JP2010251717A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変調特性の良好なレーザ装置を提供する。
【解決手段】レーザ装置は、第１の搭載部２２に搭載された半導体レーザ２３と光結合する光変調器２４と、第１の搭載部２２と離間して配置された第２の搭載部３０と、第１の搭載部２２と第２の搭載部３０とを接続するブリッジ４０と、第２の搭載部３０に搭載され、ブリッジ４０上に設けられた伝送線路６０を介して光変調器２４を駆動するドライバＩＣ３２と、ブリッジ４０上に配置され、伝送線路６０に接続されたコンデンサ６２と、を備える。この構成によれば、コンデンサ６２をブリッジ４０に配置することにより、コンデンサ６２に対するドライバＩＣ３２の発熱の影響を低減することができる。その結果、変調特性の良好なレーザ装置を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体レーザを備えたレーザ装置に関する。

従来から、半導体レーザ及び光変調器を備えたレーザ装置が知られている。光変調器は、伝送線路を介してドライバＩＣにより駆動される。ここで、駆動のための直流バイアスが必要な光変調器を用いる場合には、これがドライバＩＣに流入することを防止するためのコンデンサが接続されている。

ところで、直流カット用コンデンサをドライバＩＣの近くに配置した場合、直流カット用コンデンサはドライバＩＣの発熱による影響を受けやすく、その特性が変動しやすいという問題がある。その結果、半導体レーザの光変調器へと伝達される信号に影響が生じ、変調特性が悪化してしまう場合があった。また、コンデンサの破壊などによる信頼性の低下が懸念されていた。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、変調特性の良好なレーザ装置を提供することを目的とする。

本レーザ装置は、第１の搭載部に搭載された半導体レーザと光結合する光変調器と、前記第１の搭載部と離間して配置された第２の搭載部と、前記第１の搭載部と前記第２の搭載部とを接続するブリッジと、前記第２の搭載部に搭載され、前記ブリッジ上に設けられた伝送線路を介して前記光変調器を駆動するドライバＩＣと、前記ブリッジ上に配置され、前記伝送線路に接続されたコンデンサと、を備える。この構成によれば、コンデンサをブリッジ上に配置することにより、コンデンサに対するドライバＩＣの発熱の影響を低減することができる。その結果、変調特性の良好なレーザ装置を提供することができる。

上記構成において、前記第２の搭載部に設けられ、前記ドライバＩＣに接続されたノイズカット用コンデンサをさらに備える構成とすることができる。このように、直流カット用コンデンサをブリッジ上に配置し、その他のコンデンサは第２の搭載部に配置してもよい。

上記構成において、前記ドライバＩＣの駆動信号端子は、前記ブリッジ上における前記伝送線路の直線軸上に配置されている構成とすることができる。この構成によれば、ブリッジに屈曲部または湾曲部を形成する必要がないため、第２の搭載部を小型化し、第１の搭載部と第２の搭載部との間隔を大きくすることができる。その結果、両者の熱的分離を向上させ、レーザ装置の消費電力を低減することができる。

上記構成において、前記ブリッジ上の前記伝送線路にインダクタが接続されてなる構成とすることができる。

上記構成において、前記ブリッジの下の領域は中空である構成とすることができる。

上記構成において、前記インダクタは、コニカルコイルである構成とすることができる。

上記構成において、前記第２の搭載部は、ヒートシンクである構成とすることができる。

本発明によれば、コンデンサをブリッジ上に配置することにより、コンデンサに対するドライバＩＣの発熱の影響を低減することができる。その結果、変調特性の良好なレーザ装置を提供することができる。

図１は、比較例に係るレーザ装置の構成を示した上面模式図である。 図２は、実施例１に係るレーザ装置の構成を示した上面模式図である。 図３は、実施例１に係るレーザ装置の構成を示した断面模式図である。 図４は、実施例２に係るレーザ装置の構成を示した上面模式図である。

最初に、比較例に係るレーザ装置について説明し、後述の実施例が解決すべき課題を明らかにする。
（比較例）

図１は、比較例に係るレーザ装置１００の構成を示した上面模式図である。パッケージ１０の内部には、サブキャリア２２及びヒートシンク３０が配置され、２つの間はブリッジ４０により接続されている。図３に示すように、ブリッジ４０の下には空間が形成され、温度制御装置２０及びヒートシンク３０が空間的に隔離されている。

温度制御装置２０上にはキャリア２１が、キャリア２１にはサブキャリア２２が搭載され、サブキャリア２２上には半導体レーザ２３及び光変調器２４が搭載されている。光変調器２４は、半導体レーザ２３に光結合されており、半導体レーザ２３から出力される光の変調制御を行う。また、キャリア２１上にはレンズ２６が配置されている。半導体レーザ２３から出力された光は、光変調器２４によって変調され、レンズ２６を介してパッケージ１０の出力部１２から外部へと出力される。なお、半導体レーザ２３から外部に出力される光の光軸は、パッケージ１０の幅方向の中心線と重なるように設定されている。すなわち、半導体レーザ２３はパッケージ１０の幅方向の中心線上に配置されている。

ヒートシンク３０上には、光変調器２４を駆動するためのドライバＩＣ３２が搭載されている。ドライバＩＣ３２の周辺には、ヒートシンク３０上に複数のノイズカット用コンデンサ３４が配置されている。ノイズカット用コンデンサ３４はドライバＩＣ３２の直流端子に接続されており、ドライバＩＣ３２へ入力される信号に含まれるノイズを除去する。ドライバＩＣ３２への入力信号は、外部端子５０から供給される。外部端子５０は、基板５４の上に設けられた伝送線路５６によりドライバＩＣ３２へと接続されている。本実施例のドライバＩＣ３２は相補信号により駆動されるため、２系統の入力信号が必要である。このため、レーザ装置１１０は２つの外部端子５０を備え、ドライバＩＣ３２は当該２つの外部端子５０の中央（パッケージ１０の幅方向における中心線上）に配置されている。

ドライバＩＣ３２と光変調器２４との間は、ＭＳＬ（マイクロストリップライン）等からなる伝送線路６０により接続されている。伝送線路６０は、ヒートシンク３０上の伝送線路基板３３、ブリッジ４０、及びサブキャリア２２上の伝送線路基板２７上にそれぞれ形成されており、ドライバＩＣ３２からの駆動信号を光変調器２４へと伝達する。伝送線路基板３３上における伝送線路６０には、ドライバＩＣ３２の側から順に、直流カット用コンデンサ６２及びコニカルコイル６４が接続されている。コニカルコイル６４は、ドライバＩＣ３２からの出力信号を乗せるための直流電流を伝送線路６０へと供給する。直流カット用コンデンサ６２は、コニカルコイル６４から供給される直流電流のドライバＩＣ３２側への流入を防止する。直流カット用コンデンサ６２の容量は、ドライバＩＣ３２からの出力信号に対して通過特性を持つように設定されている。

上記のレーザ装置１００では、ドライバＩＣ３２の発熱によりヒートシンク３０の温度が比較的高温になる。直流カット用コンデンサ６２はヒートシンク３０上に配置されているため、ヒートシンク３０からの熱の影響を受ける。それにより、直流カット用コンデンサ６２の特性が変化してしまう。直流カットコンデンサ６２は、ドライバＩＣ３２から光変調器２４に至る伝送線路６０に接続されているため、光変調器２４へ供給される信号に直接的な影響を及ぼす。その結果、レーザ装置１００の変調特性が悪化してしまうという問題が生じる。

以上のように、比較例に係るレーザ装置１００では、良好な変調特性を得ることが難しい。

図２は実施例１に係るレーザ装置１１０の構成を示した上面模式図であり、図３は図２のＡ−Ａ’で示される一点鎖線に沿った断面模式図である。比較例（図１）と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図２及び図３に示すように、本実施例のレーザ装置１１０では比較例に比べてヒートシンク３０が小型化されており、温度制御装置２０との間隔が大きくなっている。ヒートシンク３０と温度制御装置２０上のサブキャリア２２との間は、比較例と同様にブリッジ４０により接続されている。本実施例では、直流カット用コンデンサ６２がブリッジ４０の上に配置され、ブリッジ４０上の伝送線路６０に直列に接続されている。また、コニカルコイル６４もヒートシンク３０とは別のキャリア上に設けられており、直流カットコンデンサ６２及び光変調器２４の間の伝送線路６０に接続されている。その他の構成は比較例と同様である。

本実施例のレーザ装置１１０によれば、直流カット用コンデンサ６２がブリッジ４０上に配置されているため、ヒートシンク３０から直流カット用コンデンサ６２への熱の伝導を抑制することができる。これにより、ドライバＩＣ３２の発熱による直流カット用コンデンサ６２の特性変化を抑制することができる。その結果、ドライバＩＣ３２から光変調器２４への信号伝達が改善されるため、変調特性の良好なレーザ装置１１０を提供することができる。また、ドライバＩＣ３２の発熱により直流カットコンデンサ６２が破壊されること、及びそれによる信頼性の低下を抑制することができる。

一方、その他のコンデンサ（例えば、ノイズカット用コンデンサ３４）は、ドライバＩＣ３２及び光変調器２４の間の伝送線路６０に接続されておらず、多少の発熱が生じてもレーザ装置１１０の変調特性に大きな影響を及ぼさない。このようなコンデンサは、比較例と同じくヒートシンク３０上に配置されていてもよい。換言すれば、本実施例ではドライバＩＣ３２からの交流信号（例えば、高周波信号）に接続された直流カットコンデンサ６２がブリッジ上に配置され、直流電源に接続されたノイズカット用コンデンサ３４がヒートシンク上に配置されている。これにより、用途の異なるコンデンサを効率的に配置することができる。

また、本実施例のレーザ装置１１０によれば、ヒートシンク３０上に直流カットコンデンサ６２及びコニカルコイル６４を配置するためのスペースを確保する必要がない。このため、ヒートシンク３０を小型化し、温度制御装置２０との間隔を大きくすることができる。これにより、ヒートシンク３０から温度制御装置２０への熱の伝達を抑制することができるため、温度制御装置２０の消費電力を低減することができる。

また、本実施例のレーザ装置１１０によれば、直流カット用コンデンサ６２及びコニカルコイル６４の交換を容易に行うことができる。例えば実装作業中のミス等により、直流カット用コンデンサ６２及びコニカルコイル６４を交換する場合には、これらの部品が接続されている伝送線路６０のブロックごと交換を行うのが一般的である。比較例では、ヒートシンク３０上の伝送線路基板３３を交換する必要があるが、伝送線路基板３３の下面全体が（例えばロウ付け等により）ヒートシンク３０に接着しているため、作業の難易度が高い。これに対し、本実施例では上記のような場合に、ブリッジ４０のみを交換すればよい。ブリッジ４０は、その端部が（例えばロウ付け等により）温度制御装置２０及びヒートシンク３０に接着されているだけであり、伝送線路基板３３を交換する場合に比べて作業が容易である。

実施例２は、ドライバＩＣ３０及び伝送線路６０の配置を変更した例である。図４は、実施例２に係るレーザ装置１２０の構成を示した上面模式図であり、実施例１（図２）と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

実施例１のレーザ装置１１０では、ヒートシンク３０側の伝送線路基板３３において、伝送線路６０が湾曲していた。これに対し、本実施例のレーザ装置１２０では、伝送線路基板３３において伝送線路６０が屈曲または湾曲しておらず、ブリッジ４０上における伝送線路６０の延長方向の直線上にドライバＩＣ３２が配置されている。半導体レーザ２３及び光変調器２４の配置は、実施例１と同じくパッケージ１０の幅方向における中心線上であり、ブリッジ４０及び伝送線路６０は当該中心線から幅方向にずれた位置に配置されている。そして、ブリッジ４０上において伝送線路６０はパッケージ１０の中心線と平行な直線上に配置されており、ヒートシンク３０上における当該直線軸上にドライバＩＣ３２が配置されている。このため、結果としてドライバＩＣ３２はパッケージ１０の幅方向における中心線から幅方向にずれた位置に配置される。また、ドライバＩＣ３２及び外部端子５０を接続する２本の伝送線路５６は、それぞれの長さが同じになるように設定されている。

実施例２のレーザ装置１２０によれば、ブリッジ４０上における伝送線路６０の直線軸上にドライバＩＣ３２が配置されている。これにより、伝送線路基板３３上において伝送線路６０を屈曲または湾曲させる必要がなくなるため、ヒートシンク３０をさらに小型化することができる。これにより、温度制御装置２０及びヒートシンク３０の間隔をさらに大きくすることができ、両者の熱的分離をさらに向上させることができる。

また、実施例１〜２では、伝送線路６０に直流電流を供給するためのインダクタとしてコニカルコイル６４を用いたが、他の形態のインダクタ（例えば、巻径が一定の通常のコイル）を代わりに用いてもよい。

また、実施例１〜２では、伝送線路６０に接続された直流カット用コンデンサ６２をブリッジ４０上に搭載していたが、本発明の構成が適用できるコンデンサは、これに限らない。例えば、フィルタ用のコンデンサを伝送線路に接続する場合には、本発明に従って、ブリッジ４０上の伝送線路６０に接続すれば、ドライバＩＣ３２の熱による影響を抑制することができる。すなわち、本発明は、伝送線路に接続されるコンデンサであれば、これをブリッジ上に設けることで、コンデンサに対するドライバＩＣからの熱の影響を防止し、コンデンサの特性変動による高周波特性の劣化を抑制できる効果を奏するものである。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ パッケージ
２０ 温度制御装置
２１ キャリア
２２ サブキャリア
２４ 光変調器
３０ ヒートシンク
３２ ドライバＩＣ
３４ ノイズカット用コンデンサ
４０ ブリッジ
６０ 伝送線路
６２ 直流カット用コンデンサ
６４ コニカルコイル

Claims (7)

1. 第１の搭載部に搭載された半導体レーザと光結合する光変調器と、
   前記第１の搭載部と離間して配置された第２の搭載部と、
   前記第１の搭載部と前記第２の搭載部とを接続するブリッジと、
   前記第２の搭載部に搭載され、前記ブリッジ上に設けられた伝送線路を介して前記光変調器を駆動するドライバＩＣと、
   前記ブリッジ上に配置され、前記伝送線路に接続されたコンデンサと、を備えることを特徴とするレーザ装置。
2. 前記第２の搭載部に設けられ、前記ドライバＩＣに接続されたノイズカット用コンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
3. 前記ドライバＩＣの駆動信号端子は、前記ブリッジ上における前記伝送線路の直線軸上に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ装置。
4. 前記ブリッジ上の前記伝送線路にインダクタが接続されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ装置。
5. 前記ブリッジの下の領域は中空であることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
6. 前記インダクタは、コニカルコイルであることを特徴とする請求項４記載のレーザ装置。
7. 前記第２の搭載部は、ヒートシンクであることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。

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