキャリア１０２の所定の
側面には、フォトダイオード１０４が固定されている。
また、フォトダイオードキャリア１０２の同じ側面に、
フォトダイオード１０４に隣接して、フォトダイオード
１０４の温度を検知する温度センサとしてサーミスタ２
０が設置されている。更に、フォトダイオードキャリア
１０２の同じ側面で、フォトダイオード１０４を間に挟
んだサーミスタ２０の反対側に、フォトダイオード１０
４を加熱するための抵抗ヒータ２４ａが配置されてい
る。

【０１０９】なお、サーミスタ２０及び抵抗ヒータ２４
ａの設置箇所は、図示の場所に限定されることはなく、
それぞれにフォトダイオード１０４の温度を検知し、フ
ォトダイオード１０４を加熱することができれば、何処
に設置してもよい。また、抵抗ヒータ２４ａの代わり
に、図２６等に示す加熱用ダイオード２４ｃを用いても
よい。

【０１１０】パッケージ３６の側壁に形成された貫通孔
には、光ファイバ支持部材１０６が嵌合されている。こ
の光ファイバ支持部材１０６の挿通孔の内部には、光フ
ァイバ１０８の先端部がパッケージ３６の外部から導入
されている。フォトダイオード１０４の受光面と光ファ
イバ１０８の先端部とは相対し、不図示の光学系により
光学的に結合されている。

【０１１１】また、フォトダイオードモジュール１００
の全体の電気配線は、第１〜第１２の実施形態において
説明したものと略同様である。即ち、図示は省略する
が、サーモモジュール３８及び抵抗ヒータ２４ａ（又は
加熱用ダイオード２４ｃ）は、抵抗素子６２、ダイオー
ド６４、６８、７２、スイッチ７０、７３、７４、ツェ
ナーダイオード７６、又は、抵抗素子８０ａ、８０ｂ等
や、駆動制御部６０を介して、サーモモジュール駆動電
源５４、発熱体駆動電源５６、又は、共通駆動電源６
６、及びフォトダイオード駆動電源に接続されている。

【０１１２】こうして、本実施形態に係るフォトダイオ
ードモジュール１００は、第１〜第１２の実施形態の場
合と同様、フォトダイオード１０４を加熱する必要が生
じた際、サーモモジュール３８を補助して、又はサーモ
モジュール３８の代わりに、抵抗ヒータ２４ａ（又は加
熱用ダイオード２４ｃ）を活用することが可能となる。
このため、環境温度Ｔｃが低温の場合であっても、サー
モモジュール３８に加熱方向の過大なサーモモジュール
電流Ｉtec が流れることを防止しつつ、フォトダイオー
ド１０４の温度調整を行い、所定の温度に保持すること
ができる。従って、過大なサーモモジュール電流Ｉtec
に起因するフォトダイオードモジュール１００の破壊を
防止することができる。

【０１１３】（第１６の実施形態）図３８及び図３９
は、本発明の第１６の実施形態に係る光学装置としての
ＡＷＧモジュール１１０を示す。なお、図３８では、Ａ
ＷＧモジュール１１０の構造を分かり易くするため、各
構成部材を分離して表す。このＡＷＧモジュール１１０
は、サーモモジュール３８を有し、このサーモモジュー
ル３８の上側には、熱溶融接続材料である例えば融点１
４８℃のＩｎ−Ｐｂ−Ａｇ共晶半田によって、基板４０
が設けられている。この基板４０上には、チップ状のＡ
ＷＧ１１２が固定されている。この基板４０は、サーモ
モジュール３８による温度制御をＡＷＧ１１２に均一に
行き渡らせる均熱板の役割を果たす。また、ＡＷＧ１１
２の入出射端には、それぞれ上板１１４ａ、１１４ｂが
張り付けられ、これらの上板１１４ａ、１１４ｂ上に
は、ＡＷＧ１１２を加熱するための抵抗ヒータ２４ａが
配置されている。

【０１１４】ＡＷＧ１１２の入出射接続部には、ガラス
Ｖ溝基板上に光ファイバを高精度に配列して固定した光
ファイバアレイ１１６ａ、１１６ｂがそれぞれ接続され
ている。ここで、ＡＷＧ１１２の入出射接続端面及びフ
ァイバアレイ１１６ａ、１１６ｂの接続端面には、共に
８°の斜め研磨が施されており、互いの端面を接合させ
た際の接続部での反射を抑制している。また、このＡＷ
Ｇ１１２とファイバアレイ１１６ａ、１１６ｂとの光学
的な接続は、精密移動ステージを有する自動調心装置を
用い、通行する光のパワーをモニタしながら光軸を調整
して行う。また、ＡＷＧ１１２の出射側の光ファイバア
レイ１１６ａの側面には、ＡＷＧ１１２の温度を検知す
る温度センサとしてサーミスタ２０が設置されている。

【０１１５】なお、サーミスタ２０及び抵抗ヒータ２４
ｄの設置箇所は、図示の場所に限定されることはなく、
それぞれにＡＷＧ１１２の温度を検知し、ＡＷＧ１１２
を加熱することができれば、何処に設置してもよい。ま
た、抵抗ヒータ２４ａの代わりに、図２６等に示す加熱
用ダイオード２４ｃを用いることも可能である。また、
ＡＷＧ１１２は、図３９に示されるように回路構成され
ている。即ち、チップ基板１１８上には、複数の波長λ
1 〜λn が多重化された波長多重光が光ファイバアレイ
１１６ａから入射される入射導波路１２０、入射導波路
１２０からの波長多重光を回折する入射側スラブ導波路
１２２、入射側スラブ導波路１２２から導出された光を
入射するアレイ導波路１２４が形成されている。このア
レイ導波路１２４は、隣接する導波路間に一定の光路長
差ΔＬをもって配列されているため、各導波路を伝搬し
てきた光はその出射端で光路長差ΔＬに相当する分だけ
位相にずれが生じる。

【０１１６】また、チップ基板１１８上には、アレイ導
波路１２４の各導波路を通過した光を回折する出射側ス
ラブ導波路１２６、出射側スラブ導波路１２６から導出
された光を入射し、波長λ1 〜λn の光を別々に光ファ
イバアレイ１１６ｂの各導波路に出射する出射導波路１
２８が形成されている。ここで、出射側スラブ導波路１
２６で回折した位相差のある光は互いに干渉して波長毎
に異なる位置に集光するが、これらの互いに異なる集光
位置に出射導波路１２８の各導波路が配置されている。

【０１１７】また、ＡＷＧモジュール１１０の全体の電
気配線は、第１〜第１２の実施形態において説明したも
のと同様である。即ち、図示は省略するが、サーモモジ
ュール３８及び抵抗ヒータ２４ａ（又は加熱用ダイオー
ド２４ｃ）は、抵抗素子６２、ダイオード６４、６８、
７２、スイッチ７０、７３、７４、ツェナーダイオード
７６、又は、抵抗素子８０ａ、８０ｂ等や、駆動制御部
６０を介して、サーモモジュール駆動電源５４、発熱体
駆動電源５６、又は共通駆動電源６６に接続されてい
る。

【０１１８】こうして、本実施形態に係るＡＷＧモジュ
ール１１０は、第１〜第１２の実施形態の場合と同様、
ＡＷＧ１１２を加熱する必要が生じた際、サーモモジュ
ール３８を補助して、又はサーモモジュール３８の代わ
りに、抵抗ヒータ２４ａ（又は加熱用ダイオード２４
ｃ）を活用することが可能となる。このため、環境温度
Ｔｃが低温の場合であっても、サーモモジュール３８に
加熱方向の過大なサーモモジュール電流Ｉtec が流れる
ことを防止しつつ、ＡＷＧモジュール１１０の温度調整
を行い、所定の温度に保持することができる。従って、
過大なサーモモジュール電流Ｉtec に起因するＡＷＧモ
ジュール１１０の破壊を防止することができる。

【０１１９】なお、第１〜第１２、第１５、及び第１６
の実施形態においては、半導体レーザ装置１０Ａ〜１０
Ｌ、フォトダイオードモジュール１００、及びＡＷＧモ
ジュール１１０について説明したが、これらの光学装置
以外であっても、温度により特性が変動する光学素子と
その光学素子の温度を制御するサーモモジュールとを備
えた光学装置であれば、本発明を適用することが可能で
ある。

【０１２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、次のような効果を奏することができる。即ち、請
求項１〜２１に係る光学装置によれば、光学素子を予備
加熱する発熱体が設置されいるため、その起動時、発熱
体に給電して光学素子を予備加熱した後に、サーモモジ
ュールへの給電を開始することが可能になる。また、そ
の駆動中、光学素子の温度を上昇させる必要がある場合
でも、発熱体による光学素子の加熱を活用して、過大な
加熱方向のサーモモジュール電流が流れることを防止し
つつ、所定の駆動温度にまで容易に到達させることが可
能になる。従って、たとえ低い環境温度で起動又は駆動
する場合にも、過大な加熱方向のサーモモジュール電流
が流れることに起因する光学装置の劣化や破壊を防止
し、安定した光学的特性を得ることができる。

【０１２１】また、請求項２２〜２４に係る光学装置の
起動方法によれば、発熱体に給電して光学素子を予備加
熱した後に、サーモモジュールへの給電を開始すること
が可能になるため、たとえ低い環境温度で起動する場合
にも、過大な加熱方向のサーモモジュール電流が流れる
ことに起因する光学装置の劣化や破壊を防止することが
できる。

【０１２２】また、請求項２５に係る光学装置の駆動方
法によれば、その駆動中に光学素子の温度を上昇させる
必要がある場合でも、発熱体による光学素子の加熱を活
用して、過大な加熱方向のサーモモジュール電流が流れ
ることを防止しつつ、所定の駆動温度にまで容易に到達
させることが可能になるため、たとえ低い環境温度で駆
動する場合にも、過大な加熱方向のサーモモジュール電
流が流れることに起因する光学装置の劣化や破壊を防止
することができる。

【０１２３】また、請求項２６〜２８、３０に係る光通
信機器によれば、光学装置に光学素子を予備加熱する発
熱体が設置され、サーモモジュール駆動電源及び発熱体
駆動電源又は共通の駆動電源の作動を制御して、発熱体
への給電の開始の後にサーモモジュールへの給電を開始
させる制御部を備えているため、たとえ低い環境温度で
起動する場合にも、過大な加熱方向のサーモモジュール
電流が流れることに起因する光学装置の劣化や破壊を防
止することができる。

【０１２４】また、請求項２９、３０に係る光通信機器
によれば、光学装置に光学素子を予備加熱する発熱体が
設置され、駆動中、サーモモジュール駆動電源及び発熱
体駆動電源又は共通の駆動電源の作動を制御して、光学
素子の温度と所定の駆動温度との間の偏差に基づき、サ
ーモモジュール及び発熱体への少なくとも一方の給電を
制御し、光学素子の温度を駆動温度に一致させる制御部
を備えているため、たとえ低い環境温度で駆動する場合
にも、過大な加熱方向のサーモモジュール電流が流れる
ことに起因する光学装置の劣化や破壊を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置を示す概略断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の一部を示す概略斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の電気配線例を示す概略図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の起動方法及び駆動方法を説明するための概略図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ装
置の一部を示す概略斜視図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザ装
置の電気配線例を示す概略図である。

【図７】図６の半導体レーザ装置の一変形例を示す概略
図である。

【図８】本発明の第４の実施形態に係る半導体レーザ装
置の電気配線例を示す概略図である。

【図９】図８の半導体レーザ装置の起動方法及び駆動方
法を説明するための概略図である。

【図１０】図８の半導体レーザ装置の変形例（その１）
を示す概略図である。

【図１１】図８の半導体レーザ装置の変形例（その２）
を示す概略図である。

【図１２】図８の半導体レーザ装置の変形例（その３）
を示す概略図である。

【図１３】図８の半導体レーザ装置の変形例（その４）
を示す概略図である。

【図１４】本発明の第５の実施形態に係る半導体レーザ
装置の電気配線例を示す概略図である。

【図１５】図１４の半導体レーザ装置の起動方法及び駆
動方法を説明するための概略図である。

【図１６】本発明の第６の実施形態に係る半導体レーザ
装置の電気配線例を示す概略図である。

【図１７】図１６の半導体レーザ装置の変形例（その
１）を示す概略図である。

【図１８】図１６の半導体レーザ装置の変形例（その
２）を示す概略図である。

【図１９】本発明の第７の実施形態に係る半導体レーザ
装置の電気配線例を示す概略図である。

【図２０】図１９の半導体レーザ装置の起動方法及び駆
動方法を説明するための概略図である。

【図２１】本発明の第８の実施形態に係る半導体レーザ
装置の電気配線例を示す概略図である。

【図２２】図２１の半導体レーザ装置の起動方法及び駆
動方法を説明するための概略図である。

【図２３】本発明の第９の実施形態に係る半導体レーザ
装置の電気配線例を示す概略図である。

【図２４】図２３の半導体レーザ装置の変形例（その
１）を示す概略図である。

【図２５】図２３の半導体レーザ装置の変形例（その
２）を示す概略図である。

【図２６】本発明の第１０の実施形態に係る半導体レー
ザ装置の電気配線例を示す概略図である。

【図２７】図２６の半導体レーザ装置の一変形例を示す
概略図である。

【図２８】本発明の第１１の実施形態に係る半導体レー
ザ装置の電気配線例を示す概略図である。

【図２９】図２８の半導体レーザ装置の一変形例を示す
概略図である。

【図３０】本発明の第１２の実施形態に係る半導体レー
ザ装置の電気配線例を示す概略図である。

【図３１】図３０の半導体レーザ装置の一変形例を示す
概略図である。

【図３２】本発明の第１３の実施形態に係る光ファイバ
増幅器を示す概略図である。

【図３３】図３２の光ファイバ増幅器の一変形例を示す
概略図である。

【図３４】本発明の第１４の実施形態に係る光ファイバ
増幅器を示す概略図である。

【図３５】図３４の光ファイバ増幅器の一変形例を示す
概略図である。

【図３６】本発明の第１５の実施形態に係るフォトダイ
オードモジュールを示す概略断面図である。

【図３７】図３６のフォトダイオードモジュールの一部
を示す概略平面図である。

【図３８】本発明の第１６の実施形態に係るＡＷＧモジ
ュールを各構成要素を分離して示す概略斜視図である。

【図３９】図３８のＡＷＧモジュールのＡＷＧを示す概
略斜視図である。

【図４０】従来の半導体レーザ装置を環境温度が低い場
合に起動する際にサーモモジュールに流れるサーモモジ
ュール電流をモニタした結果を示すグラフの一例であ
る。

【符号の説明】

１０Ａ〜１０Ｌ第１〜第１２の実施形態に係る半導
体レーザ装置１０Ｍ、１０Ｎ励起光用の半導体レーザ装置１２レーザダイオードキャリア１４ヒートシンク１６半導体レーザ素子１８サブマウント２０サーミスタ２２ａ、２２ｂ、３０、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８
ｂＡｕメッキ層２４ａチップ形状の抵抗ヒータ２４ｂ直方体形状の抵抗ヒータ２４ｃ加熱用ダイオード２６絶縁領域２８、３５セラミック支持台２８ａ下部セラミック支持台２８ｂ上部セラミック支持台３２Ａｕワイヤ３４光ファイバ３６パッケージ３８サーモモジュール３８ａペルチェ素子３８ｂ、３８ｃ板部材４０基板４２フォトダイオードキャリア４４レンズ４６フォトダイオード４８光ファイバ支持部材４８ａ挿通孔５０レンズ５２リードピン５４サーモモジュール駆動電源５６発熱体駆動電源５８レーザ駆動電源６０駆動制御部６２、７８、８０ａ、８０ｂ抵抗素子６４、６８、７２ダイオード６６サーモモジュール及び発熱体の共通駆動電源７０、７４スイッチ７６ツェナーダイオード８２Ａ、８２Ｂ第１３、１４の実施形態に係る光
ファイバ増幅器８４信号光入力部８６ＥＤＦ８８信号光出力部９０光カプラ９２ａ、９２ｂ周辺回路１００フォトダイオードモジュール１０２フォトダイオードキャリア１０４フォトダイオード１０６光ファイバ支持部材１０８光ファイバ１１０ＡＷＧモジュール１１２ＡＷＧ１１４ａ、１１４ｂ上板１１６ａ、１１６ｂ光ファイバアレイ１１８チップ基板１２０入射導波路１２２入射側スラブ導波路１２４アレイ導波路１２６出射側スラブ導波路１２８出射導波路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三代川純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)発明者福島徹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)発明者愛清武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） 5F036 AA08 BA33 BC06 BF01 5F073 AB27 AB28 BA01 EA29 FA02 FA24 FA25 GA14 GA20 GA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度により特性が変動する光学素子と、
一方向に給電を受けたときに前記光学素子を加熱し、逆
方向に給電を受けたときに前記光学素子を冷却して、前
記光学素子の温度を制御するサーモモジュールとを備
え、前記光学素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモ
モジュールに固定されている光学装置であって、前記光学素子の近傍に配置され、給電されたときに発熱
する発熱体を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項２】前記光学素子が、半導体レーザ素子、フ
ォトダイオード、又はアレイ導波路型回折格子である、
請求項１記載の光学装置。
【請求項３】前記光学素子の温度を検知する温度セン
サと、前記温度センサを搭載するサブマウントとを更に
含み、前記発熱体は前記サブマウントに設置されている、請求
項１記載の光学装置。
【請求項４】前記光学素子又はその他の通電部品への
電気配線の中継部を支持する支持台を更に含み、前記発熱体は前記支持台の１つに設けられている、請求
項１記載の光学装置。
【請求項５】前記発熱体は、抵抗発熱体及び発熱用ダ
イオードの何れかである、請求項１記載の光学装置。
【請求項６】前記サーモモジュール及び前記発熱体に
独立して給電する２つの駆動電源を含む、請求項１記載
の光学装置。
【請求項７】前記サーモモジュール及び前記発熱体の
双方に給電する共通の駆動電源を含む、請求項１記載の
光学装置。
【請求項８】前記発熱体は、前記サーモモジュールに
電気的に並列に接続された抵抗発熱体であり、前記サーモモジュールが冷却方向の給電を受けるときに
前記抵抗発熱体への給電を防止する第１の回路を更に含
む、請求項１又は７記載の光学装置。
【請求項９】前記第１の回路は、前記抵抗発熱体に電
気的に直列に接続されたダイオードを有し、前記ダイオ
ードは、前記サーモモジュールが冷却方向に給電される
ときに逆方向バイアスが印加される向きに配置されてい
る、請求項８記載の光学装置。
【請求項１０】前記第１の回路は、前記抵抗発熱体に
電気的に直列に接続されたスイッチを有し、前記スイッ
チは、前記サーモモジュールが冷却方向に給電されると
きにオフ状態となり、前記サーモモジュールが加熱方向
に給電されるときにオン状態となる、請求項８記載の光
学装置。
【請求項１１】前記発熱体は、前記サーモモジュール
に電気的に並列に接続された発熱用ダイオードであり、
前記発熱用ダイオードは、前記サーモモジュールが冷却
方向に給電されるときに逆方向バイアスが印加される向
きに配置されている、請求項１又は７記載の光学装置。
【請求項１２】前記サーモモジュールへの加熱方向の
給電量を制限する第２の回路を更に含む、請求項１、６
及び７のいずれかに記載の光学装置。
【請求項１３】前記第２の回路は、前記サーモモジュ
ールに電気的に並列に接続された抵抗素子を有する、請
求項１２記載の光学装置。
【請求項１４】前記第２の回路は、前記抵抗素子に直
列に接続されたダイオードを更に有し、前記ダイオード
は、前記サーモモジュールが冷却方向に給電されるとき
に逆方向バイアスが印加される向きに配置されている、
請求項１３記載の光学装置。
【請求項１５】前記発熱体に給電されるときに前記サ
ーモモジュールへの加熱方向の給電を防止する第３の回
路を更に含む、請求項１又は７記載の光学装置。
【請求項１６】前記第３の回路は、前記サーモモジュ
ールに電気的に直列に接続されたダイオードを有し、前
記ダイオードは、前記発熱体に給電されるときに逆方向
バイアスが印加される向きに配置されている、請求項１
５記載の光学装置。
【請求項１７】前記第３の回路は、前記サーモモジュ
ールに電気的に直列に接続されたスイッチを有し、前記
スイッチは、前記サーモモジュールが冷却方向に給電さ
れるときにオン状態となり、前記発熱体に給電されると
きにオフ状態となる、請求項１５記載の光学装置。
【請求項１８】前記共通の駆動電源に前記サーモモジ
ュール及び前記発熱体の一方を電気的に接続するスイッ
チを更に含み、前記スイッチは、前記サーモモジュール
が冷却方向に給電されるときに前記共通の駆動電源と前
記発熱体との間の電気的な接続をオフ状態にし、前記発
熱体に給電されるときに前記共通の駆動電源と前記サー
モモジュールとの間の電気的な接続をオフ状態にする、
請求項７記載の光学装置。
【請求項１９】前記発熱体への給電量を制限する第４
の回路を更に含む、請求項１、６及び７のいずれかに記
載の光学装置。
【請求項２０】前記第４の回路は、前記発熱体に電気
的に並列に接続されたツェナーダイオードを有し、前記
ツェナーダイオードは、前記発熱体に給電されるときに
逆方向バイアスが印加される向きに配置されている、請
求項１９記載の光学装置。
【請求項２１】前記第４の回路は、前記発熱体に電気
的に並列に接続された抵抗素子を有する、請求項１９記
載の光学装置。
【請求項２２】光学素子と、一方向に給電を受けたと
きに前記光学素子を加熱し、逆方向に給電を受けたとき
に前記光学素子を冷却して、前記光学素子の温度を制御
するサーモモジュールと、前記光学素子の近傍に配置さ
れ、給電されたときに発熱する発熱体とを備え、前記光
学素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュール
に固定されている光学装置の起動方法であって、前記発熱体に給電して前記光学素子の予備加熱を行い、この後、前記サーモモジュールへの給電を開始すること
を特徴とする光学装置の起動方法。
【請求項２３】前記光学素子の温度を検知するステッ
プを更に含み、前記ステップにて検知された前記光学素
子の温度が所定の起動温度より低い場合に、前記光学素
子の予備加熱を行う、請求項２２に記載の光学装置の起
動方法。
【請求項２４】前記光学素子の温度を検知するステッ
プを更に含み、前記光学素子の予備加熱の後、前記ステ
ップにて検知された前記光学素子の温度が所定の起動温
度に到達したとき、前記サーモモジュールへの給電を開
始する、請求項２２記載の光学装置の起動方法。
【請求項２５】光学素子と、一方向に給電を受けたと
きに前記光学素子を加熱し、逆方向に給電を受けたとき
に前記光学素子を冷却して、前記光学素子の温度を制御
するサーモモジュールと、前記光学素子の近傍に配置さ
れ、給電されたときに発熱する発熱体とを備え、前記光
学素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュール
に固定されている光学装置の駆動方法であって、前記光学素子の温度を検知し、検知した前記光学素子の温度と所定の駆動温度との間の
偏差に基づき、前記サーモモジュール及び前記発熱体へ
の少なくとも一方の給電を制御して、前記光学素子の温
度を前記所定の駆動温度に一致させることを特徴とする
光学装置の駆動方法。
【請求項２６】光学素子と、一方向に給電を受けたと
きに前記光学素子を加熱し、逆方向に給電を受けたとき
に前記光学素子を冷却して、前記光学素子の温度を制御
するサーモモジュールと、前記光学素子の近傍に配置さ
れ、給電されたときに発熱する発熱体とを備え、前記光
学素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュール
に固定されている光学装置と、前記サーモモジュールに給電するサーモモジュール駆動
電源と、前記発熱体に給電する発熱体駆動電源と、前記サーモモジュール駆動電源及び前記発熱体駆動電源
の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光学装置の起動時、前記発熱体駆動
電源を作動させて、前記発熱体への給電を開始させた
後、前記サーモモジュール駆動電源を作動させて、前記
サーモモジュールへの給電を開始させることを特徴とす
る光通信機器。
【請求項２７】前記光学装置は、前記光学素子の温度
を検知する温度センサを備え、前記制御部は、前記光学
素子の起動時、前記温度センサによって検知される温度
が所定の起動温度より低い場合に、前記発熱体駆動電源
に前記発熱体への給電を開始させる、請求項２６記載の
光通信機器。
【請求項２８】前記光学装置は、前記光学素子の温度
を検知する温度センサを備え、前記制御部は、前記光学
素子の起動時、前記発熱体への給電の後、前記温度セン
サによって検知される温度が所定の起動温度に到達して
から、前記サーモモジュール駆動電源に前記サーモモジ
ュールへの給電を開始させる、請求項２６記載の光通信
機器。
【請求項２９】光学素子と、一方向に給電を受けたと
きに前記光学素子を加熱し、逆方向に給電を受けたとき
に前記光学素子を冷却して、前記光学素子の温度を制御
するサーモモジュールと、前記光学素子の温度を検知す
る温度センサと、前記光学素子の近傍に配置され、給電
されたときに発熱する発熱体とを備え、前記光学素子が
熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュールに固定さ
れている光学装置と、前記サーモモジュールに給電するサーモモジュール駆動
電源と、前記発熱体に給電する発熱体駆動電源と、前記サーモモジュール駆動電源及び前記発熱体駆動電源
の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記光学装置の駆動中、前記温度センサ
によって検知された温度と所定の駆動温度との間の偏差
に基づき、前記サーモモジュール及び前記発熱体への少
なくとも一方の給電を制御し、前記光学素子の温度を前
記所定の駆動温度に一致させることを特徴とする光通信
機器。
【請求項３０】前記サーモモジュール駆動電源及び前
記発熱体駆動電源は１つの共通の駆動電源として構成さ
れている、請求項２６又は２９に記載の光通信機器。