JPH04337687A - Semiconductor laser module - Google Patents
Semiconductor laser moduleInfo
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- JPH04337687A JPH04337687A JP11008491A JP11008491A JPH04337687A JP H04337687 A JPH04337687 A JP H04337687A JP 11008491 A JP11008491 A JP 11008491A JP 11008491 A JP11008491 A JP 11008491A JP H04337687 A JPH04337687 A JP H04337687A
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザモジュール
の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a semiconductor laser module.
【0002】0002
【従来の技術】半導体レーザが光ファイバ通信の光源と
して実用化されてすでに久しい。特に幹線系の光ファィ
バ通信の光源としては、単一軸モードで発振する分布帰
還型半導体レーザ(distributed fee
dback laser diode:DFBレー
ザ)が近年実用化され、1.3μmおよび1.55μm
帯での1〜2Gbps領域の伝送に利用されており、さ
らにそれ以上の数G〜10Gbpsで動作する素子の研
究開発がおこなわれている。2. Description of the Related Art Semiconductor lasers have been put into practical use as light sources for optical fiber communications for some time. In particular, distributed feedback semiconductor lasers that oscillate in a single-axis mode are used as light sources for trunk optical fiber communications.
dback laser diode (DFB laser) has been put into practical use in recent years, and
It is used for transmission in the 1 to 2 Gbps range in the band, and research and development is being conducted on devices that operate at even higher speeds of several Gbps to 10 Gbps.
【0003】半導体レーザは自己発熱による温度上昇で
特性,信頼性に大きな影響を受けるため、通信用の半導
体レーザはヒートシンクに融着して用いられ、また特に
Gbps領域で用いられるDFBレーザの場合には、温
度制御のためのペルチェ素子に搭載してモジュール化さ
れるのが普通である。[0003] Since the characteristics and reliability of semiconductor lasers are greatly affected by temperature rise due to self-heating, semiconductor lasers for communications are used by being fused to a heat sink, and especially in the case of DFB lasers used in the Gbps region. is usually modularized by being mounted on a Peltier element for temperature control.
【0004】図3に従来の半導体レーザモジュールの内
部構造概念図を示す。半導体レーザ1がヒートシンク2
にソルダ101を用いて融着され、ヒートシンク2はキ
ャリア3にソルダ102を用いて融着されている。半導
体レーザ1はこのキャリア3に搭載された形で選別スク
リーニングされた後、モジュールへ組み込まれる。ペル
チェ素子9の上面には酸化アルミニウム等のセラミクス
が用いられ、その上に半導体レーザを搭載したキャリア
3、マイクロレンズ7、光ファイバ端末部6等を、μm
オーダの安定度を確保した強固な構造に構築する必要が
ある。一方で、半導体レーザからの熱を逃がすため熱抵
抗を低くする必要もあるため、両者を考慮して、図に示
したように、半導体レーザを搭載したキャリア3および
モニタ用のフォトダイオード8を搭載したキャリア80
とは、マイクロレンズ7を取り付けた金属製の基板4上
に取り付けられる。FIG. 3 shows a conceptual diagram of the internal structure of a conventional semiconductor laser module. Semiconductor laser 1 is heat sink 2
The heat sink 2 is fused to the carrier 3 using a solder 102. The semiconductor laser 1 is mounted on this carrier 3 and after being selected and screened, is assembled into a module. Ceramics such as aluminum oxide is used for the upper surface of the Peltier element 9, and the carrier 3 on which the semiconductor laser is mounted, the microlens 7, the optical fiber terminal part 6, etc.
It is necessary to build a strong structure that ensures order stability. On the other hand, it is also necessary to lower the thermal resistance in order to dissipate heat from the semiconductor laser, so in consideration of both, a carrier 3 equipped with a semiconductor laser and a photodiode 8 for monitoring are installed as shown in the figure. Career 80
is mounted on a metal substrate 4 on which a microlens 7 is mounted.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図3に示したような構
造の半導体レーザモジュールにおいては、次に述べるよ
うな問題点がある。半導体レーザ1とヒートシンク2,
ヒートシンク2とキャリア3,さらにキャリア3と基板
4とはそれぞれ順に融着されるため、ソルダの融点を順
次低くしていく必要がある。しかし一般には融点の低い
ソルダほど、所謂クリープ現象を起こしやすいため、半
導体レーザとマイクロレンズやシングルモードファイバ
末端部との間に必要なμmオーダの安定度を確保しよう
とすると、採用できるソルダの種類はきわめて限定され
てしまうという欠点を有していた。例えば図3において
半導体レーザをヒートシンクに融着するソルダ101に
一般的なAu:Sn20%共晶(融点280℃)を用い
ると、ヒートシンクを融着するソルダ102にAu:S
n90%共晶(融点217℃)を用いたとしても、キャ
リアを融着するソルダ103としてはせいぜいPb:S
n62%共晶(融点183℃)を用いるしかない。半導
体レーザモジュールにおける光学部品固定にPb:Sn
62%共晶を用いると、ある使用条件下で半田クリープ
による光学結合劣化が生じて、所要信頼度を確保できな
い場合のあることが、最近報告されている。The semiconductor laser module having the structure shown in FIG. 3 has the following problems. semiconductor laser 1 and heat sink 2,
Since the heat sink 2 and the carrier 3 and the carrier 3 and the substrate 4 are fused in order, it is necessary to lower the melting point of the solder in sequence. However, in general, the lower the melting point of the solder, the more likely it is to cause the so-called creep phenomenon, so in order to ensure the required stability on the μm order between the semiconductor laser and the end of the microlens or single mode fiber, the type of solder that can be used is had the disadvantage of being extremely limited. For example, in FIG. 3, if a general Au:Sn 20% eutectic (melting point 280°C) is used for the solder 101 that fuses the semiconductor laser to the heat sink, the solder 102 that fuses the heat sink is made of Au:Sn.
Even if n90% eutectic (melting point 217°C) is used, the solder 103 that fuses the carrier is at most Pb:S.
There is no choice but to use n62% eutectic (melting point 183°C). Pb:Sn for fixing optical components in semiconductor laser modules
It has recently been reported that when 62% eutectic is used, optical coupling may deteriorate under certain usage conditions due to solder creep, making it impossible to ensure the required reliability.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、半導体レーザを融着したヒートシンクが、
ペルチェ素子に固定された基板に直に取り付けられたこ
とを特徴とする。また、上記の半導体レーザモジュール
において、基板のヒートシンクを融着する部位が、基板
のフォトダイオードを搭載したキャリアを融着した面か
ら突出していることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The semiconductor laser module of the present invention has a heat sink to which a semiconductor laser is fused.
It is characterized by being directly attached to the substrate fixed to the Peltier element. Furthermore, the semiconductor laser module described above is characterized in that the portion of the substrate where the heat sink is fused protrudes from the surface of the substrate where the carrier on which the photodiode is mounted is fused.
【0007】[0007]
【実施例】次に本発明の実施例について述べる。図1は
本発明の一実施例である半導体レーザモジュールの内部
構造概念図である。半導体レーザ1が融着されたヒート
シンク2が、マイクロレンズ7を取り付けた金属製基板
4の、フォトダイオード8を搭載したキャリア80を融
着した面から突出した部位41に融着されている。使用
するソルダとして、半導体レーザをヒートシンクに融着
するソルダ101には一般的なAu:Sn20%共晶、
ヒートシンクを基板4の突出部41に融着するソルダ1
02にはAu:Sn90%共晶という具合に、クリープ
を起こしにくい堅い材質のみで構成することが可能であ
る。なお、ペルチェ素子9への基板4の取り付け、及び
基板4へのマイクロレンズ7,光ファイバ6の取付けは
従来と同じである。[Example] Next, an example of the present invention will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram of the internal structure of a semiconductor laser module according to an embodiment of the present invention. A heat sink 2 to which a semiconductor laser 1 is fused is fused to a portion 41 of a metal substrate 4 to which a microlens 7 is attached, protruding from the surface to which a carrier 80 carrying a photodiode 8 is fused. As the solder used, the solder 101 that fuses the semiconductor laser to the heat sink is a general Au:Sn 20% eutectic,
Solder 1 for fusing the heat sink to the protrusion 41 of the substrate 4
02 can be made of only a hard material that does not easily cause creep, such as 90% Au:Sn eutectic. Note that the attachment of the substrate 4 to the Peltier element 9 and the attachment of the microlens 7 and the optical fiber 6 to the substrate 4 are the same as in the conventional case.
【0008】図2は本発明のもうひとつの実施例である
半導体レーザモジュールの内部構造概念図である。本実
施例においては、基板の突出部が基板4と一体構造では
なく、別のブロック42をAgCu等の高融点蝋材10
4を用いて取り付けた構造となっている。この他は先の
例と同じである。金属製のスリーブを被せた光ファイバ
端末6をレーザ溶接するため、基板本体4の材質は一般
に鉄を主体としたものが用いられるが、本実施例のよう
な構造をとれば、ヒートシンクを融着するブロック42
の材質として、線膨張係数が基板とさほど変わらず且つ
熱伝導の良いCuW等を用いて、放熱効果を向上できる
という利点がある。FIG. 2 is a conceptual diagram of the internal structure of a semiconductor laser module according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the protruding portion of the substrate is not integrally formed with the substrate 4, but a separate block 42 is made of a high melting point wax material 10 such as AgCu.
It has a structure in which it is attached using 4. The rest is the same as the previous example. Since the optical fiber terminal 6 covered with a metal sleeve is laser welded, the material of the substrate body 4 is generally made of iron, but if the structure of this embodiment is adopted, the heat sink can be fused. block 42
The advantage is that the heat dissipation effect can be improved by using CuW or the like, which has a coefficient of linear expansion that is not much different from that of the substrate and has good thermal conductivity.
【0009】[0009]
【発明の効果】半導体レーザを載せたヒートシンクを、
キャリアを介さず直接光学部品固定用の金属基板に融着
した構造であるので、半導体レーザモジュール組立時の
ソルダの種類を減らし、クリープを起こしにくいソルダ
のみの使用を実現して、半導体レーザモジュールの光学
結合信頼度を向上することができる効果がある。[Effect of the invention] The heat sink on which the semiconductor laser is mounted,
Since the structure is directly fused to the metal substrate for fixing optical components without using a carrier, the type of solder used when assembling the semiconductor laser module is reduced, and only solder that does not easily cause creep can be used. This has the effect of improving optical coupling reliability.
【図1】本発明の実施例である半導体レーザモジュール
の内部構造概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of the internal structure of a semiconductor laser module that is an embodiment of the present invention.
【図2】第2の実施例の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment.
【図3】従来の半導体レーザモジュールの内部構造概念
図。FIG. 3 is a conceptual diagram of the internal structure of a conventional semiconductor laser module.
1 半導体レーザ 2 ヒートシンク 4 基板 6 光ファイバ 7 マイクロレンズ 8 フォトダイオード 9 ペルチェ素子 1 Semiconductor laser 2 Heat sink 4 Board 6 Optical fiber 7 Micro lens 8 Photodiode 9 Peltier element
Claims (2)
クロレンズ,半導体レーザ,モニタ用のフォトダイオー
ドが互いに光軸を一致させて配置・固定された半導体レ
ーザモジュールにおいて、前記半導体レーザを融着した
ヒートシンクが、ペルチェ素子に固定された基板に直に
取り付けられたことを特徴とする半導体レーザモジュー
ル。Claim 1: In a semiconductor laser module in which an optical fiber, a microlens for condensing laser light, a semiconductor laser, and a monitoring photodiode are arranged and fixed with their optical axes aligned with each other, the semiconductor laser is fused. A semiconductor laser module characterized in that a heat sink is directly attached to a substrate fixed to a Peltier element.
ルにおいて、前記基板の前記ヒートシンクを融着する部
位が、前記基板のフォトダイオードを搭載したキャリア
を融着した面から突出していることを特徴とする半導体
レーザモジュール。2. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein a portion of the substrate to which the heat sink is fused protrudes from a surface of the substrate to which the carrier on which the photodiode is mounted is fused. Semiconductor laser module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11008491A JPH04337687A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11008491A JPH04337687A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Semiconductor laser module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04337687A true JPH04337687A (en) | 1992-11-25 |
Family
ID=14526627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11008491A Pending JPH04337687A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Semiconductor laser module |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04337687A (en) |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP11008491A patent/JPH04337687A/en active Pending
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