JPH0348477A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0348477A JPH0348477A JP1182705A JP18270589A JPH0348477A JP H0348477 A JPH0348477 A JP H0348477A JP 1182705 A JP1182705 A JP 1182705A JP 18270589 A JP18270589 A JP 18270589A JP H0348477 A JPH0348477 A JP H0348477A
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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
- H01S5/024—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
-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (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
本発明は、光通信もしくは、光計測に用いる光周波数を
制御した半導体レーザ装置に関する．
制御した半導体レーザ装置に関する．
半導体レーザの光周波数は、温度と注入電流に依存して
変化する．光周波数を高速に制御するためには、高速変
化の困難な温度は安定化し、注入電流により制御する必
要がある． 第２図に従来の半導体レーザ装置の構成図を示す． 半導体レーザ１の温度は、温度センサ４からの信号を温
度制御回路４０を通して温度制御素子５に負帰還するこ
とで安定化している．６はヒートシンクである。この温
度安定状態を維持するためには、熱的に平衡状態にある
ことが必要になる．すなわち、半導体レーザ１への注入
電流１００が定常状態にあり、半導体レーザ１の発熱量
が一定である時に、温度が安定となる． 出力光１０１の光周波数の変更は、温度を一定に保った
状態で、入力信号１０２をもとに半導体レーザへの注入
電流１００を変更することにより行う．しかし、注入電
流変化は半導体レーザ１の？熱量の変化を生じさせるの
で、熱平衡状態は崩れる． 第３図は、第２図のＢ−Ｂ’断面図であり、発熱量がＨ
ユからＨ２へ変化した時の、熱の流れを矢印で示してい
る．発熱量がＨ■で安定した状Ｓ（ａ）では、半導体レ
ーザ１から１本の矢印が出ており、温度制御素子５及び
、ヒートシンク６へ移動する熱量もＨ１である．この状
態（ａ）から、注入電流を増し、発熱量が増加すると、
（ｂ）ステム３への流入熱量はＨ２に増加し、温度制御
素子５の吸入熱量はＨユのままとなるので、ステム３の
温度が上昇する．この後、第２図に示す温度制御回路４
０は、温度センサ４における検知温度（ステム３の温度
）の上昇を補正するように、温度制御素子５の吸熱量を
増加し、目標温度に追い込んでい＜ （ｃ）．この状態
では、温度制御素子５の吸熱量及び、ステム３の温度は
不安定である。 再びステム３の温度が安定になるのは、温度制御素子５
の吸熱量がＨ２で熱平衡状１（ｄ）となる時である． この温度安定化に要する時間は、温度制御系の特性すな
わち，温度誤差信号を温度制御信号に変換するゲインお
よび時定数で決まり、数秒から数十秒かかっていた．こ
の温度制御系の特性は、レーザ回りの熱容量、熱伝導率
等から決められる．これまでは、温度制御の精度を向上
するため、温度センサを半導体レーザ素子と近づける方
法等が、考案されている．これは、レーザ回りの熱容量
の低減、熱伝導率の向上等といった，構造の改善に留ま
っており、温度制御素子自体の熱容量等の問題は、解決
されていなかった。 また，熱平衡状態の維持といった
問題に関する考慮は、なされていなかった． 関連する従来技術としては、特開昭６３−１８１３８９
号、同６３−１６９７８３号公報などが挙げられる。
変化する．光周波数を高速に制御するためには、高速変
化の困難な温度は安定化し、注入電流により制御する必
要がある． 第２図に従来の半導体レーザ装置の構成図を示す． 半導体レーザ１の温度は、温度センサ４からの信号を温
度制御回路４０を通して温度制御素子５に負帰還するこ
とで安定化している．６はヒートシンクである。この温
度安定状態を維持するためには、熱的に平衡状態にある
ことが必要になる．すなわち、半導体レーザ１への注入
電流１００が定常状態にあり、半導体レーザ１の発熱量
が一定である時に、温度が安定となる． 出力光１０１の光周波数の変更は、温度を一定に保った
状態で、入力信号１０２をもとに半導体レーザへの注入
電流１００を変更することにより行う．しかし、注入電
流変化は半導体レーザ１の？熱量の変化を生じさせるの
で、熱平衡状態は崩れる． 第３図は、第２図のＢ−Ｂ’断面図であり、発熱量がＨ
ユからＨ２へ変化した時の、熱の流れを矢印で示してい
る．発熱量がＨ■で安定した状Ｓ（ａ）では、半導体レ
ーザ１から１本の矢印が出ており、温度制御素子５及び
、ヒートシンク６へ移動する熱量もＨ１である．この状
態（ａ）から、注入電流を増し、発熱量が増加すると、
（ｂ）ステム３への流入熱量はＨ２に増加し、温度制御
素子５の吸入熱量はＨユのままとなるので、ステム３の
温度が上昇する．この後、第２図に示す温度制御回路４
０は、温度センサ４における検知温度（ステム３の温度
）の上昇を補正するように、温度制御素子５の吸熱量を
増加し、目標温度に追い込んでい＜ （ｃ）．この状態
では、温度制御素子５の吸熱量及び、ステム３の温度は
不安定である。 再びステム３の温度が安定になるのは、温度制御素子５
の吸熱量がＨ２で熱平衡状１（ｄ）となる時である． この温度安定化に要する時間は、温度制御系の特性すな
わち，温度誤差信号を温度制御信号に変換するゲインお
よび時定数で決まり、数秒から数十秒かかっていた．こ
の温度制御系の特性は、レーザ回りの熱容量、熱伝導率
等から決められる．これまでは、温度制御の精度を向上
するため、温度センサを半導体レーザ素子と近づける方
法等が、考案されている．これは、レーザ回りの熱容量
の低減、熱伝導率の向上等といった，構造の改善に留ま
っており、温度制御素子自体の熱容量等の問題は、解決
されていなかった。 また，熱平衡状態の維持といった
問題に関する考慮は、なされていなかった． 関連する従来技術としては、特開昭６３−１８１３８９
号、同６３−１６９７８３号公報などが挙げられる。
上記従来技術では、光周波数を変更するための再び温度
が安定になるまでに時間がかかるという問題点があった
． 本発明の目的は、半導体レーザの注入電流に関わらず、
高速で光周波数を変化させ、移行先で安定にできる半導
体レーザ装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、光周波数を高速に制御しても、該
温度センサによる検出温度の変化しない上記半導体レー
ザを用いた半導体レーザモジュールを提供することにあ
る． 本発明の他の目的は、上記半導体レーザモジュールを用
いた光周波数の高速制御を簡単な制御回路で実現可能と
した光送信装置を提供することにある．
が安定になるまでに時間がかかるという問題点があった
． 本発明の目的は、半導体レーザの注入電流に関わらず、
高速で光周波数を変化させ、移行先で安定にできる半導
体レーザ装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、光周波数を高速に制御しても、該
温度センサによる検出温度の変化しない上記半導体レー
ザを用いた半導体レーザモジュールを提供することにあ
る． 本発明の他の目的は、上記半導体レーザモジュールを用
いた光周波数の高速制御を簡単な制御回路で実現可能と
した光送信装置を提供することにある．
上記目的は、半導体レーザと発熱素子を並置し、該半導
体レーザと該発熱素子からの発熱量の和を一定にするこ
とにより達成される。 また、他の目的は、温度センサを該半導体レーくは，該
半導体レーザと該発熱素子とをーっの温度センサに接す
るように配置することにより達成される． また、他の目的は、上記発熱素子には発光用半導体レー
ザと同じ半導体レーザ，もしくは同じ材料のダイオード
を用い、該発熱素子注入電流制御回路は、該半導体レー
ザと該発熱素子への注入電流の和が一定になるように制
御することにより達威される。
体レーザと該発熱素子からの発熱量の和を一定にするこ
とにより達成される。 また、他の目的は、温度センサを該半導体レーくは，該
半導体レーザと該発熱素子とをーっの温度センサに接す
るように配置することにより達成される． また、他の目的は、上記発熱素子には発光用半導体レー
ザと同じ半導体レーザ，もしくは同じ材料のダイオード
を用い、該発熱素子注入電流制御回路は、該半導体レー
ザと該発熱素子への注入電流の和が一定になるように制
御することにより達威される。
半導体レーザへの注入電流を高速に変化させて発振周波
数を変化させると，半導体レーザからの発熱量が変化す
る。発熱素子からの発熱量を、半導体レーザからの発熱
量との和が一定となるように制御することは、半導体レ
ーザへの注入電流が変化しても、温度制御系では常に熱
平衡状態が保たれ、温度を安定にする作用がある。 また、温度センサを該半導体レーザと該発熱素子と略等
距離の位置に配置するもしくは，該半導するように配置
することは、該半導体レーザと該発熱素子からの発熱量
の和が一定の時、検知する温度を一定にするので，注入
電流変化の温度制御系への影響を抑える作用がある． また，発熱素子に発光用半導体レーザと同じ半導体レー
ザもしくは，同じ材料のダイオードを用いることは、半
導体レーザと発熱素子への注入電流の和を一定にするこ
とで，総発熱量を一定にできるようになり、制御回路を
簡潔にできる．
数を変化させると，半導体レーザからの発熱量が変化す
る。発熱素子からの発熱量を、半導体レーザからの発熱
量との和が一定となるように制御することは、半導体レ
ーザへの注入電流が変化しても、温度制御系では常に熱
平衡状態が保たれ、温度を安定にする作用がある。 また、温度センサを該半導体レーザと該発熱素子と略等
距離の位置に配置するもしくは，該半導するように配置
することは、該半導体レーザと該発熱素子からの発熱量
の和が一定の時、検知する温度を一定にするので，注入
電流変化の温度制御系への影響を抑える作用がある． また，発熱素子に発光用半導体レーザと同じ半導体レー
ザもしくは，同じ材料のダイオードを用いることは、半
導体レーザと発熱素子への注入電流の和を一定にするこ
とで，総発熱量を一定にできるようになり、制御回路を
簡潔にできる．
本発明の一実施例の構成図を第１図に示す。本実施例は
、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２、ステ
ム３、温度センサ（サーミスタ）４、温度制御素子（ペ
ルチェ素子）５，ヒートシンク６から構戒されている．
また、発光用半導体レーザ１からの光出力１０１は、注
入電流制御回路１０、発熱量安定化回路２０、温度安定
化回路４０によって制御されている。さらに発熱用半導
体レーザ２は，発光用半導体レーザ１と同一チッ発光用
半導体レーザ１からの光出力１０１の光周波数は、入力
信号１０２をもとに注入電流制御回路１０から出力され
る注入電流１００の変化に従って変わる。この時、発光
用半導体レーザ１の発熱量も変化する． 発熱量安定化回路２０は、第４図に示すように注入電流
２００と注入電流１００との和が一定となるよう注入電
流２００を制御している．これにより、発光用半導体レ
ーザ１と発熱用半導体レーザ２からの発熱量の和は、一
定となる．また、温度安定化回路４０では、温度センサ
４（サーミスタ）からの値が、一定となるように温度制
御素子（ペルチェ素子）５へ負帰還をかけている．第５
図は、第１図のＡ−Ａ’断面図であり、本実施例での熱
の流れを矢印で示している．（ａ）は発光用半導体レー
ザ１の発熱量がＨＬの状態で矢印が１本、発熱用半導体
レーザ２の発熱量はＨ２で矢印が２本出ている．発熱量
の和はＨ，となり、ペルチェ素子５および、ヒートシン
これを発光用半導体レーザ１の発熱量がＨ２の状ｆｉｌ
（ｂ）に変化すると、発熱用半導体レーザ２の発熱量
はＨ１となる。この時発熱量の和はＨ，と変わらず，ペ
ルチェ素子５の吸熱量はＨ３である。 ステム３からペルチェ素子５にかけての温度分布は、各
々の注入電流は変化しても熱平衡状態を保ち、安定して
いる． ここで、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２
を同一チップ基板に構成することで、その間隔を約４０
０μｍに接近することができる。 これにより、温度分布の変化する領域を小さくすること
ができるので、（ａ）の状態から（ｂ）の状態へは、ミ
リ秒オーダーで変化できる。さらに、温度センサ（サー
ミスタ）４は半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２か
ら略等距離にあるので、注入電流１００が変化しても検
知温度は変化しない．従って，温度安定化回路４０及び
，ペルチェ素子５に影響されずに、光周波数を変化させ
ることができる． 流制御回路１０とともに第６図に示す．電圧一電流変換
回路１１．２１は同じものを用い、各々入力電圧ｖ．，
ｖ，ニ対する出力は．Ｉ，＝ｋＶ，，Ｉ，＝ｋＶ，とす
る．注入電流１００を決める入力信号１０２の電圧Ｖ２
は、発熱量制御回路２０に入力される．このｖ１をオペ
アンプ２２を用いてｖ３に変換する。 Ｖ，＝２Ｖ，−Ｖ． （但し，Ｒ１＝Ｒ，）この時
、注入電流の和Ｉ、＋ Ｉ，は，Ｉ、＋Ｌ＝ｋ （ｖｚ
＋ｖＷ ＝２ｋＶ３となり、■，を定電圧とすることで
注入電流の和を一定にできる．この発熱量制御回路２０
は、第６図に示される回路に限定されるものではない．
なお、発熱用半導体レーザ２からの発熱量を、発光用半
導体レーザｌからの発熱量との和が一定となるように制
御することで、注入電流１００が変化しても、温度制御
系では常に熱平衡状態が保たれ、温度を安定にでき、光
周波数を安定にすることができる． 一ザ２を同一チップ基板に構成することで、その間隔を
約４００μｍと短くすることができ、温度分布の変化す
る領域を小さくすることができる。 さらに、温度センサ４を発光用半導体レーザ１と発熱用
半導体レーザ２と略等距離の位置に配置することにより
、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２からの
発熱量の和が一定の時，検知する温度が一定になるので
、注入電流１００を変更しても、温度制御系に影響され
ない光周波数制御が可能になる． また、発熱素子に発光用半導体レーザ１と同じ半導体レ
ーザ２を用いることは、発熱量制御を注入電流１００お
よび２００の和を一定にすることで実現できる． 本発明においては，以上の実施例の他にも以下のような
様々な変形が可能である． 上記実施例では、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体
レーザ２を同一チップ基板に構成しているが、これは異
なるチップ基板の半導体レーザをまた、発熱素子に発光
用半導体レーザと同じ半導体レーザを用いているが、こ
れは同じ材質のダイオードを用いてもよい． さらに、発熱素子を抵抗のように簡単な素子を用いて、
発熱量制御回路にて発熱特性を補正し、発熱量の和を一
定にする方法でもよい．また、半導体レーザと発熱素子
とともに注入電流制御回路を光電子集積回路として、一
つの素子に組み込むこともよい．光電子集積回路にする
ことは、半導体レーザと発熱素子との距離を小さくし、
素子の性質を等しくすることを容易にする効果がある。 上記実施例では、温度センサ４にサーミスタを用いてい
るが、これは、ＩＣ温度センサ，白金測温体，熱電対で
あってもよい．さらに、ＩＣ温度センサ，白金測温体と
いった板状の温度センサを用いる場合には、発光用半導
体レーザ１と発熱用半導体レーザ２とをーっの温度セン
サに接する構成であっても，発光用半導体レーザ１と発
熱用半温度を一定にすることができる。 上記実施例では、一つの電極の半導体レーザを用いてい
るが、これは、複数の電極を持つ半導体レーザにおいて
も、同じ効果を得られる。
、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２、ステ
ム３、温度センサ（サーミスタ）４、温度制御素子（ペ
ルチェ素子）５，ヒートシンク６から構戒されている．
また、発光用半導体レーザ１からの光出力１０１は、注
入電流制御回路１０、発熱量安定化回路２０、温度安定
化回路４０によって制御されている。さらに発熱用半導
体レーザ２は，発光用半導体レーザ１と同一チッ発光用
半導体レーザ１からの光出力１０１の光周波数は、入力
信号１０２をもとに注入電流制御回路１０から出力され
る注入電流１００の変化に従って変わる。この時、発光
用半導体レーザ１の発熱量も変化する． 発熱量安定化回路２０は、第４図に示すように注入電流
２００と注入電流１００との和が一定となるよう注入電
流２００を制御している．これにより、発光用半導体レ
ーザ１と発熱用半導体レーザ２からの発熱量の和は、一
定となる．また、温度安定化回路４０では、温度センサ
４（サーミスタ）からの値が、一定となるように温度制
御素子（ペルチェ素子）５へ負帰還をかけている．第５
図は、第１図のＡ−Ａ’断面図であり、本実施例での熱
の流れを矢印で示している．（ａ）は発光用半導体レー
ザ１の発熱量がＨＬの状態で矢印が１本、発熱用半導体
レーザ２の発熱量はＨ２で矢印が２本出ている．発熱量
の和はＨ，となり、ペルチェ素子５および、ヒートシン
これを発光用半導体レーザ１の発熱量がＨ２の状ｆｉｌ
（ｂ）に変化すると、発熱用半導体レーザ２の発熱量
はＨ１となる。この時発熱量の和はＨ，と変わらず，ペ
ルチェ素子５の吸熱量はＨ３である。 ステム３からペルチェ素子５にかけての温度分布は、各
々の注入電流は変化しても熱平衡状態を保ち、安定して
いる． ここで、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２
を同一チップ基板に構成することで、その間隔を約４０
０μｍに接近することができる。 これにより、温度分布の変化する領域を小さくすること
ができるので、（ａ）の状態から（ｂ）の状態へは、ミ
リ秒オーダーで変化できる。さらに、温度センサ（サー
ミスタ）４は半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２か
ら略等距離にあるので、注入電流１００が変化しても検
知温度は変化しない．従って，温度安定化回路４０及び
，ペルチェ素子５に影響されずに、光周波数を変化させ
ることができる． 流制御回路１０とともに第６図に示す．電圧一電流変換
回路１１．２１は同じものを用い、各々入力電圧ｖ．，
ｖ，ニ対する出力は．Ｉ，＝ｋＶ，，Ｉ，＝ｋＶ，とす
る．注入電流１００を決める入力信号１０２の電圧Ｖ２
は、発熱量制御回路２０に入力される．このｖ１をオペ
アンプ２２を用いてｖ３に変換する。 Ｖ，＝２Ｖ，−Ｖ． （但し，Ｒ１＝Ｒ，）この時
、注入電流の和Ｉ、＋ Ｉ，は，Ｉ、＋Ｌ＝ｋ （ｖｚ
＋ｖＷ ＝２ｋＶ３となり、■，を定電圧とすることで
注入電流の和を一定にできる．この発熱量制御回路２０
は、第６図に示される回路に限定されるものではない．
なお、発熱用半導体レーザ２からの発熱量を、発光用半
導体レーザｌからの発熱量との和が一定となるように制
御することで、注入電流１００が変化しても、温度制御
系では常に熱平衡状態が保たれ、温度を安定にでき、光
周波数を安定にすることができる． 一ザ２を同一チップ基板に構成することで、その間隔を
約４００μｍと短くすることができ、温度分布の変化す
る領域を小さくすることができる。 さらに、温度センサ４を発光用半導体レーザ１と発熱用
半導体レーザ２と略等距離の位置に配置することにより
、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体レーザ２からの
発熱量の和が一定の時，検知する温度が一定になるので
、注入電流１００を変更しても、温度制御系に影響され
ない光周波数制御が可能になる． また、発熱素子に発光用半導体レーザ１と同じ半導体レ
ーザ２を用いることは、発熱量制御を注入電流１００お
よび２００の和を一定にすることで実現できる． 本発明においては，以上の実施例の他にも以下のような
様々な変形が可能である． 上記実施例では、発光用半導体レーザ１と発熱用半導体
レーザ２を同一チップ基板に構成しているが、これは異
なるチップ基板の半導体レーザをまた、発熱素子に発光
用半導体レーザと同じ半導体レーザを用いているが、こ
れは同じ材質のダイオードを用いてもよい． さらに、発熱素子を抵抗のように簡単な素子を用いて、
発熱量制御回路にて発熱特性を補正し、発熱量の和を一
定にする方法でもよい．また、半導体レーザと発熱素子
とともに注入電流制御回路を光電子集積回路として、一
つの素子に組み込むこともよい．光電子集積回路にする
ことは、半導体レーザと発熱素子との距離を小さくし、
素子の性質を等しくすることを容易にする効果がある。 上記実施例では、温度センサ４にサーミスタを用いてい
るが、これは、ＩＣ温度センサ，白金測温体，熱電対で
あってもよい．さらに、ＩＣ温度センサ，白金測温体と
いった板状の温度センサを用いる場合には、発光用半導
体レーザ１と発熱用半導体レーザ２とをーっの温度セン
サに接する構成であっても，発光用半導体レーザ１と発
熱用半温度を一定にすることができる。 上記実施例では、一つの電極の半導体レーザを用いてい
るが、これは、複数の電極を持つ半導体レーザにおいて
も、同じ効果を得られる。
以上述べてきたように本発明によれば、発熱素子からの
発熱量を、半導体レーザからの発熱量との和が一定とな
るように制御することで、半導体レーザへの注入電流が
変化しても、温度制御系では常に熱平衡状態が保たれる
．従って、温度を安定にし、光周波数を安定にする効果
がある．また、発熱素子・に半導体レーザと同じ材質の
ダイオードを用いることは、半導体レーザと発熱素子に
注入する電流の和を一定にすることで発熱量を一定にす
る効果がある． また、発熱素子に発光用半導体レーザｌと同じ半導体レ
ーザ２を用いると，半導体レーザと発熱素子を同一チッ
プ基板に構成することが容易となり、さらに、その間隔
を短くすることができ，温度分布が変化する領域を小さ
くできる．さらに，温度センサを半導体レーザと発熱素
子と鵬等距離の位置に配置することにより，半導体レー
ザと発熱素子からの発熱量の和が一定の時，検知する温
度が一定になるので、注入電流を変更しても、温度制御
系に影響されない光周波数制御を可能にする効果がある
． また、半導体レーザと発熱素子とを一つの温度センサに
接するよう配置することにより、半導体レーザと発熱素
子からの発熱量の和が一定の時、検知する温度が一定に
なるので、注入電流を変更しても、温度制御系に影響さ
れない光周波数制御を可能にする効果がある． 本発明の半導体レーザ装置を用いた光送信装置は、その
出力光の光周波数を高速に変更後、短時間に安定化でき
る効果がある． また、発熱素子への注入電流を、半導体レーザヘの注入
電流との和を一定にする制御方法を発熱量制御回路に採
用することで、回路を簡潔にする第１図は本発明の実施
例のレーザ装置の斜視図，第２図は従来のレーザ装誼の
斜視図、第３図は従来装置の熱の流れを表した第２図の
Ｂ−Ｂ’断面図、第４図は発光用半導体レーザと発熱用
半導体レーザへの注入電流の関係を表すグラフ、第５図
は実施例の装置の熱の流れを表す，第１図の八一Ａ′断
面図、第６図は，半導体レーザ注入電流制御回路１０と
発熱量制御回路２０の回路例を示すブロック図である． 符号の説明 １・・・発光用半導体レーザ、２・・・発熱用半導体レ
ーザ、３・・・ステム、４・・・温度センサ、５・・・
温度制御素子，６・・・ヒートシンク、１０・・・注入
電流制御回路．２０・・・発熱量制御回路、４０・・・
温度制御回路、１１．２１・・・電圧一電流変換回路、
２２・・・オペアンプ．１２，２３，４１．４２・・・
端子、１００・・・発光用半導体レーザ注入電流、１０
１・・・半導体レーザ出力光，１０２・・・入力信号．
２００・・・発熱用半導体レーザ注入電流 竿 １ 図 審３図 第 ４ 図 β今間 第Ｓ図 第 ６ 図
発熱量を、半導体レーザからの発熱量との和が一定とな
るように制御することで、半導体レーザへの注入電流が
変化しても、温度制御系では常に熱平衡状態が保たれる
．従って、温度を安定にし、光周波数を安定にする効果
がある．また、発熱素子・に半導体レーザと同じ材質の
ダイオードを用いることは、半導体レーザと発熱素子に
注入する電流の和を一定にすることで発熱量を一定にす
る効果がある． また、発熱素子に発光用半導体レーザｌと同じ半導体レ
ーザ２を用いると，半導体レーザと発熱素子を同一チッ
プ基板に構成することが容易となり、さらに、その間隔
を短くすることができ，温度分布が変化する領域を小さ
くできる．さらに，温度センサを半導体レーザと発熱素
子と鵬等距離の位置に配置することにより，半導体レー
ザと発熱素子からの発熱量の和が一定の時，検知する温
度が一定になるので、注入電流を変更しても、温度制御
系に影響されない光周波数制御を可能にする効果がある
． また、半導体レーザと発熱素子とを一つの温度センサに
接するよう配置することにより、半導体レーザと発熱素
子からの発熱量の和が一定の時、検知する温度が一定に
なるので、注入電流を変更しても、温度制御系に影響さ
れない光周波数制御を可能にする効果がある． 本発明の半導体レーザ装置を用いた光送信装置は、その
出力光の光周波数を高速に変更後、短時間に安定化でき
る効果がある． また、発熱素子への注入電流を、半導体レーザヘの注入
電流との和を一定にする制御方法を発熱量制御回路に採
用することで、回路を簡潔にする第１図は本発明の実施
例のレーザ装置の斜視図，第２図は従来のレーザ装誼の
斜視図、第３図は従来装置の熱の流れを表した第２図の
Ｂ−Ｂ’断面図、第４図は発光用半導体レーザと発熱用
半導体レーザへの注入電流の関係を表すグラフ、第５図
は実施例の装置の熱の流れを表す，第１図の八一Ａ′断
面図、第６図は，半導体レーザ注入電流制御回路１０と
発熱量制御回路２０の回路例を示すブロック図である． 符号の説明 １・・・発光用半導体レーザ、２・・・発熱用半導体レ
ーザ、３・・・ステム、４・・・温度センサ、５・・・
温度制御素子，６・・・ヒートシンク、１０・・・注入
電流制御回路．２０・・・発熱量制御回路、４０・・・
温度制御回路、１１．２１・・・電圧一電流変換回路、
２２・・・オペアンプ．１２，２３，４１．４２・・・
端子、１００・・・発光用半導体レーザ注入電流、１０
１・・・半導体レーザ出力光，１０２・・・入力信号．
２００・・・発熱用半導体レーザ注入電流 竿 １ 図 審３図 第 ４ 図 β今間 第Ｓ図 第 ６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザと発熱素子を並置し、該半導体レーザ
と該発熱素子からの発熱量の和を一定とすることを特徴
とする半導体レーザ装置。 ２、上記特許請求の範囲第１項において、該発熱素子に
該半導体レーザと同じ材質のダイオードを用いることを
特徴とする半導体レーザ装置。 ３、上記特許請求の範囲第１項において、該発熱素子に
該半導体レーザと同じ半導体レーザを用いることを特徴
とする半導体レーザ装置。 ４、上記特許請求の範囲第１項、第２項及び、第３項の
半導体レーザ装置と温度センサと温度制御素子から構成
される半導体レーザモジュールにおいて、該半導体レー
ザと該発熱素子と略等距離の位置に温度センサを配置し
たことを特徴とする半導体レーザモジュール。 ５、上記特許請求の範囲第１項、第２項及び、第３項の
半導体レーザ装置と温度センサと温度制御素子から構成
される半導体レーザモジュールにおいて、該半導体レー
ザと該発熱素子とを一つの温度センサに接するように配
置したことを特徴とする半導体レーザモジュール。 ６、上記特許請求の範囲第４項もしくは、第５項の半導
体レーザモジュールと半導体レーザ注入電流制御回路と
発熱素子注入電流制御回路と温度安定化回路から構成さ
れる光送信装置において、該発熱素子の注入電流を該半
導体レーザへの注入電流に応じて制御することを特徴と
する光送信装置。 ７、上記特許請求の範囲第６項において、該発熱素子注
入電流制御回路を、該半導体レーザと該発熱素子への注
入電流の和が一定になるように制御する回路とすること
を特徴とする光送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182705A JPH0348477A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182705A JPH0348477A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348477A true JPH0348477A (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=16122996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182705A Pending JPH0348477A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348477A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555710A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 半導体レーザモジユール |
| US5515391A (en) * | 1994-03-07 | 1996-05-07 | Sdl, Inc. | Thermally balanced diode laser package |
| JP2001326418A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Yokogawa Electric Corp | 半導体レーザ光源及び半導体レーザ光源の変調方法 |
| JP2016015454A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 住友電気工業株式会社 | 波長可変レーザ装置および波長切替方法 |
| JP2016111214A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 三菱電機株式会社 | 波長可変光源、波長可変光源の制御方法、及び波長可変光源の製造方法 |
| JP2016533026A (ja) * | 2013-10-10 | 2016-10-20 | オートモーティブ コアリション フォー トラフィック セーフティ， インコーポレイテッド | 配列された複数の波長調整レーザを制御するためのシステムおよび方法 |
| JP2017212252A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | オプト エレクトロニクス ソリューションズ | 光送信機及びこれを含む光モジュール |
| JP2019522372A (ja) * | 2016-07-21 | 2019-08-08 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 波長シフト制御方法及びシステム |
| US10826270B2 (en) | 2016-01-04 | 2020-11-03 | Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. | Heater-on-heatspreader |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1182705A patent/JPH0348477A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555710A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 半導体レーザモジユール |
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| US10826270B2 (en) | 2016-01-04 | 2020-11-03 | Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. | Heater-on-heatspreader |
| JP2017212252A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | オプト エレクトロニクス ソリューションズ | 光送信機及びこれを含む光モジュール |
| JP2019522372A (ja) * | 2016-07-21 | 2019-08-08 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 波長シフト制御方法及びシステム |
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