TW200935690A - Optical transmission module and optical transmission system - Google Patents

Description

200935690 六、發明說明： 【交叉參考之相關申請案】 本發明係以2007年9月4日提出中請之日本 2007-229283號作為優先權案基礎，在此以參考資料二吻茶笫 揭示之内容。 式併入其所 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種光傳輸模組及一種光傳輪系 例如一半導體雷射裝置輸出一光束。 τ凡具利用 〇 ❹ 【先前技術】 =發明相關之一光傳輸模組，包含設於載具106上之 1(U、-監控 PD (ph0todi0de，光二極體）1〇2 Γ〇7 :上及透鏡綱’如圖1所示。載具_係設置於帕爾βϊ π i了要健震紐長恆定、並敎光輸出，雷職置101公 度=定。因此，在圓1所示之光傳輸模組中， 1雷ϊίΐ:度’電熱調節器103設置於雷射裝置而之鄰近， $電>巩通過帕爾帖裝置107以保持電熱調節器103之電阻值為恨 射裝置、一明之光傳輪系統，其包含-半導體雷 可ίί的控ίίίίί導體光調節裝置、及一溫度控制單元，而 之底部上的—她巧裝置及電吸收式轉體光調節裝置之各者 熱電冷卻元件，‘牛本加熱器，且在其下再設置一 者。 日本專利公開公報第2000-228556號所揭示 上設光學裝置模組，其包含在-光子裝置 應器，例如日模、该熱傳導模組包含一熱源及一溫度感 日本專利公開公報帛雜23廳號所揭示者。 200935690 .作為有關於本發明之另一系統，其在一殼體中設有半導體雷 射，該殼體乃遮蔽雷射束出口端表面使其不受外部空氣影響、且 根據外部空氣溫度偵測器所偵測到的信號驅動加熱器，例如曰 專利公開公報第61-216381號所揭示者。 ”' 接著，以下將敘述各習知技術的問題。 ❹ 在圖1所示之光傳輸模組的情況中，若封裝108與載具 之間之溫度差量在例如封裝之外的溫度降低時增加，則帕^帖敦 ^〇7之上表面及下表面之間的溫度差會變大，從而使帕爾 ，生失真。如此產生之帕爾職置之失真會影響雷射裝置或^ 透鏡的設置狀態。結果，雷射束會偏離且光輸出會傾斜。— 卻元2QQ()_228556號所述之技術中’乃於熱電冷 if 一電子馬達，因此’在熱電冷卻元件之上表面與下 之上二產生很A的溫度差異’然而’對抗熱電冷卻元件 之間的溫度差量造成的量測失真的方式卻未經 體上之槿於透過熱電冷卻元件將個別元件固定於一殼 晋之f ϊΐ此技術中不考慮藉由設置複數個含有發光裝 把撼八早70 (例如絲）上而_平義定的效果。 力埶ίi ☆報雇·232065號的系統包含—作為教源之 ❹ 上，但並不考慮藉由設置複數個含有發光裝置 根據由外部空氣、，以^1·216381號之系統包含—加熱器，其係 具有冷卻功能之的md 元件在-支撐單ί 〇 f，含藉由設置複數個含有發光裝置之 (例如基板）上而達到平穩固定的效果。 【發明内容】 本么月之例不性目標為解決上述之個別問題。因此，本發明 5 200935690 之一例示性目標為提供一種光傳輸模組及一種光傳輸系統，其包 含女裝於支撐單元上之複數個含有發光裝置的元件，其可抑制因 ，度調整單元對於發光裝置、支撐單元等實施溫度調整而在溫度 调整單元之上表面及下表面之間產生之溫度差量所造成的失真； 且可保持穩定的光效能。 一為了要達成此例示性目標，根據本發明之光傳輸模組包含以 :凡件：一支樓單元’其上設有包含至少-發光裝f之複數之元 件’-溫度調鮮元’倾該支料元麟發絲置之溫度調整； 及一加熱單元，設置於該支撐單元之内。 根據本發明之一光傳輸系統包含根據上述發明之光傳輸模 【實施方式】 接著參照附圖對根據本發明之光傳輸模組及光傳輸系統之一 例不性實施例應用作出詳細說明。 百先，以下將敘述各個例示性實施例相同之大綱。

在士發明中之各個例示性實施例之光傳輸模組構造成如圖2 二斤二俾使複數個包含至少—發絲置之元件設置於—支樓單元 餐’及固定於另—表面上之—溫度調整單元，該溫度調 對⑽支料元及該發絲置進行溫度繼。此外，在 Μ支，早7L之内設置用以加熱該發光裝置之一加熱單元。 内之加性實施例中，以此方式設置於支樓單元 元之上表面及下表面之間的溫度差量增加。因 造成的失』產生溫ί調整單元之上表面及下表面之間的溫度差量 r楚 ’彳足而保持穩定的光效能而無雷射束偏離。 [第一例示性實施例] fif?、附圖’詳細敘述本發明之第-例示性實施例。 ‘，、、員不根據本發明之帛-例雑實關之麟輸模組之頂 200935690 視圖。圖4顯示沿著圖3之線A-A，所繪之剖面圖。 (二所7^下列7"件設置於形成為_基板的多層板 (板形構件）6Α及6Β之载具（支撐單元）6之上： Π裝St?裝用置”、用以監控雷射裝置1之光輸出的監控 光裝感測單元）3、用以聚焦雷射束之透鏡（“元件）(4發 ί二=裝固地固定在以金屬材料 ^ f ί中。透射窗^形成於封裝8之上，以輸出雷射 1經由透鏡4集中的雷射束。 ㈣笛射裝置 ❹ 線圖Ϊί，6A及6B ’且载具6之結構係為設有接 線圖案麵多層基板。在陶究基板όΑ及S = (加，奶，其係由包含狀合金薄膜所“之：^且力=器 可以使用氮化鋁或是矽基板來取代陶瓷基板6Α、6β ^ 對於加熱器5而f，電流係由封裝8 供此時，在加熱器5之中，會取決於電流 =身之電阻值而產生焦耳㈤e)熱能。離能;5

G 置1及電細節113等之溫度。因此，控 ===控制設置於加熱器5之正上方:是 中包;:傳度sr丨示性實施例 雷射裝置1必須保持震盪波長H定。因此，必 之溫度精確調整於預定溫度。為了要準 梦^射裝置1 電熱調節器3設置於熱能上接近雷射m裝^之溫度， 的電阻值隨著溫度而改變，因此，其電熱調節器3 制電路（ATC)(控制單元）9作為控H專送到自動溫度控

流 6A 自動溫度控制電路9轉換該信號成為_ 然後，該信號送至—㈣苗帖裝置的驅動電 200935690 郎器3。此種回饋電路可以穩定雷射裝置1厢的溫度達到預 的外ΐίίΪΪ3溫度下降的一個例子。設置於封裝8之外 乃根據電熱調節器3被加熱。自動溫度控制電路9 熱量。明2輸出而調整電流以減少帕爾帖裝置7的加 雷射裝置i及“㈡=及翻帖裝置7的總加熱量係傳送至

Q 相對而言，為了要冷卻雷射裝之周 ====況中，㈣溫度控制電路9便 過帕爾帖裝置7。因此，帕爾帖裝置7冷卻雷射 裝置1及載具6之關，以㈣溫度。 1由对 之製Si照圖4,以下將敘述根據此例示性實施例之光傳輸模組 ❹ 卜包含軸合金電阻耕餘__絲板6A之 喊—電極以構成加熱11 5。_化加健5俾使熱 5以二/L佈於陶竟基板6Α的整個表面。織堆疊陶究基板' =成夕層載具6。陶究基板6Α及6Β可由氮化紹或是石夕製造。 斤w ^後，使用共熔的銲料（例如AuSn)將雷射裝置1及電埶調 3，定於載具6之上。電熱調節器3設置於熱能上接近雷射° 巧1之位置。接著，將監控PD 2固定於雷射裝置！之後向 f發射之處。透鏡4乃固定於雷職置！之前向雷射束發射處的 。包含該等元件於其上之載具6顧定於預先焊接好的 帕爾帖I置7之上。最後，設有載具6的帕爾帖裝置7係固定於 封裝8之上，以取得光傳輪模組。 、 在此例示性實施例中，乃使用形成加熱器5作為載具6之_ 内層的處理，從而使通過加熱H 5㈣流讓加熱器5成為加熱元 件。因此，具有以下優點：減少帕爾帖裝置7之產埶值、藉 制帕爾帖裝置7之上表面及下表面之間瓣差量二少;宝抑 200935690 如上述’在第-例示性實施财，加熱器 之内，並與帕爾帖裝置7集成以控制 J : = 6 泪為帕爾帖裝置7的加熱造ί的=、 穩定成讀量光__下仍能維持 Λ献更Γί而言，由帕爾帖裝置7產生的—部分熱能係由加熱器5 = 帕爾帖裝置7產生的溫度差量。故帕爾帖 予置7之酿度差里所造成的帕爾帖裝置7本身之失 二戈雷射裝置1發射的前向雷射束。因此，、本發明提供 ❹ 夠減少因為溫度改變造成的前向光触及後 向九輸出之間的偏向，亦即搜尋誤差。 祕ίίΐ例雜實補的光倾齡，其結齡使加熱器5建 ίΐϋΐ内而可得到更高的安裝赌彈性，例如把雷射裝置1 表面之上而不是把加熱器設置於載具表面之上。且， 據此例示性實施例之構造，載具6較不可能因其上表 下表面之間的溫度差量造成變形。 :目丨从^進步，根據此例示性實施例之光傳輸模組（包含用以偵 ❹ ’電埶ίϊί5外部溫度感測器1〇、及用作發光裝置溫度偵測器之 ^调即& 3) ’其可以在更高速度下實施具有更高精確度的溫度 &认卜’光傳輸系統（包含根據此例示性實施例之光傳輸模組） =外指度感_ 1G及電__3的溫度侧結果實施溫度 ^ 因此，可以將雷射裝置1周圍的溫度穩定至一明確的設定 ’ 上述’從而可藉由上述之光傳輸模組得到穩定的光效能。 [第二例示性實施例] 接著’描述根據本發明之第二例示性實施例。 僅私ί第二例示性實施例中，上述第一例示性實施例中之加熱器5 j於需要加熱的雷射褒置之鄰近，且設置溫度感測器（發光 t溫度偵測器）13於載具6之内來取代電熱調節器3。 在第二例示性實施例中’如圖6所示，加熱器15僅設置於雷 9 200935690 U之下’以縮減加熱區，藉此展現用於加熱之低功率消耗 的慢點。 . 的、田用與加熱器15相同的方式形成由包含_合金 的▲度感測裔13 (其電阻值隨著溫度而線性改變）於 層上’可以去除電熱調節H 3。以與加熱器 ' 在 板上形成溫度13可減少鋪。 ⑽雜陶免基 可使用第一例示性實施例中所述之電熱調節 例示性實施例中之溫度感測器13。 即⑸采取代第- η 第二例示性實施例，僅在需要加熱的雷射裝置 ❹ ❹ ί接加鮮5而使加絲5實杨熱，如此可以 ί 加‘、、、。因此，此例示性實施例提供包含帕爾帖裝置7的 光傳雛組’其能夠得到如上述第__例示性實 ^ 、 此外還能達成低總功率消耗的效果。貫例樣的優點， 如上述，此例示性實施例促使光模組減少功 空氣溫度的改變造成之微量光輸出變動下仍能維持穩定之 [第三例示性實施例] 接著丄下面將描述本發明之第三例示性實施例。 在第三例示性實施例中，使用與上述之第二 力 同熱阻之材料來作基板6Α及6Β。 其技t第三例示性實施财，如圖7所示，使用低熱阻材料製作 ，且使用高熱阻材料製作基板犯。因此，加熱 々,、、、，夠有效地傳送到包含雷射裝置】的元件，但力^ 生的熱能不能輕易的傳送到帕爾帖裝置7。 …、 如上述’藉由增加為多層基板的 間的溫度差量，吾人可將帕爾帖聚之 表面之 溫度差量減少某個量’此量相當2間= 的溫度差量。因此，此例示性實施 施例所述之相同優點，且这之第—例不性實 表面之間的_由帕爾帖裝置7之上表面及下 他皿度差h摘失真產生、且作為光倾模組，其可 200935690 更進一步穩定光效能。 叙述之第三例示性實施例中，該基板包含由任意數目的適 ? ° ； ^ 5 而η埶ί靠近雷射裝置1者）上之基㈣由低熱崎料製成' 之另一侧上(較接近帕爾帖裝置7者)的另土i板 係由咼熱阻材料製成。 』力基板 [第四例示性實施例] 接著，下面將描述本發明之第四例示性實施例。 性實施峨供—種構造，⑽在第二例報實施例 之構k中部分加上高熱阻材料。 ❹ 5ϋ例f性實補中，將高熱崎料6C ^錢置於加敎器 5f侧（較靠近帕爾帖裝置7者）上，如圖8所示。加 與咼熱阻材料6C係夾設於基板6A及6B之間。 、° 加熱器5之一侧（較靠近載具6之帕爾帖裝置7者） 上权置南熱阻材料6C，比起雷射裝置！側，加熱器5產生之執 較不易傳送$彳_帖裝置7侧。藉由增加為多層基板之载具6之 上表面及下表面之間的溫度差量，可以把帕爾帖装置7之上表面 及下表面之間的溫度差量減少某個量，此量相當於載具6之上 面及下表面之間的溫度差量。 一利用第四例示性實施例之構造，來自加熱器5之熱能乃偏繞 過高熱阻材料6C後傳送到帕爾帖裝置7。因此，與上述之第三例 示性實施例比較，此實施例對於增加載具6之上表面及下表面之 間的溫度差量的效應較小，但可以比第三例示性實施例減少更多 的基板失真量。 因此，此例示性實施例提供與上述之第二例示性實施例相同 之優點，還能更進一步限制由帕爾帖裝置7之上表面及下表面之 間的溫度差量造成的失真庠生，作為光輸出模組，其可更進一步 穩定光效能。 ' [第五例示性實施例] 接著，下面將描述本發明之第五例示性實施例。 200935690 縣五例示性實施财，僅在加熱器5及雷射 之板形構件之基板6A的其他部分係以高 ^材科製成”又置於帕爾帖裝置7侧的基板6B亦以高熱阻材料 及雷Ξΐΐ’ιΐ^ϋ示性實施例中’低熱阻材料僅設置於加熱器5 產生的熱能可有效的傳送到雷射裝置1，但加』5 產生的…、能不能輕易的傳送到帕爾帖裝置7。 藉由增加為多層基板之載具6之上表面及下表面之 皿度差罝’以把帕爾帖裝置7之上表面及下表面之产 g少=量，二量相當於載具6之上表面及下表面之間二 ，差1。因此’此例示性實施例提供與上述之第二例示 ^同之優點’還能更進—步關由_帖裝置7之上表面及下表 之，的溫度差量造成的失真產生而提升載具6之失真量降低效 應，並作為光輸出模組，其可更進一步穩定光效能。 - ❹ 芦構ίΐΪί第Ϊ例示性實施例中，基板包含由任意數目的複數 ，構成之結構，並不只限於包含兩層。在此情況中，在加 ^一侧（較靠近雷射裝置i者）上之基板，在鄰近雷射 分設有低熱阻材料6D ’而其他部分係由高熱阻材料製成。 ^ ^板亦即在加熱器5之另-侧上的基板（較靠 置7者）係由高熱阻材料製成。爾帖裝 [其他例示性實施例] 第二例示性實施例中所述之溫度感測器13可用作為各實 電熱調知器3之替代物。即使是在使用電熱調節器3作為發 ^置溫度偵測器的情況中，本發明亦可以相同方式應用於任何 12 200935690 频^上^各個例示性實施射，基板包含由任意數目的複數 f 限於包含兩層。在此情況中，加熱器係夾 δ 又於構成載具之任意基板之間。 於一ϊΐ，根據ί發明，藉由將包含發光裝置之複數元件固定 二以f樓早70上’每件均可被穩定支撐。此時，可以抑制由 控制發光裝置及支料元之溫度的溫度單元之上表面及下 面之間的溫度差量造成的失真產生，輯持穩定的光效能。 ㈣本發明之產業上利用性。本發明能夠抵擋溫度改變 ，穩疋光效ι，適用於具有環賴作溫·陳寬的光傳輸 統，例如波分傳輸系統。 ❹ 前述說明為本發明之較佳例示性實施例，但本發明並不 ϊϊ及ΐί不脫離本發明之精神及範圍之内，可對本發明作出各種 【圖式簡單說明】 二，示與本發明有關之技術之光傳輸模組之縱剖面圖； 之概略圖^發明之各侧滩魏狀捕輸·之實質部分 =3為根據本發明之第—例示性實酬之光傳輪模組構造之 頂寻見圖， ❹ 圖4為/σ著圖3之A-A’線所繪之剖面圖； 圖5為顯示讀輸模組觸之控制構造之方塊圖； 圖6為根據本發明之第二例示性實施例之光傳輸模組構造之 9 頂視圖 根據本發H例示性實施例，顯示光傳輸模組及 其載具周圍之詳細構造之縱剖面圖； 根ΐ本發明之第四麻性實施例，齡光傳輸模組及 其載具周圍之詳細構造之縱剖面圖；及 装葡根ί本發明之第五例示性實施例，顯示光傳輸模組及 其載具周圍之詳細構造之縱剖面圖。 汉 13 200935690 【主要元件符號說明】 1 :雷射裝置

2 :監控PD 3 :電熱調節器 4 :透鏡 5 :加熱器 6 :載具 6A :陶瓷基板 6B :陶莞基板 7:帕爾帖裝置 8 :封裝 8a :透設窗 9:自動溫度控制電路 10 :外部溫度感測器 11 :雷射裝置 13 :溫度感測器 15 :加熱器 16 :載具

101 :雷射裝置 〇 102 :監控 PD 103 :電熱調節器 104 :透鏡 106 :載具 107 :帕爾帖裝置

Claims (1)

1. 200935690 <、τ靖專利範圍： l.一種光傳輸模組，包含·· 支樓單元，其上設有複數元件，該複數元件包含至少一 光元件； 溫 二一溫度調整單元，對於至少該支撐單元及該發光裝置實施 度調整；及 一加熱單元，設於該支撐單元之内。 2. 如申請專利範圍第1項之光傳輸模組，其中，該加熱單元係設置 於該支撐單元之内的該發光裝置之鄰近處。 ❹ 3. 如申請專利範圍第1項之光傳輸模組，其中 該支撐單元包含至少二板形構件；且 該加熱單元係夾設於該等板形構件之間。 4. 如申睛專利範圍第3項之光傳輸模組，其中，位於該加熱單元之 :侧上，且其較靠近該發光裝置之該板形構件係由一低熱阻材料 製成，而另一該板形構件係由一高熱阻材料製成。

   5. 如申请專利範圍第3項之光傳輸模組，其中，一高熱阻材料係設 ，於該支撐單元之-側上，並較靠近該支解元内之該溫度調整 單元。 6. 如t請專利範圍第3項之光傳輸模組，其中，該支撐單元在該加 熱單元之一側上之該板形構件内鄰近該加熱單元處包含一低熱阻 材料，且其較為靠近該發光裝置，而該板形構件之其他部分及另 一該板形構件係由一高熱阻材料製成。 7. 如申請專利範圍第1項之光傳輸模組，其中，該支撙單元及該温 度調整單元係設置於一封裝中，且該支撐單元係固定於該溫度調 15 200935690 跫早701上 以透過該溫度調整單元接觸該封装 娜發光裝置之 内。 反尤眾置酿度偵測早π係設於該支撐單元之 ❹ 10.如申請專利範圍第1項之光傳輸模組，其中 =之該複數元件包含-鮮元件，其斜4發 η·-種光傳輸系統’包含申請專利範圍第1項之光傳輸模組。 12.—種光學傳輪系統，包含： 申請專利範圍第7項之光傳輸模組；及 外^/jnt度偵測單元，彳貞測該封聚之外之一溫度，其中 ❺ 制。熱單元基於該外部溫度躺單元之-偵測結果實施溫度控 13.—種光傳輸系統，包含·· 一申，專利範圍第8項之光傳輸模組；及 ’其基於該魏裝置溫度細單元之-侧結果實抱 >皿度控制。’ 八、圖式： 16