JP2008294262A - Optical element module and its manufacturing method - Google Patents
Optical element module and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008294262A JP2008294262A JP2007138748A JP2007138748A JP2008294262A JP 2008294262 A JP2008294262 A JP 2008294262A JP 2007138748 A JP2007138748 A JP 2007138748A JP 2007138748 A JP2007138748 A JP 2007138748A JP 2008294262 A JP2008294262 A JP 2008294262A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- temperature coefficient
- positive temperature
- coefficient heater
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体レーザに代表される半導体光素子を搭載した光素子モジュールに係り、特に光通信システム、光ネットワークに用いて好適な光素子モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical element module on which a semiconductor optical element typified by a semiconductor laser is mounted, and more particularly to an optical element module suitable for use in an optical communication system and an optical network, and a manufacturing method thereof.
従来、半導体レーザに代表される半導体光素子を搭載し、光通信システム、光ネットワークに用いられる光通信用光素子モジュール(以下、単に「光素子モジュール」という)にあっては、例えば、−40℃〜85℃といった広い温度範囲で動作可能なものが求められるようになってきている。このような光素子モジュールに搭載される光素子は、低コスト化のため、温度調整手段を設けることなく広い温度範囲でその特性が所望の仕様を満たすことが求められている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical communication optical element module (hereinafter simply referred to as “optical element module”) that is mounted with a semiconductor optical element typified by a semiconductor laser and is used in an optical communication system and an optical network, for example, −40 What can operate | move in a wide temperature range, such as (degreeC-85 degreeC), has come to be calculated | required. An optical element mounted on such an optical element module is required to have a characteristic satisfying a desired specification in a wide temperature range without providing a temperature adjusting means for cost reduction.
インターネット、ブロードバンドの普及によって光通信システムは高速、大容量化が必然となり、通信装置が過密化する傾向にある。これに伴い、通信装置に用いられる光通信用光素子は過密で、且つ過酷な温度条件で使用されるようになってきており、該光素子自体の消費電力の低減、小型化、及び高温環境下における動作の安定化が求められている。例えば非特許文献1に記載されているように、該光素子が求められる特性を保障する温度範囲は更に拡大しつつある。 With the spread of the Internet and broadband, optical communication systems are required to have high speed and large capacity, and communication devices tend to become overcrowded. Accordingly, optical elements for optical communication used in communication apparatuses are being used in dense and harsh temperature conditions, reducing the power consumption, miniaturization, and high temperature environment of the optical elements themselves. There is a need for stabilization of the operation below. For example, as described in Non-Patent Document 1, the temperature range that ensures the characteristics required of the optical element is further expanding.
このような背景において、近年、光素子モジュールに搭載されている半導体レーザの動作の安定化を図るために、ペルチェ素子よりも廉価である過熱素子を用いて半導体レーザの温度を制御し、動作温度範囲を狭めることにより、該半導体レーザの動作の安定化を図ろうとする提案がなされている。とりわけ画像記憶用レーザでは、発振波長によって感光体の感度が変化することから、上記のような、過熱素子を用いて半導体素子の温度制御を行い、発振波長を安定化させる提案がなされている。 Against this background, in recent years, in order to stabilize the operation of the semiconductor laser mounted on the optical element module, the temperature of the semiconductor laser is controlled using an overheating element that is less expensive than the Peltier element, and the operating temperature Proposals have been made to stabilize the operation of the semiconductor laser by narrowing the range. In particular, in the case of an image storage laser, since the sensitivity of the photosensitive member varies depending on the oscillation wavelength, there has been a proposal for stabilizing the oscillation wavelength by controlling the temperature of the semiconductor element using the overheating element as described above.
例えば特許文献1には、同一基板上に複数の光素子を搭載する場合であっても、搭載した光素子ごとにそれぞれ加熱素子を搭載し基板裏面が一定温度となるようにすることにより、搭載した光素子ごとに温度を制御することを可能にしたハイブリット光集積基板が提案されている。 For example, in Patent Document 1, even when a plurality of optical elements are mounted on the same substrate, mounting is performed by mounting a heating element for each mounted optical element so that the back surface of the substrate has a constant temperature. There has been proposed a hybrid optical integrated substrate in which the temperature can be controlled for each optical element.
しかしながら、上述した従来の光素子モジュールにおいては、周囲の温度変化の影響により光素子の温度が変化し、該光素子の動作が不安定になる虞があった。 However, in the conventional optical element module described above, the temperature of the optical element changes due to the influence of the ambient temperature change, and the operation of the optical element may become unstable.
このようなことから本発明は、周囲の温度変化に影響されることなく光素子の動作温度を安定化させることが可能な光素子モジュールを実現すること、また、光素子の動作温度が変化した場合に速やかに温度変化を検知し、種々の制御を行って光素子の特性を安定化させることが可能な光素子モジュールを実現することを目的とする。更に、光素子の動作温度を安定化させることによって光素子モジュールのコストが上昇することを回避するために、付属部品を装着するだけの簡単な構成で光素子の動作温度を安定化させることができる、低価格かつコンパクトな光素子モジュールを実現することを目的とする。 For this reason, the present invention realizes an optical element module that can stabilize the operating temperature of the optical element without being affected by changes in ambient temperature, and the operating temperature of the optical element has changed. An object of the present invention is to realize an optical element module capable of quickly detecting a temperature change and performing various controls to stabilize the characteristics of the optical element. Furthermore, in order to avoid an increase in the cost of the optical element module by stabilizing the operating temperature of the optical element, it is possible to stabilize the operating temperature of the optical element with a simple configuration by simply attaching the accessory parts. An object of the present invention is to realize an inexpensive and compact optical element module.
上記の課題を解決するための第1の発明に係る光素子モジュールは、光を入力又は出力する光素子と、前記光を集光するレンズと、前記レンズを介して前記光素子と光学結合される光ファイバと、前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定するパッケージとを有する光素子モジュールにおいて、前記パッケージの外周部を、シート状に形成され、所定の温度で一定となる正温度係数ヒータで覆ったことを特徴とする。 An optical element module according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems is optically coupled to the optical element via the optical element that inputs or outputs light, a lens that collects the light, and the lens. And an optical element module having a package for housing and fixing the optical element, the lens, and the optical fiber. The outer peripheral portion of the package is formed into a sheet shape and is a positive temperature that is constant at a predetermined temperature. It is characterized by being covered with a temperature coefficient heater.
なお、正温度係数ヒータは、電圧を印加すると自らの発熱により加熱する一方、温度の上昇とともに抵抗値が指数関数的に増加し、所定の温度で一定となる自己制御機能を有することから、従来のペルチェ素子や熱線ヒータのような外部の制御機能を必要としない。 The positive temperature coefficient heater is heated by its own heat when a voltage is applied, and has a self-control function in which the resistance value increases exponentially as the temperature rises and becomes constant at a predetermined temperature. No external control functions such as Peltier elements or heat wire heaters are required.
第2の発明に係る光素子モジュールは、第1の発明において、前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて前記光素子の温度を導出し、導出した前記光素子の温度に基づいて前記光素子の動作を制御する制御手段を具備することを特徴とする。 An optical element module according to a second invention is the optical element module according to the first invention, wherein the temperature of the optical element is derived based on a resistance value of the positive temperature coefficient heater, and the optical element is calculated based on the derived temperature of the optical element. And a control means for controlling the operation.
第3の発明に係る光素子モジュールは、第2の発明において、前記光素子が半導体レーザであり、前記制御手段が、測定した前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて前記半導体レーザの光出力を制御することを特徴とする。 The optical element module according to a third aspect of the present invention is the optical element module according to the second aspect, wherein the optical element is a semiconductor laser, and the control means outputs the optical output of the semiconductor laser based on the measured resistance value of the positive temperature coefficient heater. It is characterized by controlling.
第4の発明に係る光素子モジュールは、第2の発明において、前記光素子がアバランシェフォトダイオードであり、前記制御手段が、測定した前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて前記アバランシェフォトダイオードの増倍率を制御することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical element module according to the second aspect, wherein the optical element is an avalanche photodiode, and the control means is configured to detect the avalanche photodiode based on the measured resistance value of the positive temperature coefficient heater. The multiplication factor is controlled.
第5の発明に係る光素子モジュールは、第2の発明において、前記光素子が光変調器集積化レーザであり、前記制御手段が、前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて前記光変調器集積化レーザの光変調器に印加する電圧を制御することを特徴とする。 An optical element module according to a fifth invention is the optical element module according to the second invention, wherein the optical element is an optical modulator integrated laser, and the control means is configured to control the optical modulator based on a resistance value of the positive temperature coefficient heater. The voltage applied to the optical modulator of the integrated laser is controlled.
第6の発明に係る光素子モジュールは、第3又は第5の発明において、前記光素子がルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型光素子であることを特徴とする。 An optical element module according to a sixth invention is characterized in that, in the third or fifth invention, the optical element is a buried optical element having a semi-insulating buried layer doped with ruthenium.
第7の発明に係る光素子モジュールは、第1乃至第6のいずれか一つの発明において、前記光素子の特性の制御を、前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて検出した前記光素子の温度と、あらかじめ測定された光素子の温度特性とを比較することにより行うことを特徴とする。 An optical element module according to a seventh invention is the optical element module according to any one of the first to sixth inventions, wherein the control of the characteristic of the optical element is detected based on the resistance value of the positive temperature coefficient heater. It is characterized by comparing the temperature with the temperature characteristics of the optical element measured in advance.
第8の発明に係る光素子モジュールは、第1乃至第7のいずれか一つの発明において、前記正温度係数ヒータの外周部に、さらに断熱シートを設けたことを特徴とする。 An optical element module according to an eighth invention is characterized in that, in any one of the first to seventh inventions, a heat insulating sheet is further provided on an outer peripheral portion of the positive temperature coefficient heater.
第9の発明に係る光素子モジュールの製造方法は、光を入力又は出力する光素子と、前記光を集光するレンズと、前記レンズを介して前記光素子と光学結合される光ファイバと、前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定するパッケージと、前記パッケージの外周面を覆う正温度係数ヒータとを有する光素子モジュールを製造する方法であって、前記パッケージに前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定した後に前記パッケージの外出部をシート状正温度係数ヒータで覆う工程を有することを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical element module manufacturing method comprising: an optical element that inputs or outputs light; a lens that collects the light; an optical fiber that is optically coupled to the optical element via the lens; A method of manufacturing an optical element module having a package for housing and fixing the optical element, the lens and the optical fiber, and a positive temperature coefficient heater covering an outer peripheral surface of the package, wherein the optical element, The method includes a step of covering the outside portion of the package with a sheet-like positive temperature coefficient heater after housing and fixing the lens and the optical fiber.
第10の発明に係る光素子モジュールの製造方法は、第9の発明において、半導体光素子をステムに固定する工程と、前記半導体光素子をキャップにより封止する工程と、少なくとも前記ステム及び前記キャップの表出部を前記シート状正温度係数ヒータで覆う工程を有することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical element module manufacturing method according to the ninth aspect, the step of fixing the semiconductor optical element to the stem, the step of sealing the semiconductor optical element with a cap, and at least the stem and the cap A step of covering the exposed portion with the sheet-like positive temperature coefficient heater.
第11の発明に係る光素子モジュール特性安定化装置は、光を入力又は出力する光素子、及び前記光を集光するレンズ、及び前記レンズを介して前記光素子と光学結合される光ファイバ、及び前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定するパッケージ、及び前記パッケージの外周面を覆う正温度係数ヒータを有する光素子モジュールと、前記光素子を駆動する光素子用電源と、前記正温度係数ヒータに電圧を印加するヒータ用電圧源と、前記ヒータ用電圧源から電圧を印加され前記正温度係数ヒータの抵抗値を測定する抵抗計と、前記抵抗計によって測定された前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて前記光素子用電源が前記光素子に印加する電圧又は電流を調整する制御装置とを備えることを特徴とする。 An optical element module characteristic stabilization device according to an eleventh aspect of the invention is an optical element that inputs or outputs light, a lens that collects the light, and an optical fiber that is optically coupled to the optical element via the lens, And an optical element module having a positive temperature coefficient heater that covers an outer peripheral surface of the optical element, a package that houses and fixes the lens and the optical fiber, an optical element power source that drives the optical element, A heater voltage source for applying a voltage to the positive temperature coefficient heater, a resistance meter for applying a voltage from the heater voltage source and measuring a resistance value of the positive temperature coefficient heater, and the positive temperature measured by the resistance meter The optical element power supply includes a control device that adjusts a voltage or a current applied to the optical element based on a resistance value of a coefficient heater.
第12の発明に係る光素子モジュールの温度特性制御方法は、光を入力又は出力する光素子と、前記光を集光するレンズと、前記レンズを介して前記光素子と光学結合される光ファイバと、前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定するパッケージと、シート状に形成され、前記パッケージの外周部に設けられて所定の温度で一定となる正温度係数ヒータとを有する光素子モジュールの温度特性を制御する方法であって、前記正温度係数ヒータの抵抗値を測定し、測定した前記抵抗値に基づいて光素子の温度を導出し、導出した光素子の温度とあらかじめ測定した前記光素子の温度特性とを比較して前記光素子の動作電流を調整することを特徴とする光素子モジュールの温度特性制御方法。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an optical element module temperature characteristic control method comprising: an optical element that inputs or outputs light; a lens that collects the light; and an optical fiber that is optically coupled to the optical element via the lens. And a package that houses and fixes the optical element, the lens, and the optical fiber, and a positive temperature coefficient heater that is formed in a sheet shape and is provided on the outer periphery of the package and is constant at a predetermined temperature. A method for controlling temperature characteristics of an element module, wherein the resistance value of the positive temperature coefficient heater is measured, the temperature of the optical element is derived based on the measured resistance value, and the temperature of the derived optical element is measured in advance. A temperature characteristic control method for an optical element module, wherein the operating current of the optical element is adjusted by comparing with the temperature characteristic of the optical element.
第13の発明に係る光素子モジュールの温度特性制御方法は、第12の発明において、前記正温度係数ヒータに電圧を印加するヒータ用電圧源が、前記正温度係数ヒータの温度が所定の値より小さい場合は前記正温度係数ヒータに一定の電圧を印加する一方、前記正温度係数ヒータの温度が所定の値以上の場合は前記正温度係数ヒータに一定の時間間隔で電圧を印加することを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the invention, in the twelfth aspect of the invention, the heater voltage source for applying a voltage to the positive temperature coefficient heater has a temperature of the positive temperature coefficient heater from a predetermined value. When the temperature is small, a constant voltage is applied to the positive temperature coefficient heater, and when the temperature of the positive temperature coefficient heater is equal to or higher than a predetermined value, a voltage is applied to the positive temperature coefficient heater at regular time intervals. And
上述した本発明に係る光素子モジュールによれば、半導体光素子の温度を制御するために正温度係数ヒータを用いる構成としたことにより、従来のペルチェ素子を用いた温度制御に比較して、簡便で廉価な光素子モジュールを実現することが可能となる。詳しくは、正温度係数ヒータは、電圧を印加すると自らの発熱により加熱する一方、温度の上昇とともに抵抗値が指数関数的に増加し、所定の温度で一定となる自己制御機能を有することから、従来のペルチェ素子や熱線ヒータのような外部の制御機能を必要としないため、簡便で廉価な光素子モジュールを実現することが可能となるのである。 According to the above-described optical element module according to the present invention, the configuration using the positive temperature coefficient heater to control the temperature of the semiconductor optical element makes it easier than the conventional temperature control using the Peltier element. And an inexpensive optical element module can be realized. Specifically, the positive temperature coefficient heater has a self-control function in which a resistance value increases exponentially as the temperature rises and becomes constant at a predetermined temperature while heating by its own heat when a voltage is applied. Since an external control function such as a conventional Peltier element or a heat ray heater is not required, a simple and inexpensive optical element module can be realized.
また、正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて光素子の特性を制御することができるため、光素子の動作温度が変化した場合であっても、正温度係数ヒータの抵抗値から光素子の温度変化を速やかに検知し、種々の制御を行うことができる。 In addition, since the characteristics of the optical element can be controlled based on the resistance value of the positive temperature coefficient heater, the temperature of the optical element can be determined from the resistance value of the positive temperature coefficient heater even when the operating temperature of the optical element changes. Changes can be detected quickly and various controls can be performed.
例えば、光素子モジュールが半導体レーザモジュールである場合は、該正温度係数ヒータの抵抗値から半導体レーザの温度を導出し、導出された温度に基づいて光出力をフィードフォワード制御することができるため、光モニタ用受光素子を省略することが可能である。また、光素子モジュールがアバランシェフォトダイオードモジュールである場合は、該正温度係数ヒータの抵抗値からアバランシェフォトダイオードの温度を導出し、導出された温度に基づいて増倍率制御することが可能である。また、光素子モジュールが光変調器集積化レーザモジュールである場合は、該正温度係数ヒータの抵抗値から光変調器集積化レーザの温度を導出し、導出された温度に基づいて光変調器集積化レーザの光変調器に印加する電圧を制御することが可能である。 For example, when the optical element module is a semiconductor laser module, the temperature of the semiconductor laser can be derived from the resistance value of the positive temperature coefficient heater, and the optical output can be feedforward controlled based on the derived temperature. The light monitoring light receiving element can be omitted. When the optical element module is an avalanche photodiode module, the temperature of the avalanche photodiode can be derived from the resistance value of the positive temperature coefficient heater, and the multiplication factor can be controlled based on the derived temperature. If the optical element module is an optical modulator integrated laser module, the temperature of the optical modulator integrated laser is derived from the resistance value of the positive temperature coefficient heater, and the optical modulator integrated based on the derived temperature. It is possible to control the voltage applied to the optical modulator of the laser.
更には、搭載する光素子を、ルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型光素子とすれば、高速伝送が可能な廉価な光素子モジュールを実現することができる。 Furthermore, if the optical element to be mounted is an embedded optical element having a semi-insulating embedded layer doped with ruthenium, an inexpensive optical element module capable of high-speed transmission can be realized.
また、本発明に係る光素子モジュールの製造方法によれば、従来用いられていた光素子モジュールの製造方法に、パッケージの外出部をシート状正温度係数ヒータで覆う工程を加えるだけで、上記機能を有する、低価格、コンパクトな光素子モジュールを作製することができる。 In addition, according to the method for manufacturing an optical element module according to the present invention, the above-described function can be obtained by adding a process of covering the outside portion of the package with a sheet-like positive temperature coefficient heater to the conventionally used method for manufacturing an optical element module. A low-priced and compact optical element module having the above can be manufactured.
以下に示す実施例において、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 In the following examples, embodiments of the present invention will be described in detail.
以下、本発明の第1の実施例を図1〜図6を用いて説明する。図1は本実施例に係る半導体レーザモジュールの一部を破断して示す外観図、図2は本実施例に係る半導体レーザモジュール本体の断面構造図、図3は本実施例に係る半導体モジュールの製造方法の一部を示す説明図、図4は本実施例の正温度係数ヒータの制御装置を示すブロック図、図5は本実施例において正温度係数ヒータに印加する電圧の例を示す説明図、図6(a)は本実施例における正温度係数ヒータの抵抗値と半導体レーザの温度との関係を示すグラフ、図6(b)は本実施例における半導体レーザの温度と発光波長の関係を示すグラフ、図6(c)は本実施例における半導体レーザの動作電流と発光波長の関係を示すグラフである。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external view showing a part of a semiconductor laser module according to the present embodiment, FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor laser module main body according to the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a control device for the positive temperature coefficient heater of this embodiment, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a voltage applied to the positive temperature coefficient heater in this embodiment. FIG. 6A is a graph showing the relationship between the resistance value of the positive temperature coefficient heater and the temperature of the semiconductor laser in this embodiment, and FIG. 6B shows the relationship between the temperature of the semiconductor laser and the emission wavelength in this embodiment. FIG. 6C is a graph showing the relationship between the operating current of the semiconductor laser and the emission wavelength in this example.
図1に示す光素子モジュールは、10Gbpsイーサネット(登録商標)用光伝送システムで用いられる1.3μm帯分布帰還形半導体レーザモジュール(以下、単に「半導体レーザモジュール」という)であり、モジュール本体100にレーザ温度制御手段としての正温度係数ヒータ201を設けた構成となっている。
The optical element module shown in FIG. 1 is a 1.3 μm band distributed feedback semiconductor laser module (hereinafter simply referred to as “semiconductor laser module”) used in an optical transmission system for 10 Gbps Ethernet (registered trademark). A positive
図1〜図3を用いて詳述すると、本実施例においてモジュール本体100は、略円筒状に形成された筐体101の一方の端面101a側に板状のステム102を配置し、このステム102の筐体101側に位置する搭載面102aに、光素子として、光信号を送信する送信素子である1.3μm帯分布帰還形半導体レーザ(以下、単に「半導体レーザ」という)103を搭載している。半導体レーザ103は、ステム102を貫通して設けられた複数のピン104に電気的に接続されている。
Referring to FIGS. 1 to 3 in detail, in this embodiment, the module
ステム102の前記搭載面102aには、さらに半導体レーザ103を覆うキャップ105が固定されており、キャップ105により半導体レーザ103の周囲を封止する構造となっている。キャップ105は前記搭載面102aに固定される一方、筐体101の上記一方の端面101a側に取り付けられており、キャップ105の半導体レーザ103に対向する部分には、光を集光するレンズ106が支持されている。
A
筐体101の他方の端面101b側には、フェルール107を介して光ファイバ108を保持するフェルールカラー109が取り付けられている。光ファイバ108の筐体101側に位置する端面には光アイソレータ110が固定されている。
A
これにより、フェルールカラー109に保持された光ファイバ108は、レンズ106および光アイソレータ110を介して半導体レーザ103と光学接続されている。図1〜図3に示す構造とすることにより、モジュール本体100は製造コストが安価なものとなる。
Thereby, the
なお、キャップ105、フェルール107、フェルールカラー109は、金属製の加工部品であり、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ溶接に適した材料(SUS304、SF20T等)を使用することが好ましい。
The
正温度係数ヒータ201は、図3に示すように、上述したモジュール本体100のステム102の外周面から筐体101の一部にわたる部分を覆うように取り付けられる。正温度係数ヒータ201には、電源を接続するためにリード線202が設けられている。ここで、正温度係数ヒータ201は、シリコン樹脂などの柔軟性を有する材料を用いてシート状に形成されたものである。このため、モジュール本体に凹凸がある場合であっても、モジュール本体に隙間なく密着させることが可能となり、加熱効率を向上させることができる。本実施例では、正温度係数ヒータ201は幅が4mm、長さが35mm、厚さが約1mmとし、直径5.6mmのステム102にほぼ二巻きすることができる長さとした。
As shown in FIG. 3, the positive
さらに、正温度係数ヒータ201の二巻き目に該当する長さ約18mmの部分(図3中、破線部より右側部分)には、その外周部、換言すると、該正温度係数ヒータ201を巻回した状態における外周面部分に断熱シート203が設けられており、正温度係数ヒータ201をモジュール本体に巻き終わったときに正温度係数ヒータ201が断熱シート203によって覆われるように構成されている。なお、このような正温度係数ヒータ201の取り付けは、半導体レーザモジュールがトランシーバ内に実装された状態であっても行うことができる。なお、図1に示す正温度係数ヒータ201、断熱シート203は断面構造を示している。
Further, a portion having a length of about 18 mm corresponding to the second winding of the positive temperature coefficient heater 201 (a portion on the right side of the broken line portion in FIG. 3) is wound around the outer peripheral portion, in other words, the positive
図4〜図6を用いて本実施例に係る半導体レーザモジュールの温度制御方法について説明する。 A temperature control method for the semiconductor laser module according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4に示すように、本実施例においてモジュール本体100に搭載された半導体レーザ103には該半導体レーザ103を駆動するための半導体レーザ用電源121が接続されている。また、正温度係数ヒータ201には、該正温度係数ヒータ201における抵抗値を測定する抵抗計122と、正温度係数ヒータ201及び抵抗計122に電圧を印加するためのヒータ用電圧源123とが接続されている。半導体レーザ用電源121及び抵抗計122は、制御手段としての制御装置124に接続されている。
As shown in FIG. 4, a semiconductor
制御装置124は、抵抗計122によって計測された正温度係数ヒータ201の抵抗値に基づいて半導体レーザ103の温度を導出し、導出した温度に基づいて半導体レーザ用電源121が半導体レーザ103に印加する電流(又は電圧)を調整して、半導体レーザ103の発振波長を制御する。なお、本実施例では図4に示すように抵抗計122を設け、これにより検知した抵抗値に基づいて半導体レーザ103の温度を導出する例を示したが、抵抗計122に変えて電流計を設け、検知した電流値に基づいて半導体レーザ103の温度を導出するようにしても良い。
The
本実施例による作用効果を説明する。半導体レーザ103を動作させると半導体レーザ103自体の温度が上昇し、これに伴って半導体レーザモジュールの温度が上昇する。また、正温度係数ヒータ201においても、電圧を印加されることにより温度が上昇すると抵抗が増加して正温度係数ヒータ201に流れる電流量が減少する。
The effect by a present Example is demonstrated. When the
正温度係数ヒータ201の抵抗値が増加した場合、抵抗値の増加量(抵抗計122に変えて電流計を設けた場合は、ヒータ電流の減少量)を計測すれば、半導体レーザ103の温度を検知することができる。本実施例においては、例えば図6(a)に示すような正温度係数ヒータ201の抵抗値と半導体レーザ103の温度との関係を、参考値(以下、第一参考値という)としてあらかじめ制御装置124に記憶しておく。測定された抵抗値を制御装置124に入力し、該制御装置124において上記第一参考値と比較することにより、半導体レーザ103の温度が導出される。本実施例では、図6(a)に示すように、抵抗値がR1からR2へと増加した場合は、半導体レーザ103の温度がT1からT2へ上昇したことを導出することができる。
If the resistance value of the positive
また、例えば図6(b)に示すように、半導体レーザ103においては温度の上昇に伴い発振波長が増加する。図6(b)においては、半導体レーザ103の温度がT1からT2に上昇すると、半導体レーザ103の発振波長はλ1からλ2に増加することがわかる。
For example, as shown in FIG. 6B, in the
さらに、例えば図6(c)に示すように、半導体レーザ103の発振波長は半導体レーザ103の動作電流量によって変化する。従って、半導体レーザ103の温度と発振波長との関係を測定し、この関係により正温度係数ヒータ201の電流量に基づいて検知された半導体レーザ103の温度から所定の発振波長を出力するための動作電流を導出し、導出した温度と発振波長と動作電流の関係を、参考値(以下、第二参考値という)としてあらかじめ制御装置124に記憶しておくものとする。
Further, for example, as shown in FIG. 6C, the oscillation wavelength of the
本実施例においては、制御装置124に入力される計測された正温度係数ヒータ201の抵抗値に基づいて半導体レーザ103の温度が導出され、この導出された温度と、制御装置124に第二参考値として記憶された温度、発振波長および動作電流との関係から半導体レーザ103に必要な動作電流が決定される。
In the present embodiment, the temperature of the
そして抵抗計122によって計測した正温度係数ヒータ201における抵抗値に基づいて導出した動作電流値を半導体レーザ103の動作電流として設定する、換言すると、制御装置124によって半導体レーザ用電源121が半導体レーザ103に印加する電流を調整することにより、半導体レーザ103の発振波長が所定の発振波長になるように制御することができる。図6(c)に示すように、例えば半導体レーザ103の温度がT2の場合、半導体レーザ103の動作電流をI2からI1に低減することにより半導体レーザ103の発振波長をλ2からλ1に変化させることができる。
Then, the operating current value derived based on the resistance value in the positive
よって、半導体レーザ103の温度がT1からT2へ温度が上昇しても、該半導体レーザ103の動作電流をI2からI1に低減することにより半導体レーザ103の発振波長をλ1に維持することができる。以上のように、半導体レーザ103において温度上昇に伴い発振波長が大きくなろうとするのに対して、制御装置124を用いて半導体レーザ103の動作電流を調整することで、半導体レーザ103の温度変化による発振波長の変動を抑制し、半導体レーザの動作の安定化を図ることができる。
Therefore, even if the temperature of the
なお、図5に示すように、本実施例においてヒータ用電圧源123は、正温度係数ヒータ201の温度が設定値以下である場合には正温度係数ヒータ201に一定の電圧を印加する一方、正温度係数ヒータ201の温度が設定値以上である場合は省電力化のために原則として正温度係数ヒータ201に印加する電圧を零とする。但し、正温度係数ヒータ201の温度が設定値以下の間印加する電圧を零とすると、抵抗計122による抵抗値の測定を行うことができず、半導体レーザ103の温度推移を測定することができない。従って、正温度係数ヒータ201の温度が設定値以上である場合には、正温度係数ヒータ201の温度をモニタするため、一定の時間間隔でパルス状の電圧を印加するようにする。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
このように、正温度係数ヒータ201の温度が設定値以上の場合に印加電圧をパルス状とすれば、電圧の印加時間が短いために正温度係数ヒータ201や半導体レーザモジュールの温度を上昇させることなく半導体レーザ103の温度をモニタすることができる。正温度係数ヒータ201の温度が設定値以下になった場合には、再度正温度係数ヒータ201に一定の電圧を印加するものとする。
In this way, if the applied voltage is pulsed when the temperature of the positive
なお、パルス状の電圧を印加する時間間隔は一定でなくてもよい。また、正温度係数ヒータ201に印加する電圧は一定でなくても良く、測定される温度に応じて変化させることでより効率的に温度制御することが可能である。
Note that the time interval for applying the pulse voltage need not be constant. Further, the voltage applied to the positive
以下、図7を用いて本発明の第2の実施例を説明する。図7は本実施例による半導体レーザモジュールの発振波長と動作温度の関係を示すグラフであり、正温度係数ヒータの飽和温度を60℃に設定した場合の例である。本実施例は、図1〜6に示し上述した実施例1の半導体レーザモジュールにおいて、正温度係数ヒータ201の飽和温度をあらかじめ設定する例であり、以下、図1〜6に示し上述した部材と同一の部材には同一符号を付して説明するものとし、実施例1と重複する説明は省略する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the oscillation wavelength of the semiconductor laser module according to the present embodiment and the operating temperature, and is an example when the saturation temperature of the positive temperature coefficient heater is set to 60 ° C. This example is an example in which the saturation temperature of the positive
実際のWDM(波長多重)通信システムにおいては、複数の波長の光信号が通信に用いられるため、波長信号ごとの安定性は重要であり、波長が10nm変動すると問題が生じるため、波長変動を2nm程度に抑制する必要がある。しかしながら、従来、−10℃から85℃の温度変動においては波長が10nm程度変動する場合があった。実際に室温(20℃程度)で半導体レーザを動作させ続けると、半導体レーザ自体が発熱して半導体レーザの温度が上昇し続け、パッケージなどの密閉状態では85℃以上に上昇する。この温度上昇により波長の変動は10nm以上になり、WDM通信システムへの適用が困難となっていた。 In an actual WDM (wavelength division multiplexing) communication system, optical signals having a plurality of wavelengths are used for communication. Therefore, stability for each wavelength signal is important, and problems occur when the wavelength varies by 10 nm. It is necessary to suppress to a certain extent. Conventionally, however, the wavelength fluctuates by about 10 nm when the temperature fluctuates from −10 ° C. to 85 ° C. When the semiconductor laser is actually operated at room temperature (about 20 ° C.), the semiconductor laser itself generates heat and the temperature of the semiconductor laser continues to rise, and rises to 85 ° C. or higher in a sealed state such as a package. Due to this temperature rise, the fluctuation of the wavelength becomes 10 nm or more, which makes it difficult to apply to a WDM communication system.
本実施例では、上述した実施例1の半導体レーザモジュールにおいて、正温度係数ヒータ201の飽和温度をあらかじめ60℃に設定した。つまり、正温度係数ヒータ201に飽和温度が60℃になるように電圧を印加するようにした。正温度係数ヒータ201は、電流が流れると発熱して温度が上昇する。これに伴って該正温度係数ヒータ201に流れる電流は減少し、正温度係数ヒータ201の温度が60℃に達すると、電流量が一定になり、発熱量も一定となって、正温度係数ヒータ201の温度は60℃一定に維持される。
In this example, in the semiconductor laser module of Example 1 described above, the saturation temperature of the positive
この状況下で、実施例1と同様に正温度係数ヒータ201を用いてレーザ特性の温度変動を制御すると半導体レーザ103自体が発熱しても60℃までは発振波長が一定であり、80℃程度までの温度上昇において半導体レーザ103の発振波長の変動を2nm程度に抑制できる。
Under this circumstance, when the temperature variation of the laser characteristics is controlled using the positive
詳細には図7に示すように、本実施例に係る正温度係数ヒータを具備する構成の場合、図中実線で示すように−10℃〜85℃の動作温度範囲において、発振波長は1314nm〜1316nmと約2nmの変動に抑制されていることが分かる。これに対し、正温度係数ヒータを設けない従来構成の場合、図中破線で示すように−10℃〜85℃の動作温度範囲において発振波長は1306nm〜1316nmと約10nm変動している。 Specifically, as shown in FIG. 7, in the case of the configuration including the positive temperature coefficient heater according to the present embodiment, the oscillation wavelength is 1314 nm to -10 ° C. to 85 ° C. in the operating temperature range as shown by the solid line in the drawing. It can be seen that fluctuations of 1316 nm and about 2 nm are suppressed. On the other hand, in the case of the conventional configuration in which no positive temperature coefficient heater is provided, the oscillation wavelength fluctuates by about 10 nm from 1306 nm to 1316 nm in the operating temperature range of −10 ° C. to 85 ° C. as indicated by the broken line in the figure.
なお、正温度係数ヒータ201の温度を高温に設定すればするほど半導体レーザ103の発振波長の温度変動を抑制可能な範囲は拡大できるが、半導体レーザ103の光出力は低下する。一方、温度設定を比較的低温にすれば半導体レーザ103の光出力の低下は抑制できるが、半導体レーザ103の発振波長の温度変動を抑制可能な範囲は縮小する。従って、正温度係数ヒータ201の設定温度は半導体レーザ103の特性と素子適用条件下での許容範囲によって決定すれば好適である。例えば、本実施例のように半導体レーザを通信システムに適用する場合であれば、50℃から100℃の範囲で設定することができ、60℃から85℃の範囲で有効である。
As the temperature of the positive
このように実施例1の光素子モジュールにおいて、正温度係数ヒータ201の飽和温度を適度な値に設定することにより、半導体レーザ103の発振波長の温度変動をWDM通信システムに適用可能な範囲に抑制することができる。
As described above, in the optical element module according to the first embodiment, by setting the saturation temperature of the positive
以下、図8を用いて本発明の第3の実施例を説明する。図8は本実施例による半導体レーザモジュールの光出力、及び動作電流の動作温度依存性を示すグラフである。本実施例は、上述した実施例1の半導体レーザモジュールにおいて、制御装置124が、正温度係数ヒータ201の抵抗値から温度を検知し、検知した温度に基づいて光出力の温度変動をフィードフォワード制御する例であり、以下、図1〜6に示し上述した部材と同一の部材には同一符号を付して説明するものとし、実施例1と重複する説明は省略する。
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing the operating temperature dependence of the optical output and operating current of the semiconductor laser module according to this example. In this embodiment, in the semiconductor laser module of the first embodiment described above, the
従来の半導体レーザモジュールにおいて半導体レーザの動作電流を60mA一定にした場合は、図8において破線で示すように動作温度によって半導体レーザの光出力が変動している。このため、従来の半導体レーザモジュールでは、光出力モニタ用受光素子を半導体レーザの直近に搭載し、その電流値が一定になるように制御することで光出力を安定化させている。しかし、結合効率などの温度変動の他の要因によりトラッキングエラーが発生してしまうおそれがあった。 When the operating current of the semiconductor laser is kept constant at 60 mA in the conventional semiconductor laser module, the optical output of the semiconductor laser varies depending on the operating temperature as shown by the broken line in FIG. For this reason, in a conventional semiconductor laser module, a light output monitor light receiving element is mounted in the immediate vicinity of the semiconductor laser, and the light output is stabilized by controlling the current value to be constant. However, a tracking error may occur due to other factors of temperature variation such as coupling efficiency.
これに対し、制御装置124によって、正温度係数ヒータ201の抵抗値から温度を検知し、フィードフォワード制御する本実施例の半導体レーザモジュールは、図8中実線で示すように半導体レーザ103光出力値が安定していることが分かる。
In contrast, the semiconductor laser module of the present embodiment, in which the
本実施例に係る半導体レーザモジュールによれば、全ての温度変動要因を考慮して制御することが可能であるため、より安定化した光出力を得ることができるのである。 The semiconductor laser module according to the present embodiment can be controlled in consideration of all temperature fluctuation factors, so that a more stable light output can be obtained.
以下、図9を用いて本発明の第4の実施例を説明する。図9は本実施例に係る光素子モジュールを示す部分断面図であり、図1乃至図3に示し上述したものと同一の構成を有する部材には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the optical element module according to the present embodiment. Members having the same configurations as those shown in FIGS. Omitted.
本実施例に係る光素子モジュールは、10Gbps光伝送システムで用いられるアバランシェフォトダイオードモジュールであり、モジュール本体300に正温度係数ヒータ201を設けた構成となっている。
The optical element module according to the present embodiment is an avalanche photodiode module used in a 10 Gbps optical transmission system, and has a configuration in which a positive
図9に示すように、本実施例に係るアバランシェフォトダイオードモジュールは、モジュール本体300に正温度係数ヒータ201を設けて構成されている。本実施例のモジュール本体300においては、略円筒状に形成された筐体301の一方の端面301a側に板状のステム302が配置され、このステム302の筐体301側に位置する搭載面302aに、光素子として、光信号を受信する受光素子であるアバランシェフォトダイオード(APD)303が搭載されている。アバランシェフォトダイオード303は、ステム302を貫通して設けられている複数のピン304に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 9, the avalanche photodiode module according to the present embodiment is configured by providing a
ステム302の前記搭載面302aには、アバランシェフォトダイオード303を覆うようにキャップ305が固定されており、該キャップ305は筐体301の一方の端面301a側に取り付けられている。キャップ305のアバランシェフォトダイオード303に対向する部分には、光を集光するレンズ306が支持されている。なお、キャップ305は、ステム302の搭載面302aに固定されることによりアバランシェフォトダイオード303の周囲を封止する構造となっている。
A
また、筐体301の他方の端面301b側には、フェルール307を介して光ファイバ308を保持するフェルールカラー309が取り付けられている。
Further, a
これにより、フェルールカラー309に保持された光ファイバ308は、レンズ306を介してアバランシェフォトダイオード303と光学接続されている。モジュール本体は図9に示す構造とすることで製造コストが安価なものとなる。
Thus, the
なお、キャップ305、フェルール307、フェルールカラー309は、金属製の加工部品であり、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ溶接に適した材料(SUS304、SF20T等)を使用することが好ましい。
The
モジュール本体の筐体301の一部からステム302の外周面にわたる部分には、一部に断熱シート203で覆われた正温度係数ヒータ201が取り付けられ、本実施例のアバランシェフォトダイオードモジュールが完成する。なお、正温度係数ヒータ201には、電源を接続するためにリード線(図示省略)が設けられている。
A portion of the module
本実施例に係るアバランシェフォトダイオードモジュールによれば、正温度係数ヒータ201により該モジュールの温度が変動した場合であっても、アバランシェフォトダイオード303の動作温度の変動は抑えられるため、電圧調整による増倍率制御がほぼ不要となる。また、万が一、アバランシェフォトダイオード303の動作温度が変化した場合であっても、制御手段として図4に示す構成と同様の構成を設けて正温度係数ヒータ201の抵抗値からアバランシェフォトダイオード303の温度を導出し、増倍率制御を行うことが可能である。
According to the avalanche photodiode module according to the present embodiment, even if the temperature of the module fluctuates due to the positive
従来のアバランシェフォトダイオードモジュールでは、モジュール外部に設置されたサーミスタにより温度を検知し、増倍率制御を行っていた。しかし、モジュールとサーミスタの間には数cmオーダーの距離があり、温度変動の検知の遅れや誤差が生じる可能性があった。 In the conventional avalanche photodiode module, the temperature is detected by a thermistor installed outside the module, and gain control is performed. However, there is a distance on the order of several centimeters between the module and the thermistor, and there is a possibility that a delay or error in detection of temperature fluctuations occurs.
これに対し、本実施例に係るアバランシェフォトダイオードモジュールによれば、正温度係数ヒータ201はアバランシェフォトダイオード303と直接熱接触しているステムと熱接触してアバランシェフォトダイオード303の温度を検知しているため、より精度が高く、応答の速い増倍率制御が可能なアバランシェフォトダイオードモジュールを実現することができる。
In contrast, according to the avalanche photodiode module according to the present embodiment, the positive
以下、図10を用いて本発明の第5の実施例を説明する。図10は本実施例に係る光素子モジュールの構造を示す部分断面図であり、図1乃至図3に示し上述したものと同一の構成を有する部材には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 The fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the structure of the optical element module according to the present embodiment. Members having the same configurations as those shown in FIGS. Is omitted as appropriate.
本実施例に係る光素子モジュールは、10Gbps光伝送システムで用いられるルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型光変調器集積化(EA−DFB)レーザモジュールである。 The optical element module according to the present embodiment is an embedded optical modulator integrated (EA-DFB) laser module having a semi-insulating embedded layer doped with ruthenium used in a 10 Gbps optical transmission system.
図10に示すように、本実施例に係る埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールは、モジュール本体400に正温度係数ヒータ201を設けて構成されている。詳述すると、本実施例のモジュール本体においては、略円筒状に形成された筐体401の一方の端面401a側に板状のステム402が配置され、このステム402の筐体401側に位置する搭載面402aに、光素子として、光信号を発信する発光素子である埋め込み型光変調器集積化レーザ403が搭載されている。埋め込み型光変調器集積化レーザ403は、ステム402を貫通して設けられている複数のピン404に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 10, the embedded optical modulator integrated laser module according to this embodiment is configured by providing a positive
ステム402の前記搭載面402aには、埋め込み型光変調器集積化レーザ403を覆うようにキャップ405が固定されており、該キャップ405は筐体401の一方の端面401a側に取り付けられている。キャップ405の埋め込み型光変調器集積化レーザ403に対向する部分には、光を集光するレンズ406が支持されている。なお、キャップ405は、ステム402の搭載面402aに固定されることにより埋め込み型光変調器集積化レーザ403の周囲を封止する構造となっている。
A
また、筐体401の他方の端面401b側には、フェルール407を介して光ファイバ408を保持するフェルールカラー409が取り付けられている。光ファイバ408の筐体401側に位置する端面には光アイソレータ410が固定されている。
A
これにより、フェルールカラー409に保持された光ファイバ408は、レンズ406および光アイソレータ410を介して埋め込み型光変調器集積化レーザ403と光学接続されている。モジュール本体は図10に示す構造とすることで製造コストが安価なものとなる。
Accordingly, the
なお、キャップ405、フェルール407、フェルールカラー409は、金属製の加工部品であり、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ溶接に適した材料(SUS304、SF20T等)を使用することが好ましい。
The
モジュール本体の筐体401の一部からステム402の外周面にわたる部分には、一部に断熱シート203で覆われた正温度係数ヒータ201が取り付けられ、本実施例の埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールが完成する。なお、正温度係数ヒータ201には、電源を接続するためにリード線(図示省略)が設けられている。
A positive
本実施例に係る埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールによれば、正温度係数ヒータ201による埋め込み型光変調器集積化レーザ401の動作温度の安定化が図られる。また、万が一動作温度が変化した場合でも、制御手段として図4に示す構成と同様の構成を設けて正温度係数ヒータ201の抵抗値から温度を導出し、フィードフォワード制御を行うことが可能である。
According to the embedded optical modulator integrated laser module according to the present embodiment, the operating temperature of the embedded optical modulator integrated
従来の埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールでは光出力モニタ用受光素子を埋め込み型光変調器集積化レーザ直近に搭載し、その電流値が一定になるように制御することで光出力を安定化させる構造であるため、結合効率などの温度変動の他の要因によりトラッキングエラーが発生する虞があった。 In conventional embedded optical modulator integrated laser modules, a light receiving element for optical output monitoring is mounted in the immediate vicinity of the embedded optical modulator integrated laser, and the optical output is stabilized by controlling the current value to be constant. Because of this structure, tracking errors may occur due to other factors of temperature fluctuations such as coupling efficiency.
これに対し、本実施例に係る埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールによれば、全ての温度変動要因を考慮して制御することが可能であるため、より安定化した光出力を得る埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールを実現することが可能である。 On the other hand, according to the embedded optical modulator integrated laser module according to the present embodiment, since it is possible to control in consideration of all temperature fluctuation factors, the embedded type that obtains a more stable light output. It is possible to realize an optical modulator integrated laser module.
更に、本実施例に係る埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールは、モジュールの動作温度が変動した場合であっても埋め込み型光変調器集積化レーザ401の動作温度変動は抑えられ、変調器印加電圧の制御がほぼ不要になる。さらには、万が一埋め込み型光変調器集積化レーザ401の温度が変化した場合であっても、正温度係数ヒータ201の抵抗値から埋め込み型光変調器集積化レーザ401の温度を導出し、変調器印加電圧の制御を行うことができる。
Furthermore, the embedded optical modulator integrated laser module according to the present embodiment can suppress the fluctuation of the operating temperature of the embedded optical modulator integrated
従来の埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールでは、モジュール内部に設置されたサーミスタにより温度を検知し、変調器印加電圧の制御を行っていた。しかし、ステムにサーミスタ専用のピンを設置することが必要になり、従来用いられていたステムの変更が必要であった。 In a conventional embedded type optical modulator integrated laser module, the temperature is detected by a thermistor installed inside the module to control the voltage applied to the modulator. However, it was necessary to install a dedicated pin for the thermistor on the stem, and it was necessary to change the conventionally used stem.
これに対して本実施例では、独立にリード線を備える正温度係数ヒータ201により温度を検知することができることにより従来のステムを変更なく用いることができるため、簡便で廉価な埋め込み型光変調器集積化レーザモジュールを実現することができる。更には、搭載する光素子がルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型光素子である光素子モジュールとすることで、高速伝送が可能な廉価な光素子モジュールを実現することができた。
On the other hand, in this embodiment, since the temperature can be detected by the positive
本発明は、半導体レーザに代表される半導体光素子を搭載した光素子モジュールに係り、特に光通信システム、光ネットワークに用いる光素子モジュールに適用して好適なものである。 The present invention relates to an optical element module equipped with a semiconductor optical element typified by a semiconductor laser, and is particularly suitable for application to an optical element module used in an optical communication system and an optical network.
101,301,401 筐体
102,302,402 ステム
103 1.3μm帯分布帰還形半導体レーザ
104,304,404 ピン
105,305,405 キャップ
106,306,406 レンズ
107,307,407 フェルール
108,308,408 光ファイバ
109,309,409 フェルールカラー
110,410 アイソレータ
121 半導体レーザ用電源
122 抵抗計
123 ヒータ用電圧源
124 制御装置
201 正温度係数ヒータ
202 ピン
203 断熱シート
303 アバランシェフォトダイオード
403 埋め込み型光変調器集積化レーザ
101, 301, 401
Claims (13)
前記光を集光するレンズと、
前記レンズを介して前記光素子と光学結合される光ファイバと、
前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定するパッケージとを有する光素子モジュールにおいて、
前記パッケージの外周部を、シート状に形成され、所定の温度で一定となる正温度係数ヒータで覆ったことを特徴とする光素子モジュール。 An optical element for inputting or outputting light;
A lens that collects the light;
An optical fiber optically coupled to the optical element through the lens;
In an optical element module having the optical element, the lens, and a package for housing and fixing the optical fiber,
An optical element module, wherein the outer periphery of the package is covered with a positive temperature coefficient heater that is formed in a sheet shape and is constant at a predetermined temperature.
前記光を集光するレンズと、
前記レンズを介して前記光素子と光学結合される光ファイバと、
前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定するパッケージと、
前記パッケージの外周面を覆う正温度係数ヒータと
を有する光素子モジュールを製造する方法であって、
前記パッケージに前記光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを収納・固定した後に前記パッケージの外出部をシート状正温度係数ヒータで覆う工程を有することを特徴とする光素子モジュールの製造方法。 An optical element for inputting or outputting light;
A lens that collects the light;
An optical fiber optically coupled to the optical element through the lens;
A package for housing and fixing the optical element, the lens and the optical fiber;
A method of manufacturing an optical element module having a positive temperature coefficient heater covering an outer peripheral surface of the package,
A method for manufacturing an optical element module, comprising: housing and fixing the optical element, the lens, and the optical fiber in the package; and covering the outside portion of the package with a sheet-like positive temperature coefficient heater.
前記光素子を駆動する光素子用電源と、
前記正温度係数ヒータに電圧を印加するヒータ用電圧源と、
前記ヒータ用電圧源から電圧を印加され前記正温度係数ヒータの抵抗値を測定する抵抗計と、
前記抵抗計によって測定された前記正温度係数ヒータの抵抗値に基づいて前記光素子用電源が前記光素子に印加する電圧又は電流を調整する制御装置と
を備えることを特徴とする光素子モジュール特性安定化装置。 An optical element that inputs or outputs light, a lens that condenses the light, an optical fiber that is optically coupled to the optical element via the lens, and the optical element, the lens, and the optical fiber that are housed and fixed And an optical element module having a positive temperature coefficient heater covering the outer peripheral surface of the package;
An optical element power source for driving the optical element;
A heater voltage source for applying a voltage to the positive temperature coefficient heater;
A resistance meter that applies a voltage from the heater voltage source and measures the resistance value of the positive temperature coefficient heater;
And a control device that adjusts a voltage or current applied to the optical element by the power supply for the optical element based on a resistance value of the positive temperature coefficient heater measured by the resistance meter. Stabilizer.
前記正温度係数ヒータの抵抗値を測定し、測定した前記抵抗値に基づいて光素子の温度を導出し、導出した光素子の温度とあらかじめ測定した前記光素子の温度特性とを比較して前記光素子の動作電流を調整する
ことを特徴とする光素子モジュールの温度特性制御方法。 An optical element that inputs or outputs light; a lens that collects the light; an optical fiber that is optically coupled to the optical element via the lens; and the optical element, the lens, and the optical fiber that are housed and fixed And a temperature characteristic of an optical element module having a positive temperature coefficient heater that is formed in a sheet shape and is provided on an outer peripheral portion of the package and is constant at a predetermined temperature,
The resistance value of the positive temperature coefficient heater is measured, the temperature of the optical element is derived based on the measured resistance value, and the temperature of the derived optical element is compared with the temperature characteristics of the optical element measured in advance. A method for controlling temperature characteristics of an optical element module, characterized by adjusting an operating current of the optical element.
ことを特徴とする請求項12に記載の光素子モジュールの温度特性制御方法。 The heater voltage source that applies a voltage to the positive temperature coefficient heater applies a constant voltage to the positive temperature coefficient heater when the temperature of the positive temperature coefficient heater is lower than a predetermined value, while the positive temperature coefficient heater 13. The method of controlling temperature characteristics of an optical element module according to claim 12, wherein a voltage is applied to the positive temperature coefficient heater at regular time intervals when the temperature of the optical element module is equal to or higher than a predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007138748A JP2008294262A (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Optical element module and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007138748A JP2008294262A (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Optical element module and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008294262A true JP2008294262A (en) | 2008-12-04 |
Family
ID=40168670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007138748A Withdrawn JP2008294262A (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Optical element module and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008294262A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010014100A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-13 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor laser element, has laser diode and positive temperature co-efficient resistor that are thermally connected with one another and arranged on heat sink and thermal conductive intermediate medium |
CN103036144A (en) * | 2012-12-28 | 2013-04-10 | 索尔思光电(成都)有限公司 | Transmitter Optical Subassembly (TOSA) outer heating device and control circuit |
KR101254321B1 (en) * | 2011-11-01 | 2013-04-16 | (주) 빛과 전자 | Optical transceiver for controlling self heating according to temperature changes |
CN107995705A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 武汉联特科技有限公司 | A kind of optical assembly applied to industrial temperature range |
CN111223849A (en) * | 2020-01-13 | 2020-06-02 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | Multi-channel integrated refrigeration single photon avalanche photodiode device |
-
2007
- 2007-05-25 JP JP2007138748A patent/JP2008294262A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010014100A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-13 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor laser element, has laser diode and positive temperature co-efficient resistor that are thermally connected with one another and arranged on heat sink and thermal conductive intermediate medium |
KR101254321B1 (en) * | 2011-11-01 | 2013-04-16 | (주) 빛과 전자 | Optical transceiver for controlling self heating according to temperature changes |
WO2013065989A1 (en) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | (주)빛과 전자 | Optical transceiver capable of controlling self-heating according to temperature |
US20150037043A1 (en) * | 2011-11-01 | 2015-02-05 | Lightron Fiber-Optic Devices Inc. | Optical Transceiver Capable of Controlling Self-Heating According to Temperature |
US9335770B2 (en) | 2011-11-01 | 2016-05-10 | Lightron Fiber-Optic Devices Inc. | Optical transceiver capable of controlling self-heating according to temperature |
CN103036144A (en) * | 2012-12-28 | 2013-04-10 | 索尔思光电(成都)有限公司 | Transmitter Optical Subassembly (TOSA) outer heating device and control circuit |
CN107995705A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 武汉联特科技有限公司 | A kind of optical assembly applied to industrial temperature range |
CN107995705B (en) * | 2017-11-30 | 2024-03-22 | 武汉联特科技股份有限公司 | Optical assembly applied to industrial temperature range |
CN111223849A (en) * | 2020-01-13 | 2020-06-02 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | Multi-channel integrated refrigeration single photon avalanche photodiode device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10139290B2 (en) | Optical temperature sensor and method for manufacturing optical temperature sensor | |
US20150023672A1 (en) | Wavelength-Tunable Laser Output Method and Tunable Laser Apparatus | |
JP7175264B2 (en) | optical transmitter | |
JP2008294262A (en) | Optical element module and its manufacturing method | |
JP2012084824A (en) | Temperature control of electronic apparatus | |
JP2002246683A (en) | Optical transmitter and optical transmission system | |
JP2009064829A (en) | Optical communication module, and optical transmission device | |
JP2010251646A (en) | Optical transmitter, optical transmitter-receiver, drive current control method, and method for measuring temperature | |
JP4983312B2 (en) | Optical transmission module and method for detecting wavelength change or degradation of emitted light | |
JP5005421B2 (en) | Temperature controller for wavelength locker, wavelength locker and optical module | |
JP5088866B2 (en) | Temperature controller for wavelength locker, wavelength locker and optical module | |
US10139289B2 (en) | Temperature measurement device, light emitting module and temperature measurement method | |
JPH02299277A (en) | Method and apparatus for stabilizing optical component temperature | |
JP2008135491A (en) | Solid-state laser device | |
JP6155513B2 (en) | Control method of light emitting module | |
JP2000228556A (en) | Semiconductor laser device | |
JP2006114774A (en) | Wavelength stabilizing semiconductor laser equipment | |
JP2014228694A (en) | Optical semiconductor element | |
JP2013131696A (en) | Optical module, optical transmitter, and optical module manufacturing method | |
JP2009252910A (en) | Solid-state laser device | |
JP2005150620A (en) | Semiconductor laser apparatus | |
JP2007258491A (en) | Temperature measurement method of light emitting element, transmitting method, light emitting device and transmitter | |
WO2020157886A1 (en) | Optical transmitter and method for controlling same | |
JP2005266282A (en) | Optical modulator | |
JP2007194671A (en) | Wavelength locker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100803 |