JPH08195528A - レーザダイオードモジュール - Google Patents
レーザダイオードモジュールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はレーザダイオードモジュールに関
し、閾値電流の変動が少ないモジュールの提供を主目的
とする。 【構成】 ハウジング２と、電子冷却素子１２と、素子
１２上に設けられたベース２８と、ベース２８上に各キ
ャリア３０，３２を介してそれぞれ設けられたレーザダ
イオード４及びサーミスタ３４と、ベース２８とハウジ
ング２を熱的に接続させる手段（４２）とから構成す
る。
し、閾値電流の変動が少ないモジュールの提供を主目的
とする。 【構成】 ハウジング２と、電子冷却素子１２と、素子
１２上に設けられたベース２８と、ベース２８上に各キ
ャリア３０，３２を介してそれぞれ設けられたレーザダ
イオード４及びサーミスタ３４と、ベース２８とハウジ
ング２を熱的に接続させる手段（４２）とから構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザダイオードモジュ
ールに関する。強度変調／直接検波（ＩＭ／ＤＤ）が適
用される一般的な光通信システムにおいては、レーザダ
イオード（ＬＤ）の光出力パワーがその注入電流に応じ
て変化することに基づいて、発振閾値近傍に電流バイア
スされたＬＤに変調電流パルスを与えて、強度変調され
た光を得るようにしている。ここで、ＬＤのＩ−Ｌ特性
（注入電流と出力光パワーの関係を表す特性）は温度に
依存して変化するので、外部温度によらず一定の動作条
件を得るためには、ＬＤの温度を一定に制御することが
望ましい。
ールに関する。強度変調／直接検波（ＩＭ／ＤＤ）が適
用される一般的な光通信システムにおいては、レーザダ
イオード（ＬＤ）の光出力パワーがその注入電流に応じ
て変化することに基づいて、発振閾値近傍に電流バイア
スされたＬＤに変調電流パルスを与えて、強度変調され
た光を得るようにしている。ここで、ＬＤのＩ−Ｌ特性
（注入電流と出力光パワーの関係を表す特性）は温度に
依存して変化するので、外部温度によらず一定の動作条
件を得るためには、ＬＤの温度を一定に制御することが
望ましい。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハウジングと、ハウジング内に設
けられた電子冷却素子と、この素子上に設けられたベー
スと、ベース上にレーザキャリアを介して搭載されたＬ
Ｄとを備えたレーザダイオードモジュールが知られてい
る。
けられた電子冷却素子と、この素子上に設けられたベー
スと、ベース上にレーザキャリアを介して搭載されたＬ
Ｄとを備えたレーザダイオードモジュールが知られてい
る。
【０００３】このモジュール内におけるＬＤ近傍の温度
を検出するために、通常、ベース上にはサーミスタキャ
リアを介してサーミスタが搭載される。サーミスタは、
モジュールの外部接続用の端子と例えば金からなるボン
ディングワイヤにより接続される。
を検出するために、通常、ベース上にはサーミスタキャ
リアを介してサーミスタが搭載される。サーミスタは、
モジュールの外部接続用の端子と例えば金からなるボン
ディングワイヤにより接続される。
【０００４】金からなるボンディングワイヤの熱伝導性
は良好であるので、モジュール内外の温度差に応じて、
端子及びボンディングワイヤを介して外部からサーミス
タに熱が流入し、或いはボンディングワイヤ及び端子を
介してサーミスタから外部に熱が流出し、高精度な温度
制御を行うことができないという問題がある。
は良好であるので、モジュール内外の温度差に応じて、
端子及びボンディングワイヤを介して外部からサーミス
タに熱が流入し、或いはボンディングワイヤ及び端子を
介してサーミスタから外部に熱が流出し、高精度な温度
制御を行うことができないという問題がある。
【０００５】例えば、モジュールの外部温度が相対的に
高くなると、端子及びボンディングワイヤを介してサー
ミスタに熱が流入して、サーミスタの温度がＬＤの温度
よりも高くなり、一方、モジュールの外部温度が相対的
に低くなると、サーミスタからボンディングワイヤ及び
端子を介して熱が外部に流出して、サーミスタの温度は
ＬＤの温度よりも低くなる。
高くなると、端子及びボンディングワイヤを介してサー
ミスタに熱が流入して、サーミスタの温度がＬＤの温度
よりも高くなり、一方、モジュールの外部温度が相対的
に低くなると、サーミスタからボンディングワイヤ及び
端子を介して熱が外部に流出して、サーミスタの温度は
ＬＤの温度よりも低くなる。
【０００６】このようなサーミスタとＬＤの温度差によ
りＩ−Ｌ特性が変化すると、これに伴ってＬＤの発振閾
値Ｉthが無視できない程度に変化し（例えば２〜３ｍ
Ａ）、信号特性が劣化する。
りＩ−Ｌ特性が変化すると、これに伴ってＬＤの発振閾
値Ｉthが無視できない程度に変化し（例えば２〜３ｍ
Ａ）、信号特性が劣化する。
【０００７】よって、本発明の目的はＬＤについて高精
度な温度制御が可能なレーザダイオードモジュールを提
供することにある。
度な温度制御が可能なレーザダイオードモジュールを提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、ハウジ
ングと、第１面及び第２面を有し、該第１面が上記ハウ
ジングの内面に密着するように設けられ、供給された制
御電流に応じて該第１面及び該第２面の間で熱の交換を
行う電子冷却素子と、上記第２面上に密着して設けられ
たベースと、該ベース上にそれぞれ密着して設けられた
レーザキャリア及びサーミスタキャリアと、該レーザキ
ャリア及び該サーミスタキャリア上にそれぞれ密着して
設けられたレーザダイオード及びサーミスタと、上記ベ
ースの上記レーザキャリアの近傍の部分と上記ハウジン
グを熱的に接続する手段とを備えたレーザダイオードモ
ジュールが提供される。
ングと、第１面及び第２面を有し、該第１面が上記ハウ
ジングの内面に密着するように設けられ、供給された制
御電流に応じて該第１面及び該第２面の間で熱の交換を
行う電子冷却素子と、上記第２面上に密着して設けられ
たベースと、該ベース上にそれぞれ密着して設けられた
レーザキャリア及びサーミスタキャリアと、該レーザキ
ャリア及び該サーミスタキャリア上にそれぞれ密着して
設けられたレーザダイオード及びサーミスタと、上記ベ
ースの上記レーザキャリアの近傍の部分と上記ハウジン
グを熱的に接続する手段とを備えたレーザダイオードモ
ジュールが提供される。
【０００９】
【作用】本発明では、ベースのレーザキャリアの近傍の
部分とハウジングを熱的に接続する手段を設けているの
で、サーミスタとレーザダイオードの温度を一致させや
すくなり、レーザダイオードについての高精度な温度制
御が可能になる。
部分とハウジングを熱的に接続する手段を設けているの
で、サーミスタとレーザダイオードの温度を一致させや
すくなり、レーザダイオードについての高精度な温度制
御が可能になる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に沿って詳
細に説明する。図１は本発明を適用可能なレーザダイオ
ードモジュールの破断斜視図である。ハウジング２内に
設けられたレーザダイオード４は、前方光及び後方光を
出力する。後方光はフォトダイオード６により受光され
て、フォトダイオード６の出力はＡＰＣ（オートパワー
コントロール）に供される。
細に説明する。図１は本発明を適用可能なレーザダイオ
ードモジュールの破断斜視図である。ハウジング２内に
設けられたレーザダイオード４は、前方光及び後方光を
出力する。後方光はフォトダイオード６により受光され
て、フォトダイオード６の出力はＡＰＣ（オートパワー
コントロール）に供される。
【００１１】レーザダイオード４の前方光は、第１レン
ズ８によってコリメートされて窓１０から出力される。
ハウジング２の内部にはまたレーザダイオード４の温度
制御を行うために電子冷却素子（この例ではペルチェ素
子）１２が設けられている。
ズ８によってコリメートされて窓１０から出力される。
ハウジング２の内部にはまたレーザダイオード４の温度
制御を行うために電子冷却素子（この例ではペルチェ素
子）１２が設けられている。
【００１２】窓１０から出力された光は、光アイソレー
タ１４を通過し、更に第２レンズによって集束されて光
ファイバ１８の励振端に結合される。図２にレーザダイ
オードモジュールの動作特性を示す。このモジュールで
は、レーザダイオード４の近傍に設けられた後述するサ
ーミスタの抵抗値が一定になるように制御しているが、
モジュール外部の温度が高いとレーザダイオードが過冷
却され、一方、モジュール外部の温度が低いとレーザダ
イオードが過加熱される。
タ１４を通過し、更に第２レンズによって集束されて光
ファイバ１８の励振端に結合される。図２にレーザダイ
オードモジュールの動作特性を示す。このモジュールで
は、レーザダイオード４の近傍に設けられた後述するサ
ーミスタの抵抗値が一定になるように制御しているが、
モジュール外部の温度が高いとレーザダイオードが過冷
却され、一方、モジュール外部の温度が低いとレーザダ
イオードが過加熱される。
【００１３】図２の特性において、縦軸は光出力（ｍ
Ｗ）、横軸はレーザダイオードの駆動電流（ｍＡ）であ
る。符号２０は、モジュールの外部温度が２５°Ｃでレ
ーザダイオードの動作温度にほぼ等しい場合におけるＩ
−Ｌ特性を示している。この場合、発振閾値Ｉth（２５
°Ｃ）にほぼ等しいバイアス電流ＩB に変調電流ＩD を
重畳した駆動電流２２がレーザダイオードに供給され、
良好な波形を有する光出力２４が得られる。
Ｗ）、横軸はレーザダイオードの駆動電流（ｍＡ）であ
る。符号２０は、モジュールの外部温度が２５°Ｃでレ
ーザダイオードの動作温度にほぼ等しい場合におけるＩ
−Ｌ特性を示している。この場合、発振閾値Ｉth（２５
°Ｃ）にほぼ等しいバイアス電流ＩB に変調電流ＩD を
重畳した駆動電流２２がレーザダイオードに供給され、
良好な波形を有する光出力２４が得られる。
【００１４】符号２６はモジュールの外部温度が７０°
ＣであるときのＩ−Ｌ特性を示しており、この場合レー
ザダイオードの過冷却によりＩ−Ｌ特性は図中の左方向
にずれている。また、符号２８はモジュールの外部温度
が０°ＣであるときのＩ−Ｌ特性を示しており、この場
合レーザダイオードの過加熱によりＩ−Ｌ特性は図中の
右方向にずれている。
ＣであるときのＩ−Ｌ特性を示しており、この場合レー
ザダイオードの過冷却によりＩ−Ｌ特性は図中の左方向
にずれている。また、符号２８はモジュールの外部温度
が０°ＣであるときのＩ−Ｌ特性を示しており、この場
合レーザダイオードの過加熱によりＩ−Ｌ特性は図中の
右方向にずれている。
【００１５】このようにＩ−Ｌ特性が左右にずれると発
振閾値が±２ｍＡ程度変化し、駆動電流２２におけるバ
イアス電流値が一定である場合に光出力波形の劣化や消
光比の劣化が生じる。
振閾値が±２ｍＡ程度変化し、駆動電流２２におけるバ
イアス電流値が一定である場合に光出力波形の劣化や消
光比の劣化が生じる。
【００１６】このような現象が生じるのは、ボンディン
グワイヤを介してレーザダイオードに流入する熱量とボ
ンディングワイヤを介してサーミスタに流入する熱量と
が異なり、レーザダイオード近傍とサーミスタ近傍での
温度バランスが崩れているからであると考えられる。
グワイヤを介してレーザダイオードに流入する熱量とボ
ンディングワイヤを介してサーミスタに流入する熱量と
が異なり、レーザダイオード近傍とサーミスタ近傍での
温度バランスが崩れているからであると考えられる。
【００１７】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は図１に示される
モジュールの主要部の断面図である。ペルチェ素子１２
はその下面１２Ｂがハウジング２の内面に密着するよう
に設けられており、ペルチェ素子１２の上面１２Ａ上に
は例えばコバールからなるベース２８が固着されてい
る。
モジュールの主要部の断面図である。ペルチェ素子１２
はその下面１２Ｂがハウジング２の内面に密着するよう
に設けられており、ペルチェ素子１２の上面１２Ａ上に
は例えばコバールからなるベース２８が固着されてい
る。
【００１８】ペルチェ素子１２は供給される駆動電流に
応じて上面１２Ａと下面１２Ｂとの間で熱の交換を行
い、これによりレーザダイオードの温度制御がなされ
る。ベース２８上には例えば銅からなるレーザキャリア
３０及びサーミスタキャリア３２がベース２８と密着し
て設けられており、各キャリア３０及び３２上にはそれ
ぞれレーザダイオード４及びサーミスタ３４が密着して
設けられている。
応じて上面１２Ａと下面１２Ｂとの間で熱の交換を行
い、これによりレーザダイオードの温度制御がなされ
る。ベース２８上には例えば銅からなるレーザキャリア
３０及びサーミスタキャリア３２がベース２８と密着し
て設けられており、各キャリア３０及び３２上にはそれ
ぞれレーザダイオード４及びサーミスタ３４が密着して
設けられている。
【００１９】符号３６はこのモジュールを外部回路と接
続するためのリードを表しており、レーザダイオード４
はボンディングワイヤ３８及び図示しない導体パターン
によりリード３６に接続され、サーミスタ３４はボンデ
ィングワイヤ４０及び図示しない導体パターンを介して
リード３６に接続されている。
続するためのリードを表しており、レーザダイオード４
はボンディングワイヤ３８及び図示しない導体パターン
によりリード３６に接続され、サーミスタ３４はボンデ
ィングワイヤ４０及び図示しない導体パターンを介して
リード３６に接続されている。
【００２０】この実施例では、前述した温度バランスを
補正するために、ベース２８のレーザキャリア３０の近
傍の部分とハウジング２を熱的に接続する金属プレート
４２が設けられている。金属プレート４２は例えばステ
ンレスであり、この金属プレート４２は例えばレーザ溶
接によりベース２８及びハウジング２に接続される。ハ
ウジング２が金属製であり接地電位にある場合には、金
属プレート４２によりベース２８を接地することができ
る。
補正するために、ベース２８のレーザキャリア３０の近
傍の部分とハウジング２を熱的に接続する金属プレート
４２が設けられている。金属プレート４２は例えばステ
ンレスであり、この金属プレート４２は例えばレーザ溶
接によりベース２８及びハウジング２に接続される。ハ
ウジング２が金属製であり接地電位にある場合には、金
属プレート４２によりベース２８を接地することができ
る。
【００２１】金属プレート４２が接続されるベース２８
上の位置は、望ましくは、レーザブロック３０を中心と
してサーミスタブロック３２と反対の側にある。また、
金属プレート４２が接続されるハウジング２上の位置
は、望ましくは、ペルチェ素子１２の近傍にある。
上の位置は、望ましくは、レーザブロック３０を中心と
してサーミスタブロック３２と反対の側にある。また、
金属プレート４２が接続されるハウジング２上の位置
は、望ましくは、ペルチェ素子１２の近傍にある。
【００２２】この実施例では、図示はしないが、サーミ
スタ３４の温度が一定になるようにペルチェ素子１２に
流れる電流を制御する制御回路がモジュールの内部又は
外部に設けられており、金属プレート４２の形状（長さ
や断面積）は、ペルチェ素子１２に流れる電流の制御が
行われているときにサーミスタ３４及びレーザダイオー
ド４がほぼ同温度になるように設定される。具体的には
次の通りである。
スタ３４の温度が一定になるようにペルチェ素子１２に
流れる電流を制御する制御回路がモジュールの内部又は
外部に設けられており、金属プレート４２の形状（長さ
や断面積）は、ペルチェ素子１２に流れる電流の制御が
行われているときにサーミスタ３４及びレーザダイオー
ド４がほぼ同温度になるように設定される。具体的には
次の通りである。
【００２３】モジュール外部の温度の高低に対するレー
ザダイオードの閾値のずれを小さくするためには、モジ
ュール内部におけるレーザ部とサーミスタ部の温度バラ
ンスを崩さないようにすることが要求される。以下に、
温度バランスの崩れを補正するための金属プレートの作
用について説明する。
ザダイオードの閾値のずれを小さくするためには、モジ
ュール内部におけるレーザ部とサーミスタ部の温度バラ
ンスを崩さないようにすることが要求される。以下に、
温度バランスの崩れを補正するための金属プレートの作
用について説明する。
【００２４】図４は図１及び図３に示されるレーザダイ
オードモジュールにおける熱シミュレーション図であ
る。同図において、Ｒ１はベース２８の熱抵抗、Ｒ２は
レーザキャリア３０の熱抵抗、Ｒ３はレーザダイオード
４に接続されるボンディングワイヤ３８の熱抵抗、Ｒ４
はサーミスタキャリア３２の熱抵抗、Ｒ５はサーミスタ
３４に接続されるボンディングワイヤ４０の熱抵抗、Ｒ
６は金属プレート４２の熱抵抗を示している。また、Ｌ
Ｄはレーザダイオード４を、ＴＨはサーミスタ３４を表
している。Ｂ１及びＢ２はそれぞれベース２８上におけ
るレーザキャリア３０及びサーミスタキャリア３２の位
置を表している。
オードモジュールにおける熱シミュレーション図であ
る。同図において、Ｒ１はベース２８の熱抵抗、Ｒ２は
レーザキャリア３０の熱抵抗、Ｒ３はレーザダイオード
４に接続されるボンディングワイヤ３８の熱抵抗、Ｒ４
はサーミスタキャリア３２の熱抵抗、Ｒ５はサーミスタ
３４に接続されるボンディングワイヤ４０の熱抵抗、Ｒ
６は金属プレート４２の熱抵抗を示している。また、Ｌ
Ｄはレーザダイオード４を、ＴＨはサーミスタ３４を表
している。Ｂ１及びＢ２はそれぞれベース２８上におけ
るレーザキャリア３０及びサーミスタキャリア３２の位
置を表している。
【００２５】まず、レーザダイオードの閾値のずれが生
じている場合においては、レーザダイオードの温度ＴLD
とサーミスタの温度ＴTHの間に差が生じている状態で熱
平衡が得られているとすると、レーザダイオードに流入
する熱量ＱLDは次式で与えられる。
じている場合においては、レーザダイオードの温度ＴLD
とサーミスタの温度ＴTHの間に差が生じている状態で熱
平衡が得られているとすると、レーザダイオードに流入
する熱量ＱLDは次式で与えられる。
【００２６】 ＱLD＝λ1 ・Ｓ1 ・Ｎ1 ・（ＴA −ＴLD）／Ｌ1 ．．．（１） ここで、λ1 ，Ｓ1 ，Ｎ1 及びＬ1 はそれぞれレーザダ
イオードに接続されるボンディングワイヤの熱抵抗、断
面積、本数及び長さである。また、ＴA はモジュール外
部の気温である。
イオードに接続されるボンディングワイヤの熱抵抗、断
面積、本数及び長さである。また、ＴA はモジュール外
部の気温である。
【００２７】一方、サーミスタに流入する熱量ＱTHは、
次式で与えられる。 ＱTH＝λ2 ・Ｓ2 ・Ｎ2 ・（ＴA −ＴTH）／Ｌ2 ．．．（２） ここで、λ2 ，Ｓ2 ，Ｎ2 及びＬ2 はそれぞれサーミス
タに接続されるボンディングワイヤの熱抵抗、断面積、
本数及び長さである。
次式で与えられる。 ＱTH＝λ2 ・Ｓ2 ・Ｎ2 ・（ＴA −ＴTH）／Ｌ2 ．．．（２） ここで、λ2 ，Ｓ2 ，Ｎ2 及びＬ2 はそれぞれサーミス
タに接続されるボンディングワイヤの熱抵抗、断面積、
本数及び長さである。
【００２８】熱量ＱLDはレーザブロックを通ってベース
上のＢ１点に移動するので、Ｂ１点での温度ＴB1は次式
より得られることとなる。 ＱLD＝λ3 ・Ｓ3 ・（ＴLD−ＴB1）／Ｌ3 ．．．（３） また、熱量ＱTHはサーミスタブロックを通ってベース上
のＢ２点に移動するので、Ｂ２点での温度ＴB2は次式で
与えられることとなる。
上のＢ１点に移動するので、Ｂ１点での温度ＴB1は次式
より得られることとなる。 ＱLD＝λ3 ・Ｓ3 ・（ＴLD−ＴB1）／Ｌ3 ．．．（３） また、熱量ＱTHはサーミスタブロックを通ってベース上
のＢ２点に移動するので、Ｂ２点での温度ＴB2は次式で
与えられることとなる。
【００２９】 ＱTH＝λ4 ・Ｓ4 ・（ＴTH−ＴB2）／Ｌ4 ．．．（４） 尚、（３）式において、λ3 ，Ｓ3 及びＬ3 はそれぞれ
レーザブロックの熱抵抗、断面積及び長さ（厚み）であ
り、（４）式において、λ4 ，Ｓ4 及びＬ4 はそれぞれ
サーミスタブロックの熱抵抗、断面積及び長さ（厚み）
である。
レーザブロックの熱抵抗、断面積及び長さ（厚み）であ
り、（４）式において、λ4 ，Ｓ4 及びＬ4 はそれぞれ
サーミスタブロックの熱抵抗、断面積及び長さ（厚み）
である。
【００３０】一般に、レーザダイオードに接続されるボ
ンディングワイヤの数はサーミスタに接続されるボンデ
ィングワイヤの数よりも多いので、ＱTH＜ＱLDとなる
が、レーザブロックとサーミスタブロックの間で熱伝導
率の差が大きく（λ4 ≪λ3 ）、ベースにおけるＢ１点
とＢ２点の間に温度差が生じ、サーミスタの温度ＴTHの
モニタリングによる温度制御を行なったときに、ＴLD＜
ＴTHとなってしまう。
ンディングワイヤの数はサーミスタに接続されるボンデ
ィングワイヤの数よりも多いので、ＱTH＜ＱLDとなる
が、レーザブロックとサーミスタブロックの間で熱伝導
率の差が大きく（λ4 ≪λ3 ）、ベースにおけるＢ１点
とＢ２点の間に温度差が生じ、サーミスタの温度ＴTHの
モニタリングによる温度制御を行なったときに、ＴLD＜
ＴTHとなってしまう。
【００３１】そこで、本発明では、レーザダイオードと
サーミスタの間に温度差を生じさせないために、ベース
におけるＢ１点とＢ２点間の温度差を補正するように金
属プレートを設け、外部からの熱流入を増やしているの
である。
サーミスタの間に温度差を生じさせないために、ベース
におけるＢ１点とＢ２点間の温度差を補正するように金
属プレートを設け、外部からの熱流入を増やしているの
である。
【００３２】次に、金属プレートの形状を設定するため
の具体的な計算例について説明する。今、外部温度ＴA
が２５°Ｃである場合、ペルチェ素子により強制的な熱
の移動を伴わないでもレーザダイオードの温度ＴLD及び
サーミスタの温度ＴTHは、Ｔ LD＝ＴTH＝２５°Ｃとな
る。しかし、ＴA ＝７５°Ｃのような場合には、ペルチ
ェ素子が温度制御を行い、レーザブロック及びサーミス
タブロックの熱伝導率差やレーザダイオード及びサーミ
スタへの熱流入量の違いにより、ＴLDとＴTHの間で温度
差（例えば約２°Ｃ）が生じ、レーザダイオードの閾値
電流がＴA ＝２５°Ｃの場合と異なることとなる。
の具体的な計算例について説明する。今、外部温度ＴA
が２５°Ｃである場合、ペルチェ素子により強制的な熱
の移動を伴わないでもレーザダイオードの温度ＴLD及び
サーミスタの温度ＴTHは、Ｔ LD＝ＴTH＝２５°Ｃとな
る。しかし、ＴA ＝７５°Ｃのような場合には、ペルチ
ェ素子が温度制御を行い、レーザブロック及びサーミス
タブロックの熱伝導率差やレーザダイオード及びサーミ
スタへの熱流入量の違いにより、ＴLDとＴTHの間で温度
差（例えば約２°Ｃ）が生じ、レーザダイオードの閾値
電流がＴA ＝２５°Ｃの場合と異なることとなる。
【００３３】具体的な計算例として、ＴTH＝２５°Ｃ，
ＴLD＝２３°ＣとしてＱLD及びＱTHを求めることとす
る。計算に用いる具体的な数値としては、λ1 及びλ2
が３００，λ3 が４００，λ4 が４０，Ｓ1 及びＳ2 が
０．０２ｍｍ2 ，Ｓ3 が１２ｍｍ2 ，Ｓ4 が１．３ｍｍ
2 ，Ｌ1 ，Ｌ2 及びＬ3 が１．５ｍｍ，Ｌ4 が０．３ｍ
ｍ，Ｎ1 が８，Ｎ2 が２であるとする。
ＴLD＝２３°ＣとしてＱLD及びＱTHを求めることとす
る。計算に用いる具体的な数値としては、λ1 及びλ2
が３００，λ3 が４００，λ4 が４０，Ｓ1 及びＳ2 が
０．０２ｍｍ2 ，Ｓ3 が１２ｍｍ2 ，Ｓ4 が１．３ｍｍ
2 ，Ｌ1 ，Ｌ2 及びＬ3 が１．５ｍｍ，Ｌ4 が０．３ｍ
ｍ，Ｎ1 が８，Ｎ2 が２であるとする。
【００３４】この具体的な数値を用いて（１）及び
（２）式によりＱLD及びＱTHを求めると次の通りにな
る。 ＱLD＝３００・０．０２・８・（７５−２３）／１．５＝１６６４ ．．(5) ＱTH＝３００・０．０２・２・（７５−２５）／１．５＝４１６ ．．．(6) （５）式により得られたＱLDの具体的数値を（３）式に
代入してＴB1を求めると、ＴB1＝２２．４８°Ｃとな
る。また、（６）式により得られたＱTHの具体的数値を
（４）式に代入してＴB2を求めると、ＴB2＝２３．４°
Ｃとなる。
（２）式によりＱLD及びＱTHを求めると次の通りにな
る。 ＱLD＝３００・０．０２・８・（７５−２３）／１．５＝１６６４ ．．(5) ＱTH＝３００・０．０２・２・（７５−２５）／１．５＝４１６ ．．．(6) （５）式により得られたＱLDの具体的数値を（３）式に
代入してＴB1を求めると、ＴB1＝２２．４８°Ｃとな
る。また、（６）式により得られたＱTHの具体的数値を
（４）式に代入してＴB2を求めると、ＴB2＝２３．４°
Ｃとなる。
【００３５】よって、Ｂ１点とＢ１点間の温度差ΔＴは
０．９２°Ｃとなる。ここで、ベースの熱抵抗、断面積
及び長さをそれぞれ４０，５ｍｍ2 ，８ｍｍとして、Ｂ
１点とＢ２点間での熱流量ＱB を求めると、ＱB ＝４０
・５・０．９２／８＝２３となる。
０．９２°Ｃとなる。ここで、ベースの熱抵抗、断面積
及び長さをそれぞれ４０，５ｍｍ2 ，８ｍｍとして、Ｂ
１点とＢ２点間での熱流量ＱB を求めると、ＱB ＝４０
・５・０．９２／８＝２３となる。
【００３６】この熱流量ＱB が０であればレーザダイオ
ードとサーミスタの間の温度差はなくなるので、そうな
るように金属プレートの形状を設定する。例えば金属プ
レートの材質をステンレスとし、断面積を０．０５ｍｍ
2 とし、長さを５ｍｍにすると、金属プレートを流れる
熱量ＱはＱ＝４０・０．０５・（８０−２２．４８）／
５＝２３となりＢ１点とＢ２点の間の温度差がなくな
る。
ードとサーミスタの間の温度差はなくなるので、そうな
るように金属プレートの形状を設定する。例えば金属プ
レートの材質をステンレスとし、断面積を０．０５ｍｍ
2 とし、長さを５ｍｍにすると、金属プレートを流れる
熱量ＱはＱ＝４０・０．０５・（８０−２２．４８）／
５＝２３となりＢ１点とＢ２点の間の温度差がなくな
る。
【００３７】このように、本発明のこの実施例による
と、金属プレートの形状を適宜設定することにより、レ
ーザダイオードの温度とサーミスタの温度をほぼ同じに
することができ、レーザダイオードについての高精度な
温度制御が可能になる。
と、金属プレートの形状を適宜設定することにより、レ
ーザダイオードの温度とサーミスタの温度をほぼ同じに
することができ、レーザダイオードについての高精度な
温度制御が可能になる。
【００３８】ところで、図１に示されるようなＬＤモジ
ュールにおいては、レーザダイオード４から放射された
光を第１レンズ８によりコリメートして平行光ビームに
変換し、この光ビームに光アイソレータ１４を通過させ
たのち再び第２レンズ１６により集束させて光ファイバ
１８に結合している。従って、レーザダイオード４、第
１レンズ８、第２レンズ１６及び光ファイバ１８の相対
的な位置関係が直接的に光結合効率に影響を及ぼすこと
になる。
ュールにおいては、レーザダイオード４から放射された
光を第１レンズ８によりコリメートして平行光ビームに
変換し、この光ビームに光アイソレータ１４を通過させ
たのち再び第２レンズ１６により集束させて光ファイバ
１８に結合している。従って、レーザダイオード４、第
１レンズ８、第２レンズ１６及び光ファイバ１８の相対
的な位置関係が直接的に光結合効率に影響を及ぼすこと
になる。
【００３９】光アイソレータ１４、第２レンズ１６及び
光ファイバ１８は、ハウジング２に対して後付けで取り
付ける部品であるから、そのときに光軸調整を行なうと
して、ハウジング２内に配置されるレーザダイオード４
及び第１レンズ８については、ハウジング２内の組み立
て作業に際して予め定められた相対的位置関係を確保し
ておくことが望ましい。
光ファイバ１８は、ハウジング２に対して後付けで取り
付ける部品であるから、そのときに光軸調整を行なうと
して、ハウジング２内に配置されるレーザダイオード４
及び第１レンズ８については、ハウジング２内の組み立
て作業に際して予め定められた相対的位置関係を確保し
ておくことが望ましい。
【００４０】このような要望を満たすための本発明のこ
の実施例によると、レーザダイオードと、レーザダイオ
ードから放射された光をコリメートするレンズと、レー
ザダイオード及びレンズが収容されるハウジングと、レ
ンズをレーザダイオードに対して予め定められた位置関
係で保持する手段とを備え、この保持手段は、レンズが
挿入され互いに平行な第１面及び第２面を有するレンズ
ホルダと、第１面が密着する基準面を有する第１の柱部
及び第２面が固定される第２の柱部を一体に有するベー
スとを含むＬＤモジュールが提供される。
の実施例によると、レーザダイオードと、レーザダイオ
ードから放射された光をコリメートするレンズと、レー
ザダイオード及びレンズが収容されるハウジングと、レ
ンズをレーザダイオードに対して予め定められた位置関
係で保持する手段とを備え、この保持手段は、レンズが
挿入され互いに平行な第１面及び第２面を有するレンズ
ホルダと、第１面が密着する基準面を有する第１の柱部
及び第２面が固定される第２の柱部を一体に有するベー
スとを含むＬＤモジュールが提供される。
【００４１】望ましくは、レンズホルダはレーザ溶接に
より第１及び第２の柱部に固定される。また、望ましく
は、第２の柱部の厚みは第１の柱部の厚みよりも十分に
小さい。具体的には以下の通りである。
より第１及び第２の柱部に固定される。また、望ましく
は、第２の柱部の厚みは第１の柱部の厚みよりも十分に
小さい。具体的には以下の通りである。
【００４２】図５は第１レンズの保持構造の斜視図であ
る。第１レンズ４４は例えば圧入により金属製のレンズ
ホルダ４６に取り付けられている。レンズホルダ４６は
互いに平行な第１面４６Ａ及び第２面４６Ｂを有してい
る。
る。第１レンズ４４は例えば圧入により金属製のレンズ
ホルダ４６に取り付けられている。レンズホルダ４６は
互いに平行な第１面４６Ａ及び第２面４６Ｂを有してい
る。
【００４３】ベース２８は、その上面に概略直方体形状
の第１の柱部４８と、これと平行な同じく概略直方体形
状の第２の柱部５０とを一体に有している。第１の柱部
４８は第２の柱部５０に対向する側に平坦な基準面４８
Ａを有している。
の第１の柱部４８と、これと平行な同じく概略直方体形
状の第２の柱部５０とを一体に有している。第１の柱部
４８は第２の柱部５０に対向する側に平坦な基準面４８
Ａを有している。
【００４４】レンズホルダ８をベース２８に固定するに
際しては、レンズホルダの第１面４６Ａを基準面４８Ａ
に密着させてレンズホルダ４６を第１の柱部４８に対し
て摺動させることでレンズホルダ４６の位置調整を行
い、適正な位置が確保されたところで例えばレーザ溶接
により位置の確定がなされる。その後、第２の柱部５０
をレンズホルダの第２面４６Ｂに押しつけてレーザ溶接
を行い、これにより第１レンズ４４の保持が完了する。
際しては、レンズホルダの第１面４６Ａを基準面４８Ａ
に密着させてレンズホルダ４６を第１の柱部４８に対し
て摺動させることでレンズホルダ４６の位置調整を行
い、適正な位置が確保されたところで例えばレーザ溶接
により位置の確定がなされる。その後、第２の柱部５０
をレンズホルダの第２面４６Ｂに押しつけてレーザ溶接
を行い、これにより第１レンズ４４の保持が完了する。
【００４５】この構成によると、レンズホルダ４６を第
１の柱部４８及び第２の柱部５０により挟み込む構造が
得られるので、第１のレンズ４４をレーザダイオードに
対して予め定められた位置に正確に位置させることがで
き、高い光結合効率を得るのが容易になる。
１の柱部４８及び第２の柱部５０により挟み込む構造が
得られるので、第１のレンズ４４をレーザダイオードに
対して予め定められた位置に正確に位置させることがで
き、高い光結合効率を得るのが容易になる。
【００４６】図６は図５の保持構造の正面図であり、レ
ンズホルダ４６を第１の柱部４８に固定した状態が示さ
れている。レンズホルダ４６における第１面４６Ａと第
２面４６Ｂ間の距離は第１の柱部４８と第２の柱部５０
の間隔よりも僅かに小さく、第１面４６Ａを基準面４８
Ａに密着した状態では、第２面４６Ｂと第２の柱部５０
の間には僅かに隙間が生じるようになっている。このよ
うな隙間が生じるようにしているのは、レンズホルダ４
６或いはベース２８の製造時の寸法誤差によってレンズ
ホルダ４６を第１の柱部４８と第２の柱部５０の間に挟
み込ませないこのがないようにするためである。
ンズホルダ４６を第１の柱部４８に固定した状態が示さ
れている。レンズホルダ４６における第１面４６Ａと第
２面４６Ｂ間の距離は第１の柱部４８と第２の柱部５０
の間隔よりも僅かに小さく、第１面４６Ａを基準面４８
Ａに密着した状態では、第２面４６Ｂと第２の柱部５０
の間には僅かに隙間が生じるようになっている。このよ
うな隙間が生じるようにしているのは、レンズホルダ４
６或いはベース２８の製造時の寸法誤差によってレンズ
ホルダ４６を第１の柱部４８と第２の柱部５０の間に挟
み込ませないこのがないようにするためである。
【００４７】レンズホルダの第２面４６Ｂと第２の柱部
５０をレーザ溶接により相互固定する場合には、溶接部
を隙間なくしておく必要があるので、上述のような隙間
がある場合には、第２の柱部５０をレンズホルダ４６に
向けて押しつけ、この状態でレーザ溶接を行なうことに
なる。このため、レーザ溶接が終了したのちに、第２の
柱部５０には応力が残留し、第２の柱部５０の剛成が高
い場合にはその残留応力によってレンズホルダ４６に歪
みが発生し、第１のレンズ４４に割れが生じることがあ
る。
５０をレーザ溶接により相互固定する場合には、溶接部
を隙間なくしておく必要があるので、上述のような隙間
がある場合には、第２の柱部５０をレンズホルダ４６に
向けて押しつけ、この状態でレーザ溶接を行なうことに
なる。このため、レーザ溶接が終了したのちに、第２の
柱部５０には応力が残留し、第２の柱部５０の剛成が高
い場合にはその残留応力によってレンズホルダ４６に歪
みが発生し、第１のレンズ４４に割れが生じることがあ
る。
【００４８】この点を改良した実施例を図７により説明
する。図７は第１レンズの改良された保持構造の斜視図
である。この実施例では、第１の柱部４８’に対して第
２の柱部５０’の厚みを十分に小さく設定している。
する。図７は第１レンズの改良された保持構造の斜視図
である。この実施例では、第１の柱部４８’に対して第
２の柱部５０’の厚みを十分に小さく設定している。
【００４９】第１の柱部４８’を第２の柱部５０’に対
して相対的に厚くしているのは、レンズホルダ４６の位
置の確定精度を高めるためである。また、第２の柱部５
０’を第１の柱部４８’に対して相対的に薄くしている
のは、第２の柱部５０’の残留応力によるレンズ４４の
破損を防止するためである。
して相対的に厚くしているのは、レンズホルダ４６の位
置の確定精度を高めるためである。また、第２の柱部５
０’を第１の柱部４８’に対して相対的に薄くしている
のは、第２の柱部５０’の残留応力によるレンズ４４の
破損を防止するためである。
【００５０】レーザ溶接した後に第２の柱部５０’に生
じる残留凹力を計算してみる。今、第２の柱部５０’の
光軸方向の長さをｂ、高さをｌ、厚みをｈ、ヤング率を
Ｅとし、レンズホルダ４６と第２の柱部５０’の間の隙
間をｄとすると、残留応力Ｐは次の式で与えられる。
じる残留凹力を計算してみる。今、第２の柱部５０’の
光軸方向の長さをｂ、高さをｌ、厚みをｈ、ヤング率を
Ｅとし、レンズホルダ４６と第２の柱部５０’の間の隙
間をｄとすると、残留応力Ｐは次の式で与えられる。
【００５１】Ｐ＝ｂｄＥｈ2 ／４ｌ3 この実施例では、従来０．３ｍｍであった幅ｈを０．２
５ｍｍに変更することによって、残留応力Ｐを２．９ｋ
ｇから２．０ｋｇに低減することができた。
５ｍｍに変更することによって、残留応力Ｐを２．９ｋ
ｇから２．０ｋｇに低減することができた。
【００５２】図８はＬＤモジュールの上面図（Ａ）及び
断面図（Ｂ）である。図において符号３６はリード端子
を表しており、このリード端子３６は、ペルチェ素子１
２、レーザダイオード４、サーミスタ３４及びフォトダ
イオード６を外部回路と接続するためのものである。
断面図（Ｂ）である。図において符号３６はリード端子
を表しており、このリード端子３６は、ペルチェ素子１
２、レーザダイオード４、サーミスタ３４及びフォトダ
イオード６を外部回路と接続するためのものである。
【００５３】ペルチェ素子１２は、リードワイヤ５４及
び導体パターン５６を介してリード端子３６に接続さ
れ、レーザダイオード４、サーミスタ３４及びフォトダ
イオード６は図示しないボンディングワイヤを介してリ
ード端子３６に接続される。
び導体パターン５６を介してリード端子３６に接続さ
れ、レーザダイオード４、サーミスタ３４及びフォトダ
イオード６は図示しないボンディングワイヤを介してリ
ード端子３６に接続される。
【００５４】図９にＬＤモジュールの接続図を示す。Ｌ
Ｄモジュール５８は、リード端子３６（図８参照）を用
いて、ＡＴＣ回路６０及びＡＰＣ回路６２に接続されて
いる。
Ｄモジュール５８は、リード端子３６（図８参照）を用
いて、ＡＴＣ回路６０及びＡＰＣ回路６２に接続されて
いる。
【００５５】ＡＴＣ回路６０は、サーミスタ３４から供
給される信号に基づいてサーミスタ３４の温度が一定に
なるようにペルチェ素子１２に流れる電流を制御する。
また、ＡＰＣ回路６２は、フォトダイオード６からの信
号を受け、フォトダイオード６の光電流が一定になるよ
うにレーザダイオード４のバイアス電流を制御する。
給される信号に基づいてサーミスタ３４の温度が一定に
なるようにペルチェ素子１２に流れる電流を制御する。
また、ＡＰＣ回路６２は、フォトダイオード６からの信
号を受け、フォトダイオード６の光電流が一定になるよ
うにレーザダイオード４のバイアス電流を制御する。
【００５６】このようなＡＴＣ回路６０が用いられてい
る場合、図３により説明した金属プレート４２の形状
は、サーミスタ３４とレーザダイオード４がほぼ同温度
になるように設定される。これにより、レーザダイオー
ドの閾値電流の変動を抑制することができる。
る場合、図３により説明した金属プレート４２の形状
は、サーミスタ３４とレーザダイオード４がほぼ同温度
になるように設定される。これにより、レーザダイオー
ドの閾値電流の変動を抑制することができる。
【００５７】ところで、ＬＤモジュール５８の近傍にＡ
ＴＣ回路６０及びＡＰＣ回路６２が配置されている場
合、それぞれの消費電力が比較的大きいことに起因し
て、ＬＤモジュール５８のハウジングが加熱され、大容
量の大型なペルチェ素子が必要になりモジュールの小型
化が困難になるという問題がある。
ＴＣ回路６０及びＡＰＣ回路６２が配置されている場
合、それぞれの消費電力が比較的大きいことに起因し
て、ＬＤモジュール５８のハウジングが加熱され、大容
量の大型なペルチェ素子が必要になりモジュールの小型
化が困難になるという問題がある。
【００５８】そこで、本発明の次の実施例では、ペルチ
ェ素子の駆動電流とレーザダイオードのバイアス電流と
を兼用する。即ち、この実施例では、レーザダイオード
と、バイアス電流に変調電流を重畳してなる駆動電流を
レーザダイオードに供給する手段と、与えられた制御電
流に応じてレーザダイオードを冷却する電子冷却素子
（ペルチェ素子）と、駆動電流からバイアス電流を抽出
して制御電流として電子冷却素子に供給する手段とを備
えたＬＤモジュールが提供される。具体的には次の通り
である。
ェ素子の駆動電流とレーザダイオードのバイアス電流と
を兼用する。即ち、この実施例では、レーザダイオード
と、バイアス電流に変調電流を重畳してなる駆動電流を
レーザダイオードに供給する手段と、与えられた制御電
流に応じてレーザダイオードを冷却する電子冷却素子
（ペルチェ素子）と、駆動電流からバイアス電流を抽出
して制御電流として電子冷却素子に供給する手段とを備
えたＬＤモジュールが提供される。具体的には次の通り
である。
【００５９】図１０はＬＤモジュール内の配線図の例で
ある。符号３６Ａはパルス状の変調電流ＩP が供給され
るリード端子、符号３６Ｂは直流のバイアス電流ＩB が
供給されるリード端子、符号３６Ｃはグランド電位にあ
るリード端子をそれぞれ示している。
ある。符号３６Ａはパルス状の変調電流ＩP が供給され
るリード端子、符号３６Ｂは直流のバイアス電流ＩB が
供給されるリード端子、符号３６Ｃはグランド電位にあ
るリード端子をそれぞれ示している。
【００６０】リード端子３６ＡはキャパシタＣを介して
レーザダイオード４のアノードに接続され、リード端子
３６Ｂはペルチェ素子１２及びインダクタＬを介してレ
ーザダイオード４のアノードに接続されている。レーザ
ダイオード４のカソードはリード端子３６Ｃに接続され
ている。
レーザダイオード４のアノードに接続され、リード端子
３６Ｂはペルチェ素子１２及びインダクタＬを介してレ
ーザダイオード４のアノードに接続されている。レーザ
ダイオード４のカソードはリード端子３６Ｃに接続され
ている。
【００６１】インダクタＬはレーザダイオードの駆動電
流からバイアス電流を抽出するためのものであり、キャ
パシタＣは直流のバイアス電流を変調回路から遮断する
ためのものである。
流からバイアス電流を抽出するためのものであり、キャ
パシタＣは直流のバイアス電流を変調回路から遮断する
ためのものである。
【００６２】この実施例においては、比較的低温下では
レーザダイオード４の閾値電流が低くバイアス電流が少
ないためペルチェ素子１２はほとんど動作せず、比較的
高温下になるとレーザダイオード４の閾値電流が高くな
りバイアス電流が増加し、ペルチェ素子１２に多くの電
流が流れて冷却作用が高くなる。
レーザダイオード４の閾値電流が低くバイアス電流が少
ないためペルチェ素子１２はほとんど動作せず、比較的
高温下になるとレーザダイオード４の閾値電流が高くな
りバイアス電流が増加し、ペルチェ素子１２に多くの電
流が流れて冷却作用が高くなる。
【００６３】図１１は図１０に示されるＬＤモジュール
の特性を示す図である。縦軸は閾値電流ＩTH、横軸はレ
ーザダイオードの温度を表す。符号５８は温度制御を行
なわない場合の特性を表しており、符号６０は本実施例
における特性を表している。グラフから明らかなよう
に、比較的高温になったときに閾値電流を抑制すること
ができる。また、この実施例ではバイアス電流がペルチ
ェ素子１２に流れるようにしているので、サーミスタ及
びＡＴＣ回路が不要である。
の特性を示す図である。縦軸は閾値電流ＩTH、横軸はレ
ーザダイオードの温度を表す。符号５８は温度制御を行
なわない場合の特性を表しており、符号６０は本実施例
における特性を表している。グラフから明らかなよう
に、比較的高温になったときに閾値電流を抑制すること
ができる。また、この実施例ではバイアス電流がペルチ
ェ素子１２に流れるようにしているので、サーミスタ及
びＡＴＣ回路が不要である。
【００６４】図１２はＬＤモジュール内の配線図の他の
例を示す図である。グランド電位にあるリード端子３６
Ｇにカソードが接続されたレーザダイオード４に流れる
駆動電流のうちパルス状の変調電流ＩP は、レーザダイ
オード４のアノードに接続されたキャパシタＣ及びリー
ド端子３６Ｆを流れる。レーザダイオード４の駆動電流
のうち直流のバイアス電流ＩB は、レーザダイオード４
のアノードに接続される抵抗Ｒ1 を通って更に分流され
その一方はペルチェ素子及びリード端子３６Ｄに流れ
る。バイアス電流ＩB の残りは抵抗Ｒ2 及びリード端子
３６Ｅを流れる。
例を示す図である。グランド電位にあるリード端子３６
Ｇにカソードが接続されたレーザダイオード４に流れる
駆動電流のうちパルス状の変調電流ＩP は、レーザダイ
オード４のアノードに接続されたキャパシタＣ及びリー
ド端子３６Ｆを流れる。レーザダイオード４の駆動電流
のうち直流のバイアス電流ＩB は、レーザダイオード４
のアノードに接続される抵抗Ｒ1 を通って更に分流され
その一方はペルチェ素子及びリード端子３６Ｄに流れ
る。バイアス電流ＩB の残りは抵抗Ｒ2 及びリード端子
３６Ｅを流れる。
【００６５】この構成において、例えば抵抗Ｒ1 と抵抗
Ｒ2 の比を例えば１：３０にすると、レーザダイオード
４のバイアス電流が１０ｍＡのときにペルチェ素子１２
には約３００ｍＡの電流が流れることになる。従って、
前実施例における効果（閾値電流の抑制）が更に顕著な
ものとなる。
Ｒ2 の比を例えば１：３０にすると、レーザダイオード
４のバイアス電流が１０ｍＡのときにペルチェ素子１２
には約３００ｍＡの電流が流れることになる。従って、
前実施例における効果（閾値電流の抑制）が更に顕著な
ものとなる。
【００６６】図１３はＬＤモジュールの他の接続図であ
る。この実施例は、図９に示される実施例と対比して、
ＡＰＣ回路６０に換えてペルチェ素子電流コントローラ
６４が設けられている点で特徴づけられる。
る。この実施例は、図９に示される実施例と対比して、
ＡＰＣ回路６０に換えてペルチェ素子電流コントローラ
６４が設けられている点で特徴づけられる。
【００６７】ペルチェ素子電流コントローラ６４は、レ
ーザダイオードのバイアス電流を検出して検出されたバ
イアス電流が一定になるようにペルチェ素子１２の制御
電流を制御する。
ーザダイオードのバイアス電流を検出して検出されたバ
イアス電流が一定になるようにペルチェ素子１２の制御
電流を制御する。
【００６８】具体的には、ＡＰＣ回路６２においてレー
ザダイオード４のバイアス電流が検出されているので、
そのモニタ信号をペルチェ素子電流コントローラ６４に
供給して上記制御がなされている。
ザダイオード４のバイアス電流が検出されているので、
そのモニタ信号をペルチェ素子電流コントローラ６４に
供給して上記制御がなされている。
【００６９】レーザダイオードにおいてはそのバイアス
電流は温度に従って変化するので、バイアス電流が一定
になるような制御を行なうことによってレーザダイオー
ドの温度が一定に保たれるものである。
電流は温度に従って変化するので、バイアス電流が一定
になるような制御を行なうことによってレーザダイオー
ドの温度が一定に保たれるものである。
【００７０】この実施例では、レーザダイオード近傍の
温度を検出するためのサーミスタが不要であり、サーミ
スタとレーザダイオードの温度差による閾値変動がなく
なり、簡単な構成のＬＤモジュールの提供が可能にな
る。
温度を検出するためのサーミスタが不要であり、サーミ
スタとレーザダイオードの温度差による閾値変動がなく
なり、簡単な構成のＬＤモジュールの提供が可能にな
る。
【００７１】図１４は図１２の実施例におけるＬＤモジ
ュールの特性を示すグラフである。縦軸は閾値電流
ＩTH、横軸は温度である。符号５８で示されるのは温度
制御を行なっていない場合の特性であり、符号６６で示
されるのは、この実施例においてバイアス電流が一定に
なるような制御を行なったときの特性である。グラフか
ら明らかなように、温度に係わらず閾値電流が一定に維
持されていることがわかる。
ュールの特性を示すグラフである。縦軸は閾値電流
ＩTH、横軸は温度である。符号５８で示されるのは温度
制御を行なっていない場合の特性であり、符号６６で示
されるのは、この実施例においてバイアス電流が一定に
なるような制御を行なったときの特性である。グラフか
ら明らかなように、温度に係わらず閾値電流が一定に維
持されていることがわかる。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＬＤについて高精度な温度制御が可能なレーザダイオー
ドモジュールの提供が可能になるという効果が生じる。
ＬＤについて高精度な温度制御が可能なレーザダイオー
ドモジュールの提供が可能になるという効果が生じる。
【図１】レーザダイオードモジュールの破断斜視図であ
る。
る。
【図２】レーザダイオードモジュールの動作特性を示す
図である。
図である。
【図３】レーザダイオードモジュールの断面図である。
【図４】レーザダイオードモジュールの熱シミュレーシ
ョン図である。
ョン図である。
【図５】第１レンズの保持構造の斜視図である。
【図６】第１レンズの保持構造の正面図である。
【図７】第１レンズの改良された保持構造の斜視図であ
る。
る。
【図８】レーザダイオードモジュールの上面図及び断面
図である。
図である。
【図９】レーザダイオードモジュールの接続図である。
【図１０】レーザダイオードモジュール内の配線図であ
る。
る。
【図１１】図１０のモジュールの特性を示すグラフであ
る。
る。
【図１２】レーザダイオードモジュール内の他の配線図
である。
である。
【図１３】レーザダイオードモジュールの他の接続図で
ある。
ある。
【図１４】図１３のモジュールの特性を示すグラフであ
る。
る。
２ ハウジング ４ レーザダイオード １２ 電子冷却素子（ペルチェ素子） ２８ ベース ３０ レーザキャリア ３２ サーミスタキャリア ３４ サーミスタ ４２ 金属プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根辻 昇 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 石坂 哲男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 横井 小恵子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 ハウジングと、 第１面及び第２面を有し、該第１面が上記ハウジングの
内面に密着するように設けられ、供給された制御電流に
応じて該第１面及び該第２面の間で熱の交換を行う電子
冷却素子と、 上記第２面上に密着して設けられたベースと、 該ベース上にそれぞれ密着して設けられたレーザキャリ
ア及びサーミスタキャリアと、 該レーザキャリア及び該サーミスタキャリア上にそれぞ
れ密着して設けられたレーザダイオード及びサーミスタ
と、 上記ベースの上記レーザキャリアの近傍の部分と上記ハ
ウジングを熱的に接続する手段とを備えたレーザダイオ
ードモジュール。 - 【請求項２】 上記手段は金属プレートである請求項１
に記載のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項３】 上記ハウジング及び上記ベースはそれぞ
れ金属製であり、 上記ハウジングは接地電位にあり、 上記金属プレートは更に上記レーザキャリアと上記ハウ
ジングを電気的に接続する請求項２に記載のレーザダイ
オードモジュール。 - 【請求項４】 上記金属プレートが接続される上記ベー
ス上の位置は上記レーザブロックを中心として上記サー
ミスタブロックと反対の側である請求項２に記載のレー
ザダイオードモジュール。 - 【請求項５】 上記金属プレートが接続される上記ハウ
ジング上の位置は上記電子冷却素子の近傍にある請求項
２に記載のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項６】 上記サーミスタの温度が一定になるよう
に上記制御電流を制御する手段を更に備え、 上記金属プレートの形状は上記制御電流の制御が行われ
ているときに上記サーミスタ及び上記レーザダイオード
がほぼ同温度になるように設定されている請求項２に記
載のレーザダイオードモジュール。 - 【請求項７】 レーザダイオードと、 該レーザダイオードから放射された光をコリメートする
レンズと、 該レーザダイオード及び該レンズが収容されるハウジン
グと、 上記レンズを上記レーザダイオードに対して予め定めら
れた位置関係で保持する保持手段とを備え、 該保持手段は、上記レンズが挿入され互いに平行な第１
面及び第２面を有するレンズホルダと、上記第１面が密
着する基準面を有する第１の柱部及び上記第２面が固定
される第２の柱部を一体に有するベースとを含むレーザ
ダイオードモジュール。 - 【請求項８】 上記レンズホルダはレーザ溶接により上
記第１及び第２の柱部に固定される請求項７に記載のレ
ーザダイオードモジュール。 - 【請求項９】 上記第２の柱部の厚みは上記第１の柱部
の厚みよりも十分に小さい請求項８に記載のレーザダイ
オードモジュール。 - 【請求項１０】 レーザダイオードと、 バイアス電流に変調電流を重畳してなる駆動電流を上記
レーザダイオードに供給する手段と、 与えられた制御電流に応じて上記レーザダイオードを冷
却する電子冷却素子と、 上記駆動電流から上記バイアス電流を抽出して上記制御
電流として上記電子冷却素子に供給する手段とを備えた
レーザダイオードモジュール。 - 【請求項１１】 レーザダイオードと、 バイアス電流に変調電流を重畳してなる駆動電流を上記
レーザダイオードに供給する手段と、 与えられた制御電流に応じて上記レーザダイオードを冷
却する電子冷却素子と、 上記バイアス電流を検出する手段と、 該検出されたバイアス電流が一定になるように上記制御
電流を制御する手段とを備えたレーザダイオードモジュ
ール。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004512A JPH08195528A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | レーザダイオードモジュール |
| US08/506,866 US5703893A (en) | 1995-01-13 | 1995-07-25 | Laser diode module |
| US08/733,628 US6490303B1 (en) | 1995-01-13 | 1996-10-17 | Laser diode module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004512A JPH08195528A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | レーザダイオードモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195528A true JPH08195528A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11586115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7004512A Withdrawn JPH08195528A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | レーザダイオードモジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5703893A (ja) |
| JP (1) | JPH08195528A (ja) |
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- 1996-10-17 US US08/733,628 patent/US6490303B1/en not_active Expired - Fee Related
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