JPH01243488A - 光半導体モジュール - Google Patents
光半導体モジュールInfo
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- JPH01243488A JPH01243488A JP63069244A JP6924488A JPH01243488A JP H01243488 A JPH01243488 A JP H01243488A JP 63069244 A JP63069244 A JP 63069244A JP 6924488 A JP6924488 A JP 6924488A JP H01243488 A JPH01243488 A JP H01243488A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
- H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光半導体モジュールに係わり、特に光ファイ
バと光結合する光半導体モジュールに関する。
バと光結合する光半導体モジュールに関する。
一般に、この種の光半導体モジュールにおいては、光フ
ァイバの最適な光結合をするために、光ファイバと適用
光学系との相対位置を正確に保持する必要がある。
ァイバの最適な光結合をするために、光ファイバと適用
光学系との相対位置を正確に保持する必要がある。
従来の光半導体モジュールは、光ファイバを固定する端
末部材と、受発光素子、光結合用レンズ等を収納する格
納部材との接合手段、および受発光素子を固定する第１
の保持部材と、光結合用レンズを固定する第２の保持部
材と、格納部材の内部との接合手段として、エポキシ系
接着剤、半田、ヤグレーザ（ＹＡＧレーザ）等を使用し
ていた。
末部材と、受発光素子、光結合用レンズ等を収納する格
納部材との接合手段、および受発光素子を固定する第１
の保持部材と、光結合用レンズを固定する第２の保持部
材と、格納部材の内部との接合手段として、エポキシ系
接着剤、半田、ヤグレーザ（ＹＡＧレーザ）等を使用し
ていた。
このエポキシ系接着剤と半田による接合手段では、接合
強度、耐熱性および作業性に問題があることから、最近
ではレーザ溶接による接合手段が普及採用されている。
強度、耐熱性および作業性に問題があることから、最近
ではレーザ溶接による接合手段が普及採用されている。
しかし、このレーザ溶接手段を採用した場合、レーザ溶
接部の材質に制約があった。その理由は、熱伝導率の良
い材料では、溶接時に熱が拡ｆｔｔ してしまい、良好
な溶接ができないことがあり、また、材料中の脆い低融
点化合物がクラック発生の原因となるからである。
接部の材質に制約があった。その理由は、熱伝導率の良
い材料では、溶接時に熱が拡ｆｔｔ してしまい、良好
な溶接ができないことがあり、また、材料中の脆い低融
点化合物がクラック発生の原因となるからである。
一方、光半導体レーザは、使用環境温度の変化に対して
モードポツピングや中心波長の温度シフトが生ずるため
、半導体レーザの周囲温度の制御が必要である。通常、
温度制御は、ペルチェクーラ素子とサーミスタを用いて
行われる。このペルチェクーラ素子は受発光素子を固定
する第１の保持部材と格納部材の間に介在させることに
より、伝熱経路を形成している。しかしながら、このぺ
°ルチェクーラ素子と接している部材（第１の保持部材
、格納部材）は、レーザ装置の溶接条件の制約から低熱
伝導材のステンレス、ユバ−または４２％Ｎｉ合金を用
いていた。
モードポツピングや中心波長の温度シフトが生ずるため
、半導体レーザの周囲温度の制御が必要である。通常、
温度制御は、ペルチェクーラ素子とサーミスタを用いて
行われる。このペルチェクーラ素子は受発光素子を固定
する第１の保持部材と格納部材の間に介在させることに
より、伝熱経路を形成している。しかしながら、このぺ
°ルチェクーラ素子と接している部材（第１の保持部材
、格納部材）は、レーザ装置の溶接条件の制約から低熱
伝導材のステンレス、ユバ−または４２％Ｎｉ合金を用
いていた。
このように、上述した従来の光半導体モジ２−ルは、レ
ーザ溶接条件の制約から、受発光素子を保持する第１の
保持部材と格納部材の材料に低熱伝導材のステンレス、
ユバ−または４２％Ｎ１合金を使用しているため、熱伝
導の効率が劣り、ペルチェクーラ素子の駆動電流を増や
すことが必要となり、このため、このペルチェクーラ素
子の寿命の低下を招くとともに、消費電力が増えるとい
う欠点があった。
ーザ溶接条件の制約から、受発光素子を保持する第１の
保持部材と格納部材の材料に低熱伝導材のステンレス、
ユバ−または４２％Ｎ１合金を使用しているため、熱伝
導の効率が劣り、ペルチェクーラ素子の駆動電流を増や
すことが必要となり、このため、このペルチェクーラ素
子の寿命の低下を招くとともに、消費電力が増えるとい
う欠点があった。
本発明の目的は、上述した欠点に鑑みてなされたもので
、ペルチェクーラ素子の長寿命化を図るとともに消費電
流の低減を図った光半導体モジュールを提供するにある
。
、ペルチェクーラ素子の長寿命化を図るとともに消費電
流の低減を図った光半導体モジュールを提供するにある
。
前記目的を達成するために、本発明は、端部が格納部材
に保持固定される光ファイバと、この格納部材に固定さ
れから受発光素子を支持する第１の保持部材と、受発光
素子を光ファイバに光結合させるレンズと、格納部材に
固定されかつこのレンズを固定する第２の保持部材と、
格納部材と第１の保持部材との間に介在されるペルチェ
クーラ素子を備えた光半導体モジュールにおいて、第１
の保持部材に第１の高熱伝導体を設けるとともに、二の
第１の高熱半導体と対向する格納部材の箇所に第２の高
熱半導体を設けた構成としたものである。
に保持固定される光ファイバと、この格納部材に固定さ
れから受発光素子を支持する第１の保持部材と、受発光
素子を光ファイバに光結合させるレンズと、格納部材に
固定されかつこのレンズを固定する第２の保持部材と、
格納部材と第１の保持部材との間に介在されるペルチェ
クーラ素子を備えた光半導体モジュールにおいて、第１
の保持部材に第１の高熱伝導体を設けるとともに、二の
第１の高熱半導体と対向する格納部材の箇所に第２の高
熱半導体を設けた構成としたものである。
二のように本発明にあっては、第１め保持部材および格
納部材を部分的に高熱伝導体を用いた複合部材を使用し
ているので、熱伝導の効率化を図る二とができ、ペルチ
ェクーラ素子の駆動電流を低く抑えることができる。
納部材を部分的に高熱伝導体を用いた複合部材を使用し
ているので、熱伝導の効率化を図る二とができ、ペルチ
ェクーラ素子の駆動電流を低く抑えることができる。
以下、図に示す実施例を用いて本発明の詳細な説明する
。
。
第１図は本発明に係わる光半導体モジュールの一実施例
を示す断面図である。第１の保持部材１は、凹部２ａを
有する外枠体２と、この外枠体２の内面にろう付けによ
り一体に固定された第１の高熱伝導体３とから構成され
ており、この外枠体２にはレーザ出力モニタ素子４が、
また第１の高熱伝導体３には半導体レーザ素子５、温度
計測用サーミスタ６がそれぞれ半田合金等で固定されて
いる。半導体レーザ素子５は、周囲温度の変化により、
モードポツピングや中心波長の変化により、モ・−ドポ
ッピングや中心波長の温度シフトが生ずるため、温度計
測用サーミスタ６で温度計測し、ペルチェクーラ素子１
０の電流を制御することにより、半導体レーザ素子５の
周囲温度を一定に保つようにしている。
を示す断面図である。第１の保持部材１は、凹部２ａを
有する外枠体２と、この外枠体２の内面にろう付けによ
り一体に固定された第１の高熱伝導体３とから構成され
ており、この外枠体２にはレーザ出力モニタ素子４が、
また第１の高熱伝導体３には半導体レーザ素子５、温度
計測用サーミスタ６がそれぞれ半田合金等で固定されて
いる。半導体レーザ素子５は、周囲温度の変化により、
モードポツピングや中心波長の変化により、モ・−ドポ
ッピングや中心波長の温度シフトが生ずるため、温度計
測用サーミスタ６で温度計測し、ペルチェクーラ素子１
０の電流を制御することにより、半導体レーザ素子５の
周囲温度を一定に保つようにしている。
ところで、第１の保持部材１においては、ペルチェクー
ラ素子ｌＯの駆動電流を低く押さえ、長寿命化を図るた
めに、半導体レーザ素子５を搭載するとともにこのペル
チェクーラ素子１０と接合する部分に第１の高熱伝導体
３を設けて、熱伝導効率を上げるようにしている。一方
、光ファイバ７に光結合させるレンズ８を保持した第２
の保持部材９はＹＡＧレーザ溶接にて、第１の保持部材
ｌの外枠体２上に固定されている。
ラ素子ｌＯの駆動電流を低く押さえ、長寿命化を図るた
めに、半導体レーザ素子５を搭載するとともにこのペル
チェクーラ素子１０と接合する部分に第１の高熱伝導体
３を設けて、熱伝導効率を上げるようにしている。一方
、光ファイバ７に光結合させるレンズ８を保持した第２
の保持部材９はＹＡＧレーザ溶接にて、第１の保持部材
ｌの外枠体２上に固定されている。
この第１の保持部材ｌの第１の高熱伝導体３は、ペルチ
ェクーラ素子１０を介して格納部材であるパッケージ１
１の第２の高熱伝導体１２に半田付は固定されており、
かつ第１の保持部材１の外枠体２はその凹部２ａにＹＡ
Ｇビームを照射することによって、パッケージ１１の筐
体１３に溶接固定されている。なお、この外枠体２は、
ＹＡＧレーザ溶接の条件からステンレス、ユバ−１４２
％Ｎｉ合金により作製されている。
ェクーラ素子１０を介して格納部材であるパッケージ１
１の第２の高熱伝導体１２に半田付は固定されており、
かつ第１の保持部材１の外枠体２はその凹部２ａにＹＡ
Ｇビームを照射することによって、パッケージ１１の筐
体１３に溶接固定されている。なお、この外枠体２は、
ＹＡＧレーザ溶接の条件からステンレス、ユバ−１４２
％Ｎｉ合金により作製されている。
第２の高熱伝導体１２は、ペルチェクーラ素子１０から
の熱を効率よく外部に放熱させるために、パッケージ１
１の底部に設けられたペルチェクーラ取り付は部に配設
されており、筐体１３とはろう付は手段！こより一体的
に固定されている。なお、本実施例における第１の高熱
伝導体３と第２の高熱伝導体１２は、銅タングステン材
を使用しており、熱伝導の改善を図るとともに、熱膨張
（７×Ｉ Ｑ−’ｄ ｅｇ−’）の低減を図り、温度変
化による光路の光軸ずれを少なくするように構成してい
る。
の熱を効率よく外部に放熱させるために、パッケージ１
１の底部に設けられたペルチェクーラ取り付は部に配設
されており、筐体１３とはろう付は手段！こより一体的
に固定されている。なお、本実施例における第１の高熱
伝導体３と第２の高熱伝導体１２は、銅タングステン材
を使用しており、熱伝導の改善を図るとともに、熱膨張
（７×Ｉ Ｑ−’ｄ ｅｇ−’）の低減を図り、温度変
化による光路の光軸ずれを少なくするように構成してい
る。
また、光ファイバ９の端末は、サポート１４を介して、
光路調整後パッケージ１１の筐体１３にＹＡＧレーザ溶
接で固定されている。
光路調整後パッケージ１１の筐体１３にＹＡＧレーザ溶
接で固定されている。
以上のような構成により、半導体レーザ素子５は、温度
計測用サーミスタ６により温度計測され、ペルチェクー
ラ素子ｌＯの電流制御を行うことにより、常時、最適な
温度条件で駆動させることができる。この時、第１、第
２の高熱伝導体３．１２を設けることにより、ペルチェ
クーラ素子１０の駆動電流を低く抑えることができる。
計測用サーミスタ６により温度計測され、ペルチェクー
ラ素子ｌＯの電流制御を行うことにより、常時、最適な
温度条件で駆動させることができる。この時、第１、第
２の高熱伝導体３．１２を設けることにより、ペルチェ
クーラ素子１０の駆動電流を低く抑えることができる。
以上説明したように本発明に係わる光半導体モジュール
は、第１の保持部材および格納部材を部分的に高熱伝導
体を用いており、熱伝導の効率化を図ることができるの
で、半導体レーザ素子の周囲温度を制御する上で、ペル
チェクーラ素子の駆動電流を低（抑えることができる。
は、第１の保持部材および格納部材を部分的に高熱伝導
体を用いており、熱伝導の効率化を図ることができるの
で、半導体レーザ素子の周囲温度を制御する上で、ペル
チェクーラ素子の駆動電流を低（抑えることができる。
このため、ペルチェクーラ素子の長寿命化を図れるとと
もに、低消費電流化を達成でき、光半導体モジュールの
高性能化、品質性向上を図れるという効果を有する。
もに、低消費電流化を達成でき、光半導体モジュールの
高性能化、品質性向上を図れるという効果を有する。
第１図は本発明に係わる光半導体モジュールの一実施例
を示す断面図である。 １・・・・・・第１の保持部材、 ３・・・・・・第１の高熱伝導体、 ４・・・・・・レーザ出力モニタ素子、５・・・・・・
半導体レーザ素子、 ６・・・・・・温度計測用サーミスタ、７・・・・・・
光ファイバ、 ８・・・・・・レンズ、 ９・・・・・・第２の保持部材、 １０・・・・・・ペルチェクーラ素子、１１・・・・・
・パッケージ、 １２・・・・・・第２の高熱伝導体。
を示す断面図である。 １・・・・・・第１の保持部材、 ３・・・・・・第１の高熱伝導体、 ４・・・・・・レーザ出力モニタ素子、５・・・・・・
半導体レーザ素子、 ６・・・・・・温度計測用サーミスタ、７・・・・・・
光ファイバ、 ８・・・・・・レンズ、 ９・・・・・・第２の保持部材、 １０・・・・・・ペルチェクーラ素子、１１・・・・・
・パッケージ、 １２・・・・・・第２の高熱伝導体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 端部が格納部材に保持固定される光ファイバと、この
格納部材に固定されかつ受発光素子を支持する第１の保
持部材と、 前記受発光素子を光ファイバに光結合させるレンズと、 前記格納部材に固定されかつこのレンズを固定する第２
の保持部材と、 前記格納部材と第１の保持部材との間に介在されるペル
チェクーラ素子を備えた光半導体モジュールにおいて、
前記第１の保持部材に第１の高熱伝導体を設けるととも
に、この第１の高熱半導体と対向する格納部材の箇所に
第２の高熱半導体を設けたことを特徴とする光半導体モ
ジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069244A JPH01243488A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 光半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069244A JPH01243488A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 光半導体モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243488A true JPH01243488A (ja) | 1989-09-28 |
Family
ID=13397142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63069244A Pending JPH01243488A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 光半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01243488A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0482287A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-03-16 | Hitachi Ltd | 電子冷却素子付半導体レーザモジュール |
| US5603570A (en) * | 1993-11-05 | 1997-02-18 | Nec Corporation | Constant-temperature control using surroundings temperature of a device |
| EP0824281A1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-02-18 | Nec Corporation | Peltier cooler and semiconductor laser module using peltier cooler |
| US6219364B1 (en) | 1997-01-09 | 2001-04-17 | Nec Corporation | Semiconductor laser module having improved metal substrate on peltier element |
| GB2404281A (en) * | 2003-07-25 | 2005-01-26 | Agilent Technologies Inc | Optoelectronic assembly with thermoelectric cooler |
| JP2017163132A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-09-14 | ショット アクチエンゲゼルシャフトＳｃｈｏｔｔ ＡＧ | 電子コンポーネント用ケーシング及びレーザモジュール |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63069244A patent/JPH01243488A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0482287A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-03-16 | Hitachi Ltd | 電子冷却素子付半導体レーザモジュール |
| US5603570A (en) * | 1993-11-05 | 1997-02-18 | Nec Corporation | Constant-temperature control using surroundings temperature of a device |
| EP0824281A1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-02-18 | Nec Corporation | Peltier cooler and semiconductor laser module using peltier cooler |
| US5960142A (en) * | 1996-08-13 | 1999-09-28 | Nec Corporation | Peltier cooler and semiconductor laser module using Peltier cooler |
| US6219364B1 (en) | 1997-01-09 | 2001-04-17 | Nec Corporation | Semiconductor laser module having improved metal substrate on peltier element |
| GB2404281A (en) * | 2003-07-25 | 2005-01-26 | Agilent Technologies Inc | Optoelectronic assembly with thermoelectric cooler |
| JP2017163132A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-09-14 | ショット アクチエンゲゼルシャフトＳｃｈｏｔｔ ＡＧ | 電子コンポーネント用ケーシング及びレーザモジュール |
| US10707642B2 (en) | 2016-02-10 | 2020-07-07 | Schott Ag | Housing for an electronic component, and laser module |
| US11367992B2 (en) | 2016-02-10 | 2022-06-21 | Schott Ag | Housing for an electronic component, and laser module |
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