JPWO2018116634A1 - 光モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係る光モジュールは、第1ベース部材と、第1ベース部材と空間的に離隔して設けられている第2ベース部材と、第1ベース部材上に配置される赤色の光を出射するように構成された第1レーザと、第2ベース部材上に配置され、赤色とは異なる色を出射するように構成された第2レーザと、第1ベース部材に接触して配置され、第1レーザの温度を調整するように構成された第1電子冷却モジュールとを含む。
さらに、第1電子冷却モジュールの発熱量が少なくなるため、主にそのサイズによって放熱能力が決まるヒートシンク、引いてはヒートシンクを含めた放熱システムの小型化を図ることができる。その結果、システムサイズの小型化を図りながら、消費電力の低減を図ることができる。また、第2ベース部材は、第1ベース部材と空間的に離隔して設けられているために、第1ベース部材と第2ベース部材との間に熱伝導が生じることを抑制できる。
(実施の形態1)
次に、本開示に係る光モジュールの一実施の形態である実施の形態1を、図1〜図11を参照しつつ説明する。図2は、図1のキャップ40を取り外した状態に対応する図である。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない場合がある。
第1TEC30はペルチェモジュール(ペルチェ素子)である。そして、第1TEC30に電流を供給して電流を流すことにより、吸熱板に接触する第1ベース板60の熱が基部10へと移動し、第1ベース板60が冷却される。その結果、赤色レーザダイオード81の温度上昇を抑えることができる。なお、第1TEC30については、たとえば、光モジュール1がたとえば−(マイナス)40℃(摂氏)といった極低温の環境に配置された場合等、光モジュール1を加熱した方が赤色レーザダイオード81の出力効率の観点から良い場合には、第1TEC30に逆方向の電流を流すことにより、温度の移動を逆転させて第1ベース板60を加熱することもできる。また、第1TEC30の作動時において第1TEC30自体も発熱する。第1TEC30の安定した作動を確保するために、第1TEC30の作動時に発生した第1TEC30の熱を取り除く必要がある。
図4を参照して、放熱システム101は、第1TECの作動時に発生した第1TEC30の熱を放熱により取り除くために設けられる。放熱システム101は、ヒートシンク102と、押さえ板103と、ファン104と、コネクタ105とを含む。ヒートシンク102の材質としては、たとえばアルミニウム、鉄、銅などの伝熱特性の良い金属材料が選択される。なお、図4中において、破線の矢印で光モジュール1の光の出射方向を示している。
第1ガイド部103Aは、キャップ40のうち、光の出射方向に直交する方向に位置する一方の側面(Y軸方向における一方の側面)側に配置される。第2ガイド部103Bは、キャップ40のうち、出射窓41が位置する側と反対側に位置する側面側に配置される。
第3ガイド部103Cは、キャップ40のうち、光の出射方向に直交する方向に位置する他方の側面(Y軸方向における他方の側面)側に配置される。すなわち、光モジュール1は、ベース部材106の一方の主面106A上において、押さえ板103によって、その位置決めがなされている。なお、光モジュール1の板厚方向の厚みは、押さえ板103の板厚方向の厚みよりも大きいため、光モジュール1は、押さえ板103よりもZ軸方向に突出した構成となる。また、光モジュール1は、基部10の他方の主面10B側とベース部材106の一方の主面106Aとの間に放熱グリス(図示せず)を塗布して取り付けられる。こうすることにより、基部10の他方の主面10Bとベース部材106の一方の主面106Aとの接触状態を良好にして、第1TEC30により発生した熱を効率的にヒートシンク102側に伝熱させることができる。
図7中のグラフにおいても、図5および図6と同様に雰囲気の温度が−20℃の場合、雰囲気の温度が0℃の場合、雰囲気の温度が10℃の場合、雰囲気の温度が20℃の場合、雰囲気の温度が30℃の場合、雰囲気の温度が40℃の場合、雰囲気の温度が50℃の場合、雰囲気の温度が60℃の場合のそれぞれを線で表している。しかし、各線が重なっているため、理解の容易の観点からそれらに付する符号を省略する。なお、重なっている線については、温度が−20℃の場合が最も線13Aに近く、温度が0℃の場合、温度が10℃の場合、温度が20℃の場合、温度が30℃の場合、温度が40℃の場合、温度が50℃の場合、温度が60℃の場合の順に線13Bに近づいている。
次に、本開示にかかる光モジュールの他の実施の形態である実施の形態2を説明する。
図12および図2を参照して、本実施の形態における光モジュール1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態2における光モジュール1は、第2電子冷却モジュール(第2TEC)32およびサーミスタ44をさらに含んでいる点において、実施の形態1の場合とは異なっている。
10 基部
10A 一方の主面
10B 他方の主面
11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11H,11J,11K,12A,12B,12C,12D,12E,12F,12G,12H,12J,12K,13A,13B,14A,14B,14C,14D,15A,15B,15C,15D,15E,16A,16B,16C 線
20 光形成部
21 隙間
30 第1電子冷却モジュール(第1TEC)
31,33 放熱板
32 第2電子冷却モジュール(第2TEC)
40 キャップ
41 出射窓
43,44 サーミスタ
51 リードピン
60 第1ベース板
60A 一方の主面
60B 他方の主面
60C 側面
61 第1ベース領域
62 第1チップ搭載領域
63 第1レーザ搭載領域
65 第2ベース板
65A 一方の主面
65B 他方の主面
65C 側面
66 第2ベース領域
67 第2チップ搭載領域
68 第2レーザ搭載領域
69 第3レーザ搭載領域
71 第1サブマウント
72 第2サブマウント
73 第3サブマウント
74 第4サブマウント
75 第5サブマウント
76 第6サブマウント
77 第1レンズ保持部
78 第2レンズ保持部
79 第3レンズ保持部
81 赤色レーザダイオード
82 緑色レーザダイオード
83 青色レーザダイオード
88 第1突出領域
89 第2突出領域
91 第1レンズ
92 第2レンズ
93 第3レンズ
91A,92A,93A レンズ部
94 第1フォトダイオード
95 第2フォトダイオード
96 第3フォトダイオード
94A,95A,96A 受光部
97 第1フィルタ
98 第2フィルタ
101 放熱システム
102 ヒートシンク
103 押さえ板
103A 第1ガイド部材
103B 第2ガイド部材
103C 第3ガイド部材
104 ファン
105 コネクタ
106 ベース部材
106A 一方の主面
106B 他方の主面
107 フィン
108A,108B,108C,108D ねじ穴
109A,109B,109C,109D ねじ
Claims (5)
- 第1ベース部材と、
前記第1ベース部材と空間的に離隔して設けられている第2ベース部材と、
前記第1ベース部材上に配置される赤色の光を出射するように構成された第1レーザと、
前記第2ベース部材上に配置され、赤色とは異なる色を出射するように構成された第2レーザと、
前記第1ベース部材に接触して配置され、前記第1レーザの温度を調整するように構成された第1電子冷却モジュールとを含む、光モジュール。 - 前記第2レーザは、緑色の光または青色の光を出射するように構成された、請求項1に記載の光モジュール。
- 前記第2ベース部材に接触して配置され、前記第2レーザの温度を調整するように構成された第2電子冷却モジュールをさらに含む、請求項1または請求項2に記載の光モジュール。
- 前記第1レーザと前記第2レーザとの基準面からの光軸高さは、一致するように構成された、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光モジュール。
- 前記第1ベース部材、前記第2ベース部材、前記第1レーザ、前記第2レーザ、前記第1電子冷却モジュールおよび前記第2電子冷却モジュールを取り囲む保護部材をさらに備える、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光モジュール。
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