JPH09275244A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

半導体レーザモジュール

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JPH09275244A
JPH09275244A JP11008996A JP11008996A JPH09275244A JP H09275244 A JPH09275244 A JP H09275244A JP 11008996 A JP11008996 A JP 11008996A JP 11008996 A JP11008996 A JP 11008996A JP H09275244 A JPH09275244 A JP H09275244A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ペルチェクーラを備えた半導体レーザモジュー
ルにおいて、パッケージ薄型化と機械的衝撃に対する耐
力を改善した半導体レーザモジュールの提供。 【解決手段】ペルチェ素子5がパッケージ底板10及び
パッケージ天板11に挾持され、冷却又は加熱調整対象
のパッケージの天板11内壁面上に、光学結合系が構成
されている。これにより、従来の約1/2にパッケージ
高さを薄型化でき、且つ、機械的衝撃に対する耐力を向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに関し、半導体レーザ素子と光ファイバとを有す
る半導体レーザモジュールの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の半導体レーザモジュール
を図3を用いて以下に説明する。図3は、従来の半導体
レーザモジュールの一例を示す縦断面である。
【0003】図3を参照して、半導体レーザ素子1のレ
ーザ光はレンズ6を介して光ファイバピグテール9と光
学的に結合されている。熱電子冷却素子(「ペルチェク
ーラ」という)は、ペルチェクーラ上基板5a、ペルチ
ェ素子5c、及びペルチェクーラ下基板5bから成り、
予め組立てられた単体の部品として製造されている。
【0004】ペルチェクーラは、ペルチェクーラ下基板
5bによって、パッケージ底板10内壁上にマウントさ
れ、ペルチェクーラ上基板5a上には、光軸調整された
レーザ素子1、レンズ6、ホルダ7、スライドリング
8、及びファイバピグテール9から成る光学結合系がマ
ウント(搭載)された構造となっている。
【0005】また、レーザ素子1がヒートシンク2を介
してマウントされているキャリア3上には、温度モニタ
用のサーミスタ4がマウントされている。さらに、ファ
イバピグテール9は、パッケージへの導入部でハンダシ
ール12により封止されている。
【0006】次に、図3に示した従来の半導体モジュー
ルの動作原理を説明する。半導体レーザ素子1の放出す
るレーザ光は、上述した構成により、光ファイバ内に導
入され、パッケージ外部に信号として取り出される。
【0007】上記した構成からなる半導体レーザモジュ
ールは、光ファイバ通信等の分野で広く用いられている
が、通信の伝送品質を確保するために出力される信号は
十分安定なものでなければならない。一方、半導体レー
ザ素子は、温度特性をもっており、温度によりレーザ光
の特性は大きく変動する。
【0008】従って、このタイプの半導体レーザモジュ
ールでは、内部にサーミスタ及びペルチェクーラを有
し、動作時には、常時サーミスタによって、レーザ素子
直近の温度を監視し、ペルチェクーラの入力にフィード
バックをかけ、半導体レーザモジュールの雰囲気の温度
が変化してもレーザチップの温度を一定に保持できる様
な構造となっている。
【0009】一般的には、レーザモジュールの動作保証
温度範囲T=−40〜65℃に対し、レーザチップ温度
LD=25℃となる様温度制御を行う。
【0010】厳密には、レーザ素子は発熱源であり、雰
囲気温度T=25℃でレーザ素子に通電すると、レーザ
チップ温度TLDは25℃より数℃上昇するが、簡単のた
めに、レーザ素子の発熱を無視すると、雰囲気温度が2
5℃よりも低い場合は、ペルチェクーラは加熱装置とし
て動作させて、TLD=25℃に制御を行う。一方、雰囲
気温度が25℃より高い場合には、ペルチェクーラに流
す電流を反転させ、冷却装置として動作させる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体レー
ザモジュールでは、上述した様に、ペルチェクーラ上に
光学結合系、すなわちレーザ素子、レンズ、ホルダー、
ファイバピグテール等が構成されているために、以下の
ような問題点を有している。
【0012】(1)第1の問題点は、パッケージの高さ
が高い、ということである。
【0013】(2)第2の問題点は、機械的衝撃に対す
る耐力が低い、ということである。
【0014】上記第1の問題点については、その構成
上、光学結合系とペルチェクーラの物理的寸法の制約に
よって、図3に示した従来技術の半導体レーザモジュー
ルにおいては、パッケージの高さは、およそ約10mm
程度とされている。
【0015】また、上記第2の問題点については、ペル
チェクーラ単体の機械的衝撃の耐力は1500G以上の
実力を有しているが、ペルチェクーラ上にかなりの重量
を有する光学結合系がマウントされているため、衝撃印
加時にペルチェクーラに加わる負荷が大きくなり、50
0G程度の機械的衝撃の印加により、ペルチェクーラの
破壊が発生してしまう。
【0016】次に、半導体レーザモジュールのパッケー
ジ高さを低減するための従来技術として、例えば特開平
5−226779号公報には、図4に縦断面図として示
すような半導体レーザモジュールの構造が提案されてい
る。
【0017】図4を参照して、上記特開平5−2267
79号公報に記載の半導体レーザモジュールにおいて
は、ペルチェクーラ下基板を廃して、パッケージ底板1
0内壁上に直接ペルチェ素子5cをマウントする構造と
されている。しかしながら、この場合、ペルチェクーラ
下基板1枚分(約0.5mm)のパッケージ薄型化の効
果しかなく、又機械的衝撃に対する耐力の改善について
は効果はない。
【0018】従って、本発明は、上記事情に鑑みて為さ
れたものであって、その目的は、ペルチェクーラを備え
た半導体レーザモジュールにおいて、パッケージの薄型
化を図ると共に、機械的衝撃に対する耐力を向上する半
導体レーザモジュールを提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、半導体レーザ素子と光ファイバとを備え
た半導体レーザモジュールにおいて、温度調整素子が該
半導体レーザモジュールのパッケージの天板と底板間で
挾持され、前記パッケージの天板と底板のうち温度調整
対象となる一方の板の内壁面側に、光学結合系が配設さ
れてなることを特徴としたものである。
【0020】本発明においては、前記半導体レーザ素子
を搭載したキャリアと、前記半導体レーザ素子と前記光
ファイバとを光学的に結合する光学系と、が共に、前記
パッケージの天板と底板のうち温度調整対象となる一方
の板の内壁面上に配設されてなることを特徴とする。
【0021】また、本発明においては、該半導体レーザ
素子を搭載したキャリアが、温度調整素子の温度調整対
象の基板内壁上にマウントされていることを特徴とす
る。
【0022】本発明の概要を以下に説明する。近年、こ
の種の半導体レーザモジュールに対する要求規格が厳し
くなっており、パッケージの高さについては例えば6m
m以下、機械的衝撃に対する耐力1500G以上が要求
されている。
【0023】本発明に係る半導体レーザモジュールにお
いては、温度調整素子であるペルチェ素子を、パッケー
ジの天板と底板間で挾持した構成とし、光学結合系の全
部又は一部を、温度調整対象とされるパッケージ板内壁
又はペルチェクーラの基板内壁に構成することによっ
て、上述の要求規格を満足する半導体レーザモジュール
を提供するものである。ここで、温度調整素子であるペ
ルチェ素子について、例えば冷却時において、上基板か
ら吸熱動作、下基板から放熱動作を行う際には、冷却対
象とされるパッケージ天板内壁側に光学結合系の全部又
は一部を配設する構成とする。そしてペルチェ素子に流
す電流の向きを反転することによって、ペルチェ素子を
加熱素子として用いる場合には、ペルチェ素子の上基板
から放熱がなされ、このため上基板が温度調整対象基板
となり、当該上基板に当接したパッケージ天板側が加熱
されることになる。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面を
参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の
構成を説明するための縦断面図である。
【0025】図1を参照して、ペルチェクーラ上基板5
a、ペルチェ素子5c、ペルチェクーラ下基板5bから
なるペルチェクーラは、パッケージ天板11及びパッケ
ージ底板10間に挾持されてマウントされている。サー
ミスタ4及びヒートシンク2を介して半導体レーザチッ
プ1が、キャリア3上にマウントされており、さらにキ
ャリア3と、レンズ6、スライドリング8及びファイバ
ピグテール9が固定されたホルダ7から成る光学結合系
は、パッケージ天板11内壁上に構成されている。この
場合、ペルチェクーラ上基板5aがペルチェ素子による
温度調整対象基板とされている。
【0026】このように、本発明の第1の実施形態にお
いては、ペルチェクーラをパッケージ天板とパッケージ
底板間に挾持し、光学結合系をパッケージ天板上に構成
したことにより、パッケージの高さを、例えば10mm
から約半分の6mm程度にまで薄型化することが可能と
なる。機械的衝撃に対する耐力も、ペルチェクーラ単体
の機械的衝撃耐力である1500G以上まで引き上げる
ことが可能となる。
【0027】図2は、本発明の第2の実施形態を説明す
るための縦断面図である。図2を参照して、本発明の第
2の実施形態においては、前記第1の実施形態と異な
り、サーミスタ4及びヒートシンク2を介して半導体レ
ーザチップ1がマウントされているキャリア3は、ペル
チェクーラ上基板5aの内壁上にマウントされているこ
とを特徴としている。
【0028】前記第1及び第2の実施形態の半導体レー
ザモジュールの動作原理をあわせて説明する。
【0029】半導体レーザチップ1のレーザ光が信号と
してパッケージ外部に取り出されるしくみについては、
上記従来技術と同様である。また、レーザチップ1の温
度は、その直近にマウントされたサーミスタ4により検
知され、サーミスタ4の出力信号が一定となるようペル
チェクーラ5cの動作にフィードバックをかける構造に
ついても従来と同様であるが、本発明の実施の形態は、
ペルチェクーラ5cによって、パッケージ雰囲気に曝さ
れているパッケージ天板11又はパッケージ天板11内
壁上にマウントされたペルチェクーラ上基板5a自体の
温度を変化させ、レーザ素子1直近の温度を制御するこ
とになる。
【0030】このため、本発明の実施の形態において
は、半導体レーザモジュールの雰囲気温度によってパッ
ケージ天板11の温度が変化しないように、従来の半導
体レーザモジュールに使用されるペルチェクーラより
も、高い冷却能力を備えたペルチェクーラが必要とされ
るが、これは、現状のペルチェクーラの技術により対応
可能とされている。
【0031】本発明の第2の実施形態は、第1の実施形
態に比べて、雰囲気温度の影響を受けにくく、ペルチェ
クーラに要求される冷却能力は低くて済む。
【0032】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は前記形態にのみ限定されるものでなく、本発明
の原理に準ずる各種形態及び変形を含むことは勿論であ
る。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ペルチェクーラをパッケージ天板とパッケージ底板間に
挾持し、光学結合系をパッケージ天板上に構成、又は一
部をペルチェクーラのプレート内壁上に構成したことに
よって、従来、ペルチェクーラの高さと光学結合系の高
さの和できまる物理的寸法に制限されていたパッケージ
の高さを薄型化し、且つ機械的衝撃耐力を改善すること
ができる。本発明に係る半導体レーザモジュールによれ
ば、パッケージ高さを10mmから約半分の6mm程度
まで薄型化することが可能とされ、ペルチェクーラ単体
の機械的衝撃耐力である1500G以上までその機械的
衝撃耐力を引き上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を説明するための図で
ある。
【図2】本発明の第2の実施形態を説明するための図で
ある。
【図3】従来の半導体レーザモジュールを説明するため
の図である。
【図4】従来の別の半導体レーザモジュールを説明する
ための図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ素子 2 ヒートシンク 3 キャリア 4 サーミスタ 5 ペルチェクーラ 5a ペルチェクーラ上基板 5b ペルチェクーラ下基板 5c ペルチェ素子 6 レンズ 7 ホルダ 8 スライドリング 9 ファイバピグテール 10 パッケージ底板 11 パッケージ天板 12 ハンダ 13 モニタ用フォトダイオード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体レーザ素子と光ファイバとを備えた
    半導体レーザモジュールにおいて、 温度調整素子が該半導体レーザモジュールのパッケージ
    の天板と底板間で挾持され、前記パッケージの天板と底
    板のうち温度調整対象となる一方の板の内壁面側に光学
    結合系を配設してなることを特徴とする半導体レーザモ
    ジュール。
  2. 【請求項2】前記半導体レーザ素子を搭載したキャリア
    と、前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとを光学的
    に結合する光学系と、が共に、前記パッケージの天板と
    底板のうち温度調整対象となる一方の板の内壁面上に配
    設されたことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ
    モジュール。
  3. 【請求項3】半導体レーザ素子と光ファイバとを備えた
    半導体レーザモジュールにおいて、 温度調整素子が該半導体レーザモジュールのパッケージ
    の天板と底板間で挾持され、 該半導体レーザ素子を搭載したキャリアが、前記温度調
    整素子の温度調整対象の基板内壁上にマウントされてい
    ることを特徴とする半導体レーザモジュール。
  4. 【請求項4】半導体レーザ素子と光ファイバとを備えた
    半導体レーザモジュールにおいて、 温度調整素子がその上基板及び下基板を該半導体レーザ
    モジュールのパッケージの天板と底板とに当接して配設
    され、 前記半導体レーザ素子を搭載したキャリアが、温度調整
    対象となる前記上基板又は下基板のいずれかの基板に当
    接した前記パッケージ板内壁、又は前記温度調整対象と
    なる前記基板の内壁上に配設されると共に、 前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとを光学的に結
    合する光学結合系が、前記温度調整対象となる前記基板
    に当接した前記パッケージ板側に配設されてなることを
    特徴とする半導体レーザモジュール。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244384A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Yamaha Corp 半導体レーザモジュール
DE102008049084A1 (de) * 2008-09-26 2010-04-08 Jenoptik Laserdiode Gmbh Wärmeableitmodul
DE102009040834A1 (de) 2009-09-09 2011-05-19 Jenoptik Laserdiode Gmbh Vorrichtung zum Schutz eines kantenemittierenden Laserdiodenelementes
JP4965781B2 (ja) * 1999-09-02 2012-07-04 インテル・コーポレーション 2重格納部光電子パッケージ
JP2018195752A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 住友電気工業株式会社 発光装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105281197A (zh) * 2015-11-11 2016-01-27 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种抗冲击能力强的半导体光源封装结构

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4965781B2 (ja) * 1999-09-02 2012-07-04 インテル・コーポレーション 2重格納部光電子パッケージ
JP2008244384A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Yamaha Corp 半導体レーザモジュール
DE102008049084A1 (de) * 2008-09-26 2010-04-08 Jenoptik Laserdiode Gmbh Wärmeableitmodul
DE102009040834A1 (de) 2009-09-09 2011-05-19 Jenoptik Laserdiode Gmbh Vorrichtung zum Schutz eines kantenemittierenden Laserdiodenelementes
DE102009040834B4 (de) * 2009-09-09 2013-10-31 Jenoptik Laser Gmbh Vorrichtung zum Schutz eines kantenemittierenden Laserdiodenelementes
JP2018195752A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 住友電気工業株式会社 発光装置

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