JPH0983056A - 光モジュール - Google Patents
光モジュールInfo
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- JPH0983056A JPH0983056A JP7258105A JP25810595A JPH0983056A JP H0983056 A JPH0983056 A JP H0983056A JP 7258105 A JP7258105 A JP 7258105A JP 25810595 A JP25810595 A JP 25810595A JP H0983056 A JPH0983056 A JP H0983056A
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- JP
- Japan
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- light emitting
- emitting device
- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光学系や電気系の実装を犠牲にすることなく半
導体レーザチップの温度制御を確実に行えるように構成
された光モジュールである。 【解決手段】光モジュールでは、パターン電極４が形成
された熱抵抗部材６上に、温度センサ３が、ＬＤ用サブ
マウント５に近接して、ヒートシンク１上に複数個配置
されている。複数の温度センサ３の指示値をもとにＬＤ
２の温度制御が行なわれる。
導体レーザチップの温度制御を確実に行えるように構成
された光モジュールである。 【解決手段】光モジュールでは、パターン電極４が形成
された熱抵抗部材６上に、温度センサ３が、ＬＤ用サブ
マウント５に近接して、ヒートシンク１上に複数個配置
されている。複数の温度センサ３の指示値をもとにＬＤ
２の温度制御が行なわれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信および光情
報処理等に用いられる半導体レーザ等を実装した光モジ
ュール、その実装方法に関する。
報処理等に用いられる半導体レーザ等を実装した光モジ
ュール、その実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６および図７は従来（たとえば、特開
平５−３１５６９６）の半導体レーザ（以下ＬＤともい
う）の光モジュールの概念図である。図６は光モジュー
ルの全体図であり、図７はヒートシンク部分の平面図で
ある。実装工程は、通常、以下のようになっている。 （１）フォトディテクタ１０９をサブキャリア（ヒート
シンク）１０１にマウントする。 （２）ＬＤチップ１０２をサブマウント１０５に融着す
る。 （３）サーミスタ１０３をサプキャリア（ヒートシン
ク）１０１にマウントする。 （４）（２）のサブマウント１０５を（３）のサブキャ
リア１０１に融着する。 （５）ＬＤ１０２、ＰＤ１０９およびサーミスタ１０３
をリード１１８にワイヤボンディングする。 （６）レンズ系（第１レンズ（ボールレンズ）１１０、
第２レンズ（ロッドレンズ）１１４、光ファイバ１１
６）を実装する。 （７）光学系の軸調整をする。 （８）パッケージカバー１１３を被せてパッケージ封止
する。
平５−３１５６９６）の半導体レーザ（以下ＬＤともい
う）の光モジュールの概念図である。図６は光モジュー
ルの全体図であり、図７はヒートシンク部分の平面図で
ある。実装工程は、通常、以下のようになっている。 （１）フォトディテクタ１０９をサブキャリア（ヒート
シンク）１０１にマウントする。 （２）ＬＤチップ１０２をサブマウント１０５に融着す
る。 （３）サーミスタ１０３をサプキャリア（ヒートシン
ク）１０１にマウントする。 （４）（２）のサブマウント１０５を（３）のサブキャ
リア１０１に融着する。 （５）ＬＤ１０２、ＰＤ１０９およびサーミスタ１０３
をリード１１８にワイヤボンディングする。 （６）レンズ系（第１レンズ（ボールレンズ）１１０、
第２レンズ（ロッドレンズ）１１４、光ファイバ１１
６）を実装する。 （７）光学系の軸調整をする。 （８）パッケージカバー１１３を被せてパッケージ封止
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
は以下の欠点を有している。温度センサ１０３はＬＤ１
０２のできるだけ近傍に配置することが望ましい。しか
し、温度センサ１０３のボンディングワイヤが、他の工
程、特にＬＤ１０２のワイヤボンディング工程やレンズ
実装およびその光軸調整工程の作業性に悪影響を与える
ため、温度センサ１０３はＬＤチップ１０２から比較的
離れた位置に設置されることが多い。これは、２レンズ
系等、光学系が複雑な光モジュールに顕著であり、この
ことがレーザチップ１０２の正確な温度制御を妨げてい
た。この温度制御の不安定性は、温度変化に敏感なＬＤ
や温度分布が広いＬＤ（多電極ＬＤあるいはＬＤアレイ
等）に顕著である。つまり、この種のＬＤでは、光学実
装と温度制御を高い精度で両立することは困難であっ
た。
は以下の欠点を有している。温度センサ１０３はＬＤ１
０２のできるだけ近傍に配置することが望ましい。しか
し、温度センサ１０３のボンディングワイヤが、他の工
程、特にＬＤ１０２のワイヤボンディング工程やレンズ
実装およびその光軸調整工程の作業性に悪影響を与える
ため、温度センサ１０３はＬＤチップ１０２から比較的
離れた位置に設置されることが多い。これは、２レンズ
系等、光学系が複雑な光モジュールに顕著であり、この
ことがレーザチップ１０２の正確な温度制御を妨げてい
た。この温度制御の不安定性は、温度変化に敏感なＬＤ
や温度分布が広いＬＤ（多電極ＬＤあるいはＬＤアレイ
等）に顕著である。つまり、この種のＬＤでは、光学実
装と温度制御を高い精度で両立することは困難であっ
た。
【０００４】従って、本発明の第１の目的は、光学系や
電気系の実装を犠牲にすることなく半導体レーザチップ
などの発光デバイスの温度制御を確実に行える様に構成
された光モジュールを提供することにある。
電気系の実装を犠牲にすることなく半導体レーザチップ
などの発光デバイスの温度制御を確実に行える様に構成
された光モジュールを提供することにある。
【０００５】本発明の第２の目的は、共振器方向の温度
分布に比べそれと直交方向に温度分布ができやすい場合
（たとえばＬＤアレイ等）の精密な温度制御を確実に行
える様に構成された光モジュールを提供することにあ
る。
分布に比べそれと直交方向に温度分布ができやすい場合
（たとえばＬＤアレイ等）の精密な温度制御を確実に行
える様に構成された光モジュールを提供することにあ
る。
【０００６】本発明の第３の目的は、共振器方向に温度
の時問変動が大きい場合（多電極構造の波長可変ＬＤ
等）の温度制御を確実に行える様に構成された光モジュ
ールを提供することにある。
の時問変動が大きい場合（多電極構造の波長可変ＬＤ
等）の温度制御を確実に行える様に構成された光モジュ
ールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の目的を実現するた
めの光モジュールは、半導体レーザ等の発光デバイスを
光ファイバ等の伝送路に結合させるための手段と、該発
光デバイスの光出力を制御する手段と、該発光デバイス
の動作温度を制御する手段からなる光モジュールであっ
て、ヒートシンク上にサブマウントを介して該発光デバ
イスが配置されており、前記発光デバイスの動作温度を
制御する手段が、複数の温度センサと、多電極構造を有
する該温度センサのためのパターン電極が表面に形成さ
れ且つ前記サブマウントと同等以上の熱伝導性を有する
熱抵抗部材と、該複数の温度センサの指示値の和信号と
差信号をもとに温度制御する冷却手段（ペルチェ素子な
ど）から成り、前記複数個の温度センサが、前記サブマ
ウントに近接して前記ヒートシンク上の該熱抵抗部材上
に配置されていることを特徴とする。
めの光モジュールは、半導体レーザ等の発光デバイスを
光ファイバ等の伝送路に結合させるための手段と、該発
光デバイスの光出力を制御する手段と、該発光デバイス
の動作温度を制御する手段からなる光モジュールであっ
て、ヒートシンク上にサブマウントを介して該発光デバ
イスが配置されており、前記発光デバイスの動作温度を
制御する手段が、複数の温度センサと、多電極構造を有
する該温度センサのためのパターン電極が表面に形成さ
れ且つ前記サブマウントと同等以上の熱伝導性を有する
熱抵抗部材と、該複数の温度センサの指示値の和信号と
差信号をもとに温度制御する冷却手段（ペルチェ素子な
ど）から成り、前記複数個の温度センサが、前記サブマ
ウントに近接して前記ヒートシンク上の該熱抵抗部材上
に配置されていることを特徴とする。
【０００８】第２の目的を実現するための光モジュール
は、前記発光デバイスが共振器方向に関して平行に任意
の間隔で設置された半導体レーザアレイであり、かつ該
アレイの両端に他の半導体レーザと類似構造で通電は可
能だが発振はしないダミーが配置され、前記温度センサ
が該アレイの両端近くに配置されていることを特徴とす
る。また、前記発光デバイスが共振器方向に関して平行
に任意の間隔で設置された半導体レーザアレイであり、
かつ主たる構成元素がＩｎＰであり、かつ該アレイの両
端に他の半導体レーザと類似構造で通電は可能だが発振
はしないダミーを配置し、該半導体レーザアレイを配置
する前記サプマウントと前記温度センサを配置する熱抵
抗部材がともにＡｌＮ（窒化アルミニウム）から成るこ
とを特徴とする。
は、前記発光デバイスが共振器方向に関して平行に任意
の間隔で設置された半導体レーザアレイであり、かつ該
アレイの両端に他の半導体レーザと類似構造で通電は可
能だが発振はしないダミーが配置され、前記温度センサ
が該アレイの両端近くに配置されていることを特徴とす
る。また、前記発光デバイスが共振器方向に関して平行
に任意の間隔で設置された半導体レーザアレイであり、
かつ主たる構成元素がＩｎＰであり、かつ該アレイの両
端に他の半導体レーザと類似構造で通電は可能だが発振
はしないダミーを配置し、該半導体レーザアレイを配置
する前記サプマウントと前記温度センサを配置する熱抵
抗部材がともにＡｌＮ（窒化アルミニウム）から成るこ
とを特徴とする。
【０００９】更に、第３の目的を実現するための光モジ
ュールは、前記発光デバイスは共振器方向に多電極構造
を有する半導体レーザであり、前記温度センサが該半導
体レーザの前部と後部近くに配置されていることを特徴
とする。また、前記発光デバイスは共振器方向に多電極
構造を有する半導体レーザであり、かつその主たる構成
元素がＩｎＰであり、該半導体レーザを搭載するサブマ
ウントがＡｌＮ（窒化アルミニウム）から成り、前記温
度センサを搭載する熱抵抗部材がダイヤモンドからなる
ことを特徴とする。
ュールは、前記発光デバイスは共振器方向に多電極構造
を有する半導体レーザであり、前記温度センサが該半導
体レーザの前部と後部近くに配置されていることを特徴
とする。また、前記発光デバイスは共振器方向に多電極
構造を有する半導体レーザであり、かつその主たる構成
元素がＩｎＰであり、該半導体レーザを搭載するサブマ
ウントがＡｌＮ（窒化アルミニウム）から成り、前記温
度センサを搭載する熱抵抗部材がダイヤモンドからなる
ことを特徴とする。
【００１０】本発明の構成によれば、ヒートシンク上に
サーミスタ等の温度センサ用のパターン化された電極を
予め設置しておくことで、レンズ実装やワイヤボンディ
ング工程に影響を与えることなく、温度センサを配置す
ることができる。複数の温度センサをヒートシンク上の
ＬＤに近接して配置すること、およびＬＤ用のサブマウ
ント材とサーミスタ用のサブマウント材を適切に選ぶこ
とで使用条件（ＬＤが温度変化する過渡期をも温度検知
するか、過渡期の温度検知は犠牲にするか等）に応じた
温度制御が高い精度で実現できる。
サーミスタ等の温度センサ用のパターン化された電極を
予め設置しておくことで、レンズ実装やワイヤボンディ
ング工程に影響を与えることなく、温度センサを配置す
ることができる。複数の温度センサをヒートシンク上の
ＬＤに近接して配置すること、およびＬＤ用のサブマウ
ント材とサーミスタ用のサブマウント材を適切に選ぶこ
とで使用条件（ＬＤが温度変化する過渡期をも温度検知
するか、過渡期の温度検知は犠牲にするか等）に応じた
温度制御が高い精度で実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】第１実施例 図３は本発明の光モジュールの第１実施例の模式図であ
り、図２はヒートシンク（ステム）部１の平面模式図、
図１はヒートシンク部１の図２と直交方向の断面模式図
である。以下、実装工程について説明する。
り、図２はヒートシンク（ステム）部１の平面模式図、
図１はヒートシンク部１の図２と直交方向の断面模式図
である。以下、実装工程について説明する。
【００１２】図１において、５はＬＤ２のためのアロイ
電極７を表面に有するサブマウントであり、６はサーミ
スタ３のためのサブマウントである。本実施例ではサー
ミスタ３が２個の場合について示した。また、ＬＤ用と
サーミスタ用すべてのサブマウント５、６の材質にダイ
ヤモンドを用いたが、すべて同じ材質である必要はな
い。両サブマウント５、６ともに融着用のメタライズ層
が裏面に形成されているが、サーミスタ用サブマウント
６では、図２に示すようなサーミスタ用のパターン電極
４が形成されている。この点が本実施例の最も特徴的な
部分である。
電極７を表面に有するサブマウントであり、６はサーミ
スタ３のためのサブマウントである。本実施例ではサー
ミスタ３が２個の場合について示した。また、ＬＤ用と
サーミスタ用すべてのサブマウント５、６の材質にダイ
ヤモンドを用いたが、すべて同じ材質である必要はな
い。両サブマウント５、６ともに融着用のメタライズ層
が裏面に形成されているが、サーミスタ用サブマウント
６では、図２に示すようなサーミスタ用のパターン電極
４が形成されている。この点が本実施例の最も特徴的な
部分である。
【００１３】本実施例では、４端子法による抵抗値測定
がしやすいように６端子をリードワイヤ１８の近くに用
意したが、最低２端子あればよい。ＬＤ用サブマウント
５の表面には、図１に示すようなアロイ電極７が形成さ
れている。このあと、金１ａでメタライズされた銅製の
ヒートシンク（ステム）１（すでにＰＤ９はマウントさ
れているものとする。ＰＤ９は、ＬＤ２に反射光が悪影
響を与えないように、光軸に対して斜めに形成されたヒ
ートシンク１の部分に図２に示すようにマウントされて
いる）にＬＤ用サブマウント５およびサーミスタ用サブ
マウント６を融着する。このあと、ＬＤ２およびサーミ
スタ３の各端子をヒートシンク１の対応する端子にワイ
ヤボンデイングするか、ヒートシンク上のプリント基板
で配線する。このあと、電子冷却素子（ペルチェ素子）
１２を取付け、第１レンズ１０をレンズホルダ１１を介
してヒートシンク１に固定したあと、軸調整を行なう。
軸調整後、第２レンズ１４、第２レンズカバー１５とと
もにパッケージ１３をかぶせ、最終調整を行ったあと、
Ｎ2あるいはＡｒ等の不活性ガスで封止する。尚、１
６、１７は夫々光ファイバ、フェルールである。
がしやすいように６端子をリードワイヤ１８の近くに用
意したが、最低２端子あればよい。ＬＤ用サブマウント
５の表面には、図１に示すようなアロイ電極７が形成さ
れている。このあと、金１ａでメタライズされた銅製の
ヒートシンク（ステム）１（すでにＰＤ９はマウントさ
れているものとする。ＰＤ９は、ＬＤ２に反射光が悪影
響を与えないように、光軸に対して斜めに形成されたヒ
ートシンク１の部分に図２に示すようにマウントされて
いる）にＬＤ用サブマウント５およびサーミスタ用サブ
マウント６を融着する。このあと、ＬＤ２およびサーミ
スタ３の各端子をヒートシンク１の対応する端子にワイ
ヤボンデイングするか、ヒートシンク上のプリント基板
で配線する。このあと、電子冷却素子（ペルチェ素子）
１２を取付け、第１レンズ１０をレンズホルダ１１を介
してヒートシンク１に固定したあと、軸調整を行なう。
軸調整後、第２レンズ１４、第２レンズカバー１５とと
もにパッケージ１３をかぶせ、最終調整を行ったあと、
Ｎ2あるいはＡｒ等の不活性ガスで封止する。尚、１
６、１７は夫々光ファイバ、フェルールである。
【００１４】従来はＬＤに近接してサーミスタを配置す
ると、サーミスタから直接ワイヤボンディングしていた
ために、ワイヤがその後のレンズ系の実装を妨げていた
り、戻り光等の悪影響を与えていた。従って、レンズ実
装工程を優先させ、サーミスタはレンズ実装工程に影響
ない場所、すなわちＬＤから比較的離れた場所に設置せ
ざるを得なかった。これに対し、本発明ではボンディン
グパッドをパターン電極４として、はじめからレンズ実
装工程に影響を与えない位置に設けたことで、サーミス
タ３もＬＤ２に近接して配置できるようになった。ま
た、近接して２個のサーミスタ３をつけたことで、両者
の和信号と差信号から、サーミスタ３が１つの場合より
も、より時間応答の早い温度制御が可能である。たとえ
ば、２個のサーミスタ３の信号が異なるとき、和信号と
差信号を同時に最適化可能なＰＩＤパラメータをＰＩＤ
制御系でオートチューニング等で再設定し、ペルチェ素
子１２を制御することで、応答速度の速いＬＤ２の温度
制御が可能である。サーミスタが１個の場合には、温度
分布があっても予め設定された１組のＰＩＤパラメータ
で制御するので応答時間を最短にするのは困難である。
また、本発明の構成では、任意の温度センサを使用出来
る。
ると、サーミスタから直接ワイヤボンディングしていた
ために、ワイヤがその後のレンズ系の実装を妨げていた
り、戻り光等の悪影響を与えていた。従って、レンズ実
装工程を優先させ、サーミスタはレンズ実装工程に影響
ない場所、すなわちＬＤから比較的離れた場所に設置せ
ざるを得なかった。これに対し、本発明ではボンディン
グパッドをパターン電極４として、はじめからレンズ実
装工程に影響を与えない位置に設けたことで、サーミス
タ３もＬＤ２に近接して配置できるようになった。ま
た、近接して２個のサーミスタ３をつけたことで、両者
の和信号と差信号から、サーミスタ３が１つの場合より
も、より時間応答の早い温度制御が可能である。たとえ
ば、２個のサーミスタ３の信号が異なるとき、和信号と
差信号を同時に最適化可能なＰＩＤパラメータをＰＩＤ
制御系でオートチューニング等で再設定し、ペルチェ素
子１２を制御することで、応答速度の速いＬＤ２の温度
制御が可能である。サーミスタが１個の場合には、温度
分布があっても予め設定された１組のＰＩＤパラメータ
で制御するので応答時間を最短にするのは困難である。
また、本発明の構成では、任意の温度センサを使用出来
る。
【００１５】このように完成された光モジュールでは、
上記構成で動作温度が好適に制御されたＬＤ２がＬＤ光
出力制御手段により発振され、発振光は、第１、第２レ
ンズ１０、１４を経て光ファイバ１６に結合され伝送さ
れる。
上記構成で動作温度が好適に制御されたＬＤ２がＬＤ光
出力制御手段により発振され、発振光は、第１、第２レ
ンズ１０、１４を経て光ファイバ１６に結合され伝送さ
れる。
【００１６】第２実施例 光情報処理用ＬＤアレイのように個々の動作電力の差が
あまり大きくはなくて、ＬＤ共振器内の熱分布はほは均
一であるが、共振器と直交方向の熱分布が不均一になり
やすい場合、ＬＤとサーミスタ３のサブマウント５、６
に同じ材質を用い、かつアレイの両端に通電はできるが
発振はしないダミーＬＤを配置すると有利である。たと
えば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系のモノリシックＬＤを
用いた場合について説明する。
あまり大きくはなくて、ＬＤ共振器内の熱分布はほは均
一であるが、共振器と直交方向の熱分布が不均一になり
やすい場合、ＬＤとサーミスタ３のサブマウント５、６
に同じ材質を用い、かつアレイの両端に通電はできるが
発振はしないダミーＬＤを配置すると有利である。たと
えば、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系のモノリシックＬＤを
用いた場合について説明する。
【００１７】図４は第２実施例の模式図である。２１
は、５つのＬＤ２２とその両端に２個のダミーＬＤ２３
を配したモノリシックＬＤアレイである。各ＬＤ２２は
エッチング形成されたファブリペロ共振器を採用し、ダ
ミーＬＤ２３は共振器端面を斜めにエッチングして発振
を抑えた構造になっている。ＬＤのサブマウント５とサ
ーミスタのサブマウント６の材質はともにＡｌＮ（窒化
アルミニウム）を用い、サーミスタのサブマウント６は
アレイ２１の両端の近傍に配置する。ＬＤのサブマウン
ト５にＡｌＮを用いる理由は、ＩｎＰとＡｌＮの線膨張
係数はそれぞれ、４．５×１０-6／Ｋおよび４．６×１
０-6／Ｋと極めて近いため、温度変化に対してＬＤに与
える応力が小さいためである。サーミスタのサブマウン
ト６にＡｌＮを用いる理由は、ＬＤと同じ材質を用いる
ことで熱抵抗も等しくし忠実に温度検知できる様にする
ためである。ＬＤアレイ２２の両端にダミーＬＤ２３を
配する理由は、ＬＤアレイの端部と中央部とで出来る温
度勾配を補償するためである。
は、５つのＬＤ２２とその両端に２個のダミーＬＤ２３
を配したモノリシックＬＤアレイである。各ＬＤ２２は
エッチング形成されたファブリペロ共振器を採用し、ダ
ミーＬＤ２３は共振器端面を斜めにエッチングして発振
を抑えた構造になっている。ＬＤのサブマウント５とサ
ーミスタのサブマウント６の材質はともにＡｌＮ（窒化
アルミニウム）を用い、サーミスタのサブマウント６は
アレイ２１の両端の近傍に配置する。ＬＤのサブマウン
ト５にＡｌＮを用いる理由は、ＩｎＰとＡｌＮの線膨張
係数はそれぞれ、４．５×１０-6／Ｋおよび４．６×１
０-6／Ｋと極めて近いため、温度変化に対してＬＤに与
える応力が小さいためである。サーミスタのサブマウン
ト６にＡｌＮを用いる理由は、ＬＤと同じ材質を用いる
ことで熱抵抗も等しくし忠実に温度検知できる様にする
ためである。ＬＤアレイ２２の両端にダミーＬＤ２３を
配する理由は、ＬＤアレイの端部と中央部とで出来る温
度勾配を補償するためである。
【００１８】温度制御は第１実施例の方法でも可能であ
るが、より簡便にするために２個のサーミスタ３の差信
号はゼロとなるようにダミーの動作電流を制御した。こ
うすることでＰＩＤ制御系が単純になる。本実施例の場
合、各ＬＤの平均ＣＷ動作時問が５０％の時、両端のダ
ミーＬＤ２３を１００％の同動作電流を通電すること
で、２個のサーミスタ３の差信号はゼロとなり、レンズ
系に悪影響を与えることなくＬＤ２２の温度変動は０．
０１°Ｃ以下に抑えられていることが確認できた。この
方法では、サブマウント５、６に同一材料を用いるため
コスト的にも有利である。他の点は第１実施例と同じで
ある。
るが、より簡便にするために２個のサーミスタ３の差信
号はゼロとなるようにダミーの動作電流を制御した。こ
うすることでＰＩＤ制御系が単純になる。本実施例の場
合、各ＬＤの平均ＣＷ動作時問が５０％の時、両端のダ
ミーＬＤ２３を１００％の同動作電流を通電すること
で、２個のサーミスタ３の差信号はゼロとなり、レンズ
系に悪影響を与えることなくＬＤ２２の温度変動は０．
０１°Ｃ以下に抑えられていることが確認できた。この
方法では、サブマウント５、６に同一材料を用いるため
コスト的にも有利である。他の点は第１実施例と同じで
ある。
【００１９】第３の実施例 波長掃引機能を有する通常の多電極型の分布反射型ＬＤ
あるいは分布帰還型ＬＤでは、共振器長が５００μｍ以
上と長く、各電極のキャリア注入量は異なり、時間変化
も大きい。このため、共振器内の熱分布が時間的に変動
するので、定常時の温度安定性と波長可変時の速い応答
性が求められる。この目的のためには、ＬＤとサーミス
タの間の熱抵抗をできるだけ小さくする必要があるた
め、図５に示すサーミスタ３のサブマウント６はＬＤ２
５のサブマウント５以上に低熱抵抗の構造を選ぶと効果
的である。たとえば、半導体レーザ２５にＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰを用いた場合、ＬＤ２５のサブマウント５に
はＡｌＮ（窒化アルミニウム）を用い、サーミスタ３の
サブマウント６の材質はダイヤモンドを用いることが効
果的である。
あるいは分布帰還型ＬＤでは、共振器長が５００μｍ以
上と長く、各電極のキャリア注入量は異なり、時間変化
も大きい。このため、共振器内の熱分布が時間的に変動
するので、定常時の温度安定性と波長可変時の速い応答
性が求められる。この目的のためには、ＬＤとサーミス
タの間の熱抵抗をできるだけ小さくする必要があるた
め、図５に示すサーミスタ３のサブマウント６はＬＤ２
５のサブマウント５以上に低熱抵抗の構造を選ぶと効果
的である。たとえば、半導体レーザ２５にＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰを用いた場合、ＬＤ２５のサブマウント５に
はＡｌＮ（窒化アルミニウム）を用い、サーミスタ３の
サブマウント６の材質はダイヤモンドを用いることが効
果的である。
【００２０】本実施例では、サーミスタ３を搭載したサ
ブマウント６を、ＬＤ２５の前部と後部にＬＤ２５のサ
ブマウント５に近接して配置した。ＬＤのサブマウント
５にＡｌＮを用いる理由は、ＩｎＰとＡｌＮの線膨張係
数は、それぞれ、４．５×１０-6／Ｋおよび４．６×１
０-6／Ｋと極めて近いため、温度変化に対してＬＤ２５
に与える応力が小さいためである。サーミスタ３のサブ
マウント６にダイヤモンドを用いる理由は、ＡｌＮより
も熱抵抗が小さいためである。２個のサーミスタ３をＬ
Ｄ２５の前部と後部に配置した理由は、波長可変時には
共振器方向で不均一な熱分布が生じるため、複数の温度
センサ３でペルチェ素子１２（図３参照）を制御し、高
速に熱平衡状態にするためである。他の点は第１実施例
と同じである。
ブマウント６を、ＬＤ２５の前部と後部にＬＤ２５のサ
ブマウント５に近接して配置した。ＬＤのサブマウント
５にＡｌＮを用いる理由は、ＩｎＰとＡｌＮの線膨張係
数は、それぞれ、４．５×１０-6／Ｋおよび４．６×１
０-6／Ｋと極めて近いため、温度変化に対してＬＤ２５
に与える応力が小さいためである。サーミスタ３のサブ
マウント６にダイヤモンドを用いる理由は、ＡｌＮより
も熱抵抗が小さいためである。２個のサーミスタ３をＬ
Ｄ２５の前部と後部に配置した理由は、波長可変時には
共振器方向で不均一な熱分布が生じるため、複数の温度
センサ３でペルチェ素子１２（図３参照）を制御し、高
速に熱平衡状態にするためである。他の点は第１実施例
と同じである。
【００２１】本発明の場合、例えば、第１実施例の方法
を用いて、２個のサーミスタ３の信号の和信号と差信号
をＰＩＤ制御することで、サーミスタが１個の場合に比
べ半分の時間応答を実現した。このように、パターン電
極４を有するサーミスタ用のサブマウント６を用いるこ
とで、任意の位置に温度センサ３を設置できることから
レーザ構造に応じた温度モニタができることが本発明の
大きな特徴である。
を用いて、２個のサーミスタ３の信号の和信号と差信号
をＰＩＤ制御することで、サーミスタが１個の場合に比
べ半分の時間応答を実現した。このように、パターン電
極４を有するサーミスタ用のサブマウント６を用いるこ
とで、任意の位置に温度センサ３を設置できることから
レーザ構造に応じた温度モニタができることが本発明の
大きな特徴である。
【００２２】
【発明の効果】本発明の効果は以下の通りである。 （１）ＬＤチップ等の発光デバイスの温度制御を他の実
装工程を犠牲にすることなく行える。 （２）ＬＤアレイ等、熱分布の生じやすい発光デバイス
に対しても最適な温度制御ができる。 （３）多電極ＬＤ等、動作電力の時間変動ガ大きいＬＤ
等の発光デバイスに対しても最適な温度制御ができる。
装工程を犠牲にすることなく行える。 （２）ＬＤアレイ等、熱分布の生じやすい発光デバイス
に対しても最適な温度制御ができる。 （３）多電極ＬＤ等、動作電力の時間変動ガ大きいＬＤ
等の発光デバイスに対しても最適な温度制御ができる。
【図１】本発明の第１実施例を説明する部分横断面模式
図。
図。
【図２】本発明の第１実施例を説明する平面模式図。
【図３】本発明の第１実施例を説明する全体的な縦断面
模式図。
模式図。
【図４】本発明の第２実施例を説明する部分平面模式
図。
図。
【図５】本発明の第３実施例を説明する部分平面模式
図。
図。
【図６】従来例を説明する全体的な縦断面模式図。
【図７】従来例を説明する平面模式図。
１、１０１ ヒートシンク（ステム） ２、１０２ ＬＤチップ ３、１０３ サーミスタ ４ サーミスタ用サブマウントの表面上のパターン電
極 ５、１０５ ＬＤ用サブマウント ６ サーミスタ用サブマウント ７ ＬＤ用アロイ電極 ９、１０９ フォトディテクタ １０、１１０ 第１レンズ（ボールレンズ） １１ 第１レンズホルダ １２ ペルチェ素子 １３、１１３ パッケ―ジカバー １４、１１４ 第２レンズ １５ 第２レンズカバー １６、１１６ 光ファイバ １７ フェルール １８、１１８ リード ２１ モノリシックＬＤアレイ ２２ ＬＤアレイ ２３ ダミーＬＤ ２５ 多電極ＬＤ
極 ５、１０５ ＬＤ用サブマウント ６ サーミスタ用サブマウント ７ ＬＤ用アロイ電極 ９、１０９ フォトディテクタ １０、１１０ 第１レンズ（ボールレンズ） １１ 第１レンズホルダ １２ ペルチェ素子 １３、１１３ パッケ―ジカバー １４、１１４ 第２レンズ １５ 第２レンズカバー １６、１１６ 光ファイバ １７ フェルール １８、１１８ リード ２１ モノリシックＬＤアレイ ２２ ＬＤアレイ ２３ ダミーＬＤ ２５ 多電極ＬＤ
Claims (5)
- 【請求項１】半導体レーザ等の発光デバイスを光ファイ
バ等の伝送路に結合させるための手段と、該発光デバイ
スの光出力を制御する手段と、該発光デバイスの動作温
度を制御する手段からなる光モジュールであって、ヒー
トシンク上にサブマウントを介して該発光デバイスが配
置されており、前記発光デバイスの動作温度を制御する
手段が、複数の温度センサと、多電極構造を有する該温
度センサのためのパターン電極が表面に形成され且つ前
記サブマウントと同等以上の熱伝導性を有する熱抵抗部
材と、該複数の温度センサの指示値の和信号と差信号を
もとに温度制御する冷却手段から成り、前記複数個の温
度センサが、前記サブマウントに近接して前記ヒートシ
ンク上の該熱抵抗部材上に配置されていることを特徴と
する光モジュール。 - 【請求項２】前記発光デバイスが共振器方向に関して平
行に任意の間隔で設置された半導体レーザアレイであ
り、かつ該アレイの両端に他の半導体レーザと類似構造
で通電は可能であるが発振はしないダミーが配置され、
前記温度センサが該アレイの両端近くに配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。 - 【請求項３】前記発光デバイスが共振器方向に関して平
行に任意の間隔で設置された半導体レーザアレイであ
り、かつ主たる構成元素がＩｎＰであり、かつ該アレイ
の両端に他の半導体レーザと類似構造で通電は可能だが
発振はしないダミーを配置し、該半導体レーザアレイを
配置する前記サプマウントと前記温度センサを配置する
熱抵抗部材がともにＡｌＮ（窒化アルミニウム）から成
ることを特徴とする請求項１又は２記載の発光モジュー
ル。 - 【請求項４】前記発光デバイスは共振器方向に多電極構
造を有する半導体レーザであり、前記温度センサが該半
導体レーザの前部と後部近くに配置されていることを特
徴とする請求項１記載の光モジュール。 - 【請求項５】前記発光デバイスは共振器方向に多電極構
造を有する半導体レーザであり、かつその主たる構成元
素がＩｎＰであり、該半導体レーザを搭載するサブマウ
ントがＡｌＮ（窒化アルミニウム）から成り、前記温度
センサを搭載する熱抵抗部材がダイヤモンドからなるこ
とを特徴とする請求項１又は４記載の光モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258105A JPH0983056A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258105A JPH0983056A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 光モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0983056A true JPH0983056A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17315576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7258105A Pending JPH0983056A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0983056A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-09-11 JP JP7258105A patent/JPH0983056A/ja active Pending
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