JPH09325247A - 光ファイバモジュール - Google Patents

光ファイバモジュール

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JPH09325247A
JPH09325247A JP14394296A JP14394296A JPH09325247A JP H09325247 A JPH09325247 A JP H09325247A JP 14394296 A JP14394296 A JP 14394296A JP 14394296 A JP14394296 A JP 14394296A JP H09325247 A JPH09325247 A JP H09325247A
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JP
Japan
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optical fiber
lens
light emitting
emitting element
fiber module
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Withdrawn
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JP14394296A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Tanaka
秀幸 田中
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属ホルダと金属基板をYAGレーザで溶接
固定する際に発生する熱流が1箇所に集中し、電子冷却
素子にクラックが入り、特性が劣化するのを防止し得る
光ファイバモジュールを提供する。 【解決手段】 パッケージ内部に、少なくとも発光素子
1と、この発光素子1からの熱を冷却する電子冷却素子
9と、レンズホルダ11で囲んだレンズ10と、光ファ
イバ15とを備える光ファイバモジュールにおいて、少
なくとも前記発光素子1と、レンズ10と、電子冷却素
子9とを保護する金属リードのみが突出する平板状の基
台12Aと、気密封止を行う前記基台12Aを覆うキャ
ップ12Bとからなる筐体12とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバモジュ
ールに係り、特に、光ファイバ通信用半導体レーザモジ
ュールの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、発光素子と光ファイバとを光学的
に結合させるための種々の器具が提案され、実用化が図
られている。図4は従来の発光素子と光ファイバとの結
合器具の一例を示す光ファイバモジュールの断面図であ
る。
【0003】この図において、1は発光素子(以下、L
Dという)、2はLD1の発熱を放熱するヒートシン
ク、3はLD1とヒートシンク2とをボンディングした
LDヘッダである。5は光検出用の受光素子(以下、モ
ニタPDという)、6はモニタPD5をボンディングし
たPDヘッダである。7は温度検出用サーミスタ抵抗
(以下、サーミスタという)である。8はLDヘッダ
3、PDヘッダ6及びサーミスタ7が取り付けられる金
属基板である。
【0004】LDヘッダ3、PDヘッダ6、サーミスタ
7及び金属基板8は放熱性を良くするため、半田等によ
り固定されている。9はLD1からの発熱を冷却する電
子冷却素子であり、金属基板8と半田等により固定され
る。10はLD1からの光を集束するレンズである。こ
のレンズ10は半田付け、圧入等で、金属ホルダ11に
固定される。
【0005】レンズ10、LD1と光軸位置を調整した
後、金属基板8と金属ホルダ11とは、YAGレーザで
溶接固定される。18は内部に電子冷却素子9が半田付
け等により取り付けられ、LD1、モニタPD5、レン
ズ10などを保護する筐体であり、一端に開口部が設け
られている。また、LDヘッダ3、モニタPD5、サー
ミスタ7、電子冷却素子9は、筐体18の内部に突出し
た金属リードに、ワイヤボンディング等で配線されてい
る。更に、17はLD1を気密封止するカバーで、窒素
ガス等で封入した後、筐体18とシーム溶接により固定
されている。
【0006】13はレンズ10で変換されたビームが通
過した後、その光が戻り光とならないように遮断する光
アイソレータで、LD1、レンズ10に対し、光軸調整
した後、筐体18とネジ止め、接着等で固定される。1
4は光ファイバ15を固定するフェルールで、同様にL
D1、レンズ10に対し、光軸調整した後、スリーブ1
6を介し、筐体18に溶接固定される。
【0007】従来の光結合器は、上記のように構成され
ており、LD1からの光をレンズ10で変換し、その変
換された光は光アイソレータ13を通過する。その際、
光アイソレータ13が戻り光を遮断する。そして、光ア
イソレータ13を通過した光は、集光され光ファイバ1
5に照射され光結合する。そして、従来は、図5に示す
ように、金属ホルダ11と金属基板8は溶接によって固
定するようにしていた。
【0008】次に、図6は従来の他の例を示す発光素子
と光ファイバとの結合器具を有する光ファイバモジュー
ルの断面図である。図6において、31は発光素子(以
下LD)、32はLD1の発熱を放熱するヒートシン
ク、33はLD31とヒートシンク32とをボンディン
グしたLDヘッダである。また、35は光検出用の受光
素子(以下モニタPD)、36はモニタPD35をボン
ディングしたPDヘッダである。37は温度検出用サー
ミスタ抵抗(以下、サーミスタ)である。47はLDヘ
ッダ33、PDヘッダ36、サーミスタ37が取り付け
られた金属基板である。
【0009】LDヘッダ33、PDヘッダ36、サーミ
スタ37と金属基板47は放熱性を良くするため、半田
等により固定されている。39はLD31からの発熱を
冷却する電子冷却素子であり、金属基板47と半田等に
より固定される。40はLD31からの光を集束するレ
ンズである。レンズ40は半田付け、圧入等で、金属ホ
ルダ41に固定される。
【0010】レンズ40、LD31と光軸位置を調整し
た後、金属基板47と金属ホルダ41とは、YAGレー
ザで溶接固定される。42は内部に電子冷却素子39が
半田付け等により取り付けられ、LD31、モニタPD
35、レンズ40などを保護する筐体であり、一端に開
口部が設けられている。また、LDヘッダ33、モニタ
PD35、サーミスタ37、電子冷却素子39は、筐体
42の内部に突出したセラミック上のAuメタライズパ
ターンまたは、金属リードに、ワイヤボンディング等で
配線されている。また、48はLD31を気密封止する
カバーで、窒素ガス等で封入した後、筐体42とシーム
溶接により固定されている。
【0011】43はレンズ40で変換されたビームが通
過した後、その光が戻り光とならないように遮断する光
アイソレータであり、LD31、レンズ40に対し、光
軸調整した後、筐体42と接着等で固定される。44は
光ファイバ45を固定するフェルールで、同様にLD3
1、レンズ40に対し、光軸調整した後、スリーブ46
を介し、筐体42に溶接固定される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の光ファイバモジュールの構造では、 〔1〕図5に示すように、筐体18は側面に壁18Aが
あるためYAGレーザ照射範囲20〔レーザ照射角度
θ〕が限定されたり、金属ホルダ11を保持するホルダ
保持治具19の大きさが限定されていた。そのため、溶
接ができないとか、溶接性が悪く、金属ホルダ11の固
定位置が変動し、歩留まりが低下するという問題点があ
った。また、ホルダ保持治具19の厚さが薄くなるた
め、ホルダ保持治具19が折れたり、歪んだりするとい
う問題点もあった。
【0013】〔2〕図7に示すように、金属ホルダ41
と金属基板47をYAGレーザで溶接固定する際に、熱
流が発生する。そして、金属基板47と電子冷却素子3
9が半田により密着するために、熱流が1箇所に集中
し、電子冷却素子39にクラックが入り、特性が劣化す
るという問題点があった。また、初期的には、劣化しな
くても固定後の残留歪みが長期的に拡大し、故障を引き
起こすという問題点があった。
【0014】本発明の第1の目的は、かかる問題点を除
去し、溶接時のYAGレーザ照射範囲を広くすることが
でき、また、レンズホルダの保持治具の大きさを制限し
なくてもよいような構造にすることにより、溶接性を良
くし、歩留まりを向上し得る光ファイバモジュールを提
供することにある。また、本発明の第2の目的は、金属
ホルダと金属基板をYAGレーザで溶接固定する際に、
発生する熱流が1箇所に集中し、電子冷却素子にクラッ
クが入り、特性が劣化するのを防止し得る光ファイバモ
ジュールを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕パッケージ内部に、少なくとも発光素子と、この
発光素子からの熱を冷却する電子冷却素子と、金属ホル
ダで囲んだレンズと、光ファイバとを備える光ファイバ
モジュールにおいて、少なくとも前記発光素子と、レン
ズと、電子冷却素子とを保護する筐体の側面がなく、金
属リードのみが突出する平板状の基台と、気密封止を行
う前記基台を覆うキャップとからなる筐体とを設けるよ
うにしたものである。
【0016】したがって、YAGレーザの照射範囲が広
くなり、溶接角度の最適化を図ることができる。よっ
て、溶接性が良くなり、歩留まりの向上を図ることがで
きる。また、レンズホルダ保持治具を大きくすることが
できることにより、治具自体の折れや曲げ等を防ぐこと
ができ、消耗度を緩和することができる。 〔2〕パッケージ内部に、少なくとも発光素子と、この
発光素子からの熱を冷却する電子冷却素子と、金属ホル
ダで囲んだレンズと、光ファイバとを備える光ファイバ
モジュールにおいて、少なくとも前記発光素子、金属ホ
ルダで囲んだレンズを搭載する金属基板の前記レンズ搭
載部の下部と前記電子冷却素子が接触しないように溝を
設けるようにしたものである。
【0017】したがって、YAG溶接部の横に熱流を分
散させ、電子冷却素子の一点に直接負荷が集中しないよ
うにすることができる。よって、モジュール組立時の電
子冷却素子の特性劣化を防ぐことができ、長期的に安定
させることができ、信頼性を高めることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。図1は本発明の実施例を示す
光ファイバモジュールの断面図、図2はそのレンズホル
ダの固定方法の説明図、図3はその光ファイバモジュー
ルの筐体と基台の抵抗溶接方法の説明図である。なお、
従来例(図4及び図5参照)で示した部分と同じ部分に
ついては同じ符号を付して、それらの説明は省略する。
【0019】図1に示すように、この実施例において
は、筐体12は平板状の基台12Aと、この基台12A
を覆うキャップ12Bからなっている。つまり、従来の
ように、上面が開口している筐体18(図4参照)では
なく、この実施例の筐体12は、平板状であり、金属リ
ードを取り付けた基台12Aと、電子冷却素子9の下面
が開口しているキャップ12Bからなっている。
【0020】したがって、従来の場合は、カバー17と
筐体18をシーム溶接する際には、カバー17がシーム
溶接電極側、筐体18を下にして溶接を行っており、金
属ホルダ11の溶接性が悪かったが、この実施例では、
図3に示すように、LDヘッダ3、モニタPD5、サー
ミスタ7、電子冷却素子9を平板状の基台12Aに取り
付けた金属リードに、ワイヤボンディング等で配線した
後、上下逆さまにし、シーム溶接用電極21側にし、キ
ャップ12Bを下にして、シーム溶接する。
【0021】この実施例によれば、図2に示すように、
平板状の基台12A上に電子冷却素子9、金属基板8が
搭載されており、その上に金属ホルダ11を溶接するの
で、その溶接時に筐体12の側面がなくなり、YAGレ
ーザの照射範囲30(レーザ照射角度)が広くなり、溶
接角度の最適化を図ることができる。したがって、溶接
性が良くなり、歩留まりの向上を図ることができる。
【0022】また、レンズホルダ保持治具29を大きく
することができることにより、治具自体の折れや曲げ等
を防ぐことができ、消耗度を緩和することができる。次
に、本発明の第2実施例について説明する。図8は本発
明の第2実施例を示す光ファイバモジュールの断面図、
図9はそのレンズホルダの固定方法の説明図である。な
お、従来例(図6及び図7参照)で示した部分について
は同じ符号を付して、それらの説明は省略する。
【0023】この実施例は、上記した図6及び図7に示
す問題点を解決するために、電子冷却素子39、光アイ
ソレータ43を内蔵した光ファイバモジュールにおい
て、LD31、レンズ40を搭載する金属基板38のレ
ンズ40の下方に溝38Aを設けたものである。つま
り、図8において、金属基板38は、YAG溶接部に電
子冷却素子39と密着しないように、凹状に溝38Aが
設けられている。そして、その溝38Aの内面部38B
には電子冷却素子39上部の半田が付かないように、A
uメッキが削除されている。
【0024】このように、第2実施例によれば、金属基
板38に溝を付けることにより、図9に示すように、Y
AG溶接部38Cの横に熱流を分散させ、電子冷却素子
39の一点に直接負荷が集中しないようにすることがで
きる。このことより、モジュール組立時の電子冷却素子
の特性劣化を防ぐことができ、長期的に安定させること
ができ、信頼性を高めることができる。
【0025】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 〔1〕請求項1記載の発明によれば、YAGレーザの照
射範囲が広くなり、溶接角度の最適化を図ることができ
る。よって、溶接性が良くなり、歩留まりの向上を図る
ことができる。
【0027】また、レンズホルダ保持治具を大きくする
ことができることにより、治具自体の折れや曲げ等を防
ぐことができ、消耗度を緩和することができる。 〔2〕請求項2記載の発明によれば、YAG溶接部の横
に熱流を分散させ、電子冷却素子の一点に直接負荷が集
中しないようにすることができる。よって、モジュール
組立時の電子冷却素子の特性劣化を防ぐことができ、長
期的に安定させることができ、信頼性を高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す光ファイバモジュールの
断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す光ファイバモジュールの
レンズホルダの固定方法の説明図である。
【図3】本発明の実施例を示す光ファイバモジュールの
筐体と基台の抵抗溶接方法の説明図である。
【図4】従来の発光素子と光ファイバとの結合器具の一
例を示す光ファイバモジュールの断面図である。
【図5】従来の光ファイバモジュールのレンズホルダの
固定方法の説明図である。
【図6】従来の他の例を示す発光素子と光ファイバとの
結合器具を有する光ファイバモジュールの断面図であ
る。
【図7】従来の他の例を示す光ファイバモジュールのレ
ンズホルダの固定方法の説明図である。
【図8】本発明の第2実施例を示す光ファイバモジュー
ルの断面図である。
【図9】本発明の第2実施例を示す光ファイバモジュー
ルのレンズホルダの固定方法の説明図である。
【符号の説明】
1,31 発光素子(LD) 2,32 ヒートシンク 3,33 LDヘッダ 5,35 モニタPD 6,36 PDヘッダ 7,37 サーミスタ 8,38,47 金属基板 9,39 電子冷却素子 10,40 レンズ 11,41 金属ホルダ 12,42 筐体 12A 平板状の基台 12B キャップ 13,43 光アイソレータ 14,44 フェルール 15,45 光ファイバ 16,46 スリーブ 21 シーム溶接用電極 38A 溝 38B 溝の内面部 38C YAG溶接部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージ内部に、少なくとも発光素子
    と、該発光素子からの熱を冷却する電子冷却素子と、金
    属ホルダで囲んだレンズと、光ファイバとを備える光フ
    ァイバモジュールにおいて、 少なくとも前記発光素子と、レンズと、電子冷却素子と
    を保護する金属リードのみが突出する平板状の基台と、
    気密封止を行う前記基台を覆うキャップとからなる筐体
    とを具備することを特徴とする光ファイバモジュール。
  2. 【請求項2】 パッケージ内部に、少なくとも発光素子
    と、該発光素子からの熱を冷却する電子冷却素子と、金
    属ホルダで囲んだレンズと、光ファイバとを備える光フ
    ァイバモジュールにおいて、 少なくとも前記発光素子と、金属ホルダで囲んだレンズ
    を搭載する金属基板の前記レンズ搭載部の下部と前記電
    子冷却素子が接触しないように溝を具備することを特徴
    とする光ファイバモジュール。
JP14394296A 1996-06-06 1996-06-06 光ファイバモジュール Withdrawn JPH09325247A (ja)

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Effective date: 20030902