JP2004207434A

JP2004207434A - Optical module and optical transmitter

Info

Publication number: JP2004207434A
Application number: JP2002373751A
Authority: JP
Inventors: Taro Fujinawa; 太朗藤縄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module and an optical transmitter wherein their temperature variable range is wider than heretofore. <P>SOLUTION: The optical module is provided with an optical semiconductor element 1, a carrier 6 on which the optical semiconductor element 1 is placed, an electronic cooling component unit 7 on which the carrier 6 is placed, and a base member 8 on which the electronic cooling component unit 7 is placed. The electronic cooling unit 7 is provided with a plurality of electronic cooling components stacking with each other, so that the variable range of temperature in the optical semiconductor element 1 is made wider than that of an existing one, and the width of a variable wavelength of a laser light emitted from the optical semiconductor element 1 is also made large as a result. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光モジュールおよび光送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光モジュールとしては、光半導体素子から放出される光の波長可変範囲をｎｍオーダーにすることを目的に、光半導体素子の温度を可変する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３３１１０７号公報（第７頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１の技術では、光半導体素子の温度可変範囲を広げるための技術が開示されておらず、従来の温度可変範囲は１５〜３５℃程度となり、より広い可変温度幅が要求される製品には対応できないといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の温度可変範囲よりも広い温度可変範囲の光モジュールおよび光送信器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる光モジュールは、光半導体素子と、前記光半導体素子を載置するキャリアと、前記キャリアを載置する電子冷却素子ユニットと、前記電子冷却素子ユニットを載置するベース部材と、を備え、前記電子冷却素子ユニットは、互いに積み重ねられた複数の電子冷却素子を有するものである。
【０００７】
この発明に係わる光送信器は、光半導体素子と、温度検出素子と、前記光半導体素子と前記温度検出素子を載置するキャリアと、互いに積み重ねられた電子冷却素子を有し、前記キャリアを載置する電子冷却素子ユニットと、前記電子冷却素子ユニットを載置するベース部材と、前記温度検出素子と電気的に接続されて前記電子冷却素子ユニットへ流入する電力を制御する温度制御装置とを備えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１から図１１は、本発明の実施の形態１を示す図である。図１は、光送信器のブロック図である。また、図２から図４は光モジュールを示す図であり、図２は蓋を取り除いた状態の上面図、図３は図２の矢印AA矢視断面図、図４は図２のBB矢視断面図である。
【０００９】
図１において、光送信器１５は、光モジュール１１、温度制御装置１２、波長制御装置１３および出力制御回路１４を備えている。光モジュール１１は、光半導体素子１、温度検出素子２、波長フィルタ３、第１のフォトダイオード４（ＰＤ１）、第２のフォトダイオード５（ＰＤ２）、キャリア６、電子冷却素子ユニット７、集光レンズ９および光ファイバ１０を有している。
【００１０】
図２〜図４に示すように、光モジュールの筐体は、ベース部材８、側面部材１００および蓋１０１を備えている。側面部材１００の側面には光ファイバー１０を支持する筒状の支持部材１０２が接合されている。光モジュール１１は、ベース部材８、側面部材１００および蓋１０１等により気密構造としてもよい。
【００１１】
側面部材１００は、キャリア６およびキャリア６に載置されている光半導体素子１等の周囲を取り囲むとともに、内包する。そして、側面部材１００の上部に蓋１０１を取り付けることで、キャリア６およびキャリア６に載置されている光半導体素子１等は、ベース部材８、側面部材１００および蓋１０１で構成される筐体の内部に納められる。なお、詳細の構造等は後述する。
【００１２】
側面部材１００の材質は、一般的に加工の容易性、価格面での優位性などからFe-Ni-Co合金または、アルミナなどが用いられる。もちろん、ベース部材８と同一の材質でも良い。
【００１３】
キャリア６は、光半導体素子１、温度検出素子2、波長フィルタ３、第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５およびビームスプリッタ１６を載置している。
【００１４】
光半導体素子１は、その前面と背面とからレーザ光を放出する。光半導体素子１の前面から放出されるレーザ光は、レンズ９により集光され、そのレーザ光は光ファイバ１０の中を伝送し、光モジュール１１の外部へ伝送される。
【００１５】
また、光半導体素子１の背面から放出されるレーザ光は、ビームスプリッタ１６によって、第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５へ分配される。分配された後、一部のレーザ光は、第２のフォトダイオード５に入射する。また、残りの一部のレーザ光は、波長フィルタ３を透過後、第１のフォトダイオード４へ入射する。なお、波長フィルタ３は、波長に依存して光半導体素子１から放出される光の透過率が変化するものである。
【００１６】
キャリア６は、電子冷却素子ユニット７の上面に載置されている。電子冷却素子ユニット７は、キャリア６を冷却、場合により加熱して、キャリア６の温度を所定のレベルに制御する。なお、電子冷却素子ユニット７は、互いに積み重ねられた複数の電子冷却素子を有している。このように構成された電子冷却素子ユニット７は、ベース部材８に載置されている。冷却素子ユニット７およびベース部材８の詳細の構造は後述する。
【００１７】
キャリア６は、電子冷却ユニット７からの熱を光半導体素子１に伝達できればよいので、キャリア６は一般に窒化アルミ、Cu-W等の熱伝導率が良い材料が選定されるが、前記以外の材質でも熱が伝達できればよい。実際のキャリア６の材料選定は、設計仕様に応じて適当に決めればよい。
【００１８】
光半導体素子１が放出するレーザ光の波長は、光半導体素子１の温度に比例して変化する特性を有する。光半導体素子１の特性にもよるが、通常、温度に対する波長の変化率は、０．１０ｎｍ／℃から０．０８ｎｍ／℃程度である。つまり、光半導体素子１の温度を積極的に可変することにより、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を可変することが可能となる。
【００１９】
キャリア６の温度は、電子冷却素子ユニット７により可変される。キャリア６の温度が可変すれば、キャリア６上に載置された光半導体素子１の温度も可変する。結果として光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を可変することができる。
【００２０】
電子冷却素子ユニット７は、上述のように互いに積み重なった複数の電子冷却素子を有している。本実施の形態では、一例として電子冷却素子ユニット７は、互いに積み重なった２つの電子冷却素子により構成される場合を示している。ここで、ベース部材８に近い側の電子冷却素子を第1の電子冷却素子１７、遠い側の電子冷却素子を第2の電子冷却素子１８とする。
【００２１】
電子冷却素子ユニット７は、キャリア６の温度を自在に冷却・加熱できればよいが、一般的にはペルチェ素子などが用いられて構成されている。ペルチェ素子とは、ペルチェ効果を用いた素子である。ペルチェ効果は、英文ではPeltier effectと記載され、和文ではペルティエ効果と呼ばれる場合があるが、本実施の形態では、以下、ペルチェ効果を有した素子を総称してペルチェ素子と呼ぶこととする。
【００２２】
本実施の形態では、一例として電子冷却素子としてペルチェ素子を用いて構成した場合を説明するが、他の種類の電子冷却素子を用いた場合でも同じである。電子冷却素子は、電力を印可すると一面で吸熱動作が発生し、その面と相対する面で排熱動作が発生する構造となっている。ここで、前者の面を吸熱面、後者の面を排熱面という。つまり、一面が冷却され、他面は発熱することになる。
【００２３】
図５(a)は、一例としての電子冷却ユニット７の正面図であり、図５(b)は側面図である。ここでは、電子冷却素子ユニット７は、第１および第２の電子冷却素子１７、１８から構成されている。
【００２４】
第１の電子冷却素子１７は、第１の吸熱部材２０１と第１の排熱部材２０２との間にセル１９を複数配列する構成となっている。このセル１９の各々がペルチェ効果を示す。また、第２の電子冷却素子１８は、第２の吸熱部材２０３と第２の排熱部材２０４との間にセル１９を複数配列する構成となっている。
【００２５】
電子冷却素子ユニット７においては、第２の吸熱部材２０３は吸熱面となり、第１の排熱部材２０２が排熱面となる。なお、第２の排熱部材２０４と、第１の吸熱部材２０１とを一つの部材として構成してもよい。
【００２６】
第１および第２の吸熱部材２０１、２０３並びに、第１および第２の排熱部材２０２、２０４の材質は、熱伝導率等を考慮して窒化アルミ等を用いる場合があるが、詳細は設計仕様により決定すればよい。
【００２７】
電子冷却素子ユニット７の最下段の電子冷却素子のベース部材８と接する部分、図３、４の例で言えば第１の電子冷却素子１７の底面に配置した底面部材は、排熱を考慮して窒化アルミが用いられる。つまり、図５の例で言えば、第１の廃熱部材２０２が窒化アルミである。これは、電子冷却素子の底面部材の熱伝導率を高めることで、排熱を容易にするためである。よって、材質は窒化アルミに限定されるものではなく、排熱を容易に出来ればよい。
【００２８】
セル１９は、P型素子とN型素子とを組み合わせて一対の半導体型のセルを構成してもよい。つまり、P型素子とN型素子の一端を金属電極で接合したπ型の回路を構成するような形態でもよい。
【００２９】
電子冷却素子の中では、セル１９がそれぞれ直列または並列に接続されている。また、第１の電子冷却素子１７と第２の電子冷却素子１８も同様に直列または並列に接続されている。セル１９、第１および第２の電子冷却素子１７、１８の接続方法は、設計仕様に応じて適当に設定すればよい。
【００３０】
本実施の形態では、一例として前記した電子冷却素子を２段設ける構成としている。つまり、第２の電子冷却素子１８の排熱面と、第１の電子冷却素子１７の吸熱面とを接触させ、第２の電子冷却素子１８の排熱面の熱を第１の電子冷却素子１７で吸熱する構成としている。そして、第１の電子冷却素子１７と第２の電子冷却素子１８とにより電子冷却素子ユニット７を構成している。
【００３１】
図６は電子冷却素子が１段の場合において、その相対する面の間の温度差ΔTと、消費電力Ｐとの関係を示している。温度差ΔＴが大きくなるに従い、消費電力Ｐが増加している。一般的に電子冷却素子が１段の場合に使用される温度差ΔTの最大値は、５５℃程度であり、このときの消費電力は１.８Ｗとなる。
【００３２】
光モジュールの使用環境を７０℃と仮定すると、電子冷却素子の排熱面温度の最高温度は７０℃となる。最大温度差ΔTを５５℃とすると、吸熱面温度は７０℃−５５℃＝１５℃となる。つまり、キャリア６の温度が１５℃となり、光半導体素子１の温度も１５℃となる。実際には、光半導体素子の温度は、１５℃より若干高い値を示すのが一般的である。
【００３３】
図７は電子冷却素子を２段重ねた電子冷却素子ユニット７の相対する面の間の温度差ΔTと、消費電力Ｐとの関係を示している。図７には、電子冷却素子が１段の場合も併記している。電子冷却素子を２段の場合も、１段の場合と同様に温度差ΔＴが大きくなるに従い、消費電力Ｐが増加している。しかしながら、電子冷却素子２段の場合の消費電力の増加は、電子冷却素子１段の時よりも小さい。
【００３４】
ΔＴが５５℃のときの消費電力Ｐは、電子冷却素子が１段の場合は１.８Ｗ程度であるのに対して、電子冷却素子２段の場合は１.４Ｗ程度であり、電子冷却素子２段の方が約２０％消費電力が少ない。これは、電子冷却素子が２段の場合、５５℃の温度差を２つの電子冷却素子で受け持つため、消費電力が少なくなる。
【００３５】
電子冷却素子を２段とした場合、飽和直前の最大温度差ΔＴは９０℃となる。電子冷却素子ユニット７の最下段の電子冷却素子、つまり第１の電子冷却素子１７の排熱面温度を７０℃とすると、電子冷却素子ユニット７の吸熱面の温度は、７０℃−９０℃＝−２０℃とすることができる。
【００３６】
もちろん、前記吸熱面温度−２０℃は一例であり、電子冷却素子ユニット７の消費電力、所要となる吸熱面温度等の設計仕様に基づき吸熱面温度を設定すればよい。ここまで、電子冷却素子を２段積み重ねた場合について説明したが、複数段積み重ねてもよい。仮に電子冷却素子を更に多段にすれば、電子冷却素子ユニット７の吸熱面温度を更に低くすることが可能となる。
【００３７】
次に、光半導体素子１が放出するレーザ光の可変波長幅について以下で説明する。光半導体素子１は、寿命を考慮して３５℃以下で使用されることが一般的である。よって、電子冷却素子が１段の場合は、吸熱面の温度範囲は＋３５℃から＋１５℃となり、吸熱面の温度可変幅は２０℃となる。つまり、光半導体素子１の温度可変幅は理想状態で２０℃となる。実際には、若干温度可変幅が小さくなると考えられる。
【００３８】
前記したように、光半導体素子１が放出するレーザ光の波長は、光半導体素子１の温度に比例して変化し、その割合は０．１ｎｍ／℃から０．０８ｎｍ／℃程度である。つまり、既存のように電子冷却素子を１段とした場合、光半導体素子１が放出するレーザ光の可変波長幅は、２０℃×０．１０ｎｍ／℃＝２．０ｎｍとなる。この値は、前述の特許文献１に記載の値と同じである。
【００３９】
これに対して、本実施の形態のように電子冷却素子を２段とした場合は、吸熱面温度は前記したとおり−２０℃である。吸熱面の温度範囲は＋３５℃から−２０℃であるから、吸熱面の温度可変幅は５５℃となる。つまり、光半導体素子１の温度可変幅は理想状態で５５℃となる。実際は、若干温度可変幅が小さくなると考えられる。よって光半導体素子１が放出するレーザ光の可変波長幅は、５５℃×０．１ｎｍ／℃＝５．５ｎｍから５５℃×０．０８ｎｍ／℃＝４．４ｎｍとなり、可変波長幅が２．０ｎｍを超える。
【００４０】
上述したように、電子冷却素子を２段重ねよりさらに多段にしても良いが、既存の電子冷却素子が１段の光モジュールと、本発明による光モジュールとの設計寸法上の互換性を考慮した場合、電子冷却素子ユニット７の高さを抑えながら、冷却能力向上ためには、電子冷却素子を２段重ねとすることが望ましい。
【００４１】
電子冷却素子を複数積み重ねることにより吸熱面温度を低くすると、吸熱面や、キャリア６等が結露する場合がある。これを防止するため、光モジュール１１を気密構造としたり、光モジュール１１内に乾燥気体を封入したり、電子冷却素子モジュールにコーティングしたりする等して、結露対策を実施すればよい。なお、通常は前記乾燥気体として窒素ガスが用いられる。
【００４２】
次に、電子冷却素子ユニット７を構成している電子冷却素子の相互の特性上の差異と積み重ね順序に関して説明する。第１の電子冷却素子１７の吸熱能力が、第２の電子冷却素子１８の吸熱能力よりも大きくする。これを図８を参照して説明する。図８においてＱ_in1は第2の電子冷却素子１８の吸熱量、Ｑ_P1は第２の電子冷却素子１８の内部発熱とすると、第２の電子冷却素子１８の排熱量Ｑ_out1は、第1の電子冷却素子１７の吸熱量Ｑ_in _２と等しく下記の式（１）で示される。
【００４３】
Ｑ_Out1＝Ｑ_in2＝Ｑ_in _１＋Ｑ_P1 ・・・（１）
【００４４】
さらに、第1の電子冷却素子１７の内部発熱量をＱ_P _２とすると、それの排熱量Ｑ_out2は、式（２）となる。
【００４５】
Ｑ_Out2＝Ｑ_in2＋Ｑ_P _２・・・（２）
【００４６】
実際には、内部発熱量の他に外部から侵入する熱量があるが、概算では上記のとおりとなる。この式から、Ｑ_out2＜Ｑ_Out1となるため、ベース部材８に近い側の第1の電子冷却素子１７の吸熱能力は、遠い側の第2の電子冷却素子１８の吸熱能力よりも大きくする必要がある。
【００４７】
図５に示すように、第１の電子冷却素子１７の冷却能力を第２の電子冷却素子１８の冷却能力よりも大きくするため、第１の電子冷却素子１７の面積を、第２の電子冷却素子１８の面積よりも大きくしている。
【００４８】
この他の一例として、電子冷却素子ユニット７を、図９に示す様に第１の電子冷却素子１７の面積を第２の電子冷却素子１８の面積よりもさらに大きくしても良い。これは、電子冷却素子の面積を大きくすることにより前記したセル１９の数を増やすことが可能となり、結果として冷却能力を向上することが可能となる。
【００４９】
電子冷却素子の面積を大きくすると表面積が増え、外部からの熱侵入量が大きくなるため、この熱侵入量を考慮して電子冷却素子の大きさを決定する必要がある。
【００５０】
さらには、この他の一例として第１の電子冷却素子１７の冷却能力を第２の電子冷却素子１８の冷却能力よりも大きくするため、第１の電子冷却素子１７を構成しているセルの高さを、第２の電子冷却素子１８を構成しているセルの高さよりも低くしてもよい。これは、一般的に高さの低いセルは、高いセルと比較し、冷却能力が高いためである。一例として、電子冷却素子ユニット７は、図１０に示すような構成となる。
【００５１】
もちろん、第１の電子冷却素子１７の冷却能力を大きくすることを目的に、その面積を大きくすると共に、高さを低くしてもよい。また、第１の電子冷却素子１７の冷却能力に余裕があれば、第１の電子冷却素子１７と第２の電子冷却素子１８を同一にしても差し支えない。
【００５２】
次に、電子冷却素子ユニット７を載置するベース部材８について説明する。図３に示す様に、ベース部材８の底面から、光半導体素子１が放出するレーザ光の中心軸、つまり、光ファイバー１０の中心までの高さを４．７ｍｍから５．７ｍｍとしている。これは、電子冷却素子が１段の光モジュールと、本発明による光モジュールとの互換性を考慮したためである。つまり、電子冷却素子が１段の光モジュールに取って代わって、本発明の光モジュール１１を使用することが可能となる。
【００５３】
もちろん、ベース部材８の底面から、光半導体素子１が放出する光の中心軸までの高さに制限が無ければ、任意に設定してもよい。
【００５４】
図１１(a)はベース部材８の斜視図、図１１(b)はベース部材の上面図（図３に示される光モジュールのCC矢視図）、図１１(c)はベース部材のDD矢視断面図である。ベース部材８は、略直方体形状を成す薄肉部分２０とそれを囲む厚肉部分２１とを有し、薄肉部分２０に電子冷却素子ユニット７を載置する。また、薄肉部分２０には半田溜り２２が形成されている。
【００５５】
ベース部材８の底面から、光半導体素子１が放出するレーザ光の中心軸までの高さを電子冷却素子が１段の場合と同じとするため、ベース部材８に薄肉部分２０を設けている。つまり、薄肉部分２０の厚さをL1、厚肉部分２１の厚さをL2とすると、この差分L2-L1が、電子冷却素子ユニット７の高さと１段の電子冷却素子の高さの差分となる。
【００５６】
一例として電子冷却素子が１段の電子冷却素子と、電子冷却素子ユニット７との高さの差が１.３ｍｍとすると、L1は０.７ｍｍ、L2は２.０ｍｍとなる。つまり、電子冷却素子が１段の既存の光モジュールと、本発明の光モジュールとの、ベース部材８の底面から光半導体素子１がレーザを放出するレーザ光の中心軸までの高さを合わせることを目的に、ベース部材８の上面に段差２３を設けているため、L2の高さを電子冷却素子ユニット７の高さよりも高くする必要はない。
【００５７】
ベース部材８の段差２３を有していない下面は、放熱面２４である。放熱面２４は、図示していない光送信器１５の電子回路を搭載する基板を収納する筐体と接することで、放熱面２４の熱は、光送信器１５の電子回路を搭載する基板を収納する筐体に伝わる。放熱面２４は前記基板と面で接触するように平面であっても良いし、表面積を増やすために凹凸を設けても良い。
【００５８】
本発明においてベース部材８の強度を考慮して、厚肉部分２１を設けているが、設計において強度的に問題が無ければ、厚肉部分２１を設ける必要は無い。場合により、厚肉部分２１は、薄肉部分２０の全体を囲む必要はない。
【００５９】
もちろん、薄肉部分を設けることによりベース部材８が軽量化することができる。つまり、ベース部材８の強度以外に、質量を考慮して厚肉部分２１の寸法を設定してもよい。
【００６０】
側面部材１００の下面は、厚肉部分２１の上面に取り付けられ固着されている。側面部材１００の厚さは厚肉部分の厚さL3よりも薄くてもよい。これは、厚肉部分２１は側面部材１００を取り付けるのみの目的で設けられている分けではなく、ベース部材８の強度等を考慮して設けられているためである。逆に言えば、薄肉部分２０の大きさは、最低電子冷却素子ユニット７が載置できる程度であればよい。つまり、薄肉部分２０の形状、大きさ等は設計仕様に応じて設定すればよい。
【００６１】
もちろん、設計仕様に応じて、ベース部材８と側面部材１００とを一体形成してもよいが、価格面、質量および加工の容易性等を鑑みて設計仕様により決定すればよい。
【００６２】
次にベース部材８の材質について説明する。例えば、ベース部材８の材質はＣｕＷ等が用いられる。これは、ベース部材８には電子冷却素子ユニット７が載置されており、電子冷却素子ユニット７からの排熱をベース部材８に逃がす必要がある。
【００６３】
仮に電子冷却素子ユニット７の排熱がベース部材８に逃がせないと、電子冷却素子ユニット７とベース部材８との間に熱がこもり、結果として電子冷却素子ユニット７の排熱面の温度が上昇し、キャリア６を載置している面の温度を下げることができなく可能性がある。つまり、光モジュールの使用環境を７０℃としても、排熱面温度が７０℃を超えてしまい、電子冷却素子ユニット７の排熱面の温度を下げることができなくなる。
【００６４】
このため、ベース部材８の熱伝導率が、電子冷却素子ユニット７の底面部材の熱伝導率よりも高くまたは、同等にする必要がある。この様な条件においては、電子冷却素子ユニット７とベース部材８との間に熱がこもることは無くなり、キャリア６を載置している面の温度を下げることがでる。
【００６５】
また、電子冷却素子ユニット７とベース部材８とは半田によって接合することで、お互いが密着し熱の移動も容易となる。つまり、電子冷却素子ユニット７とベース部材８とは、熱が移動する様、密着できる形であればよい。
【００６６】
図１１においては、電子冷却素子ユニット７とベース部材８とを接合する場合に、余剰となった半田を溜めることを目的に、半田溜り２２を有している。また、半田溜り２２を設けることにより、余剰な半田の盛り上がりが、電子冷却素子ユニット７をはじめとする、光モジュール内部の電子機器と接触することにより発生する短絡不具合を防止できる。
【００６７】
通常半田溜りは、半田付けを実施したときに余剰となる半田が重力により流れることを考慮して、半田による接合面よりも低い位置に設けられることが一般的である。しかしながら、本発明においては、電子冷却素子ユニット７を載置するためにベース部材８に薄肉部分２０を設けており、この薄肉部分２０よりも更に低い半田溜りを設けることは難しい場合がある。
【００６８】
このため、半田溜り２２は、電子冷却素子ユニット７を載置する面と同様の面の薄肉部分２０の四隅に設けている。なお、設計仕様に応じて半田溜り２２の形状を変えても、または半田溜り２２を設けなくても良い。もちろん、薄肉部分２０よりも一段低い位置に半田溜り２２を設けられれば、一段低い部分に設けてもよい。
【００６９】
次に、光送信器１５について説明する。光送信器１５は、光モジュール１１の一部または全部を内包しており、光モジュール１１から放出されるレーザ光の波長を制御したり、電子冷却素子ユニット７の温度を制御したりする。
【００７０】
まず、電子冷却素子ユニット７の温度制御動作について説明する。前記したように、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長は、光半導体素子１の温度により変化する。このため、光半導体素子１が載置されているキャリア６の温度を、電子冷却ユニット７により変化させることで、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を変化させる。
【００７１】
光半導体素子１の温度と、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長とは比例するため、キャリア６の温度と光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長とは比例する。つまり、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を所定の値とするために必要となるキャリア６の目標温度は、予め決定できる。キャリア６の目標温度が決定できれば、温度検出素子２の出力の目標値を予め決定することができる。
【００７２】
温度検出素子２は、キャリア６の温度を電気信号に変換するための素子である。温度検出素子２は、例えば、キャリア６と接触させることで直接的にキャリア６の温度を電気信号に変換する熱電対等でもよいし、キャリア６に接触させずに間接的にキャリア６の温度を電気信号に変換する赤外素子等でもよい。
【００７３】
温度制御装置１２は、温度検出素子２と電気的に接続され、温度検出素子２の出力が目標値となるように電子冷却素子ユニット７へ流入する電力を制御する。これにより、光半導体素子が放出するレーザ光の波長を所要の値にすることが可能となる。実際には、温度制御装置１２による電子冷却素子ユニット７の温度制御は、若干の範囲を持って行われる。
【００７４】
電子冷却素子ユニット７へ流入する電力を制御する方法は、電子冷却素子ユニット７へ印可する電圧または電流を制御する方法や、サイリスタのON/OFFにより電子冷却素子ユニット７へ印可する電圧の時間を制御する方法等通常実施されている方法でよい。
【００７５】
次に、第１のフォトダイオード４による電子冷却素子ユニット７の温度制御について説明する。光半導体素子１は、正面と背面からレーザ光を放出する。光半導体素子１の背面から放出される一部のレーザ光は、その光を波長に依存して透過率が変化する波長フィルタ３を透過し、第１のフォトダイオード４で受光される。つまり、第１のフォトダイオード４は、波長フィルタ３を透過した光を受光する。
【００７６】
このため、第１のフォトダイオード４の出力は、光半導体素子１が放出するレーザ光の波長に依存して連続的に変化する。つまり、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を、所定の値にするための第１のフォトダイオード４の出力の目標値を予め決定することができる。
【００７７】
波長制御装置１３は、第１のフォトダイオード４と電気的に接続され、第１のフォトダイオード４の出力が目標値となるように電子冷却素子ユニット７へ流入する電力を制御する。これにより、光半導体素子が放出するレーザ光の波長を所要の値にすることが可能となる。実際には、波長制御装置１３による電子冷却素子ユニット７の温度制御は、若干の範囲を持って行われる。
【００７８】
これにより、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を規定の範囲内に押さえることが可能となる。なお、電力を制御する方法は、温度制御装置と同様に、電圧や電流の制御、印可時間の制御等通常実施されている方法でよい。
【００７９】
温度制御装置１２および波長制御装置１３はともに電子冷却素子ユニット７へ流入する電力を制御することで、キャリア６の温度を可変し、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を制御する。温度制御装置１２および波長制御装置１３の出力は、加算されて冷却素子ユニット７へ入力される。ここで、温度制御装置１２および波長制御装置１３の装置の特性を以下で示す。
【００８０】
温度と、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長とは広い温度範囲で比例関係にあるため、広い温度範囲で温度とレーザ光の波長とを対応させることができる。しかしながら、レーザ光の波長は、温度以外の要因によりわずかに変動するため、精密にレーザ光の波長を制御するには適さない。
【００８１】
これに対して、第１のフォトダイオード４の出力に基づく制御は、直接的に波長を検出しているため精密にレーザ光の波長を制御することが可能となる。しかしながら、広い波長範囲にわたり制御するには適さない。
【００８２】
本実施の形態では、温度制御装置１２および波長制御装置１３の両方を備えているが、光半導体素子１から放出されるレーザ光の要求されている波長精度等に応じて、温度制御装置１２、波長制御装置１３のいずれか、または両方を備えるようにしてもよい。もちろん、構成に応じて温度検出素子２、波長フィルタ３および第１のフォトダイオード４の必要有無を判断すればよい。
【００８３】
また、温度制御装置１２および波長制御装置１３により制御する対象は、電子冷却素子ユニット７としているが、互いに積み重ねられた電子冷却素子のセル１９に対して、それぞれに対して制御してもよい。
【００８４】
第２のフォトダイオード５は、光半導体素子１から放出されたレーザ光を直接受光するため、その出力は光半導体素子１から放出されるレーザ光の出力に比例する。出力制御回路１４は、第２のフォトダイオード５の出力に基づき、光半導体素子１から放出されるレーザ光の出力が目標値となるように、光半導体素子１へ入力する電力を調整するものである。
【００８５】
上述のように構成されるこの実施の形態の光モジュールは、下記の効果を奏することができる。
【００８６】
光半導体素子１と、光半導体素子１を載置するキャリア６と、キャリア６を載置する電子冷却素子ユニット７と、電子冷却素子ユニット７を載置するベース部材８とを備え、電子冷却素子ユニット７は、互いに積み重ねられた複数の電子冷却素子を有するので、光半導体素子１の温度の可変幅を既存よりも大きくすることができ、結果として光半導体素子１から放出されるレーザ光の可変波長幅を大きくすることができる。
【００８７】
電子冷却素子の数は２つとすることで、モジュールの高さ寸法の増大を最小限に抑えつつ、光半導体素子１から放出されるレーザ光の可変波長幅を大きくすることができる。さらに、キャリア６の温度によっては、電子冷却素子が１段の場合より消費電力を低くすることができる。
【００８８】
互いに隣接する２つの電子冷却素子のうち、ベース部材８に近い側の電子冷却素子、例えば第１の電子冷却素子１７の吸熱能力が、遠い側の電子冷却素子、例えば第２の電子冷却素子１８の吸熱能力よりも大きくすることで、電子冷却素子ユニット７の吸熱面と排熱面との温度差を、電子冷却素子が１段の場合と比較して大きく取ることができる。
【００８９】
互いに隣接する２つの前記電子冷却素子のうち、ベース部材８に近い側の電子冷却素子の面積が、遠い側の電子冷却素子の面積よりも大きくすることで、ベース部材に近い側の電子冷却素子の吸熱能力を高くすることができ、冷却能力を向上することができる。
【００９０】
互いに隣接する２つの前記電子冷却素子のうち、ベース部材８に近い側の電子冷却素子の高さが、遠い側の電子冷却素子の高さよりも低くすることで、ベース部材に近い側の電子冷却素子の吸熱能力を高くすることができ、電子冷却素子の面積を大きくしなくても冷却能力を向上することができる。
【００９１】
ベース部材８は、薄肉部分２０とそれを囲む厚肉部分２１とを有し、薄肉部分２０に電子冷却素子ユニット７を載置することで、光半導体素子１が放出するレーザ光の中心軸を、電子冷却素子が１段の光モジュールと、本発明による光モジュールとで合わせることができ、結果として互換性を持たせることができる。更に、軽量化するという効果も得られる。
【００９２】
薄肉部分２０と厚肉部分２１との段差２３を有する面に電子冷却素子ユニット７を載置することで、光半導体素子１が放出するレーザ光の中心軸を、電子冷却素子が１段の光モジュールと、本発明による光モジュールとで合わせることができ、結果として互換性を持たせることができる。
【００９３】
ベース部材８の材質をＣｕＷとすることで、電子冷却素子ユニット７の排熱をベース部材８に効率良く逃がすことができる。
【００９４】
電子冷却素子ユニット８の最下段の電子冷却素子のベース部材８と接する部分を窒化アルミとすることで、電子冷却素子ユニット７の排熱を効率良く放熱することができる。
【００９５】
ベース部材８の熱伝導率が、電子冷却素子ユニット７の最下段の電子冷却素子のベース部材８と接する部分の熱伝導率よりも高くすることで、電子冷却素子ユニット７とベース部材８との間に熱がこもることを防止できる。
【００９６】
光半導体素子１が放出する光の可変波長幅が２.０nmを超え、既存の電子冷却素子が１段の場合よりも光半導体素子１が放出するレーザ光の可変波長幅を大きくすることができる。
【００９７】
ベース部材８の底面から、前記光半導体素子が放出する光の中心軸までの高さを４．７ｍｍから５．７ｍｍとすることで、例えば電子冷却素子が１段の既存の光モジュールとの設計寸法上の互換性を持たせることができる。
【００９８】
電子冷却素子がペルチェ素子とすることで、キャリア６の温度を自在に冷却・加熱できる。
【００９９】
上述のように構成されるこの実施の形態の光送信器が、光半導体素子１と、温度検出素子２と、光半導体素子１と温度検出素子２を載置するキャリア６と、互いに積み重ねられた電子冷却素子を有し、キャリア６を載置する電子冷却素子ユニット７と、電子冷却素子ユニット７を載置するベース部材８と、温度検出素子２と電気的に接続されて電子冷却素子ユニット７へ流入する電力を制御する温度制御装置１２とにより構成されているので、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を広い温度範囲で制御できる光送信器を提供できる。
【０１００】
光送信器が、光半導体素子１と、光半導体素子１から放出される光を波長に依存して透過率が変化する波長フィルタ３と、波長フィルタ３を透過した光を受光する第１のフォトダイオード４と、光半導体素子１、波長フィルタ３および第１のフォトダイオード４とを載置するキャリア６と、互いに積み重ねられた電子冷却素子を有し、キャリア６を載置する電子冷却素子ユニット７と、電子冷却素子ユニット７を載置するベース部材８と、第１のフォトダイオード４と電気的に接続されて電子冷却素子ユニット７へ流入する電力を制御する波長制御装置１３とにより構成されているので、光半導体素子１から放出されるレーザ光の波長を精度よく制御できる光送信器を提供できる。
【０１０１】
光モジュールの筐体はベース部材８、側面部材１００および蓋１０１で構成されているため気密構造とすることができる。内部に例えば乾燥気体を封入することで、電子冷却素子ユニット７の結露を防止することができる。
【０１０２】
ベース部材８の薄肉部分２０に半田溜りを設けることにより、余剰となった半田を溜めることができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上によれば本発明によれば、従来の温度可変範囲よりも広い温度可変範囲の光モジュールおよび光送信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる光送受信器の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】本発明に係わる光モジュールの実施の形態１を示す上面図である。
【図３】図２に示される光モジュールのAA矢視側面図である。
【図４】図２に示される光モジュールのBB矢視側面図である。
【図５】(a)は電子冷却素子の前面図、(b)は側面図である。
【図６】電子冷却素子が１段の場合の相対する面の間の温度差ΔTと、消費電力Ｐとの関係を示す図である。
【図７】電子冷却素子が２段の場合の相対する面の間の温度差ΔTと、消費電力Ｐとの関係を示す図である。
【図８】電子冷却素子ユニットの吸熱量・排熱量を示すイメージ図である。
【図９】電子冷却素子ユニットの第１の構成を示す図である。
【図１０】電子冷却素子ユニットの第２の構成を示す図である。
【図１１】１(a)はベース部材の斜視図、 (b)はベース部材の上面図、(c)はベース部材のDD矢視断面図である。
【符号の説明】
１光半導体素子、２温度検出素子、３波長フィルタ、４第１のフォトダイオード（ＰＤ１）、５第２のフォトダイオード（ＰＤ２）、６キャリア、７電子冷却素子ユニット、８ベース部材、９集光レンズ、１０光ファイバ、１１光モジュール、１２温度制御装置、１３波長制御装置、１４出力制御回路、１５光送信器、１６ビームスプリッタ、１７第１の電子冷却素子、１８第２の電子冷却素子、１９セル、２０薄肉部分２０厚肉部分、２２半田溜り、２３段差、２４放熱面、１００側面部材、１０１蓋、１０２支持部材、２０１第１の吸熱部材、２０２第１の排熱部材、２０３第２の吸熱部材、２０４第２の排熱部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical module and an optical transmitter.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a conventional optical module, there is known a technique of varying the temperature of an optical semiconductor element for the purpose of setting the wavelength variable range of light emitted from the optical semiconductor element to the order of nm (for example, see Patent Document 1). ).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-331107 (page 7, FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The technique of Patent Document 1 does not disclose a technique for expanding a temperature variable range of an optical semiconductor device, and a conventional temperature variable range is about 15 to 35 ° C., which is a product requiring a wider variable temperature range. There was a problem that it could not cope.
[0005]
An object of the present invention is to provide an optical module and an optical transmitter having a temperature variable range wider than the conventional temperature variable range.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An optical module according to the present invention includes: an optical semiconductor element; a carrier on which the optical semiconductor element is mounted; an electronic cooling element unit on which the carrier is mounted; and a base member on which the electronic cooling element unit is mounted. The electronic cooling element unit includes a plurality of electronic cooling elements stacked on each other.
[0007]
An optical transmitter according to the present invention includes an optical semiconductor element, a temperature detection element, a carrier on which the optical semiconductor element and the temperature detection element are mounted, and an electronic cooling element stacked on each other. An electronic cooling element unit to be mounted, a base member on which the electronic cooling element unit is mounted, and a temperature control device electrically connected to the temperature detection element to control power flowing into the electronic cooling element unit. Things.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1
1 to 11 are diagrams showing Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of the optical transmitter. 2 to 4 are views showing the optical module, FIG. 2 is a top view with the lid removed, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow AA in FIG. 2, and FIG. It is sectional drawing.
[0009]
1, the optical transmitter 15 includes an optical module 11, a temperature controller 12, a wavelength controller 13, and an output control circuit 14. The optical module 11 includes an optical semiconductor element 1, a temperature detection element 2, a wavelength filter 3, a first photodiode 4 (PD1), a second photodiode 5 (PD2), a carrier 6, an electronic cooling element unit 7, It has a lens 9 and an optical fiber 10.
[0010]
As shown in FIGS. 2 to 4, the housing of the optical module includes a base member 8, a side member 100, and a lid 101. A cylindrical support member 102 for supporting the optical fiber 10 is joined to the side surface of the side member 100. The optical module 11 may have an airtight structure by the base member 8, the side member 100, the lid 101, and the like.
[0011]
The side member 100 surrounds and includes the carrier 6 and the optical semiconductor element 1 and the like mounted on the carrier 6. Then, by attaching the lid 101 to the upper part of the side member 100, the carrier 6 and the optical semiconductor element 1 and the like mounted on the carrier 6 become the housing of the base member 8, the side member 100 and the lid 101. Put inside. The detailed structure and the like will be described later.
[0012]
As a material of the side member 100, generally, an Fe-Ni-Co alloy, alumina, or the like is used from the viewpoint of easiness of processing, cost advantage, and the like. Of course, the same material as the base member 8 may be used.
[0013]
The carrier 6 carries the optical semiconductor element 1, the temperature detecting element 2, the wavelength filter 3, the first photodiode 4, the second photodiode 5, and the beam splitter 16.
[0014]
The optical semiconductor device 1 emits laser light from the front and back surfaces. Laser light emitted from the front surface of the optical semiconductor device 1 is condensed by a lens 9, and the laser light is transmitted through an optical fiber 10 and transmitted outside the optical module 11.
[0015]
The laser light emitted from the back surface of the optical semiconductor device 1 is distributed by the beam splitter 16 to the first photodiode 4 and the second photodiode 5. After being distributed, a part of the laser light is incident on the second photodiode 5. The remaining part of the laser light passes through the wavelength filter 3 and then enters the first photodiode 4. The wavelength filter 3 changes the transmittance of light emitted from the optical semiconductor element 1 depending on the wavelength.
[0016]
The carrier 6 is mounted on the upper surface of the electronic cooling element unit 7. The electronic cooling element unit 7 controls the temperature of the carrier 6 to a predetermined level by cooling and possibly heating the carrier 6. The electronic cooling element unit 7 has a plurality of electronic cooling elements stacked on each other. The electronic cooling element unit 7 configured as described above is mounted on the base member 8. The detailed structures of the cooling element unit 7 and the base member 8 will be described later.
[0017]
Since the carrier 6 only needs to be able to transmit heat from the electronic cooling unit 7 to the optical semiconductor element 1, the carrier 6 is generally selected from materials having good thermal conductivity such as aluminum nitride and Cu-W. However, it is only necessary that heat can be transmitted. The actual material selection of the carrier 6 may be appropriately determined according to the design specifications.
[0018]
The wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1 has a characteristic that changes in proportion to the temperature of the optical semiconductor device 1. Although it depends on the characteristics of the optical semiconductor element 1, the change rate of the wavelength with respect to the temperature is usually about 0.10 nm / ° C. to 0.08 nm / ° C. That is, by positively changing the temperature of the optical semiconductor element 1, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 can be changed.
[0019]
The temperature of the carrier 6 is changed by the electronic cooling element unit 7. If the temperature of the carrier 6 changes, the temperature of the optical semiconductor device 1 mounted on the carrier 6 also changes. As a result, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1 can be changed.
[0020]
The electronic cooling element unit 7 has a plurality of electronic cooling elements stacked on each other as described above. In the present embodiment, as an example, a case is shown in which the electronic cooling element unit 7 is configured by two electronic cooling elements stacked on each other. Here, the electronic cooling element closer to the base member 8 is referred to as a first electronic cooling element 17, and the electronic cooling element farther from the base member 8 is referred to as a second electronic cooling element 18.
[0021]
The electronic cooling element unit 7 only needs to be able to freely cool and heat the temperature of the carrier 6, and is generally configured using a Peltier element or the like. The Peltier device is a device using the Peltier effect. The Peltier effect is described as Peltier effect in English and may be referred to as Peltier effect in Japanese. However, in the present embodiment, elements having the Peltier effect are hereinafter collectively referred to as Peltier elements.
[0022]
In the present embodiment, a case where a Peltier element is used as an electronic cooling element will be described as an example, but the same applies to a case where another type of electronic cooling element is used. The electronic cooling element has a structure in which when power is applied, a heat absorbing operation occurs on one surface, and a heat discharging operation occurs on a surface facing the surface. Here, the former surface is called a heat-absorbing surface, and the latter surface is called a heat-dissipating surface. That is, one surface is cooled and the other surface generates heat.
[0023]
FIG. 5A is a front view of the electronic cooling unit 7 as an example, and FIG. 5B is a side view. Here, the electronic cooling element unit 7 includes first and second electronic cooling elements 17 and 18.
[0024]
The first electronic cooling element 17 has a configuration in which a plurality of cells 19 are arranged between the first heat absorbing member 201 and the first heat discharging member 202. Each of the cells 19 exhibits the Peltier effect. The second electronic cooling element 18 has a configuration in which a plurality of cells 19 are arranged between the second heat absorbing member 203 and the second heat discharging member 204.
[0025]
In the electronic cooling element unit 7, the second heat absorbing member 203 functions as a heat absorbing surface, and the first heat discharging member 202 functions as a heat discharging surface. Note that the second heat discharging member 204 and the first heat absorbing member 201 may be configured as one member.
[0026]
The material of the first and second heat absorbing members 201 and 203 and the first and second heat discharging members 202 and 204 may be made of aluminum nitride or the like in consideration of thermal conductivity and the like. What is necessary is just to determine by specification.
[0027]
A portion of the lowermost electronic cooling element of the electronic cooling element unit 7 that is in contact with the base member 8, that is, a bottom member disposed on the bottom surface of the first electronic cooling element 17 in the example of FIGS. Aluminum nitride is used. That is, in the example of FIG. 5, the first waste heat member 202 is aluminum nitride. This is because the heat conductivity of the bottom member of the electronic cooling element is increased, thereby facilitating exhaust heat. Therefore, the material is not limited to aluminum nitride, and it is sufficient that heat can be easily discharged.
[0028]
The cell 19 may form a pair of semiconductor cells by combining a P-type element and an N-type element. That is, a configuration in which a π-type circuit in which one end of a P-type element and one end of an N-type element are joined by a metal electrode may be formed.
[0029]
In the electronic cooling element, the cells 19 are connected in series or in parallel, respectively. Further, the first electronic cooling element 17 and the second electronic cooling element 18 are similarly connected in series or in parallel. The connection method of the cell 19 and the first and second thermoelectric cooling elements 17 and 18 may be appropriately set according to design specifications.
[0030]
In the present embodiment, as an example, the above-described electronic cooling element is provided in two stages. That is, the heat-dissipating surface of the second electronic cooling element 18 is brought into contact with the heat-absorbing surface of the first electronic cooling element 17, and the heat of the heat-dissipating surface of the second electronic cooling element 18 is transferred to the first electronic cooling element 18. At 17, heat is absorbed. The first electronic cooling element 17 and the second electronic cooling element 18 constitute the electronic cooling element unit 7.
[0031]
FIG. 6 shows the relationship between the temperature difference ΔT between the opposing surfaces and the power consumption P when the electronic cooling element has one stage. As the temperature difference ΔT increases, the power consumption P increases. Generally, the maximum value of the temperature difference ΔT used when the electronic cooling element has one stage is about 55 ° C., and the power consumption at this time is 1.8 W.
[0032]
Assuming that the use environment of the optical module is 70 ° C., the maximum temperature of the heat exhaust surface of the electronic cooling element is 70 ° C. If the maximum temperature difference ΔT is 55 ° C., the heat-absorbing surface temperature is 70 ° C.−55 ° C. = 15 ° C. That is, the temperature of the carrier 6 becomes 15 ° C., and the temperature of the optical semiconductor element 1 also becomes 15 ° C. In practice, the temperature of the optical semiconductor element generally shows a value slightly higher than 15 ° C.
[0033]
FIG. 7 shows the relationship between the temperature difference ΔT between the opposing surfaces of the electronic cooling element unit 7 in which the electronic cooling elements are stacked in two stages and the power consumption P. FIG. 7 also shows a case where the number of the electronic cooling elements is one. Also in the case where the number of the electronic cooling elements is two, the power consumption P increases as the temperature difference ΔT increases as in the case of the one-stage electronic cooling element. However, the increase in power consumption in the case of two stages of the electronic cooling element is smaller than that in the case of one stage of the electronic cooling element.
[0034]
The power consumption P when ΔT is 55 ° C. is about 1.8 W in the case of one stage of the electronic cooling element, while it is about 1.4 W in the case of two stages of the electronic cooling element. The two stages consume about 20% less power. This means that when two electronic cooling elements are provided, the temperature difference of 55 ° C. is handled by the two electronic cooling elements, so that the power consumption is reduced.
[0035]
When the number of the electronic cooling elements is two, the maximum temperature difference ΔT immediately before the saturation is 90 ° C. Assuming that the lowermost electronic cooling element of the electronic cooling element unit 7, that is, the temperature of the heat-dissipating surface of the first electronic cooling element 17 is 70 ° C., the temperature of the heat absorbing surface of the electronic cooling element unit 7 is 70 ° C.−90 ° C. It can be -20 ° C.
[0036]
Of course, the heat absorbing surface temperature of −20 ° C. is merely an example, and the heat absorbing surface temperature may be set based on design specifications such as power consumption of the electronic cooling element unit 7 and required heat absorbing surface temperature. So far, the case where the electronic cooling elements are stacked in two stages has been described, but a plurality of stages may be stacked. If the number of the electronic cooling elements is increased, the temperature of the heat absorbing surface of the electronic cooling element unit 7 can be further reduced.
[0037]
Next, the variable wavelength width of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1 will be described below. The optical semiconductor element 1 is generally used at 35 ° C. or lower in consideration of the life. Therefore, when the electronic cooling element has one stage, the temperature range of the heat absorbing surface is from + 35 ° C. to + 15 ° C., and the temperature variable width of the heat absorbing surface is 20 ° C. That is, the temperature variable width of the optical semiconductor element 1 is 20 ° C. in an ideal state. Actually, it is considered that the temperature variable width is slightly reduced.
[0038]
As described above, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1 changes in proportion to the temperature of the optical semiconductor device 1, and the ratio is about 0.1 nm / ° C. to 0.08 nm / ° C. That is, when the electronic cooling element is provided in one stage as in the existing case, the variable wavelength width of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 is 20 ° C. × 0.10 nm / ° C. = 2.0 nm. This value is the same as the value described in Patent Document 1 described above.
[0039]
On the other hand, when the number of the electronic cooling elements is two as in this embodiment, the heat absorption surface temperature is −20 ° C. as described above. Since the temperature range of the heat absorbing surface is from + 35 ° C. to −20 ° C., the temperature variable width of the heat absorbing surface is 55 ° C. That is, the temperature variable width of the optical semiconductor element 1 is 55 ° C. in the ideal state. Actually, it is considered that the temperature variable width is slightly reduced. Therefore, the variable wavelength width of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 is from 55 ° C. × 0.1 nm / ° C. = 5.5 nm to 55 ° C. × 0.08 nm / ° C. = 4.4 nm, and the variable wavelength width is 2.0 nm. Exceeds.
[0040]
As described above, the number of the electronic cooling elements may be more than two. However, in consideration of the design dimension compatibility between the existing optical cooling element having one electronic cooling element and the optical module according to the present invention. In this case, in order to improve the cooling capacity while suppressing the height of the electronic cooling element unit 7, it is desirable to stack the electronic cooling elements in two stages.
[0041]
If the heat absorbing surface temperature is lowered by stacking a plurality of electronic cooling elements, the heat absorbing surface, the carrier 6 and the like may be condensed. In order to prevent this, a countermeasure against dew condensation may be implemented by forming the optical module 11 in an airtight structure, enclosing a dry gas in the optical module 11, coating the electronic cooling element module, or the like. Normally, nitrogen gas is used as the dry gas.
[0042]
Next, the difference between the characteristics of the electronic cooling elements constituting the electronic cooling element unit 7 and the stacking order will be described. The heat absorption capacity of the first electronic cooling element 17 is made larger than the heat absorption capacity of the second electronic cooling element 18. This will be described with reference to FIG. In FIG. 8, Q_in1Is the amount of heat absorbed by the second thermoelectric cooler 18, Q_P1Is the heat generated inside the second electronic cooling element 18, and_out1Is the heat absorption Q of the first electronic cooling element 17_in ₂Is given by the following equation (1).
[0043]
Q_Out1= Q_in2= Q_in ₁+ Q_P1 ... (1)
[0044]
Further, the amount of heat generated inside the first electronic cooling element 17 is represented by Q_P ₂Then, its waste heat Q_out2Becomes the equation (2).
[0045]
Q_Out2= Q_in2+ Q_P ₂ ... (2)
[0046]
Actually, in addition to the internal heat generation amount, there is a heat amount that enters from the outside, but the rough calculation is as described above. From this equation, Q_out2<Q_Out1Therefore, the heat absorption capacity of the first electronic cooling element 17 on the side closer to the base member 8 needs to be larger than the heat absorption capacity of the second electronic cooling element 18 on the far side.
[0047]
As shown in FIG. 5, in order to make the cooling capacity of the first electronic cooling element 17 larger than the cooling capacity of the second electronic cooling element 18, the area of the first electronic cooling element 17 is made smaller by the second electronic cooling element. The area is larger than the area of the element 18.
[0048]
As another example, in the electronic cooling element unit 7, the area of the first electronic cooling element 17 may be larger than the area of the second electronic cooling element 18, as shown in FIG. This makes it possible to increase the number of the above-mentioned cells 19 by increasing the area of the electronic cooling element, and as a result, it is possible to improve the cooling capacity.
[0049]
When the area of the electronic cooling element is increased, the surface area increases, and the amount of heat penetration from the outside increases. Therefore, it is necessary to determine the size of the electronic cooling element in consideration of the amount of heat penetration.
[0050]
Further, as another example, in order to make the cooling capacity of the first electronic cooling element 17 larger than the cooling capacity of the second electronic cooling element 18, the height of the cell forming the first electronic cooling element 17 is increased. The height may be lower than the height of the cell constituting the second electronic cooling element 18. This is because cells having a lower height generally have higher cooling capacity than cells having a higher height. As an example, the electronic cooling element unit 7 has a configuration as shown in FIG.
[0051]
Of course, in order to increase the cooling capacity of the first electronic cooling element 17, the area may be increased and the height may be reduced. If the cooling capacity of the first electronic cooling element 17 has a margin, the first electronic cooling element 17 and the second electronic cooling element 18 may be the same.
[0052]
Next, the base member 8 on which the electronic cooling element unit 7 is mounted will be described. As shown in FIG. 3, the height from the bottom surface of the base member 8 to the center axis of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1, that is, the center from the optical fiber 10, is set to 4.7 mm to 5.7 mm. This is because compatibility between the optical module having one stage of the electronic cooling element and the optical module according to the present invention is considered. That is, it becomes possible to use the optical module 11 of the present invention, in which the electronic cooling element replaces the one-stage optical module.
[0053]
Of course, if there is no limitation on the height from the bottom surface of the base member 8 to the central axis of the light emitted by the optical semiconductor element 1, the height may be arbitrarily set.
[0054]
11 (a) is a perspective view of the base member 8, FIG. 11 (b) is a top view of the base member (a view of the optical module shown in FIG. 3 taken along the arrow CC), and FIG. 11 (c) is a DD arrow of the base member. FIG. The base member 8 has a thin portion 20 having a substantially rectangular parallelepiped shape and a thick portion 21 surrounding the thin portion 20, and the electronic cooling element unit 7 is mounted on the thin portion 20. Further, a solder pool 22 is formed in the thin portion 20.
[0055]
In order to make the height from the bottom surface of the base member 8 to the central axis of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 the same as in the case where the electronic cooling element has one stage, the base member 8 is provided with a thin portion 20. That is, assuming that the thickness of the thin portion 20 is L1 and the thickness of the thick portion 21 is L2, the difference L2-L1 is the difference between the height of the electronic cooling element unit 7 and the height of the one-stage electronic cooling element. Become.
[0056]
As an example, if the height difference between the electronic cooling element having one stage electronic cooling element and the electronic cooling element unit 7 is 1.3 mm, L1 is 0.7 mm and L2 is 2.0 mm. That is, the height from the bottom surface of the base member 8 to the center axis of the laser light from which the optical semiconductor element 1 emits a laser is adjusted between the existing optical module having one stage of the electronic cooling element and the optical module of the present invention. Since the step 23 is provided on the upper surface of the base member 8 for the purpose of (1), the height of L2 does not need to be higher than the height of the electronic cooling element unit 7.
[0057]
The lower surface of the base member 8 that does not have the step 23 is the heat radiation surface 24. The heat dissipating surface 24 is in contact with a housing (not shown) for accommodating the substrate on which the electronic circuit of the optical transmitter 15 is mounted. Transmitted to the housing. The heat radiating surface 24 may be flat so as to be in contact with the substrate, or may be provided with irregularities in order to increase the surface area.
[0058]
In the present invention, the thick portion 21 is provided in consideration of the strength of the base member 8, but it is not necessary to provide the thick portion 21 if there is no problem in strength in designing. In some cases, the thick portion 21 need not surround the entire thin portion 20.
[0059]
Of course, by providing the thin portion, the weight of the base member 8 can be reduced. That is, the dimension of the thick portion 21 may be set in consideration of the mass other than the strength of the base member 8.
[0060]
The lower surface of the side member 100 is attached and fixed to the upper surface of the thick portion 21. The thickness of the side member 100 may be smaller than the thickness L3 of the thick portion. This is because the thick portion 21 is provided not for the purpose of only attaching the side member 100 but for the strength of the base member 8 and the like. Conversely, the size of the thin portion 20 only needs to be small enough to mount the lowest electronic cooling element unit 7. That is, the shape, size, and the like of the thin portion 20 may be set according to the design specifications.
[0061]
Of course, the base member 8 and the side member 100 may be integrally formed in accordance with the design specifications, but may be determined in accordance with the design specifications in consideration of price, mass, ease of processing, and the like.
[0062]
Next, the material of the base member 8 will be described. For example, the material of the base member 8 is CuW or the like. This is because the electronic cooling element unit 7 is placed on the base member 8, and it is necessary to release the exhaust heat from the electronic cooling element unit 7 to the base member 8.
[0063]
If the exhaust heat of the electronic cooling element unit 7 cannot escape to the base member 8, heat is trapped between the electronic cooling element unit 7 and the base member 8, and as a result, the temperature of the exhaust heat surface of the electronic cooling element unit 7 rises. However, there is a possibility that the temperature of the surface on which the carrier 6 is placed cannot be reduced. That is, even if the use environment of the optical module is 70 ° C., the temperature of the heat-dissipating surface exceeds 70 ° C., so that the temperature of the heat-dissipating surface of the electronic cooling element unit 7 cannot be reduced.
[0064]
For this reason, the thermal conductivity of the base member 8 needs to be higher than or equal to the thermal conductivity of the bottom member of the electronic cooling element unit 7. Under such conditions, heat does not remain between the electronic cooling element unit 7 and the base member 8, and the temperature of the surface on which the carrier 6 is placed can be reduced.
[0065]
Further, by joining the electronic cooling element unit 7 and the base member 8 with solder, they are in close contact with each other, and heat transfer is facilitated. That is, the electronic cooling element unit 7 and the base member 8 may be in any form that can be closely attached so that heat moves.
[0066]
In FIG. 11, when the electronic cooling element unit 7 and the base member 8 are joined, a solder pool 22 is provided for the purpose of storing excess solder. Further, by providing the solder pool 22, it is possible to prevent a short-circuit problem caused by contact of the excess solder swell with the electronic device inside the optical module such as the electronic cooling element unit 7.
[0067]
Generally, the solder pool is generally provided at a position lower than the joint surface of the solder in consideration of the flow of excess solder due to gravity when soldering is performed. However, in the present invention, the thin portion 20 is provided on the base member 8 for mounting the electronic cooling element unit 7, and it may be difficult to provide a lower solder pool than the thin portion 20.
[0068]
For this reason, the solder pools 22 are provided at the four corners of the thin portion 20 on the same surface as the surface on which the electronic cooling element unit 7 is mounted. The shape of the solder pool 22 may be changed according to the design specifications, or the solder pool 22 may not be provided. Of course, if the solder pool 22 can be provided at a position one step lower than the thin portion 20, the solder pool 22 may be provided at a position one step lower.
[0069]
Next, the optical transmitter 15 will be described. The optical transmitter 15 includes a part or the whole of the optical module 11 and controls the wavelength of the laser light emitted from the optical module 11 and controls the temperature of the electronic cooling element unit 7.
[0070]
First, the temperature control operation of the electronic cooling element unit 7 will be described. As described above, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1 changes according to the temperature of the optical semiconductor device 1. For this reason, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 is changed by changing the temperature of the carrier 6 on which the optical semiconductor element 1 is mounted by the electronic cooling unit 7.
[0071]
Since the temperature of the optical semiconductor element 1 is proportional to the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1, the temperature of the carrier 6 is proportional to the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1. That is, the target temperature of the carrier 6 necessary for setting the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 to a predetermined value can be determined in advance. If the target temperature of the carrier 6 can be determined, the target value of the output of the temperature detecting element 2 can be determined in advance.
[0072]
The temperature detecting element 2 is an element for converting the temperature of the carrier 6 into an electric signal. The temperature detecting element 2 may be, for example, a thermocouple that directly converts the temperature of the carrier 6 into an electric signal by being brought into contact with the carrier 6 or indirectly measures the temperature of the carrier 6 without contacting the carrier 6. An infrared element or the like that converts the signal into a signal may be used.
[0073]
The temperature control device 12 is electrically connected to the temperature detection element 2 and controls the power flowing into the electronic cooling element unit 7 so that the output of the temperature detection element 2 becomes a target value. Thereby, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element can be set to a required value. Actually, the temperature control of the thermoelectric cooler unit 7 by the temperature control device 12 is performed with a certain range.
[0074]
The method of controlling the power flowing into the electronic cooling element unit 7 includes a method of controlling the voltage or current applied to the electronic cooling element unit 7 and a method of controlling the time of the voltage applied to the electronic cooling element unit 7 by turning on / off the thyristor. A commonly used method such as a control method may be used.
[0075]
Next, the temperature control of the electronic cooling element unit 7 by the first photodiode 4 will be described. The optical semiconductor element 1 emits laser light from the front and the back. Part of the laser light emitted from the back surface of the optical semiconductor element 1 passes through the wavelength filter 3 whose transmittance changes depending on the wavelength, and is received by the first photodiode 4. That is, the first photodiode 4 receives the light transmitted through the wavelength filter 3.
[0076]
For this reason, the output of the first photodiode 4 changes continuously depending on the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1. That is, the target value of the output of the first photodiode 4 for setting the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 to a predetermined value can be determined in advance.
[0077]
The wavelength controller 13 is electrically connected to the first photodiode 4 and controls the power flowing into the electronic cooling element unit 7 so that the output of the first photodiode 4 becomes a target value. Thereby, the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element can be set to a required value. Actually, the temperature control of the thermoelectric cooler unit 7 by the wavelength controller 13 is performed with a certain range.
[0078]
This makes it possible to keep the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 within a specified range. Note that the method of controlling the power may be a commonly used method such as control of voltage and current, control of application time, and the like, similarly to the temperature control device.
[0079]
The temperature controller 12 and the wavelength controller 13 both control the power flowing into the thermoelectric cooler unit 7 to change the temperature of the carrier 6 and control the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1. The outputs of the temperature controller 12 and the wavelength controller 13 are added and input to the cooling element unit 7. Here, the characteristics of the temperature control device 12 and the wavelength control device 13 will be described below.
[0080]
Since the temperature is proportional to the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 over a wide temperature range, the temperature and the wavelength of the laser light can be made to correspond over a wide temperature range. However, the wavelength of laser light slightly fluctuates due to factors other than temperature, and is not suitable for precisely controlling the wavelength of laser light.
[0081]
On the other hand, in the control based on the output of the first photodiode 4, since the wavelength is directly detected, the wavelength of the laser beam can be precisely controlled. However, it is not suitable for controlling over a wide wavelength range.
[0082]
In the present embodiment, both the temperature controller 12 and the wavelength controller 13 are provided. However, depending on the required wavelength accuracy of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1, the temperature controller 12, Either or both of the wavelength controllers 13 may be provided. Of course, the necessity of the temperature detection element 2, the wavelength filter 3, and the first photodiode 4 may be determined according to the configuration.
[0083]
Although the temperature control device 12 and the wavelength control device 13 control the electronic cooling element unit 7, the control may be performed on each of the cells 19 of the electronic cooling elements stacked on each other.
[0084]
Since the second photodiode 5 directly receives the laser light emitted from the optical semiconductor device 1, its output is proportional to the output of the laser light emitted from the optical semiconductor device 1. The output control circuit 14 adjusts the power input to the optical semiconductor element 1 based on the output of the second photodiode 5 so that the output of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 becomes a target value. is there.
[0085]
The optical module of this embodiment configured as described above can provide the following effects.
[0086]
An electronic cooling element including an optical semiconductor element, a carrier on which the optical semiconductor element is mounted, an electronic cooling element unit on which the carrier is mounted, and a base member on which the electronic cooling element unit is mounted; Since the unit 7 has a plurality of electronic cooling elements stacked on each other, the variable width of the temperature of the optical semiconductor element 1 can be made larger than before, and as a result, the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 can be varied. The wavelength width can be increased.
[0087]
By setting the number of the electronic cooling elements to two, it is possible to increase the variable wavelength width of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 while minimizing the increase in the height of the module. Further, depending on the temperature of the carrier 6, power consumption can be reduced as compared with the case where the number of the electronic cooling elements is one.
[0088]
Of the two thermoelectric cooling elements adjacent to each other, the thermoelectric cooling element closer to the base member 8, for example, the first thermoelectric cooling element 17 has a heat absorbing ability farther away, such as the second thermoelectric cooling element 18. , The temperature difference between the heat-absorbing surface and the heat-dissipating surface of the electronic cooling element unit 7 can be made larger than in the case where the electronic cooling element has one stage.
[0089]
By making the area of the electronic cooling element closer to the base member 8 of the two adjacent electronic cooling elements larger than the area of the electronic cooling element farther away, the electronic cooling element closer to the base member is reduced. Can have a high heat absorbing ability, and can have an improved cooling ability.
[0090]
By setting the height of the electronic cooling element closer to the base member 8 of the two adjacent electronic cooling elements to be lower than the height of the remote electronic cooling element, the electronic cooling element closer to the base member can be cooled. The heat absorption capacity of the element can be increased, and the cooling capacity can be improved without increasing the area of the electronic cooling element.
[0091]
The base member 8 has a thin portion 20 and a thick portion 21 surrounding the thin portion 20, and by mounting the electronic cooling element unit 7 on the thin portion 20, the central axis of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 is adjusted. The optical module having a single-stage electronic cooling element and the optical module according to the present invention can be combined, and as a result, compatibility can be provided. Further, the effect of weight reduction can be obtained.
[0092]
By mounting the electronic cooling element unit 7 on a surface having a step 23 between the thin part 20 and the thick part 21, the central axis of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 is adjusted to the one-stage light by the electronic cooling element. The module and the optical module according to the present invention can be combined, and as a result, compatibility can be provided.
[0093]
By using CuW as the material of the base member 8, the exhaust heat of the electronic cooling element unit 7 can be efficiently released to the base member 8.
[0094]
By using aluminum nitride for the portion of the lowest electronic cooling element unit 8 that contacts the base member 8, the exhaust heat of the electronic cooling element unit 7 can be efficiently radiated.
[0095]
By making the thermal conductivity of the base member 8 higher than the thermal conductivity of the portion of the lowermost electronic cooling element of the electronic cooling element unit 7 that is in contact with the base member 8, the electronic cooling element unit 7 and the base member 8 It is possible to prevent heat from being trapped.
[0096]
The variable wavelength width of the light emitted by the optical semiconductor element 1 exceeds 2.0 nm, and the variable wavelength width of the laser light emitted by the optical semiconductor element 1 can be made larger than in the case where the existing electronic cooling element has one stage. .
[0097]
By setting the height from the bottom surface of the base member 8 to the central axis of the light emitted by the optical semiconductor element from 4.7 mm to 5.7 mm, for example, a design with an existing optical module having a single-stage electronic cooling element is possible. Dimensional compatibility can be provided.
[0098]
By using the Peltier element as the electronic cooling element, the temperature of the carrier 6 can be cooled and heated freely.
[0099]
The optical transmitter of this embodiment configured as described above is stacked on an optical semiconductor element 1, a temperature detecting element 2, a carrier 6 on which the optical semiconductor element 1 and the temperature detecting element 2 are mounted. An electronic cooling element unit 7 having an electronic cooling element and mounting a carrier 6, a base member 8 mounting the electronic cooling element unit 7, and an electronic cooling element unit 7 electrically connected to the temperature detecting element 2. Since it is constituted by the temperature control device 12 for controlling the power flowing into the optical semiconductor device, it is possible to provide an optical transmitter capable of controlling the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1 in a wide temperature range.
[0100]
An optical transmitter, an optical semiconductor element, a wavelength filter for changing the transmittance of the light emitted from the optical semiconductor element depending on the wavelength, and a first photo receiving the light transmitted through the wavelength filter; A carrier 6 on which the diode 4, the optical semiconductor element 1, the wavelength filter 3 and the first photodiode 4 are mounted, and an electronic cooling element unit 7 having an electronic cooling element stacked on top of each other and mounting the carrier 6 And a base member 8 on which the thermoelectric cooler unit 7 is mounted, and a wavelength controller 13 electrically connected to the first photodiode 4 and controlling power flowing into the thermoelectric cooler unit 7. Therefore, it is possible to provide an optical transmitter that can accurately control the wavelength of the laser light emitted from the optical semiconductor element 1.
[0101]
Since the housing of the optical module includes the base member 8, the side member 100, and the lid 101, the housing can have an airtight structure. By enclosing, for example, a dry gas inside, it is possible to prevent dew condensation on the electronic cooling element unit 7.
[0102]
By providing a solder pool in the thin portion 20 of the base member 8, surplus solder can be stored.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical module and an optical transmitter having a temperature variable range wider than the conventional temperature variable range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing Embodiment 1 of an optical transceiver according to the present invention.
FIG. 2 is a top view showing Embodiment 1 of the optical module according to the present invention.
FIG. 3 is a side view of the optical module shown in FIG.
FIG. 4 is a side view of the optical module shown in FIG.
5A is a front view of the electronic cooling element, and FIG. 5B is a side view.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a temperature difference ΔT between opposing surfaces and power consumption P when the number of the electronic cooling elements is one.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a temperature difference ΔT between opposing surfaces and power consumption P when the number of the electronic cooling elements is two.
FIG. 8 is an image diagram showing the amount of heat absorbed and the amount of heat discharged from the electronic cooling element unit.
FIG. 9 is a diagram showing a first configuration of the electronic cooling element unit.
FIG. 10 is a diagram showing a second configuration of the electronic cooling element unit.
11A is a perspective view of a base member, FIG. 11B is a top view of the base member, and FIG. 11C is a cross-sectional view of the base member taken along the line DD.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 optical semiconductor element, 2 temperature detection element, 3 wavelength filter, 4 first photodiode (PD 1), 5 second photodiode (PD 2), 6 carrier, 7 thermoelectric cooler unit, 8 base member, 9 light condensing Lens, 10 optical fiber, 11 optical module, 12 temperature controller, 13 wavelength controller, 14 output control circuit, 15 optical transmitter, 16 beam splitter, 17 first electronic cooling element, 18 second electronic cooling element, 19 cell, 20 thin portion 20 thick portion, 22 solder pool, 23 step, 24 heat dissipation surface, 100 side member, 101 lid, 102 support member, 201 first heat absorbing member, 202 first heat removing member, 203 2nd heat absorbing member, 204 2nd heat exhausting member

Claims

An optical semiconductor element;
A carrier for mounting the optical semiconductor element,
An electronic cooling element unit on which the carrier is mounted,
A base member on which the electronic cooling element unit is mounted,
An optical module, wherein the electronic cooling element unit includes a plurality of electronic cooling elements stacked on each other.

The optical module according to claim 1, wherein the number of the electronic cooling elements is two.

3. The light according to claim 1, wherein, of the two electronic cooling elements adjacent to each other, the heat absorbing ability of the electronic cooling element closer to the base member is larger than the heat absorbing ability of the electronic cooling element farther away. module.

4. The device according to claim 1, wherein, of the two electronic cooling elements adjacent to each other, an area of the electronic cooling element closer to the base member is larger than an area of the remote electronic cooling element. 5. Optical module.

The height of the electronic cooling element closer to the base member of the two adjacent electronic cooling elements is lower than the height of the farther electronic cooling element. Optical module.

The optical module according to claim 1, wherein the base member has a thin portion and a thick portion surrounding the thin portion, and the electronic cooling element unit is mounted on the thin portion.

The optical module according to claim 6, wherein the electronic cooling element unit is mounted on a surface having a step between the thin portion and the thick portion.

The optical module according to claim 6, wherein a material of the base member is CuW.

The optical module according to any one of claims 1 to 8, wherein a portion of the lowermost electronic cooling element of the electronic cooling element unit that contacts the base member is made of aluminum nitride.

The optical module according to any one of claims 1 to 9, wherein a thermal conductivity of the base member is higher than a thermal conductivity of a portion of the lowermost electronic cooling element of the electronic cooling element unit that contacts the base member. .

The optical module according to any one of claims 1 to 10, wherein a variable wavelength width of light emitted by the optical semiconductor element exceeds 2.0 nm.

The optical module according to any one of claims 1 to 11, wherein a height from a bottom surface of the base member to a central axis of light emitted by the optical semiconductor element is 4.7 mm to 5.7 mm.

13. The optical module according to claim 1, wherein the electronic cooling element is a Peltier element.

An optical semiconductor element;
A temperature detecting element,
A carrier for mounting the optical semiconductor element and the temperature detection element,
An electronic cooling element unit having an electronic cooling element stacked on each other and mounting the carrier,
A base member on which the electronic cooling element unit is mounted,
A temperature control device that is electrically connected to the temperature detection element and controls electric power flowing into the electronic cooling element unit;
An optical transmitter comprising:

An optical semiconductor element;
A wavelength filter whose transmittance varies depending on the wavelength of light emitted from the optical semiconductor element,
A photodiode that receives light transmitted through the wavelength filter;
A carrier for mounting the optical semiconductor element, the wavelength filter and the photodiode,
An electronic cooling element unit having an electronic cooling element stacked on each other and mounting the carrier,
A base member on which the electronic cooling element unit is mounted,
A wavelength controller that is electrically connected to the photodiode and controls power flowing into the thermoelectric cooler unit;
An optical transmitter comprising: