JPS63302584A - レ−ザダイオ−ドの温度制御装置 - Google Patents
レ−ザダイオ−ドの温度制御装置Info
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- JPS63302584A JPS63302584A JP13843287A JP13843287A JPS63302584A JP S63302584 A JPS63302584 A JP S63302584A JP 13843287 A JP13843287 A JP 13843287A JP 13843287 A JP13843287 A JP 13843287A JP S63302584 A JPS63302584 A JP S63302584A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
- H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（Ｉ！要〕
本発明はレーザダイオードの温度制御装置において、レ
ーザダイオードを電子冷熱素子上に設けてヒートパイプ
の一端に設けると共に、ヒートパイプの他端にも捌の電
子冷熱素子を設け、温度に応じて両方の電子冷熱集子を
吸熱及び発熱さゼることにより、レーずダイオードを頂
定の温度に支足に制御しうるようにしたものである。
ーザダイオードを電子冷熱素子上に設けてヒートパイプ
の一端に設けると共に、ヒートパイプの他端にも捌の電
子冷熱素子を設け、温度に応じて両方の電子冷熱集子を
吸熱及び発熱さゼることにより、レーずダイオードを頂
定の温度に支足に制御しうるようにしたものである。
（産業上の利用分野）
本発明はレーザダイオードのＵ度υ制御装置に関する。
レーザダイオードを安定に動作させるためには、この温
度を所定の温度に制御することが必要とされる。
度を所定の温度に制御することが必要とされる。
（従来の技術）
従来、電子冷熱素子（ペルチェ集子）を利用してレーザ
ダイオードを冷却する構成とした装置があった。
ダイオードを冷却する構成とした装置があった。
しかし、単にレーザダイオードのみを冷却するだけでは
、レーザダイオードを所定の温度に効率良く制御するこ
とはできず、冷却にある程度の時間を必要としていた。
、レーザダイオードを所定の温度に効率良く制御するこ
とはできず、冷却にある程度の時間を必要としていた。
従って、本発明の目的は、レーザダイオードを効率良く
冷却するための温度υ１！１１１２Ｆを提供することに
ある。
冷却するための温度υ１！１１１２Ｆを提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段）
本発明のレーザダイオードの温度制ｍ＋装買は、その一
端を回路筐体の内１１としその他端を該回路筐体の外部
に露出させて設置プたヒートパイプと、レーザダイオー
ドを支持し、上記ヒートパイプの上記一端に取付けられ
た第１の電子冷熱素子と、上記ヒートパイプの上記他端
に対向して設けた第２の電子冷熱素子と、 上記レーザダイオードの周囲の温度を検出する温度セン
サと、 上記のｉ度を設定した１度に昶持すべく、上記温度セン
サの出力に応じて、温度が設定温度より高いときには、
上記第１の電子冷熱素子のレー＋７”ダイオード側が吸
熱しヒートパイプ側が発熱し、上記第２の電子冷熱素子
のヒートパイプ側が吸熱するように、温度が設定温度よ
り低いときには、上記第１の電子冷熱素子のレーザダイ
オード側が発熱しヒートパイプ側が吸熱し、上記第２の
電子冷熱素子のヒートパイプ側が発熱するように、上記
第１．第２の電子冷熱素子にｆｆｉ流を流す温度制御回
路とよりなるものである。
端を回路筐体の内１１としその他端を該回路筐体の外部
に露出させて設置プたヒートパイプと、レーザダイオー
ドを支持し、上記ヒートパイプの上記一端に取付けられ
た第１の電子冷熱素子と、上記ヒートパイプの上記他端
に対向して設けた第２の電子冷熱素子と、 上記レーザダイオードの周囲の温度を検出する温度セン
サと、 上記のｉ度を設定した１度に昶持すべく、上記温度セン
サの出力に応じて、温度が設定温度より高いときには、
上記第１の電子冷熱素子のレー＋７”ダイオード側が吸
熱しヒートパイプ側が発熱し、上記第２の電子冷熱素子
のヒートパイプ側が吸熱するように、温度が設定温度よ
り低いときには、上記第１の電子冷熱素子のレーザダイ
オード側が発熱しヒートパイプ側が吸熱し、上記第２の
電子冷熱素子のヒートパイプ側が発熱するように、上記
第１．第２の電子冷熱素子にｆｆｉ流を流す温度制御回
路とよりなるものである。
〔作用ン
レーザダイオードの冷Ｗ゛は、第１の素子による吸熱に
加えて、第１．第２の素子とヒートパイプとによる外部
への効率良い放熱により、効果的に行なわれる。
加えて、第１．第２の素子とヒートパイプとによる外部
への効率良い放熱により、効果的に行なわれる。
レーザダイオードの加熱は、第１の素子による発熱に加
えて、第１．第２の素子とヒートパイプとによるｆｊ４
１の素子側よりの放熱により、効率良く行なわれる。
えて、第１．第２の素子とヒートパイプとによるｆｊ４
１の素子側よりの放熱により、効率良く行なわれる。
これにより、レーザダイオードの温度は応答性良く制御
される。
される。
第１図は本発明の一実施例によるレーザダイオードの温
度制御回路Ｈ１を示す。
度制御回路Ｈ１を示す。
２はｖＳＢレーザダイオードである。このレーザダイオ
ード２よりのレーザ３は光フ？イバ４を通して取り出さ
れる。５はモニタ用ホトダイオードである。
ード２よりのレーザ３は光フ？イバ４を通して取り出さ
れる。５はモニタ用ホトダイオードである。
６番ユ回路筐体であり、レーザダイオード２を含む回路
モジュールが収容されている。
モジュールが収容されている。
７はヒートバイブであり、一端（第１の端）７ａを回路
筐体６の内部とし、他端（第２の端）７ｂを回路筐体６
の外部に露出させて設ＧＪである。
筐体６の内部とし、他端（第２の端）７ｂを回路筐体６
の外部に露出させて設ＧＪである。
８は第１の電子冷熱素子であり、ヒートバイブ７の第１
の端７ａに取り付けである。この第１の電子冷熱素子８
の上面に上記のレーザダイオード２が実装しである。
の端７ａに取り付けである。この第１の電子冷熱素子８
の上面に上記のレーザダイオード２が実装しである。
９は第２の電子冷熱素子であり、ヒートバイブ７の第２
の端７ｂに対向して、回路筐体６の外部に設けである。
の端７ｂに対向して、回路筐体６の外部に設けである。
、上記の第１．第２の電子冷熱素子８．９は共に、ペル
チェ効果を応用したものであり、上部接点８ａ、９ｂと
下部接点［）、９ｂとを右する。
チェ効果を応用したものであり、上部接点８ａ、９ｂと
下部接点［）、９ｂとを右する。
１０は温度センサとしてのサーミスタであり、回路筐体
６の内部のうらレーザダイオード２の付近に設けてあり
、この部分のｆＡ度を検出する。
６の内部のうらレーザダイオード２の付近に設けてあり
、この部分のｆＡ度を検出する。
１１は温度制御回路であり、第１の閾碩ムｑ定部１２、
第２のｖＡ値設定部１３．及び差動アンプ１４とよりな
る。
第２のｖＡ値設定部１３．及び差動アンプ１４とよりな
る。
第１の閾値設定部１２は上記素子８．９の特性に応じて
調整され、制御目標温度ｉｏに対応した閾値ＴＨ＋に設
定されている（第２図参照）。
調整され、制御目標温度ｉｏに対応した閾値ＴＨ＋に設
定されている（第２図参照）。
第２の閾値設定部１３は差動アンプ１４の特性及び上記
設定された閾値ＴＨ＋に応じて調整され、闇値ＴＨ２に
設定されている（第３図参照）。
設定された閾値ＴＨ＋に応じて調整され、闇値ＴＨ２に
設定されている（第３図参照）。
次に上記構成になる装置１の温度制御動作について説明
する。
する。
レーザダイオード２の温度が上がると、サーミスタ１０
の抵抗値が下がり、素子８．９の一端の電圧ｖ１は第１
図中実線で示すように変化し、差動アンプ１４の非反転
入力端子の電圧ｖ２は第１図中実線で示すように変化す
る。
の抵抗値が下がり、素子８．９の一端の電圧ｖ１は第１
図中実線で示すように変化し、差動アンプ１４の非反転
入力端子の電圧ｖ２は第１図中実線で示すように変化す
る。
レーザダイオード２の温度が１．を越えてｔｌとなると
、電圧Ｖ＋が闇値ＴＨ＋を越え、素子８゜９には第１図
中実線の矢印で示す向きで電流１１が流れる。
、電圧Ｖ＋が闇値ＴＨ＋を越え、素子８゜９には第１図
中実線の矢印で示す向きで電流１１が流れる。
これにより、第４図に示すように、第１の素子８は、上
部接点８が冷却されて、熱を吸収する吸熱状態となり、
下部接点８ｂが発熱状態となる。
部接点８が冷却されて、熱を吸収する吸熱状態となり、
下部接点８ｂが発熱状態となる。
第２の素子９は、上部接点９ａが冷却されて、熱を吸収
する吸熱状態となり、Ｆ部接点９ｂが発熱状態となる。
する吸熱状態となり、Ｆ部接点９ｂが発熱状態となる。
レーザダイオード２の熱は、第１の素子８の上部８ａの
吸熱作用により当該上部接点８ａに吸収されて冷却され
る。吸収された熱は、下部接点８ｂより発生した熱と共
に、ヒートパイプ７内を矢印１５で示すように流れ、第
２の端７ｂより回路筐体６外に放熱される。
吸熱作用により当該上部接点８ａに吸収されて冷却され
る。吸収された熱は、下部接点８ｂより発生した熱と共
に、ヒートパイプ７内を矢印１５で示すように流れ、第
２の端７ｂより回路筐体６外に放熱される。
第２の端７ｂには、素子９のうち冷却されている上部接
点９ａが対向している。このため、第１の端７ａと第２
の端７ｂとの温度差は大きく、ヒートパイプ７内を流れ
る熱量はその分多くなり、熱は効率良く外部に放出され
る。
点９ａが対向している。このため、第１の端７ａと第２
の端７ｂとの温度差は大きく、ヒートパイプ７内を流れ
る熱量はその分多くなり、熱は効率良く外部に放出され
る。
これにより、レーザダイオード２は、第１には第１の素
子８により、第２には、第１の素子８とヒートパイプ７
と第２の素子９とにより、効率良く冷却され、温度は素
早＜１＋→ｔｏとされる。
子８により、第２には、第１の素子８とヒートパイプ７
と第２の素子９とにより、効率良く冷却され、温度は素
早＜１＋→ｔｏとされる。
上記とは逆に、レーザダイオード２の温度がｔ ｏ６よ
り下がってｔ２°となると、第２図に示すように電圧■
１が閾値ＴＨ＋より低くなり、素子８．９には第１図中
破線の矢印で示す向きで電流１２が流れる。
り下がってｔ２°となると、第２図に示すように電圧■
１が閾値ＴＨ＋より低くなり、素子８．９には第１図中
破線の矢印で示す向きで電流１２が流れる。
これにより、第５図に示すように、第１の素子８は、上
部接点８ａが発熱状態、Ｆ部接点８ｂが冷却されて吸熱
状態となる。
部接点８ａが発熱状態、Ｆ部接点８ｂが冷却されて吸熱
状態となる。
第２の素子９も上部接点９ｂが発熱状態、Ｆ部接点９ｂ
が吸熱状態となる。
が吸熱状態となる。
これにより、ヒートパイプ７の第２のＱ ７ ｂの温度
が第１の端７ａの温度より高くなり、ヒートパイプ７内
の熱の流れは上記の場合とは逆になり、熱はヒートパイ
プ７内を矢印１６で示すように流れ、第１の端７ａより
放出される。
が第１の端７ａの温度より高くなり、ヒートパイプ７内
の熱の流れは上記の場合とは逆になり、熱はヒートパイ
プ７内を矢印１６で示すように流れ、第１の端７ａより
放出される。
これにより、レーザダイオード２は、第１には第１の素
子８の上部接点８ａの発熱により、第２にはヒートパイ
プ７の第１の端７ａよりの放熱により効率良く加熱され
、温度は素早＜ｔ２→ｔ０とされる。
子８の上部接点８ａの発熱により、第２にはヒートパイ
プ７の第１の端７ａよりの放熱により効率良く加熱され
、温度は素早＜ｔ２→ｔ０とされる。
これにより、レーザダイオード２の温度は所定の温度ｔ
ｏに一定に応答性良く制御され、レーザダイオード２の
動作は安定に保たれる。
ｏに一定に応答性良く制御され、レーザダイオード２の
動作は安定に保たれる。
本発明によれば、レーザダイオードの温度を所定の温度
に効率良く制御することが出来るため、レーザダイオー
ドを継続して安定に動作させることができる。
に効率良く制御することが出来るため、レーザダイオー
ドを継続して安定に動作させることができる。
第１図は本発明の一実施例によるレーザダイオードの温
度制御装置を示す図、 第２図は温度と電圧Ｖ＋ どの関係を示す図、第３図は
温度と電圧ｖ２との関係を′示す図、第４図はレーザダ
イオードの温度が所定の温度より高くなったときの温ｒ
ｔ１ｔ１１制御を説明する図、第５図はレーデダイオー
ドの温度が所定の温度より低くなったときの温度制御を
説明する図である。 図において、 １はレーザダイオードのＵ度ｆｂｌｌｔ１１装４．２は
レーザダイオード、 ６は回路筐体、 ７はヒートパイプ、 ↑ ８ｂ、９ｂは下部接点、 １
チ ９は第２の電子冷熱素子、 ６
１０はサーミスタ、
−１１１は温度制御回路、 １２は第１の閾値設定部、 １３は第２の閾値設定部、 １４は差動アンプ、 １５．１６は熱の流れを示す矢印である。 二部 峠 温度と電圧Ｖ１との関１季を示１図 第２図 温度と１Ｌ圧−Ｖ２との関イ料示寸図 第３図 プ′タイオードの温＆γ７’ｌＴ定の獄より＜ ’Ｊ−
）ｒ：ときの偶渡制徊躇暁明憚ろ図第４図 レーザ゛°り゛イオードの温度匠ＰｆＴ定の月区度Ｘリ
イ氏（゛ブフたときの温皮散］＃ぎお乙明］ろ因業５
図
度制御装置を示す図、 第２図は温度と電圧Ｖ＋ どの関係を示す図、第３図は
温度と電圧ｖ２との関係を′示す図、第４図はレーザダ
イオードの温度が所定の温度より高くなったときの温ｒ
ｔ１ｔ１１制御を説明する図、第５図はレーデダイオー
ドの温度が所定の温度より低くなったときの温度制御を
説明する図である。 図において、 １はレーザダイオードのＵ度ｆｂｌｌｔ１１装４．２は
レーザダイオード、 ６は回路筐体、 ７はヒートパイプ、 ↑ ８ｂ、９ｂは下部接点、 １
チ ９は第２の電子冷熱素子、 ６
１０はサーミスタ、
−１１１は温度制御回路、 １２は第１の閾値設定部、 １３は第２の閾値設定部、 １４は差動アンプ、 １５．１６は熱の流れを示す矢印である。 二部 峠 温度と電圧Ｖ１との関１季を示１図 第２図 温度と１Ｌ圧−Ｖ２との関イ料示寸図 第３図 プ′タイオードの温＆γ７’ｌＴ定の獄より＜ ’Ｊ−
）ｒ：ときの偶渡制徊躇暁明憚ろ図第４図 レーザ゛°り゛イオードの温度匠ＰｆＴ定の月区度Ｘリ
イ氏（゛ブフたときの温皮散］＃ぎお乙明］ろ因業５
図
Claims (2)
- （１）一端（７ａ）を回路筐体（１０）の内部、他端（
７ｂ）を該回路筐体（１０）の外部に露出させて設けた
ヒートパイプ（７）と、 レーザダイオード（２）を支持し、上記ヒートパイプ（
７）の上記一端（７ａ）に取付けられた第１の電子冷熱
素子（８）と、 上記ヒートパイプ（７）の上記他端（７ｂ）に対向して
設けた第２の電子冷熱素子（９）と、上記レーザダイオ
ードの周囲の温度を検出する温度センサ（１０）と、 上記の温度を設定した温度に維持すべく、上記温度セン
サ（１０）の出力に応じて上記第１、第２の電子冷熱素
子を吸熱、発熱させる温度制御回路（１１）とを備えた
レーザダイオードの温度制御装置。 - （２）前記温度制御回路（１１）は上記温度センサによ
り検出した温度が設定温度より高いときには、上記第１
の電子冷熱素子のレーザダイオード側が吸熱しヒートパ
イプ側が発熱し、上記第２の電子冷熱素子のヒートパイ
プ側が吸熱するように、温度が設定温度より低いときに
は、上記第１の電子冷熱素子のレーザダイオード側が発
熱しヒートパイプ側が吸熱し、上記第２の電子冷熱素子
のヒートパイプ側が発熱するように、上記第１、第２の
電子冷熱素子に電流を流すことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のレーザダイオードの温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13843287A JPS63302584A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | レ−ザダイオ−ドの温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13843287A JPS63302584A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | レ−ザダイオ−ドの温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302584A true JPS63302584A (ja) | 1988-12-09 |
Family
ID=15221836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13843287A Pending JPS63302584A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | レ−ザダイオ−ドの温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63302584A (ja) |
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-
1987
- 1987-06-02 JP JP13843287A patent/JPS63302584A/ja active Pending
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