JPH08125282A - 半導体レーザモジュール及び電子冷却ユニット - Google Patents

半導体レーザモジュール及び電子冷却ユニット

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JPH08125282A
JPH08125282A JP26529894A JP26529894A JPH08125282A JP H08125282 A JPH08125282 A JP H08125282A JP 26529894 A JP26529894 A JP 26529894A JP 26529894 A JP26529894 A JP 26529894A JP H08125282 A JPH08125282 A JP H08125282A
Authority
JP
Japan
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cooling unit
electronic cooling
semiconductor laser
laser module
metal case
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Application number
JP26529894A
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English (en)
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Hideaki Koseki
英明 小関
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属ケースの内部に実装された電子冷却ユニ
ットを含む半導体レーザモジュール及び電子冷却ユニッ
トの新規な構成に関する。 【構成】 少なくとも半導体部品と電子冷却ユニットを
金属ケース8内に組み込んだ半導体レーザモジュールで
あって、金属ケース8の底部に窪み20が設けられ、窪
み20の中に電子冷却ユニット7が埋め込まれ、その上
に金属製の蓋21で覆うように押しつけて固定すると共
に、該蓋21は電子冷却ユニット7の周辺部と接触する
近傍が断熱材22で形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ケースの内部に実
装された電子冷却ユニットを含む半導体レーザモジュー
ル及び電子冷却ユニットの新規な構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、電子冷却ユニットを備えた従来
の半導体レーザモジュールの構成を示す断面図である。
【0003】同図に示すように、この半導体レーザモジ
ュールは、半導体レーザ1、光学系および光ファイバ3
を一体化して構成されている。ここで、半導体レーザ1
はモニタ用のフォトダイオード4および第1レンズ5と
共に基板6上に実装され、さらに、この基板6は電子冷
却ユニット7を介して金属ケース8内に固定されてい
る。金属ケース8の一方の端面にはハーメチックガラス
9で封止された窓が形成されており、この窓の外側に
は、第2のレンズ10がレンズホルダ11により固定さ
れている。また更に、レンズホルダ11の他端にはフェ
ルールホルダ12が固定されており、フェルール13に
より把持された光ファイバ3の先端がこのフェルールホ
ルダ12に挿入されている。
【0004】図6は、図5に示した半導体レーザモジュ
ールにおける電子冷却ユニット7の実装部を部分的に拡
大して示す図である。
【0005】同図に示すように、電子冷却ユニット7
は、間隔をおいて1対の平行なセラミック板71、72
の間に、それぞれ電極73を介して挟まれた複数の熱電
素子74により形成されている。このような構成を有す
る電子冷却ユニット7は、金属ケース8の底面を半田2
により固定されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の半
導体レーザモジュールにおいて、図5に示すように、電
子冷却ユニット7の上に光学部品を実装しているので、
強度が小さく割れやすい熱電素子あるいは熱電素子と電
極73の接合部はモジュールに衝撃が加わると容易に破
損するという問題が生じていた。そこで本発明は、かか
る問題点を解決し衝撃力に強い半導体レーザモジュール
及び電子冷却ユニットを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる半導体レ
ーザモジュールは、少なくとも半導体部品と電子冷却ユ
ニットを金属ケース内に組み込んだ半導体レーザモジュ
ールであって、金属ケース底部に窪みが設けられ、窪み
の中に電子冷却ユニットが埋め込まれ、その上に金属製
の蓋で覆うように押しつけて固定すると共に、該蓋は電
子冷却ユニットの周辺部と接触する近傍が断熱材で形成
されたことを特徴とする。
【0008】また、本発明に係わる他の半導体レーザモ
ジュールは、少なくとも半導体部品と電子冷却ユニット
を金属ケース内に組み込んだ半導体レーザモジュールで
あって、金属ケース底部に窪みが設けられ、窪みの中に
電子冷却ユニットが埋め込まれ、その上に中空の押え板
で覆うように押しつけて固定すると共に、該押え板は電
子冷却ユニットの周辺部と接触する部分が断熱材で形成
されたことを特徴とする。
【0009】さらに、本発明に係わる別の半導体レーザ
モジュールは、少なくとも基板上に固形された半導体部
品並びに電子冷却ユニットを金属ケース内に組み込んだ
半導体レーザモジュールであって、金属ケース底部と基
板の間に電子冷却ユニットが配置され、かつ、金属ケー
ス底部と基板との間が断熱性の柱で補強されたことを特
徴とする。
【0010】本発明に係わる電子冷却ユニットは、間隔
をおいて1対の平行なセラミック板の間に挟まれた複数
の熱電素子により形成された電子冷却ユニットにおい
て、前記2枚のセラミック板の間を断熱性の柱あるいは
断熱性の板を設けて一体に補強されたことを特徴とす
る。
【0011】
【作用】上記の構成によれば、本発明に係わる半導体レ
ーザモジュールの電子冷却ユニットは断熱性のある蓋、
押え板あるいは柱によってケースに固定され、また、電
子冷却ユニットも断熱性のある柱によって補強されてい
るので、電子冷却ユニットの冷却効果を損なうことなく
機械的に補強することができる。
【0012】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。図1は本実施例
に係わる半導体レーザモジュールの具体的構成例を示す
図であり、同図(イ)はその断面図、同図(ロ)はこれ
に使用される蓋の平面図である。
【0013】図1に示すように、この半導体レーザモジ
ュールの基本的な構成は、図5に示した従来の半導体レ
ーザモジュールと同じである。但し、この半導体レーザ
モジュールでは、電子冷却ユニット7の実装において、
基板6の上に搭載された少なくとも半導体レーザ素子
1、モニタ用フォトダイオード4等の半導体部品と電子
冷却ユニット7が金属ケース8内に組み込まれた半導体
レーザモジュールであって、金属ケース8の底部に窪み
20が設けられ、窪み20の中に電子冷却ユニット7が
埋め込まれ、その上に金属製の蓋21で覆うように押し
つけて電子冷却ユニット7を固定する。
【0014】蓋21は電子冷却ユニット7の周辺部と接
触する近傍がプラスチック等の断熱材22で形成され、
その外周23及び内側24はコバールあるいは銅−タン
グステンの合金等の熱伝導性の良い金属板で形成され
る。蓋21は内側板24の外周と外枠23との間に間隙
があり、その間及び周辺部には断熱材22を介在させて
一体化している。
【0015】ここで、電子冷却ユニット7の上面は冷却
され、内側板24を介して半導体レーザ素子1等が発生
する熱を吸収する。一方、電子冷却ユニット7の下面は
発熱し、これと接している金属ケースを8暖めるが断熱
材22によって冷却効果の低下を防いでいる。また、電
子冷却ユニット7は上記の蓋21によって窪み20の中
に押さえ付けられ、蓋21の枠板23を金属ケース8と
レーザ溶接等によって固定する。従って、電子冷却ユニ
ット7は強固にケース内に固定されると共に、半導体部
材の温度上昇を効果的に抑えることができる。
【0016】図2は、図1の蓋21を押え板25に替え
た半導体レーザモジュールの構成例を示す図であり、同
図(イ)はその断面図、同図(ロ)は押え板の平面図で
ある。即ち、押え板25は金属製の枠板23の内側に断
熱材22が固定され、その内側は穴26があけられてい
る。電子冷却ユニット7は窪み20の中に配置され、押
え板25の断熱材22によって押さえ付けられ、枠板2
3を金属ケース8に溶接して固定する。一方、基板6に
搭載された半導体部品等は直接電子冷却ユニット7の上
に固定されるので、電子冷却ユニット7は強固にケース
内に固定されると共に、半導体部材の温度上昇を効果的
に抑えることができる。
【0017】図3は本実施例に係わる他の半導体レーザ
モジュールの構成例を示す断面図であり、金属ケース8
の底部に電子冷却ユニット7、その上に半導体部品等を
搭載した基板6を置き、金属ケース8の底部と基板6と
を断熱性の柱によって固定する。断熱性の柱27はコバ
ールあるいはステンレス鋼等の棒材の中間に、プラスチ
ック等の断熱材22を介在して一体に形成する。断熱性
の柱27は金属ケース8の底部及び基板6と溶接等によ
って固定すると共に電子冷却ユニット7を機械的に補強
する。また、柱27の断熱材22によって金属ケース8
の底部の熱が半導体部材に伝わるのを防いでいる。
【0018】図4は本実施例に係わる電子冷却ユニット
の構成例を示す断面図である。ペルチェ効果素子は、1
対の平行なアルミナあるいは窒化アルミニウム等からな
るセラミック板71、72が間隔をおいて配置され、そ
の間にそれぞれ電極73を介して挟まれた複数の熱電素
子74により形成される。このような状態の電子冷却ユ
ニットを金属ケース8の中に直接固定しても機械的振動
等によって容易に破損を起こす恐れがある。それで、こ
の電子冷却ユニットの端部のセラミック板71、72の
間に図3で示した断熱性の柱27あるいは断熱性の板を
溶接によって固定する。機械的に補強されると共に断熱
材22によって冷却効果の低下を防いでいる。上述の実
施例ではレーザ素子の場合について説明したが、これに
限定されることなく例えば、アイソレータ等の温度調整
についても適用できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる半
導体レーザモジュールの電子冷却ユニットは断熱性のあ
る蓋、押え板あるいは柱によってケースに固定され、ま
た、電子冷却ユニットも断熱性のある柱によって補強さ
れているので、電子冷却ユニットの冷却効果を損なうこ
となく耐衝撃性の装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係わる半導体レーザモジュールの構
成例を示す図であり、同図(イ)はその断面図、同図
(ロ)はこれに使用される蓋の平面図である。
【図2】図1の蓋を押え板に替えた半導体レーザモジュ
ールの構成例を示す図であり、同図(イ)はその断面
図、同図(ロ)は押え板の平面図である。
【図3】本実施例に係わる他の半導体レーザモジュール
の構成例を示す断面図である。
【図4】本実施例に係わる電子冷却ユニットの構成例を
示す断面図である。
【図5】従来の半導体レーザモジュールの構成例を示す
断面図である。
【図6】従来の電子冷却ユニットの構成例を示す断面図
である。
【符号の説明】
1:半導体レーザ素子 2:半田 3:光ファイバ 4:モニタ用フォトダイオード 5:第1レンズ 6:基板 7:電子冷却ユニット 8:金属ケース 9:ハーメチックガラス 10:第2レンズ 11:レンズホルダ 12:フェルールホルダ 13:フェルール 20:窪み 21:蓋 22:断熱材 23:枠板 24:内側板 25:押え板 26:穴 27:柱 71、72:セラミック板 73:電極 74:熱電素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも半導体部品と電子冷却ユニッ
    トを金属ケース内に組み込んだ半導体レーザモジュール
    であって、金属ケース底部に窪みが設けられ、窪みの中
    に電子冷却ユニットが埋め込まれ、その上に金属製の蓋
    で覆うように押しつけて固定すると共に、該蓋は電子冷
    却ユニットの周辺部と接触する近傍が断熱材で形成され
    たことを特徴とする半導体レーザモジュール。
  2. 【請求項2】 少なくとも半導体部品と電子冷却ユニッ
    トを金属ケース内に組み込んだ半導体レーザモジュール
    であって、金属ケース底部に窪みが設けられ、窪みの中
    に電子冷却ユニットが埋め込まれ、その上に中空の押え
    板で覆うように押しつけて固定すると共に、該押え板は
    電子冷却ユニットの周辺部と接触する部分が断熱材で形
    成されたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
  3. 【請求項3】 少なくとも基板上に固形された半導体部
    品並びに電子冷却ユニットを金属ケース内に組み込んだ
    半導体レーザモジュールであって、金属ケース底部と基
    板の間に電子冷却ユニットが配置され、かつ、金属ケー
    ス底部と基板との間が断熱性の柱で補強されたことを特
    徴とする半導体レーザモジュール。
  4. 【請求項4】 間隔をおいて1対の平行なセラミック板
    の間に挟まれた複数の熱電素子により形成された電子冷
    却ユニットにおいて、前記2枚のセラミック板の間を断
    熱性の柱あるいは断熱性の板を設けて一体に補強された
    ことを特徴とする電子冷却ユニット。
JP26529894A 1994-10-28 1994-10-28 半導体レーザモジュール及び電子冷却ユニット Pending JPH08125282A (ja)

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Effective date: 20040113