JP4071917B2 - 光半導体装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に光半導体装置に関し、特に温度制御機構を備えた光半導体装置に関する。
【０００２】
光波長多重化通信技術を使った大容量光ファイバ通信システムでは、波長の安定した多数の光源が必要である。このため、光波長多重通信では、フィードバック制御により温度変化に対して発振波長を一定に保持できる温度制御機構のような波長ロッカを備えた光半導体モジュールが使われている。
【０００３】
【従来の技術】
図１は従来の波長ロッカを備えた光半導体モジュール１０の構成を示す。
【０００４】
図１を参照するに、前記光半導体モジュール１０はパッケージ本体２と、前記パッケージ本体２上に設けられた温度制御部３上に、キャリア部材４を介して保持された半導体レーザ１とを含み、前記半導体レーザはパッケージ本体２上の電極に接続されたワイヤ１Ｃを介して給電され、出力光ビーム１Ａを形成する。形成された出力光ビーム１Ａは、前記パッケージ本体２上の窓２Ａを介して、これに光学的に結合された光ファイバ（図示せず）中に注入される。
【０００５】
さらに前記半導体レーザ１は出力光ビーム１Ａとは逆方向に別の出力光ビーム１Ｂを形成し、前記出力光ビーム１Ｂはビームスプリッタ５および波長フィルタ６を通過した後、第１のフォトダイオード７により検出される。さらに、前記ビームスプリッタ５により分岐された前記出力光ビーム１Ｂの強度が、第２のフォトダイオード８により検出される。さらに、前記キャリア部材４はサーミスタ４Ａを担持し、前記サーミスタ４Ａは前記半導体レーザ１の温度を測定し、その結果を表す出力信号をワイヤ４Ｂを介して前記パッケージ本体２の外部に供給する。
【０００６】
前記光半導体モジュール１０では、図示は省略するが、前記出射光ビーム１Ａの光路上、前記半導体レーザ１と前記窓２Ａとの間に第１のコリメータレンズが、また前記出射光ビーム１Ｂの光路上には、前記半導体レーザ１と前記ビームスプリッタ５との間に第２のコリメータレンズが設けられている。
【０００７】
さらに前記光半導体モジュール１０には前記外部の制御回路が協働し、前記制御回路は前記第２のフォトダイオード８が検出した前記出力光ビーム１Ｂの強度が一定になるように、前記半導体レーザ１を制御する。すなわち、前記第２のフォトダイオード８はＡＰＣ制御に使われる。かかる制御回路は、さらに前記第１のフォトダイオード７が検出した、出力強度が一定に制御された前記出力光ビーム１Ｂの、前記波長フィルタ５を通過した後における強度に基づいて前記温度制御部３を構成するペルチェ素子を制御し、前記半導体レーザ１の発振波長の変化を補償する。
【０００８】
図２は、前記半導体レーザ１の発振波長と動作温度との関係の一例を示す。
【０００９】
図２を参照するに、半導体レーザの発振波長は、主として温度変化に伴う光共振器長の変化あるいは屈折率の変化に起因して、温度が増大すると共に長波長側にシフトする。
【００１０】
これに対して図３は前記波長フィルタ６の波長透過特性を示す。ただし前記波長フィルタ６は平行した対向面を有するガラスなどの光学媒体で形成されており、エタロンの性質を持っている。
【００１１】
図３を参照するに、前記波長フィルタ６は波長に対して正弦波的に変化する透過特性を有するため、前記波長フィルタ６を、前記透過特性の傾斜部が前記出力光ビーム１Ｂの発振波長に対応するように設計しておくことにより、前記フォトダイオード７により前記発振波長の変化を感度良く検出することが可能になる。
そこで、例えば前記フォトダイオード７が検出する前記出力光ビーム１Ｂの強度が減少した場合には、前記半導体レーザ１自体は前記フォトダイオード８を使ってＡＰＣ制御されていることから、図２の関係から前記半導体レーザ１の動作温度が増大したと判断され、前記制御回路は前記温度制御部３を制御して前記半導体レーザ１の動作温度を降下させる。すなわち、図１の光半導体モジュール１０においては、前記温度制御部３上に形成された各部品により、波長ロッカが形成される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示す光半導体モジュール１０は、このように温度変化に起因する半導体レーザ１の発振波長の変化を検出し、これを補償することが可能であるが、前記光半導体モジュール１０が使われる環境温度が変化した場合、前記温度制御部３により温度制御されている前記半導体レーザ１と、前記温度制御部３上の他の部品、例えば波長フィルタ６との間に温度差が生じ、その結果先に説明した波長ロッカの動作に誤差が生じてしまうことがある。
【００１３】
より具体的に説明すると、先の図１の光半導体モジュール１０においては、環境温度の熱的影響が前記温度制御部３に前記パッケージ本体２を介して伝達されるが、このように前記温度制御部３に環境温度の熱的影響が及んだ場合、前記半導体レーザ１は前記キャリア４上において前記温度制御部３により温度制御されていても、前記温度制御部３の熱伝導率が無限大ではないため、前記波長フィルタ６との間には温度差が生じることがある。
【００１４】
図４は、前記波長フィルタ６の波長透過特性を、前記フィルタ６の温度が２５°Ｃである場合と７５°Ｃである場合とについて示す。ただし図４中、実線は２５°Ｃにおける透過率を、破線は７５°Ｃにおける透過率を示す。
【００１５】
図４を参照するに、７５°Ｃにおける透過率は前記波長フィルタ６の熱膨張や屈折率変化のため、２５°Ｃにおける場合よりも長波長側にシフトしているのがわかる。
【００１６】
このため、図１の従来の光半導体モジュール１０において前記半導体レーザ１が前記温度制御部３により前記キャリア部材４上において正しく温度制御されており、所定波長λの出力光ビーム１Ａ，１Ｂが得られている場合であっても、前記波長フィルタ６の温度が７５°Ｃであると前記フォトダイオード７の出力は増大し、その結果半導体レーザ１の温度が低下していると誤って判断されてしまう。この場合、前記温度制御部３は前記半導体レーザ１を昇温するように駆動され、実際のレーザ発振波長は、所望のλの値から、より長波長側のλ’にシフトしてしまう。
【００１７】
このように、従来の光半導体モジュール１０においては、環境温度が変化した場合に波長ロッカの動作が誤差を生じてしまう問題があった。
【００１８】
この問題を解決すべく、従来より前記半導体レーザ１と前記光学フィルタとを別個に温度制御する光半導体モジュールの構成が、特開平１０−７９５５１号公報に提案されている。しかし、前記従来の構成は二つの温度制御部を必要することから部品点数が多く複雑で、消費電力も大きい問題点を有している。
【００１９】
そこで、本発明は上記の課題を解決した、新規で有用な光半導体装置およびその制御方法を提供することを概括的課題とする。
【００２０】
本発明のより具体的な課題は、波長ロッカを形成する温度制御部を有する光半導体装置において、環境温度が変化した場合に高精度な波長ロッカ動作が可能な構成および制御を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を、パッケージと、前記パッケージ中に格納され、光ビームを形成する半導体レーザと、前記半導体レーザに熱的に接続され、温度制御素子を備え、前記半導体レーザを所定の温度に制御する温度制御部と、前記温度制御部に熱的に接続され、波長に対して所定の傾きを持った波長透過率特性を有する光学フィルタと、前記半導体レーザからの光ビームを前記光学フィルタを介して受光し、前記光学フィルタを透過した前記光ビームの強度を検出する受光部と、前記半導体レーザに駆動電力を供給する給電体と、前記給電体とは別体で設けられ、前記半導体レーザへ前記パッケージの温度を伝達する伝熱体とを備え、前記伝熱体は、ＡｌまたはＡｕよりなり、前記給電体に比べて前記半導体レーザへの前記パッケージからの熱の伝達がしやすくなるように形成され、かつ前記パッケージのうち、前記温度制御部が設けられた底面よりも高い位置で、前記パッケージに接続されることを特徴とする光半導体装置により、解決する。
【００２２】
本発明によれば、前記光半導体装置が使用される環境温度の変動によって、前記パッケージ中において前記波長ロッカを構成する光学部品と前記半導体レーザとの間に生じる温度差が、前記パッケージと半導体レーザとの間に伝熱体を設ける簡単な構成により軽減され、その結果波長ロッカの誤動作が回避される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図５（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施例による光半導体モジュール２０の構成を示す、それぞれ平面図および断面図である。ただし図５（Ａ），（Ｂ）中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２４】
図５（Ａ），（Ｂ）を参照するに、本実施例による光半導体モジュール２０は先に説明した従来の光半導体モジュール１０と類似した構成を有するが、前記キャリア４が複数のワイヤ９により、前記パッケージ本体２に機械的および熱的に結合されている。また図示の光半導体モジュール２０では、前記光半導体モジュール１０で使われている二つのプリズムを合わせた構成のビームスプリッタ５の代わりに、後で説明する平行平板型ビームスプリッタ５Ａが使われている。
【００２５】
前記光半導体モジュール２０では、さらに図５（Ｂ）の断面図に示すように、前記キャリア４、およびビームスプリッタ５Ａ，波長ロッカを形成する波長フィルタ６、フォトダイオード７およびフォトダイオード８を支持する前記温度制御部３は、前記パッケージ本体２中に形成された空間２Ｂ中に設けられる。前記温度制御部３は、ペルチェ素子３Ａを備えている。
【００２６】
図５（Ｂ）は、前記光半導体モジュール２０を前記光学窓２Ａの方向から見た図である。図５（Ｂ）中、前記ビームスプリッタ５Ａ，波長フィルタ６，およびフォトダイオード７，８は図示を省略する。前記温度制御部３は、熱伝導性に優れたＡｌ等の金属、あるいはＡｌ2Ｏ3のようなセラミック基板よってペルチェ素子３Ａを挟んだ構造になっている。
【００２７】
さらに、図５（Ａ）に示すように、前記光半導体モジュール２０には、前記ワイヤ１Ｃを介して前記半導体レーザ１を駆動する制御回路２１が接続され、前記制御回路２１はさらに前記サーミスタ４Ａの出力に基づいて前記ワイヤ３Ｂを介して前記ペルチェ素子３Ａを駆動することにより、前記半導体レーザ１の温度をも制御する。
【００２８】
次に、図６（Ａ），（Ｂ）を参照しながら、本実施例の光半導体モジュール２０の動作原理を説明する。ただし、本実施例においても前記波長フィルタ６は図４に示す波長透過率特性の温度依存性を有しており、図６（Ａ），（Ｂ）は図４の波長透過率特性の一部を拡大して示す図である。図４と同様に、実線は２５°Ｃにおける透過率特性を、破線は７５°Ｃにおける透過率特性を示す。
【００２９】
図６（Ａ）を参照するに、前記波長フィルタ６の温度が、環境温度の上昇に伴って当初の２５°Ｃから７５°Ｃまで変化すると、前記波長透過率特性も、図中に矢印で示すように長波長側にシフトする。
【００３０】
一方、本実施例の光半導体モジュール２０では、前記半導体レーザ１を担持するキャリア４が、前記パッケージ本体２と複数のワイヤ９により接続されているため、外界から熱が前記ワイヤ９を伝って前記半導体レーザ１に伝達され、その結果前記半導体レーザ１の温度も上昇する。
【００３１】
前記半導体レーザ１は先に図２で説明したような温度特性を有しているため、半導体レーザ１の発振波長は図６（Ａ）に示すように、温度上昇と共に当初の波長λ1からλ2，さらにλ3へと長波長側にシフトし、その結果、前記波長フィルタ６を通った出力光ビーム１Ｂの強度は、当初のレベルＬ1からΔＬだけ減少する。
【００３２】
前記出力光ビーム１Ｂの強度低下ΔＬは前記フォトダイオード７により検出され、その結果前記制御回路２１は、前記フォトダイオード７の出力が当初のレベルＬ1を回復するように、前記ペルチェ素子３Ａを駆動して、前記キャリア４、およびその上の半導体レーザ１を冷却する。これにより、図６（Ｂ）に示すように前記半導体レーザ１の発振波長は、前記λ3から短波長側にシフトする。
【００３３】
ところで、前記ペルチェ素子３Ａの冷却モードでの駆動により、前記温度制御部３を介して前記波長フィルタ６も冷却される。これに伴い、前記波長フィルタ６の波長透過率特性も図６（Ｂ）に矢印で示すように短波長側にシフトし、その結果、前記当初の波長λ1に近い波長において、前記所定のレベルＬ1が回復される。すなわち、図６（Ｂ）は、本実施例による光半導体モジュール２０において生じる、前記波長ロッカ回復動作を示している。
【００３４】
図６（Ｂ）の波長ロッカ回復動作においては、前記ペルチェ素子３Ａによる冷却の際、前記半導体レーザ１には前記伝熱体により高温の動作環境から熱が供給されているため、前記半導体レーザ１の冷却は緩やかで、その結果、半導体レーザ１のみが冷却されることはなく、先に図４で説明したような波長ロッカの誤動作が生じることはない。
【００３５】
このように、本実施例による光半導体モジュール２０では、前記半導体レーザ１をパッケージ、すなわち、光半導体モジュール２０が使われる環境温度に熱的に結合することにより、前記波長フィルタ６の温度が上昇した場合に波長ロッカが誤動作する問題を解決する。前記伝熱体９として、本実施例では複数のワイヤを使うが、このようにすると、ワイヤの本数を変更することで、熱電動度を細かく制御することが可能で、作業性が良い。例えば径が３８０μｍのＡｕワイヤを１０本程度使えば、所望の伝熱効果が得られる。
【００３６】
なお、半導体レーザ１を駆動するワイヤ１Ｃも前記伝熱効果に寄与はするが、単一のワイヤのみでは十分に動作環境から半導体レーザ１に熱を伝達することができず、本発明の効果は発揮できない。
【００３７】
図７は、前記波長フィルタ６の温度が先の実施例と同様に所定の温度Ｔ0からより高い温度Ｔ1に変化した場合と、より低い温度Ｔ2に変化した場合の、前記波長ロッカの動作を説明する図である。
【００３８】
環境温度の影響で前記波長フィルタ６の温度がＴ1に上昇した場合の波長ロッカの動作は先に説明した通りであるが、温度がＴ2へと降下した場合にも、同様な動作により、前記ペルチェ素子３Ａが加熱モードで駆動され、当初の波長λ1および当初のレベルＬ1が回復される。
【００３９】
ところで、前記波長フィルタ６は先に図３あるいは図４で説明したように正弦波タイプの周期的な波長透過率特性を有するため、前記伝熱体９を介して動作環境から過大な熱が供給されると、波長ロッカの動作点は図８に示すように、当初の波長透過率特性の傾きが負の領域Ａから、波長透過率特性が反転した領域、すなわち波長透過率特性の傾きが正の領域Ｂに移動するため、波長ロッカは正しく動作しなくなる。前記領域Ｂでは、前記領域Ａとは逆に、前記フォトダイオード７の出力が低下すると前記制御装置２１は前記半導体レーザ１を加熱し、増大すると冷却する。
【００４０】
このことから、前記伝熱体９は、前記半導体レーザ１の波長が変化した時に、前記波長ロッカの制御装置２１が判定する温度制御の方向、すなわち加熱するか冷却するかという極性と同じ極性を示す範囲で前記パッケージ本体の有する環境温度を前記半導体レーザ１に伝達するように構成するのが好ましい。
【００４１】
なお、図５（Ａ），（Ｂ）の前記パッケージ本体２は図示しない蓋部材により塞がれ、前記半導体レーザ１，前記キャリア４およびサーミスタ４Ａ，前記ペルチェ素子３Ａおよび温度制御部３，前記ビームスプリッタ５Ａ，前記波長フィルタ６，前記フォトダイオード７および前記フォトダイオード８は、前記ワイヤ１Ｃ，４Ｂおよび伝熱体９と共に、前記パッケージ本体２中の空間２Ｂ中に真空あるいは減圧状態で封止される。あるいは前記空間にＮ2やＡｒ等、空気よりも熱伝導率が小さい気体を封入してもよい。このようにすることで、波長フィルタに外部温度が伝わりにくく出来るため、本発明の効果をさらに高めることができる。
【００４２】
図９（Ａ），（Ｂ）は、本実施例による光半導体モジュール２０で使われる波長フィルタ６の構成を示す、それぞれ正面図および側面図である。
【００４３】
図９（Ａ）、（Ｂ）を参照するに、前記波長フィルタ６は多層膜フィルタ６Ａよりなり、表面には図示しないが、パッケージ本体２からの輻射による環境温度の影響を最小化するために、ＳｉＯ2や樹脂よりなる赤外線反射膜が形成されている。これも本発明の効果を高めるのに寄与する。また、前記多層膜フィルタ６Ａは前記温度制御部３上に、熱伝導率の大きいＡｌ等の金属よりなる伝熱性ホルダ６Ｂにより保持されている。従って前記ペルチェ素子３Ａによる、前記温度制御部３を介した冷却あるいは加熱による熱量伝達度が高くなり、外部温度よりもペルチェ素子の温度の支配が強くなることから、外部温度による影響を受けにくく、やはり本発明の効果を高めることに寄与できる。前記伝熱性ホルダ６Ｂも、赤外線反射膜を形成しておくのが好ましい。
【００４４】
図１０は、本実施例の光半導体モジュール２０で使われる、ビームスプリッタ５Ａの構成を示す。
【００４５】
図１０を参照するに、前記ビームスプリッタ５Ａは平行平板ガラス板５Ａ0よりなり、前記ガラス板５Ａ0は入射面上に反射膜５Ｂを、出射面上に透過膜５Ｃを担持し、ハーフミラーとして作用する。
［第２実施例］
図１１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２実施例による光半導体モジュール３０の構成を示す。ただし図１１（Ａ），（Ｂ）中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
図１１（Ａ），（Ｂ）を参照するに、本実施例では前記キャリア４の一部に前記半導体レーザ１に接続される接地電極パターン４Ｃを形成し、前記接地電極パターン４Ｃ上に前記半導体レ−ザ１を形成する。さらに、先の実施例で使われたＡｕワイヤよりなる前記伝熱体９の代わりに、ＡｌやＡｕ等の熱伝導率の大きい金属よりなる板材を伝熱体９Ａとして使う。
【００４７】
本実施例では、前記伝熱体９Ａとして熱伝導性金属の板材を、前記接地電極パターン４Ｃと組み合わせて使うことにより効率的に動作環境中のパッケージ本体２から熱を前記半導体レーザ１に伝達でき、所望の精度の高い波長ロッカ動作を得ることができる。
【００４８】
なお、本実施例において、前記伝熱体９Ａとして、ＡｕリボンあるいはＡｌリボン等、熱伝導率の大きい金属の薄膜、あるいは基材にかかる金属薄膜をコーティングした材料を使うことも可能である。
［第３実施例］
図１２（Ａ）は、本発明の第３実施例による光半導体モジュール４０の構成を、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の光半導体モジュール４０中で使われるビームスプリッタ５Ｇの構成を示す。ただし、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
図１２（Ａ）を参照するに、前記光半導体モジュール４０は先の光半導体モジュール２０と類似した構成を有するが、前記光半導体モジュール２０で使われているビームスプリッタ５Ａが、図１２（Ｂ）に詳細を示すビームスプリッタ５Ｇにより置き換えられている。また図１２（Ａ）は前記出射光ビーム１Ａの光路中に配設されたコリメータレンズ１ａを、また前記出射光ビーム１Ｂの光路中に配設されたコリメータレンズ１ｂを示しているが、これらのコリメータレンズは、実際には前記光半導体モジュール２０においても設けられているものである。
【００５０】
図１２（Ｂ）を参照するに、本実施例においては前記ビームスプリッタ５Ｇは楔形の、すなわち対向する主面が互いに平行でないガラス板５Ｇ0よりなり、前記ガラス板５Ｇ0上には入射面上に反射膜５Ｈが、また出射面上に透過膜５Ｉが形成されている。
【００５１】
図１２（Ｂ）のビームスプリッタ５Ｇでは、前記入射面および反射面を構成する前記ガラス板５Ｇの両主面が平行でないため、入射光が前記ガラス板５Ｇ中において前記入射面および出射面の間で多重反射して重なり合う空間が減少し、波長に対して実質的に一定の透過率が保証される。
【００５２】
先の実施例においてビームスプリッタは平行平板ガラス板５Ａ0を使用していたため、ビームスプリッタ内部で生じる光ビームの多重反射が干渉を起こし、波長フィルタに類似したエタロンの性質を持ってしまう。これは、波長フィルタに入射する光強度が光ビームの波長によって変動してしまうことを意味しており、また、温度に対してもその特性が影響を受けやすくなることにもなるため、正常な波長ロック動作を阻害する。
【００５３】
本実施例のビームスプリッタでは、上述したように多重反射が抑制されてエタロンの性質が抑制されて一定の透過率が確保できるので、波長ロッカにとって好適なビームスプリッタであるといえる。なお、本実施例のビームスプリッタの非平行度は０．２度〜１０度程度でもその効果を発揮することができる。
【００５４】
本実施例のビームスプリッタは、波長ロック機構として、波長を検知してフィードバックを行うものであれば、実施例のように波長フィルタを用いた波長−強度変換機構を使用するもの以外、また波長制御方法として温度制御を用いるもの以外でも採用可能である。
【００５５】
なお、非平行のビームスプリッタ自体は特開平５−１３６５１３号公報によって公知である。しかしこれは、温度などで「レーザ波長が変動」すると、レーザ強度が一定であってもＡＰＣ用ＰＤに入射する光強度が変化してしまい、レーザ出力が変化したと誤検知してしまうのを防止するためである。いっぽう本実施例は波長ロッカに関する技術であり、波長が固定化される機構が搭載されていることから、公知例が述べた問題点、つまり「レーザの波長の変動」自体が生じないわけで、このことから、波長ロッカに楔型のビームスプリッタを採用しようとする積極的な理由がない。
【００５６】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかか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した要旨内において、様々な変形・変更が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、波長ロッカを備えた光半導体モジュールにおいて、パッケージ本体中に格納され、波長ロッカにより発振波長をロックされる半導体レーザを、伝熱体を介してパッケージ本体、さらに外部環境に熱的に接触させることにより、波長ロッカを構成する部品、特に波長フィルタに外部環境温度の影響が及んだような場合でも、安定な波長ロック動作を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の波長ロッカ内蔵光半導体モジュールの構成を示す図である。
【図２】半導体レーザの温度特性を示す図である。
【図３】波長ロッカの動作を説明する図である。
【図４】波長フィルタの透過率温度依存性を示す図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施例による光半導体モジュールの構成を示す図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は図５の光半導体モジュールの動作を説明する図である。
【図７】図５の光半導体モジュールの動作を説明する別の図である。
【図８】図５の光半導体モジュールにおける波長ロック動作領域を示す図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、図５の光半導体モジュールにおける波長フィルタの構成を示す図である。
【図１０】図５の光半導体モジュールにおけるビームスプリッタの構成を示す図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２実施例による光半導体モジュールの構成を示す図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３実施例による光半導体モジュールの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０ 光半導体モジュール
１ 半導体レーザ
１Ａ，１Ｂ 光ビーム
１Ｃ 給電ワイヤ
１ａ，１ｂ レンズ
２ パッケージ本体
２Ａ 光学窓
２Ｂ 空間
３ 温度制御部
３Ａ ペルチェ素子
３Ｂ ペルチェ素子駆動ワイヤ
４ キャリア
４Ａ サーミスタ
４Ｂ ワイヤ
５，５Ａ ビームスプリッタ
５Ａ0，５Ｇ0 ガラス板
５Ｂ，５Ｈ 反射膜
５Ｃ，５Ｉ 透過膜
６ 波長フィルタ
６Ａ 多層膜
６Ｂ ホルダ
７，８ フォトダイオード
９ 伝熱体
２１ 制御回路

Claims (13)

  1. パッケージと、
    前記パッケージ中に格納され、光ビームを形成する半導体レーザと、
    前記半導体レーザに熱的に接続され、温度制御素子を備え、前記半導体レーザを所定の温度に制御する温度制御部と、
    前記温度制御部に熱的に接続され、波長に対して所定の傾きを持った波長透過率特性を有する光学フィルタと、
    前記半導体レーザからの光ビームを前記光学フィルタを介して受光し、前記光学フィルタを透過した前記光ビームの強度を検出する受光部と、
    前記半導体レーザに駆動電力を供給する給電体と、
    前記給電体とは別体で設けられ、前記半導体レーザへ前記パッケージの温度を伝達する伝熱体とを備え、
    前記伝熱体は、ＡｕまたはＡｌよりなり、前記給電体に比べて前記半導体レーザへの前記パッケージからの熱の伝達がしやすくなるように形成され、かつ前記パッケージのうち、前記温度制御部が設けられた底面よりも高い位置で、前記パッケージに接続されることを特徴とする光半導体装置。
  2. 前記波長フィルタは、その温度によって前記波長透過率特性が波長方向に変動するものであることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  3. 前記温度制御部は、前記受光部が所定の光ビーム強度になるように、その温度を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  4. 前記伝熱体は、金属ワイヤ、金属箔、金属板材、あるいは金属膜を担持した部材よりなることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  5. 前記半導体レーザはキャリア部材上に設けられ、前記伝熱体は当該キャリア部材を介して前記半導体レーザに熱的に接続されることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  6. 前記キャリア部材は接地電極を担持し、前記半導体レーザは前記接地電極上に設けられ、前記伝熱体は、前記接地電極を介して前記半導体レーザに熱的に接続されることを特徴とする請求項５記載の光半導体装置。
  7. 前記波長フィルタは、熱伝導性ホルダ中に保持され、当該熱伝導性ホルダは前記温度制御部に熱的に接続されることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  8. 前記パッケージは、減圧、真空、または熱伝導度が空気よりも低い気体によってその内部が封止されてなることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  9. 前記半導体レーザと前記受光部との間には、光ビームを分岐するビームスプリッタが設けられ、当該ビームスプリッタは互いに非平行をなす第１および第２の主面で画成された光学媒体よりなり、前記光ビームは当該第１または第２の主面に対して入射または出射することを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
  10. 前記ビームスプリッタは、前記半導体レーザから前記波長フィルタの手前までの間の光路中に設けられ、当該ビームスプリッタによって分岐された前記光ビームは、その光ビーム強度を計測して前記半導体レーザの出力を制御するための別の受光部に入射することを特徴とする請求項９記載の光半導体装置。
  11. さらに前記光ビームの波長を検知する波長検知部を備え、前記半導体レーザと前記波長検知部との間には、対向する面が互いに非平行をなす第１および第２の主面で画成された光学媒体よりなるビームスプリッタが設けられ、前記光ビームは当該第１または第２の主面に対して入射または出射することを特徴とする請求項１〜１０のうち、いずれか一項記載の光半導体装置。
  12. 前記波長検知部は、波長フィルタと光強度検知部を備えており、光ビームを前記波長フィルタによって波長−強度変換を行った後に、前記光強度検知部によってその強度を検知することで波長検知を行うことを特徴とする請求項１１記載の光半導体装置。
  13. 前記光半導体装置はさらに、前記半導体レーザの出力光強度を制御する出力光強度制御部を備えており、前記ビームスプリッタは、前記光ビームを前記波長検知部と出力光強度制御部とに分岐するものであることを特徴とする請求項１２記載の光半導体装置。
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