JPH09223845A - 光モジュール用液体冷却装置 - Google Patents
光モジュール用液体冷却装置Info
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- JPH09223845A JPH09223845A JP2779296A JP2779296A JPH09223845A JP H09223845 A JPH09223845 A JP H09223845A JP 2779296 A JP2779296 A JP 2779296A JP 2779296 A JP2779296 A JP 2779296A JP H09223845 A JPH09223845 A JP H09223845A
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- optical
- liquid cooling
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、複数個搭載された光モジュールに
対して、それぞれの素子の温度が同じになるような液体
冷却装置を提供する。 【解決手段】 複数個の光モジュールを搭載して冷却す
るための液体冷却装置において、光モジュールを搭載す
る筒と、その筒の内側に接するように接着されているコ
イル状に湾曲した管とからなり、管は液体を流入させる
入口と、液体を流出させる出口が筒の外部に飛び出てお
り、複数個の光モジュールの位置は、筒の外周の一つの
円周上に等間隔に搭載されている構造となっている。そ
れぞれの光モジュールが同心円上に並んでおり、しかも
液体冷媒を流す管も軸対称に近い形状であるため、各Ｌ
Ｄモジュールの温度はほぼ同じになり、レーザの発振特
性が安定する。
対して、それぞれの素子の温度が同じになるような液体
冷却装置を提供する。 【解決手段】 複数個の光モジュールを搭載して冷却す
るための液体冷却装置において、光モジュールを搭載す
る筒と、その筒の内側に接するように接着されているコ
イル状に湾曲した管とからなり、管は液体を流入させる
入口と、液体を流出させる出口が筒の外部に飛び出てお
り、複数個の光モジュールの位置は、筒の外周の一つの
円周上に等間隔に搭載されている構造となっている。そ
れぞれの光モジュールが同心円上に並んでおり、しかも
液体冷媒を流す管も軸対称に近い形状であるため、各Ｌ
Ｄモジュールの温度はほぼ同じになり、レーザの発振特
性が安定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
モジュールなどの光モジュールを冷却するための液体冷
却装置に関するものである。
モジュールなどの光モジュールを冷却するための液体冷
却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の高度な光半導体技術は、その用途
によって高周波への対応および大出力化という両面性が
混在している。高度情報ネットワークの基幹になる光フ
ァイバー通信においては、マルチメディアで扱われる音
声情報、静止画像、動画像などを短時間でより大量に伝
送するために、高い周波数に対応した発振・受信の光半
導体が求められている。一方、光半導体の大出力化に関
しては、光ファイバー通信の他にも、機械加工などへの
利用も存在し、このような用途にレーザダイオード素子
等を用いる場合は、複数個のレーザダイオード素子の出
力を結集して、さらに他のレーザを励起して大出力を得
るなどの方法が考えられている。
によって高周波への対応および大出力化という両面性が
混在している。高度情報ネットワークの基幹になる光フ
ァイバー通信においては、マルチメディアで扱われる音
声情報、静止画像、動画像などを短時間でより大量に伝
送するために、高い周波数に対応した発振・受信の光半
導体が求められている。一方、光半導体の大出力化に関
しては、光ファイバー通信の他にも、機械加工などへの
利用も存在し、このような用途にレーザダイオード素子
等を用いる場合は、複数個のレーザダイオード素子の出
力を結集して、さらに他のレーザを励起して大出力を得
るなどの方法が考えられている。
【０００３】ところで、このように光半導体の素子の出
力が大きくなると、これを冷却するための機構が必要に
なってくる。レーザダイオードなどを例に取ると、通常
は出力の特性を安定させるために室温近傍で温度を一定
にさせる必要があり、ペルチェ素子などの電子冷却素子
を用いて冷却・安定化を図っている。しかし、前述のよ
うに大出力の光半導体を複数個搭載した装置の場合、電
子冷却素子だけでは所定の冷却温度の達成が困難になっ
てくる。しかも、場合によっては複数個の光モジュール
のトータルの出力が数１００ワットに及ぶこともあり、
このときは通常の強制空冷でも冷却能力が不足すること
がある。
力が大きくなると、これを冷却するための機構が必要に
なってくる。レーザダイオードなどを例に取ると、通常
は出力の特性を安定させるために室温近傍で温度を一定
にさせる必要があり、ペルチェ素子などの電子冷却素子
を用いて冷却・安定化を図っている。しかし、前述のよ
うに大出力の光半導体を複数個搭載した装置の場合、電
子冷却素子だけでは所定の冷却温度の達成が困難になっ
てくる。しかも、場合によっては複数個の光モジュール
のトータルの出力が数１００ワットに及ぶこともあり、
このときは通常の強制空冷でも冷却能力が不足すること
がある。
【０００４】半導体デバイスの分野では、発熱量の特に
大きなデバイスを密に搭載する場合には、従来より水冷
が用いられていた。スーパーコンピュータの冷却に水冷
を用いた例としては、ＮＥＣ技報Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．
１ Ｐ．３６（１９８６）などの文献がある。この内容
にあるように、水冷機構としては、配管をジグザグ状に
湾曲させ、それを基板の表面あるいは内部に設置し、基
板の表面に搭載した半導体デバイスを冷却するというも
のである。この液体冷却機構を、前述の大出力光モジュ
ールに応用する場合には、放熱効率の高いアルミニウム
や銅などの材料からなる基板に複数個の光モジュールを
搭載し、基板の内部または裏面には冷媒としての液体を
流すための配管を設置し、光モジュールで発生した大量
の熱を効率よく液体に逃がす方法などが容易に想像でき
る。
大きなデバイスを密に搭載する場合には、従来より水冷
が用いられていた。スーパーコンピュータの冷却に水冷
を用いた例としては、ＮＥＣ技報Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．
１ Ｐ．３６（１９８６）などの文献がある。この内容
にあるように、水冷機構としては、配管をジグザグ状に
湾曲させ、それを基板の表面あるいは内部に設置し、基
板の表面に搭載した半導体デバイスを冷却するというも
のである。この液体冷却機構を、前述の大出力光モジュ
ールに応用する場合には、放熱効率の高いアルミニウム
や銅などの材料からなる基板に複数個の光モジュールを
搭載し、基板の内部または裏面には冷媒としての液体を
流すための配管を設置し、光モジュールで発生した大量
の熱を効率よく液体に逃がす方法などが容易に想像でき
る。
【０００５】図３は、従来の半導体デバイスの水冷機構
を応用した光モジュール用液体冷却装置の一例の側面図
である。図において、１は基板で、この上に光モジュー
ルの一種であるレーザダイオードモジュール（以下ＬＤ
モジュールと記す）３が３個搭載されている。基板１の
下面には、液体を流すための管２が接着されている。
を応用した光モジュール用液体冷却装置の一例の側面図
である。図において、１は基板で、この上に光モジュー
ルの一種であるレーザダイオードモジュール（以下ＬＤ
モジュールと記す）３が３個搭載されている。基板１の
下面には、液体を流すための管２が接着されている。
【０００６】図４は、図３の光モジュール用液体冷却装
置の上面図である。図において、１は基板、２は管、３
はＬＤモジュールである。冷媒である液体を流すための
管２は、冷却効率を上げるためにジグザグ状に湾曲して
いる。現在、このような構造の光モジュール用液体冷却
装置が本発明者らにより試作されている。
置の上面図である。図において、１は基板、２は管、３
はＬＤモジュールである。冷媒である液体を流すための
管２は、冷却効率を上げるためにジグザグ状に湾曲して
いる。現在、このような構造の光モジュール用液体冷却
装置が本発明者らにより試作されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構造の光モジュール用液体冷却装置では、液体を
流す管の配置・形状に対称性がなく、液体の流入口の近
くに搭載されているレーザダイオードよりも、液体の流
出口の近くに搭載されているレーザダイオードの方が温
度が高くなってしまい、それぞれの光モジュールのレー
ザの特性が安定しないという欠点を有していた。また、
光モジュールを多数搭載する場合には、装置が大型化し
てしまう問題もあった。
ような構造の光モジュール用液体冷却装置では、液体を
流す管の配置・形状に対称性がなく、液体の流入口の近
くに搭載されているレーザダイオードよりも、液体の流
出口の近くに搭載されているレーザダイオードの方が温
度が高くなってしまい、それぞれの光モジュールのレー
ザの特性が安定しないという欠点を有していた。また、
光モジュールを多数搭載する場合には、装置が大型化し
てしまう問題もあった。
【０００８】本発明の目的は、複数個搭載した光モジュ
ールに対して、動作時のそれぞれの光モジュールの温度
をほぼ同じにし、安定したレーザの出力を可能にし、し
かも冷却装置全体の占有体積が小さい冷却装置を提供す
ることにある。
ールに対して、動作時のそれぞれの光モジュールの温度
をほぼ同じにし、安定したレーザの出力を可能にし、し
かも冷却装置全体の占有体積が小さい冷却装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の光モジュール用液体冷却装置においては、
光モジュールを搭載する筒と、その筒の内側に接するよ
うに配設されているコイル状に湾曲した管とからなり、
管は液体を流入させる入口と、液体を流出させる出口を
有しており、複数個の光モジュールの位置は、筒の一端
面から略同一の距離の外周上に略等間隔に搭載されてい
る構造であることを特徴とする。
め、本発明の光モジュール用液体冷却装置においては、
光モジュールを搭載する筒と、その筒の内側に接するよ
うに配設されているコイル状に湾曲した管とからなり、
管は液体を流入させる入口と、液体を流出させる出口を
有しており、複数個の光モジュールの位置は、筒の一端
面から略同一の距離の外周上に略等間隔に搭載されてい
る構造であることを特徴とする。
【００１０】管の入口と、出口は筒の外部に飛び出して
いると扱いやすい。
いると扱いやすい。
【００１１】本発明の光モジュール用液体冷却装置で
は、複数個配列されたそれぞれの光モジュールの位置配
置と、冷媒である液体を流すための管の形状が同心円上
にあるため、光モジュールを動作させたときのレーザダ
イオードの温度は、それぞれの光モジュールでほぼ同じ
になる。さらに、搭載する光モジュールの数が大きくな
ったときには、平板上に配置するよりも、円筒上に配置
した方が、装置としても小型化が可能になる。
は、複数個配列されたそれぞれの光モジュールの位置配
置と、冷媒である液体を流すための管の形状が同心円上
にあるため、光モジュールを動作させたときのレーザダ
イオードの温度は、それぞれの光モジュールでほぼ同じ
になる。さらに、搭載する光モジュールの数が大きくな
ったときには、平板上に配置するよりも、円筒上に配置
した方が、装置としても小型化が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１３】図１および図２はそれぞれ本発明の一実施
の形態を示す断面図および上面図である。図において、
１は冷媒である液体を流すためのコイル状に湾曲させた
管である。２は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高
い材料でできた筒であり、内面は円形、外面は正多角形
の形状を有している。前述の管１は、筒２の内面に接す
るように配置されており、管１と筒２は熱伝導性に優れ
た接着剤３によって接着されている。４は、筒２の外面
の多角形のそれぞれの面の上に搭載されたＬＤモジュー
ルであり、本実施例では４個のＬＤモジュールを搭載し
ており、従って筒２の外形は正方形である。また、それ
ぞれのＬＤモジュールの位置関係は、筒２の外周の同一
円周上に一定間隔をもって複数個並んでいる。冷媒とし
ての液体は、入口５から入って、出口６から出る構造と
なっており、このような構造によりＬＤモジュール４を
冷却する。本発明の液体冷却装置では、それぞれのＬＤ
モジュールが同心円上に並んでおり、しかも液体冷媒を
流す管も軸対称に近い形状であるため、各ＬＤモジュー
ルの温度はほぼ同じになり、レーザの発振特性が安定す
る。
の形態を示す断面図および上面図である。図において、
１は冷媒である液体を流すためのコイル状に湾曲させた
管である。２は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高
い材料でできた筒であり、内面は円形、外面は正多角形
の形状を有している。前述の管１は、筒２の内面に接す
るように配置されており、管１と筒２は熱伝導性に優れ
た接着剤３によって接着されている。４は、筒２の外面
の多角形のそれぞれの面の上に搭載されたＬＤモジュー
ルであり、本実施例では４個のＬＤモジュールを搭載し
ており、従って筒２の外形は正方形である。また、それ
ぞれのＬＤモジュールの位置関係は、筒２の外周の同一
円周上に一定間隔をもって複数個並んでいる。冷媒とし
ての液体は、入口５から入って、出口６から出る構造と
なっており、このような構造によりＬＤモジュール４を
冷却する。本発明の液体冷却装置では、それぞれのＬＤ
モジュールが同心円上に並んでおり、しかも液体冷媒を
流す管も軸対称に近い形状であるため、各ＬＤモジュー
ルの温度はほぼ同じになり、レーザの発振特性が安定す
る。
【００１４】本発明の、筒の上にＬＤモジュールを搭載
する構造の液体冷却装置と、平板上にＬＤモジュールを
搭載する構造の液体冷却装置において、ＬＤを動作させ
た時の温度を測定し、それぞれのモジュールでのばらつ
きを測定し比較した。平板上にＬＤモジュールを搭載す
る構造の液体冷却装置では、各ＬＤ間での温度差は８℃
であった。これに対して、本発明の筒の上にＬＤモジュ
ールを搭載する構造の液体冷却装置では、各ＬＤ間での
温度差は１℃であった。以上より、平板上にＬＤモジュ
ールを搭載する構造の液体冷却装置よりも、本発明の筒
の上にＬＤモジュールを搭載する構造の液体冷却装置の
方が、複数個搭載されているＬＤ間での温度のばらつき
が小さいことがわかった。
する構造の液体冷却装置と、平板上にＬＤモジュールを
搭載する構造の液体冷却装置において、ＬＤを動作させ
た時の温度を測定し、それぞれのモジュールでのばらつ
きを測定し比較した。平板上にＬＤモジュールを搭載す
る構造の液体冷却装置では、各ＬＤ間での温度差は８℃
であった。これに対して、本発明の筒の上にＬＤモジュ
ールを搭載する構造の液体冷却装置では、各ＬＤ間での
温度差は１℃であった。以上より、平板上にＬＤモジュ
ールを搭載する構造の液体冷却装置よりも、本発明の筒
の上にＬＤモジュールを搭載する構造の液体冷却装置の
方が、複数個搭載されているＬＤ間での温度のばらつき
が小さいことがわかった。
【００１５】なお、上記実施の形態においては、搭載す
るＬＤモジュールの数が４個の場合について説明してき
たが、搭載するモジュール数については任意であり同じ
効果が得られる。
るＬＤモジュールの数が４個の場合について説明してき
たが、搭載するモジュール数については任意であり同じ
効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数個の光モジュールのそれぞれの温度がほぼ同じにな
り、光半導体の特性が向上するという効果が得られる。
さらに、冷却装置の占有体積も小さくなり、小型化が可
能になる。
複数個の光モジュールのそれぞれの温度がほぼ同じにな
り、光半導体の特性が向上するという効果が得られる。
さらに、冷却装置の占有体積も小さくなり、小型化が可
能になる。
【図１】本発明の実施の形態の断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施の形態の上面図であ
る。
る。
【図３】従来の半導体デバイスの水冷機構を応用した光
モジュール用液体冷却装置の側面図である。
モジュール用液体冷却装置の側面図である。
【図４】図３に示す光モジュール用液体冷却装置の上面
図である。
図である。
１ 管 ２ 筒 ３ 接着剤 ４ ＬＤモジュール ５ 入口 ６ 出口
Claims (1)
- 【請求項１】複数個の光モジュールを搭載して冷却する
ための液体冷却装置であって、光モジュールを搭載する
筒と、その筒の内側に接するように配設されているコイ
ル状に湾曲した管とからなり、管は液体を流入させる入
口と、液体を流出させる出口を有しており、複数個の光
モジュールの位置は、筒の一端面から略同一の距離の外
周上に略等間隔に搭載されている構造であることを特徴
とする光モジュール用液体冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2779296A JPH09223845A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 光モジュール用液体冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2779296A JPH09223845A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 光モジュール用液体冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223845A true JPH09223845A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12230834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2779296A Pending JPH09223845A (ja) | 1996-02-15 | 1996-02-15 | 光モジュール用液体冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223845A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039412A1 (fr) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif a laser a semi-conducteur |
| KR20000051917A (ko) * | 1999-01-27 | 2000-08-16 | 송순달 | 구리 이온 레이저 |
| JP2002151784A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | レーザダイオードモジュールからなる光源 |
| JP2007201181A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | パワー半導体素子の冷却構造 |
| CN102891423A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-23 | 中国科学院半导体研究所 | 集成光纤激光器 |
-
1996
- 1996-02-15 JP JP2779296A patent/JPH09223845A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039412A1 (fr) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif a laser a semi-conducteur |
| KR20000051917A (ko) * | 1999-01-27 | 2000-08-16 | 송순달 | 구리 이온 레이저 |
| JP2002151784A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | レーザダイオードモジュールからなる光源 |
| JP4646166B2 (ja) * | 2000-11-08 | 2011-03-09 | 古河電気工業株式会社 | レーザダイオードモジュールからなる光源 |
| JP2007201181A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | パワー半導体素子の冷却構造 |
| JP4715529B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2011-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | パワー半導体素子の冷却構造 |
| CN102891423A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-23 | 中国科学院半导体研究所 | 集成光纤激光器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980929 |