JPH06138351A - 光源装置 - Google Patents
光源装置Info
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- JPH06138351A JPH06138351A JP4292702A JP29270292A JPH06138351A JP H06138351 A JPH06138351 A JP H06138351A JP 4292702 A JP4292702 A JP 4292702A JP 29270292 A JP29270292 A JP 29270292A JP H06138351 A JPH06138351 A JP H06138351A
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- temperature
- heat
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- 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
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- Led Device Packages (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光源の温度制御を正確に且つ容易に行うこと
ができる光源装置を提供することを目的とする。 【構成】 ケース３１とケース３１に収容された光源１
１と光源１１に整合して配置された単一モードの光ファ
イバ２１と光源１１の温度を監視する温度センサとを有
する光源装置において、光源１１を覆う遮蔽装置３５が
配置され、遮蔽板装置３５は温度センサより遠隔されて
配置されている。
ができる光源装置を提供することを目的とする。 【構成】 ケース３１とケース３１に収容された光源１
１と光源１１に整合して配置された単一モードの光ファ
イバ２１と光源１１の温度を監視する温度センサとを有
する光源装置において、光源１１を覆う遮蔽装置３５が
配置され、遮蔽板装置３５は温度センサより遠隔されて
配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光源に単一モードの光フ
ァイバを直接結合させる方式の光源装置に関する。
ァイバを直接結合させる方式の光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に光源と単一モードの光ファイバを
直接結合させる形式の光源装置の従来の例を示す。光源
装置は光源モジュールとも称され、例えばレーザダイオ
ード（ＬＤ）の如き光源１１と単一モードの光ファイバ
２１を有し、光源１１の光軸と光ファイバ２１の光軸と
は互いに整合して配置されている。
直接結合させる形式の光源装置の従来の例を示す。光源
装置は光源モジュールとも称され、例えばレーザダイオ
ード（ＬＤ）の如き光源１１と単一モードの光ファイバ
２１を有し、光源１１の光軸と光ファイバ２１の光軸と
は互いに整合して配置されている。
【０００３】光ファイバ２１は支持台２３上に支持さ
れ、光源１１は光源支持台１３上に支持されている。光
ファイバ２１の支持台２３と光源支持台１３はともに基
板１５上に配置されている。
れ、光源１１は光源支持台１３上に支持されている。光
ファイバ２１の支持台２３と光源支持台１３はともに基
板１５上に配置されている。
【０００４】光ファイバ２１は例えば支持台２３の上面
に形成されたＶ溝内に配置され、適当な接着剤によって
固定されている。
に形成されたＶ溝内に配置され、適当な接着剤によって
固定されている。
【０００５】基板１５は更にペルチェ素子２５を介して
放熱板２７上に配置されており、これらの要素はケース
３１内に収容されている。
放熱板２７上に配置されており、これらの要素はケース
３１内に収容されている。
【０００６】図６は光源装置の内部の熱移動を示す。基
板１５には温度センサ用の取り付け穴１５Ａが形成され
ており、斯かる取り付け穴１５Ａの中に温度センサ２９
が配置されている。斯かる温度センサ２９には図示しな
いペルチェ素子コントロール回路が接続されている。温
度センサ２９からの信号はペルチェ素子コントロール回
路に供給され、ペルチェ素子コントロール回路からはペ
ルチェ素子コントロール用電流がペルチェ素子２５に供
給されるように構成されている。ペルチェ素子２５は電
流信号の変化によって発熱又は吸熱する作用を有してお
り、斯かるペルチェ素子２５の発熱又は吸熱作用によっ
てケース３１内の温度が所定の範囲に維持されることが
できる。
板１５には温度センサ用の取り付け穴１５Ａが形成され
ており、斯かる取り付け穴１５Ａの中に温度センサ２９
が配置されている。斯かる温度センサ２９には図示しな
いペルチェ素子コントロール回路が接続されている。温
度センサ２９からの信号はペルチェ素子コントロール回
路に供給され、ペルチェ素子コントロール回路からはペ
ルチェ素子コントロール用電流がペルチェ素子２５に供
給されるように構成されている。ペルチェ素子２５は電
流信号の変化によって発熱又は吸熱する作用を有してお
り、斯かるペルチェ素子２５の発熱又は吸熱作用によっ
てケース３１内の温度が所定の範囲に維持されることが
できる。
【０００７】ケース３１の温度をＴ1 、光源１１の温度
をＴ3 、温度センサ２９によって検出されている温度を
Ｔ2 とする。ケース３１内の対流Ｃ１と輻射によってケ
ース３１から基板１５方向に熱量Ｋ1 が流れ、基板１５
内を熱量Ｋ2 が流れると仮定する。光源１１の発熱量を
Ｋ0 とすると次の数１の式によって表される関係式が成
立する。
をＴ3 、温度センサ２９によって検出されている温度を
Ｔ2 とする。ケース３１内の対流Ｃ１と輻射によってケ
ース３１から基板１５方向に熱量Ｋ1 が流れ、基板１５
内を熱量Ｋ2 が流れると仮定する。光源１１の発熱量を
Ｋ0 とすると次の数１の式によって表される関係式が成
立する。
【０００８】
【数１】Ｋ2 ＝Ｋ1 ＋Ｋ0
【０００９】基板１５内に熱移動量Ｋ2 が存在する限
り、温度センサ２９の温度Ｔ2 は光源１１の温度Ｔ3 に
等しくならず、次の数２の式によって表される。
り、温度センサ２９の温度Ｔ2 は光源１１の温度Ｔ3 に
等しくならず、次の数２の式によって表される。
【００１０】
【数２】Ｔ3 ＝Ｔ2 ＋Ｒ・Ｋ2
【００１１】ここにＲは熱移動量Ｋ2 の経路の熱抵抗値
である。
である。
【００１２】図７に光源装置の他の従来例を示す。この
例では、光源１１と斯かる光源１１を支持する光源支持
台１３は第１の恒温室３７Ａ内に配置されている。第１
の恒温室３７Ａは第１のペルチェ素子２５Ａを介して第
２の恒温室３７Ｂの内壁に装着されており、斯かる第２
の恒温室３７Ｂは第２のペルチェ素子２５Ｂを介して放
熱板２７上に配置されている。
例では、光源１１と斯かる光源１１を支持する光源支持
台１３は第１の恒温室３７Ａ内に配置されている。第１
の恒温室３７Ａは第１のペルチェ素子２５Ａを介して第
２の恒温室３７Ｂの内壁に装着されており、斯かる第２
の恒温室３７Ｂは第２のペルチェ素子２５Ｂを介して放
熱板２７上に配置されている。
【００１３】第１の恒温室３７Ａの壁面にはレンズ４１
が装着されており、それによって第１の恒温室３７Ａは
密閉構造となっている。第２の恒温室３７Ｂの壁面には
孔４３が形成されており、斯かる孔４３には図示しない
光ファイバ及び光ファイバ支持具が取り付けられており
それによって第２の恒温室３７Ｂは密閉構造となってい
る。
が装着されており、それによって第１の恒温室３７Ａは
密閉構造となっている。第２の恒温室３７Ｂの壁面には
孔４３が形成されており、斯かる孔４３には図示しない
光ファイバ及び光ファイバ支持具が取り付けられており
それによって第２の恒温室３７Ｂは密閉構造となってい
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す例では、数
２の式より明らかなように、光源１１の温度Ｔ3 を制御
するためには、基板１５内の熱移動量Ｋ2 を制御する必
要がある。しかしながら、基板１５内の熱移動量Ｋ2 は
数１の式より輻射による熱量Ｋ1 の関数である。輻射に
よる熱量Ｋ1 は図８に示すように温度差ΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ
2 によって変化する。従って、基板１５内の熱移動量Ｋ
2 を正確に制御するのは困難である。
２の式より明らかなように、光源１１の温度Ｔ3 を制御
するためには、基板１５内の熱移動量Ｋ2 を制御する必
要がある。しかしながら、基板１５内の熱移動量Ｋ2 は
数１の式より輻射による熱量Ｋ1 の関数である。輻射に
よる熱量Ｋ1 は図８に示すように温度差ΔＴ＝Ｔ1 −Ｔ
2 によって変化する。従って、基板１５内の熱移動量Ｋ
2 を正確に制御するのは困難である。
【００１５】図７に示す例では、光源１１の温度をより
高い精度で制御することができるが、２つの恒温室３７
Ａ、３７Ｂと２つのペルチェ素子２５Ａ、２５Ｂを設け
るため装置が大型化する欠点がある。
高い精度で制御することができるが、２つの恒温室３７
Ａ、３７Ｂと２つのペルチェ素子２５Ａ、２５Ｂを設け
るため装置が大型化する欠点がある。
【００１６】本発明は、斯かる点に鑑み、簡単な装置で
光源１１の温度制御を容易に行うことができる光源装置
を提供することを目的とする。
光源１１の温度制御を容易に行うことができる光源装置
を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、例えば
図１に示すように、ケース３１とケース３１に基板１５
を介して収容された光源１１と光源１１に整合して配置
された単一モードの光ファイバ２１と光源１１の温度を
監視する温度センサ２９とを有する光源装置において、
光源１１と光ファイバ２１の接合端近傍を覆う遮蔽装置
３５が設けられている。
図１に示すように、ケース３１とケース３１に基板１５
を介して収容された光源１１と光源１１に整合して配置
された単一モードの光ファイバ２１と光源１１の温度を
監視する温度センサ２９とを有する光源装置において、
光源１１と光ファイバ２１の接合端近傍を覆う遮蔽装置
３５が設けられている。
【００１８】本発明によると、例えば図２に示すよう
に、光源装置において、基板１５には光源１１の取り付
け位置の近傍まで延在し温度センサ２９を配置するため
の取り付け用穴１５Ａが形成されている。
に、光源装置において、基板１５には光源１１の取り付
け位置の近傍まで延在し温度センサ２９を配置するため
の取り付け用穴１５Ａが形成されている。
【００１９】
【作用】本発明の光源装置では、ケース３１からの熱Ｋ
1 は遮蔽板３５によって遮断され、ケース３１から直接
光源に移動する熱Ｋ3 は僅かであり、斯かる熱の大部分
Ｋ4 は温度センサ２９より離れた経路にてペルチェ素子
２５まで移動し、従って光源１１から温度センサ２９に
流れる熱量Ｋ2 はケース３１と基板１５の温度に依存し
ないから、光源１１の温度制御をより高い精度で行うこ
とができる。
1 は遮蔽板３５によって遮断され、ケース３１から直接
光源に移動する熱Ｋ3 は僅かであり、斯かる熱の大部分
Ｋ4 は温度センサ２９より離れた経路にてペルチェ素子
２５まで移動し、従って光源１１から温度センサ２９に
流れる熱量Ｋ2 はケース３１と基板１５の温度に依存し
ないから、光源１１の温度制御をより高い精度で行うこ
とができる。
【００２０】
【実施例】以下に図１〜図４を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図４において、図５〜図７
の対応する部分には、同一の参照符号を付してその詳細
な説明は省略する。
について説明する。尚図１〜図４において、図５〜図７
の対応する部分には、同一の参照符号を付してその詳細
な説明は省略する。
【００２１】図１は本発明の光源装置を示し、斯かる光
源装置はレーザダイオード（ＬＤ）の如き光源１１と斯
かる光源１１を支持する光源支持台１３と単一モードの
光ファイバ２１と斯かる光ファイバ２１を支持する支持
台２３と光源支持台１３及び光ファイバの支持台２３が
配置された基板１５とを有する。
源装置はレーザダイオード（ＬＤ）の如き光源１１と斯
かる光源１１を支持する光源支持台１３と単一モードの
光ファイバ２１と斯かる光ファイバ２１を支持する支持
台２３と光源支持台１３及び光ファイバの支持台２３が
配置された基板１５とを有する。
【００２２】光ファイバ２１の先端部は適当な方法によ
って支持台２３の上面に支持されている。例えば支持台
２３の上面にＶ溝を形成し、斯かるＶ溝に光ファイバ２
１の先端部を配置し接着剤にて接着することによって、
光ファイバ２１の先端部を支持台２３に支持してよい。
って支持台２３の上面に支持されている。例えば支持台
２３の上面にＶ溝を形成し、斯かるＶ溝に光ファイバ２
１の先端部を配置し接着剤にて接着することによって、
光ファイバ２１の先端部を支持台２３に支持してよい。
【００２３】基板１５には、図２に示すように、温度セ
ンサ用の取り付け穴１５Ａが形成されており、斯かる取
り付け穴１５Ａの中に温度センサ２９が配置されてい
る。基板１５は更にペルチェ素子２５を介して放熱板２
７上に配置されており、これらの要素はケース３１内に
収容されている。
ンサ用の取り付け穴１５Ａが形成されており、斯かる取
り付け穴１５Ａの中に温度センサ２９が配置されてい
る。基板１５は更にペルチェ素子２５を介して放熱板２
７上に配置されており、これらの要素はケース３１内に
収容されている。
【００２４】本例によると、光源１１と光ファイバ２１
の先端部の接合端とを覆うように光源１１とケース３１
の間に遮蔽装置３５が配置されている。遮蔽装置３５は
ケース３１から光源１１への輻射熱を遮蔽するよう且つ
温度センサ２９より隔置して配置されている。斯かる遮
蔽装置３５は図２に示すが、温度センサ２９より隔置さ
れた位置にて基板１５に接続されており、こうして遮蔽
装置３５から基板１５へ至る熱の伝導経路が温度センサ
２９より遠隔されて配置されるように構成されている。
の先端部の接合端とを覆うように光源１１とケース３１
の間に遮蔽装置３５が配置されている。遮蔽装置３５は
ケース３１から光源１１への輻射熱を遮蔽するよう且つ
温度センサ２９より隔置して配置されている。斯かる遮
蔽装置３５は図２に示すが、温度センサ２９より隔置さ
れた位置にて基板１５に接続されており、こうして遮蔽
装置３５から基板１５へ至る熱の伝導経路が温度センサ
２９より遠隔されて配置されるように構成されている。
【００２５】遮蔽装置３５は好ましくは熱伝導率が高い
材料によって構成される。遮蔽装置３５は例えば銅の薄
板よりなるものであってよい。
材料によって構成される。遮蔽装置３５は例えば銅の薄
板よりなるものであってよい。
【００２６】図２に本発明の光源支持装置における熱の
流れを示す。図示のように、ケース３１より輻射によっ
て光源１１及び基板１５方向に移動する熱量Ｋ1 は遮蔽
装置３５を経由して基板１５に移動する熱量Ｋ4 と遮蔽
装置３５より輻射によって光源１１に達する熱量Ｋ3 に
分解される。従って、次の数３の式が成り立つ。
流れを示す。図示のように、ケース３１より輻射によっ
て光源１１及び基板１５方向に移動する熱量Ｋ1 は遮蔽
装置３５を経由して基板１５に移動する熱量Ｋ4 と遮蔽
装置３５より輻射によって光源１１に達する熱量Ｋ3 に
分解される。従って、次の数３の式が成り立つ。
【００２７】
【数３】Ｋ1 ＝Ｋ3 ＋Ｋ4
【００２８】遮蔽装置３５の温度Ｔ4 はケース３１の温
度Ｔ1 と異なるが、光源１１の温度Ｔ3 及び温度センサ
２９の温度Ｔ2 にほぼ等しい。したがって、遮蔽装置３
５より光源１１に移動する熱量Ｋ3 は遮蔽装置３５から
基板１５に移動する熱量Ｋ4に比べて充分小さく、無視
することができる。
度Ｔ1 と異なるが、光源１１の温度Ｔ3 及び温度センサ
２９の温度Ｔ2 にほぼ等しい。したがって、遮蔽装置３
５より光源１１に移動する熱量Ｋ3 は遮蔽装置３５から
基板１５に移動する熱量Ｋ4に比べて充分小さく、無視
することができる。
【００２９】基板１５内を流れる熱量Ｋ2 は遮蔽装置３
５より光源１１に移動する熱量Ｋ3と光源１１の発熱量
Ｋ0 との和であるから、次の数４の式によって表される
関係式が成立する。
５より光源１１に移動する熱量Ｋ3と光源１１の発熱量
Ｋ0 との和であるから、次の数４の式によって表される
関係式が成立する。
【００３０】
【数４】Ｋ2 ＝Ｋ3 ＋Ｋ0
【００３１】この数４の式で上述のように熱量Ｋ3 を充
分小さいとして無視すると、基板１５内を流れる熱量Ｋ
2 は光源１１の発熱量Ｋ0 に等しくなる。光源１１の発
熱量Ｋ0 は一定である。こうして、本例によると基板１
５内を流れる熱量Ｋ2 はケース３１より光源１１及び基
板１５に移動する熱量Ｋ1 に依存しないから、数２の式
に基づいて光源１１の温度制御を容易に行うことができ
る。
分小さいとして無視すると、基板１５内を流れる熱量Ｋ
2 は光源１１の発熱量Ｋ0 に等しくなる。光源１１の発
熱量Ｋ0 は一定である。こうして、本例によると基板１
５内を流れる熱量Ｋ2 はケース３１より光源１１及び基
板１５に移動する熱量Ｋ1 に依存しないから、数２の式
に基づいて光源１１の温度制御を容易に行うことができ
る。
【００３２】図３に本発明の光源装置の第２の例を示
す。この例では、遮蔽装置３５の形状が図１の第１の例
の場合と異なる。本例の遮蔽装置３５は光源１１の上方
ばかりでなく側面も覆うように構成されている。
す。この例では、遮蔽装置３５の形状が図１の第１の例
の場合と異なる。本例の遮蔽装置３５は光源１１の上方
ばかりでなく側面も覆うように構成されている。
【００３３】図４に本発明の光源装置の第３の例を示
す。この例はＴバー方式の光源モジュールと称され、光
ファイバの支持台２３はＴバー状に形成されている。し
かしながら、遮蔽装置３５の形状は図１の第１の例の場
合と同様である。
す。この例はＴバー方式の光源モジュールと称され、光
ファイバの支持台２３はＴバー状に形成されている。し
かしながら、遮蔽装置３５の形状は図１の第１の例の場
合と同様である。
【００３４】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【００３５】
【発明の効果】本発明によると、遮蔽装置３５を光源１
１とケース３１との間に配置し、斯かる遮蔽装置３５を
基板１５内に配置された温度センサ２９より隔れた位置
にて基板１５に熱的に接続することによって、正確に且
つ容易に光源１１の温度制御を行うことができる利点が
ある。
１とケース３１との間に配置し、斯かる遮蔽装置３５を
基板１５内に配置された温度センサ２９より隔れた位置
にて基板１５に熱的に接続することによって、正確に且
つ容易に光源１１の温度制御を行うことができる利点が
ある。
【００３６】本発明によると、光源装置を大型化するこ
となく、より正確に且つ容易に光源１１の温度制御を行
うことができる利点がある。
となく、より正確に且つ容易に光源１１の温度制御を行
うことができる利点がある。
【００３７】本発明によると、遮蔽装置３５は高い寸法
精度や強度を必要としないから、製造費を増加させるこ
となく精度が高い光源１１の温度制御装置を提供するこ
とができる利点がある。
精度や強度を必要としないから、製造費を増加させるこ
となく精度が高い光源１１の温度制御装置を提供するこ
とができる利点がある。
【００３８】本発明によると、光源１１の周囲の熱流を
減少させることができるから、光源装置内に温度勾配が
発生することを防止することができる利点がある。
減少させることができるから、光源装置内に温度勾配が
発生することを防止することができる利点がある。
【図１】本発明の光源装置の第１例を示す図である。
【図２】図１の光源装置内の熱移動を示す図である。
【図３】本発明の光源装置の第２の例を示す図である。
【図４】本発明の光源装置の第３の例を示す図である。
【図５】従来の光源装置の例を示す図である。
【図６】図５の光源装置内の熱移動を示す図である。
【図７】従来の光源装置の他の例を示す図である。
【図８】温度差と輻射による熱伝達率の関係を示す図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １１ 光源 １３ 光源支持台 １５ 基板 １５Ａ 穴 ２１ 光ファイバ ２３ 支持台 ２５、２５Ａ、２５Ｂ ペルチェ素子 ２７ 放熱板 ２９ 温度センサ ３１ ケース ３５ 遮蔽装置 ３７Ａ、３７Ｂ 恒温槽 ４１ レンズ ４３ 孔
Claims (2)
- 【請求項１】 ケースと該ケース内に基板を介して収容
された光源と該光源に整合して配置された単一モードの
光ファイバと上記光源の温度を監視する温度センサとを
有する光源装置において、上記光源と上記光ファイバの
接合端近傍を覆う遮蔽装置が設けられていることを特徴
とする光源装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光源装置において、上記
基板には上記光源の取り付け位置の近傍まで延在し上記
温度センサを配置するための取り付け用穴が形成されて
いることを特徴とする光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292702A JPH06138351A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4292702A JPH06138351A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138351A true JPH06138351A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17785203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4292702A Pending JPH06138351A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138351A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006324524A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光モジュール |
| JP2007194671A (ja) * | 2007-04-23 | 2007-08-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長ロッカー |
| JP2010224176A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Nec Corp | 光モジュール |
| US8164277B2 (en) | 2002-09-16 | 2012-04-24 | Modilis Holdings Llc | LED system for producing light |
| JPWO2018051430A1 (ja) * | 2016-09-14 | 2018-09-13 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 半導体レーザモジュールおよび３次元積層造形装置 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4292702A patent/JPH06138351A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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