JP3149965B2 - 光半導体モジュ−ル - Google Patents
光半導体モジュ−ルInfo
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/02484—Sapphire or diamond heat spreaders
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体モジュ−ルに
関し、特に、半導体レ−ザと光ファイバピグテ−ルとを
光軸調整し、これをパッケ−ジに搭載した構造を持つ光
半導体モジュ−ルに関する。
関し、特に、半導体レ−ザと光ファイバピグテ−ルとを
光軸調整し、これをパッケ−ジに搭載した構造を持つ光
半導体モジュ−ルに関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ通信等に用いられる光半導体
モジュ−ルは、光出力用の光ファイバピグテ−ルを備え
たモジュ−ルとして、従来より提供されている。そし
て、この光半導体モジュ−ルとして、半導体レ−ザがレ
ンズを介して光ファイバと光学調整されている構造のも
のが多い。
モジュ−ルは、光出力用の光ファイバピグテ−ルを備え
たモジュ−ルとして、従来より提供されている。そし
て、この光半導体モジュ−ルとして、半導体レ−ザがレ
ンズを介して光ファイバと光学調整されている構造のも
のが多い。
【0003】従来のこの種光半導体モジュ−ルを図2に
基づいて説明する。図2は、従来の光半導体モジュ−ル
の縦断面図であって、これは、半導体レ−ザ1、ヒ−ト
シンク2、チップキャリア3、モニタホトダイオ−ド
4、セルフォックマイクロレンズ21、ホルダ22、ス
ライドリング8、フェル−ル9、光ファイバ10、ペル
チェ素子12、パッケ−ジ13より構成されている。
基づいて説明する。図2は、従来の光半導体モジュ−ル
の縦断面図であって、これは、半導体レ−ザ1、ヒ−ト
シンク2、チップキャリア3、モニタホトダイオ−ド
4、セルフォックマイクロレンズ21、ホルダ22、ス
ライドリング8、フェル−ル9、光ファイバ10、ペル
チェ素子12、パッケ−ジ13より構成されている。
【0004】そして、セルフォックマイクロレンズ21
は、ハ−ドソルダ20によりホルダ22に固定されてお
り、また、半導体レ−ザ1は、セルフォックマイクロレ
ンズ21を介してフェル−ル9と光学調整され、このフ
ェル−ル9は、スライドリング8を介してホルダ7とY
AG溶接により固定されている。更に、上記ホルダ7
は、ペルチェ素子12をはさんでパッケ−ジ13にハン
ダ付けで固定されており、また、上記フェル−ル9は、
ハンダ11でパッケ−ジ13の側面に固定され、同時に
気密封止した構造を有している。
は、ハ−ドソルダ20によりホルダ22に固定されてお
り、また、半導体レ−ザ1は、セルフォックマイクロレ
ンズ21を介してフェル−ル9と光学調整され、このフ
ェル−ル9は、スライドリング8を介してホルダ7とY
AG溶接により固定されている。更に、上記ホルダ7
は、ペルチェ素子12をはさんでパッケ−ジ13にハン
ダ付けで固定されており、また、上記フェル−ル9は、
ハンダ11でパッケ−ジ13の側面に固定され、同時に
気密封止した構造を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の光半導体モジュ
−ルは、図2に示すように、通常、半導体レ−ザ1、セ
ルフォックマイクロレンズ21及びフェル−ル9を保持
するため、ホルダ22を有している。ところで、セルフ
ォックマイクロレンズ21の熱膨張係数は、Hレンズで
115×10-7deg-1である。このような熱膨張係数
を持つセルフォックマイクロレンズ21をホルダ22に
固定する際、このレンズ21のクラックを防止するため
に、ハ−ドソルダ20とホルダ22の各材料として、そ
の熱膨張係数が上記レンズ21の熱膨張係数に近いもの
を選択して使用されている。
−ルは、図2に示すように、通常、半導体レ−ザ1、セ
ルフォックマイクロレンズ21及びフェル−ル9を保持
するため、ホルダ22を有している。ところで、セルフ
ォックマイクロレンズ21の熱膨張係数は、Hレンズで
115×10-7deg-1である。このような熱膨張係数
を持つセルフォックマイクロレンズ21をホルダ22に
固定する際、このレンズ21のクラックを防止するため
に、ハ−ドソルダ20とホルダ22の各材料として、そ
の熱膨張係数が上記レンズ21の熱膨張係数に近いもの
を選択して使用されている。
【0006】選択されるホルダ22の材料として、従
来、熱膨張係数が117×10-7deg-1のSS41が
用いられている。しかしながら、SS41のホルダ22
を使用した従来の光半導体モジュ−ルは、その冷却能力
としては、環境温度が65℃であり、市場から要求され
る環境温度70℃に適応できないという問題点が存在す
る。
来、熱膨張係数が117×10-7deg-1のSS41が
用いられている。しかしながら、SS41のホルダ22
を使用した従来の光半導体モジュ−ルは、その冷却能力
としては、環境温度が65℃であり、市場から要求され
る環境温度70℃に適応できないという問題点が存在す
る。
【0007】そこで、本発明は上記問題点を解消するこ
とを技術的課題とし、特に、非球面レンズのクラックを
防止することができ、また、冷却能力を向上させる光半
導体モジュールを提供することを目的とする。
とを技術的課題とし、特に、非球面レンズのクラックを
防止することができ、また、冷却能力を向上させる光半
導体モジュールを提供することを目的とする。
【0008】
【発明が解決するための手段】そして、本発明は、半導
体レーザと光ファイバピグテールがホルダに固定された
レンズを介して光軸調整された光半導体モジュールにお
いて、前記ホルダをCuWで構成し、かつ、前記レンズ
を熱膨張係数がCuWの熱膨張係数に近い値を取るよう
な非球面レンズとすることによりレンズとホルダとの熱
膨張係数差に起因するレンズのクラックを防止すると共
に、光半導体モジュールとしての冷却能力を向上させる
ようにしたものである。
体レーザと光ファイバピグテールがホルダに固定された
レンズを介して光軸調整された光半導体モジュールにお
いて、前記ホルダをCuWで構成し、かつ、前記レンズ
を熱膨張係数がCuWの熱膨張係数に近い値を取るよう
な非球面レンズとすることによりレンズとホルダとの熱
膨張係数差に起因するレンズのクラックを防止すると共
に、光半導体モジュールとしての冷却能力を向上させる
ようにしたものである。
【0009】即ち、本発明は、半導体レーザと光ファイ
バピグテールがホルダに固定されたレンズを介して光軸
調整された光半導体モジュールにおいて、前記ホルダを
CuWで構成し、かつ、前記レンズを熱膨張係数がCu
Wの熱膨張係数に近い値を取るような非球面レンズとし
たことを特徴とする光半導体モジュールである。
バピグテールがホルダに固定されたレンズを介して光軸
調整された光半導体モジュールにおいて、前記ホルダを
CuWで構成し、かつ、前記レンズを熱膨張係数がCu
Wの熱膨張係数に近い値を取るような非球面レンズとし
たことを特徴とする光半導体モジュールである。
【0010】
【作用】従来の光半導体モジュ−ルは、前記したとお
り、セルフォックマイクロレンズを使用するものであ
り、この熱膨張係数が115×10-7deg-1であると
ころから、この熱膨張係数に近似のSS41(熱膨張係
数117×10-7deg-1)製ホルダを使用しなければ
ならない。
り、セルフォックマイクロレンズを使用するものであ
り、この熱膨張係数が115×10-7deg-1であると
ころから、この熱膨張係数に近似のSS41(熱膨張係
数117×10-7deg-1)製ホルダを使用しなければ
ならない。
【0011】これに対して、本発明は、ホルダの材質と
して、従来のSS41に代えてCuWを使用するもので
あり、そして、このCuWは、その熱膨張係数が70×
10ー7degー1であるから、SS41に比し、熱伝
導率が優れており、そのため、ホルダの熱を効率良く放
出することができ、光半導体モジュールとしての冷却能
力を向上させる作用が生じると共に、レンズのクラック
を防止することができる。本発明において、このCuW
製ホルダの使用を可能とし、レンズのクラックを防止す
ることができるとする理由は、従来のセルフォックマイ
クロレンズに代えて非球面レンズを使用することにより
起因する。即ち、非球面レンズの熱膨張係数は、その材
料成分を選択することにより、ホルダの材質であるCu
Wの上記熱膨張係数に近づけることができるからであ
る。
して、従来のSS41に代えてCuWを使用するもので
あり、そして、このCuWは、その熱膨張係数が70×
10ー7degー1であるから、SS41に比し、熱伝
導率が優れており、そのため、ホルダの熱を効率良く放
出することができ、光半導体モジュールとしての冷却能
力を向上させる作用が生じると共に、レンズのクラック
を防止することができる。本発明において、このCuW
製ホルダの使用を可能とし、レンズのクラックを防止す
ることができるとする理由は、従来のセルフォックマイ
クロレンズに代えて非球面レンズを使用することにより
起因する。即ち、非球面レンズの熱膨張係数は、その材
料成分を選択することにより、ホルダの材質であるCu
Wの上記熱膨張係数に近づけることができるからであ
る。
【0012】
【実施例】次に、図1に基づいて、本発明を詳細に説明
する。図1は、本発明の一実施例である光半導体モジュ
−ルの縦断面図であり、半導体レ−ザ1は、ヒ−トシン
ク2にAuSnを用いて固定し、このヒ−トシンク2
は、チップキャリア3に同じくAuSnで固定する。一
方、レンズとして、非球面レンズ6を使用し、この非球
面レンズ6をCuW製ホルダ7に低融点ガラス5により
固定する。
する。図1は、本発明の一実施例である光半導体モジュ
−ルの縦断面図であり、半導体レ−ザ1は、ヒ−トシン
ク2にAuSnを用いて固定し、このヒ−トシンク2
は、チップキャリア3に同じくAuSnで固定する。一
方、レンズとして、非球面レンズ6を使用し、この非球
面レンズ6をCuW製ホルダ7に低融点ガラス5により
固定する。
【0013】次に、チップキャリア3をCuW製ホルダ
7にPbSnとYAG溶接で固定し、また、モニタホト
ダイオ−ド4も同じくPbSnを用いてCuW製ホルダ
7に固定する。光ファイバ10の先端であるフェル−ル
9は、スライドリング8を介してCuW製ホルダ7と光
学調整し、YAG溶接で固定する。ペルチェ素子12
は、パッケ−ジ13にInSnで固定し、CuW製ホル
ダ7は、ペルチェ素子13上に同じくInSnを用いて
固定する。また、フェル−ル9は、パッケ−ジ12とハ
ンダ11により固定し、同時に気密封止する。
7にPbSnとYAG溶接で固定し、また、モニタホト
ダイオ−ド4も同じくPbSnを用いてCuW製ホルダ
7に固定する。光ファイバ10の先端であるフェル−ル
9は、スライドリング8を介してCuW製ホルダ7と光
学調整し、YAG溶接で固定する。ペルチェ素子12
は、パッケ−ジ13にInSnで固定し、CuW製ホル
ダ7は、ペルチェ素子13上に同じくInSnを用いて
固定する。また、フェル−ル9は、パッケ−ジ12とハ
ンダ11により固定し、同時に気密封止する。
【0014】非球面レンズの熱膨張係数は、その材料成
分を選択することにより、ホルダ7の材質であるCuW
の熱膨張係数7×10ー7degー1に近づけることが
可能であり、このCuW製ホルダ7を使用することによ
って、光半導体モジュールとしての冷却能力が格段に向
上する。即ち、環境温度70℃で比較すると、ペルチェ
素子の消費電流は、5%から10%少なくなり、冷却能
力の限界は、70℃から75℃へ改善される。さらに、
非球面レンズの熱膨張係数がCuW製のホルダのCuW
の熱膨張係数に近い値を取るような非球面レンズとした
ことにより、レンズとホルダとの熱膨張係数差に起因す
るレンズのクラックを防止することができる。
分を選択することにより、ホルダ7の材質であるCuW
の熱膨張係数7×10ー7degー1に近づけることが
可能であり、このCuW製ホルダ7を使用することによ
って、光半導体モジュールとしての冷却能力が格段に向
上する。即ち、環境温度70℃で比較すると、ペルチェ
素子の消費電流は、5%から10%少なくなり、冷却能
力の限界は、70℃から75℃へ改善される。さらに、
非球面レンズの熱膨張係数がCuW製のホルダのCuW
の熱膨張係数に近い値を取るような非球面レンズとした
ことにより、レンズとホルダとの熱膨張係数差に起因す
るレンズのクラックを防止することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、非球面
レンズを採用することにより、CuW製のホルダを使用
することができるようになり、そして、このCuW材
は、従来のセルフォックマイクロレンズの使用で限定さ
れていた材料のSS41に比べ、熱伝導率が優れている
ので、ペルチェ素子上の最大のヒートマスであるホルダ
の熱を効率良く放出することができ、そのため、光半導
体モジュールとしての冷却能力を向上させることができ
る効果が生じる。さらに、非球面レンズの熱膨張係数が
CuW製のホルダのCuWの熱膨張係数に近い値を取る
ような非球面レンズとしたことにより、レンズとホルダ
との熱膨張係数差に起因するレンズのクラックを防止す
ることができるという優れた効果を奏する。
レンズを採用することにより、CuW製のホルダを使用
することができるようになり、そして、このCuW材
は、従来のセルフォックマイクロレンズの使用で限定さ
れていた材料のSS41に比べ、熱伝導率が優れている
ので、ペルチェ素子上の最大のヒートマスであるホルダ
の熱を効率良く放出することができ、そのため、光半導
体モジュールとしての冷却能力を向上させることができ
る効果が生じる。さらに、非球面レンズの熱膨張係数が
CuW製のホルダのCuWの熱膨張係数に近い値を取る
ような非球面レンズとしたことにより、レンズとホルダ
との熱膨張係数差に起因するレンズのクラックを防止す
ることができるという優れた効果を奏する。
【図1】本発明の一実施例である光半導体モジュ−ルの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図2】従来の光半導体モジュ−ルの縦断面図である。
1 半導体レ−ザ 2 ヒ−トシンク 3 チップキャリア 4 モニタホトダイオ−ド 5 低融点ガラス 6 非球面レンズ 7 CuW製ホルダ 8 スライドリング 9 フェル−ル 10 光ファイバ 11 ハンダ 12 ペルチェ素子 13 パッケ−ジ 20 ハ−ドソルダ 21 セルフォックマイクロレンズ 22 ホルダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−305587(JP,A) 特開 平1−261601(JP,A) 特開 平3−120884(JP,A) 実開 平4−63669(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体レーザと光ファイバピグテールが
ホルダに固定されたレンズを介して光軸調整された光半
導体モジュールにおいて、前記ホルダをCuWで構成
し、かつ、前記レンズを熱膨張係数がCuWの熱膨張係
数に近い値を取るような非球面レンズとしたことを特徴
とする光半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14568391A JP3149965B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 光半導体モジュ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14568391A JP3149965B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 光半導体モジュ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343492A JPH04343492A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3149965B2 true JP3149965B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=15390678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14568391A Expired - Fee Related JP3149965B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 光半導体モジュ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149965B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3076246B2 (ja) * | 1996-08-13 | 2000-08-14 | 日本電気株式会社 | ペルチェクーラ内蔵半導体レーザモジュール |
| JPH10190131A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザー |
| EP1603206A3 (en) | 1999-02-03 | 2006-04-26 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the same |
| US6810063B1 (en) | 1999-06-09 | 2004-10-26 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US6870871B2 (en) | 2000-02-03 | 2005-03-22 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser devices, and semiconductor laser modules and optical communication systems using the same |
| US6614822B2 (en) | 2000-02-03 | 2003-09-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser devices, and semiconductor laser modules and optical communication systems using the same |
| JP2002111135A (ja) | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子、それを用いた光ファイバ増幅器用励起光源 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP14568391A patent/JP3149965B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04343492A (ja) | 1992-11-30 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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