JPH01245585A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH01245585A JPH01245585A JP63072665A JP7266588A JPH01245585A JP H01245585 A JPH01245585 A JP H01245585A JP 63072665 A JP63072665 A JP 63072665A JP 7266588 A JP7266588 A JP 7266588A JP H01245585 A JPH01245585 A JP H01245585A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- thermistor
- chip
- temperature
- laser device
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
- H10W72/07551—Connecting or disconnecting of bond wires characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting
- H10W72/07554—Connecting or disconnecting of bond wires characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting changes in dispositions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/541—Dispositions of bond wires
- H10W72/547—Dispositions of multiple bond wires
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
この発明は、光通信システムなどで利用される半導体レ
ーザ装置に関し、特に高精度の温度ネ★出機能を備えた
半導体レーザ装置に関するものである。
ーザ装置に関し、特に高精度の温度ネ★出機能を備えた
半導体レーザ装置に関するものである。
（従来の技術）
光通信システムでは、光源や変調器として半導体レーザ
装置が汎用されている。
装置が汎用されている。
最近、半導体レーザ技術の向上に伴い単一モードと周波
数で発振する単一モード半導体レーザが実用化されつつ
ある。この単一モード半導体レーザでは、周波数と位相
の安定した光を搬送波としその振幅、周波数、あるいは
位相を変調して情報を伝送することにより、中継間隔や
伝送容量の拡大などが期待されている。
数で発振する単一モード半導体レーザが実用化されつつ
ある。この単一モード半導体レーザでは、周波数と位相
の安定した光を搬送波としその振幅、周波数、あるいは
位相を変調して情報を伝送することにより、中継間隔や
伝送容量の拡大などが期待されている。
このようなコヒーレント光ファイバ伝送方式では、レー
ザ光源の周波数と位相を環境温度に対して安定させるこ
とが必要になる。この種の温度安定化を図った半導体レ
ーザ装置としては、動作温度検出用のサーミスタと温度
制御用の電子冷却素子とを半導体レーザと一体化したも
のが知られている。
ザ光源の周波数と位相を環境温度に対して安定させるこ
とが必要になる。この種の温度安定化を図った半導体レ
ーザ装置としては、動作温度検出用のサーミスタと温度
制御用の電子冷却素子とを半導体レーザと一体化したも
のが知られている。
例えば、昭和５９年度電子通信学会、光・電波部門全国
大会講演論文集の分冊２の７７頁に講演番号３３３番と
して掲載された「電子冷却素子内蔵形単一モード光ファ
イバレーザダイオードモジュールの信頼度試験」と題す
る青木らの論文によれば、第２図に示すようなモジュー
ルが記載されている。
大会講演論文集の分冊２の７７頁に講演番号３３３番と
して掲載された「電子冷却素子内蔵形単一モード光ファ
イバレーザダイオードモジュールの信頼度試験」と題す
る青木らの論文によれば、第２図に示すようなモジュー
ルが記載されている。
この半導体レーザ・モジュールにおいては、電子冷却素
子８上にＬ形のチップキャリア６が固定され、その上に
は、半導体レーザチップ１、光結合用の球レンズ２、モ
ニタ用のフォトダイオード５に加えて、温度検出用のサ
ーミスタ７がそれぞれ半田材で固定されている。半導体
レーザチップ１から出射する単一モードの発振光は球レ
ンズ２とＧＲＩＮ レンズ３とを経て単一モード光ファ
イバ４の端面から内部に入射し、伝送される。
子８上にＬ形のチップキャリア６が固定され、その上に
は、半導体レーザチップ１、光結合用の球レンズ２、モ
ニタ用のフォトダイオード５に加えて、温度検出用のサ
ーミスタ７がそれぞれ半田材で固定されている。半導体
レーザチップ１から出射する単一モードの発振光は球レ
ンズ２とＧＲＩＮ レンズ３とを経て単一モード光ファ
イバ４の端面から内部に入射し、伝送される。
この半導体レーザ・モジュールでは、−４０６Ｃと＋７
００Ｃの間の環境温度範囲にわたって、半導体レーザ・
モジュールの動作温度範囲を±１．５６Ｃ以下に制御で
きたことが報告されている。
００Ｃの間の環境温度範囲にわたって、半導体レーザ・
モジュールの動作温度範囲を±１．５６Ｃ以下に制御で
きたことが報告されている。
（発明が解決しようとする課題）
上記第２図に示した構造の半導体レーザ装置では、環境
温度の変化に関係なく常に室温近傍の温度範囲でレーザ
チップを動作させることが可能であり、これに伴う装置
の長寿命化が期待できる。
温度の変化に関係なく常に室温近傍の温度範囲でレーザ
チップを動作させることが可能であり、これに伴う装置
の長寿命化が期待できる。
しかしながら、発振周波数と位相の安定化によりコヒー
レント光ファイバ伝送方式の光源を実現するには、±１
．５°Ｃ程度の温度制御範囲では不十分である。例えば
、ファブリ・ペロ共振器等を周波数＆準として周波数変
動成分を抽出し、それを半導体レーザの動作温度に帰還
させて周波数の安定化を図るには、少なくとも上記温度
制御範囲を１桁以上狭めて±０．０１５６Ｃ以下の範囲
に制御する必要がある。このためには、半導体レーザチ
ップの動作温度を正確に測定することが必要になる。
レント光ファイバ伝送方式の光源を実現するには、±１
．５°Ｃ程度の温度制御範囲では不十分である。例えば
、ファブリ・ペロ共振器等を周波数＆準として周波数変
動成分を抽出し、それを半導体レーザの動作温度に帰還
させて周波数の安定化を図るには、少なくとも上記温度
制御範囲を１桁以上狭めて±０．０１５６Ｃ以下の範囲
に制御する必要がある。このためには、半導体レーザチ
ップの動作温度を正確に測定することが必要になる。
しかしながら、第２図に例示した従来のモジュールでは
、温度検出対象の半導体レーザチップとサーミスタとの
位置関係から検出精度に限界がある。
、温度検出対象の半導体レーザチップとサーミスタとの
位置関係から検出精度に限界がある。
（課題を解決するための手段）
本発明の半導体レーザ装置は、チップキャリアと、この
チップキャリア上に搭載されたサーミスタと、このサー
ミスタの一方の電極上に搭載された半導体レーザチップ
とを備えることにより、レーザとサーミスタ間の距離を
理論上の最少値にまで短縮し、極めて高精度の温度検出
機能を実現するように構成されている。
チップキャリア上に搭載されたサーミスタと、このサー
ミスタの一方の電極上に搭載された半導体レーザチップ
とを備えることにより、レーザとサーミスタ間の距離を
理論上の最少値にまで短縮し、極めて高精度の温度検出
機能を実現するように構成されている。
以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。
（実施例）
第１図は、本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構造
を示す斜視図であり、ＩＯは半導体レーザチップ、２０
はチップキャリア、３０はサーミスタである。
を示す斜視図であり、ＩＯは半導体レーザチップ、２０
はチップキャリア、３０はサーミスタである。
チップキャリア２０は、セラミックの素材２１上に金層
２２が形成されている。このチップキャリア２０上には
、通常はヒートシンクとして搭載されるダイヤモンドや
シリコンチップに代えてサーミスタ３０が搭載され、こ
のサーミスタ３０の一方の電極上に半導体レーザチップ
ＩＯが搭載される。
２２が形成されている。このチップキャリア２０上には
、通常はヒートシンクとして搭載されるダイヤモンドや
シリコンチップに代えてサーミスタ３０が搭載され、こ
のサーミスタ３０の一方の電極上に半導体レーザチップ
ＩＯが搭載される。
サーミスタ３０は、ペロブスカイト形のチタン酸カルシ
ウムとランタンとを主体にした半導体素材３１の上面と
下面のそれぞれに、クロム・白金・金による積層構造の
電極３２．３３が形成された構造となっている。このサ
ーミスタ３０のチップキャリア２０への搭載は、鉛・錫
の共晶半田層３５を介在させつつ下面電極３３をチップ
キャリア２０上の金層２２上に融着することにより行わ
れる。また、サーミスタ３０の上面電極３２上への半導
体レーザチップｌＯの搭載は、半導体レーザチップ１０
の下面電極をサーミスタ３０の上面電極３２の一部に形
成された金・錫の共晶半田層３４のパターンを介してサ
ーミスタ３０の上面電極２２に融着することにより行わ
れる。
ウムとランタンとを主体にした半導体素材３１の上面と
下面のそれぞれに、クロム・白金・金による積層構造の
電極３２．３３が形成された構造となっている。このサ
ーミスタ３０のチップキャリア２０への搭載は、鉛・錫
の共晶半田層３５を介在させつつ下面電極３３をチップ
キャリア２０上の金層２２上に融着することにより行わ
れる。また、サーミスタ３０の上面電極３２上への半導
体レーザチップｌＯの搭載は、半導体レーザチップ１０
の下面電極をサーミスタ３０の上面電極３２の一部に形
成された金・錫の共晶半田層３４のパターンを介してサ
ーミスタ３０の上面電極２２に融着することにより行わ
れる。
半導体レーザチップ１０の上面電極上に熱圧着によって
固定された金線１２と、サーミスタ３０の上面電極３２
上に熱圧着によって固定された金線Ｉ３との間で半導体
レーザチップ１０の駆動用電流の注入が行われる。また
、この金線１３と、チップキャリア２０の上面に形成さ
れた金層２２に熱圧着によって固定された金線３６との
間で、サーミスタ３０の抵抗変化に基づく温度の検出が
行われる。
固定された金線１２と、サーミスタ３０の上面電極３２
上に熱圧着によって固定された金線Ｉ３との間で半導体
レーザチップ１０の駆動用電流の注入が行われる。また
、この金線１３と、チップキャリア２０の上面に形成さ
れた金層２２に熱圧着によって固定された金線３６との
間で、サーミスタ３０の抵抗変化に基づく温度の検出が
行われる。
以上、サーミスタ３０として上面と下面に電極の形成さ
れたサンドインチ型のものを使用する構成を例示した。
れたサンドインチ型のものを使用する構成を例示した。
しかしながら、上面のみに第１、第２の電極が分離して
形成されたプレーナ型のサーミスタを使用し、上面の一
方の電極上に半導体レーザチップを搭載する構成として
もよい。
形成されたプレーナ型のサーミスタを使用し、上面の一
方の電極上に半導体レーザチップを搭載する構成として
もよい。
また、セラミックを素材とするチップキャリアを使用す
る構成を例示したが、金属を素材とするものを使用して
もよい。
る構成を例示したが、金属を素材とするものを使用して
もよい。
さらに、半導体レーザチップやサーミスタを融着固定す
るのに、金・錫や鉛・錫の半田層を使用する構成を例示
したが、これらに代えて他の適宜な素材を使用すること
もできる。
るのに、金・錫や鉛・錫の半田層を使用する構成を例示
したが、これらに代えて他の適宜な素材を使用すること
もできる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明の半導体レーザ装置
は、チップキャリア上にサーミスタを搭載しこのサーミ
スタ上に半導体レーザチップを直接搭載する構成である
から、レーザチップとサーミスタとの距離が理論的に可
能な最少値に短縮される。この結果、半導体レーザチッ
プの活性層温度を極めて高精度で測定でき、電子冷却素
子などとの組合せによって極めて高精度の温度制御が可
能になる。
は、チップキャリア上にサーミスタを搭載しこのサーミ
スタ上に半導体レーザチップを直接搭載する構成である
から、レーザチップとサーミスタとの距離が理論的に可
能な最少値に短縮される。この結果、半導体レーザチッ
プの活性層温度を極めて高精度で測定でき、電子冷却素
子などとの組合せによって極めて高精度の温度制御が可
能になる。
波長１．３μｍ帯のインジウム・ガリウム・ヒ素・リン
系の半導体レーザチップを使用し、ペロブスカイト形の
チタン酸カルシウムとランタンを主体にしたサーミスタ
半導体素子を使用した上述の実施例では、環境温度を変
化させながら半導体レーザチップの電流闇値の変化を測
定したところ、１０．０１°Ｃの高精度で温度検出が可
能であることが確認された。
系の半導体レーザチップを使用し、ペロブスカイト形の
チタン酸カルシウムとランタンを主体にしたサーミスタ
半導体素子を使用した上述の実施例では、環境温度を変
化させながら半導体レーザチップの電流闇値の変化を測
定したところ、１０．０１°Ｃの高精度で温度検出が可
能であることが確認された。
第１図は本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構成を
示す斜視図、第２図は従来の半導体レーザモジュールの
構成を示す部分断面図である。 １０・・・半導体レーザチップ、２０・・・チップキャ
リア、３０・・・サーミスタ、３１．３２・・・サーミ
スタ３０の上面と下面の電極、１２．１３・・・半導体
レーザチップの駆動電流の供給端子、１３．３６・・・
サーミスタ３０の抵抗値検出用端子。
示す斜視図、第２図は従来の半導体レーザモジュールの
構成を示す部分断面図である。 １０・・・半導体レーザチップ、２０・・・チップキャ
リア、３０・・・サーミスタ、３１．３２・・・サーミ
スタ３０の上面と下面の電極、１２．１３・・・半導体
レーザチップの駆動電流の供給端子、１３．３６・・・
サーミスタ３０の抵抗値検出用端子。
Claims (2)
- （１）チップキャリアと、 このチップキャリア上に搭載されたサーミスタと、 このサーミスタの一方の電極上に搭載された半導体レー
ザチップとを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置
。 - （２）前記サーミスタによる検出温度を一定値に保つよ
うに動作する電子冷却素子との組合せのもとに単一モー
ドの発光源として動作することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072665A JPH01245585A (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072665A JPH01245585A (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01245585A true JPH01245585A (ja) | 1989-09-29 |
Family
ID=13495886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63072665A Pending JPH01245585A (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01245585A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212699A (en) * | 1990-07-18 | 1993-05-18 | Fujitsu Limited | Temperature-controlling laser diode assembly |
| JPH09129818A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-16 | Nec Corp | 温度制御素子を内蔵した化合物半導体装置。 |
| WO1999021251A1 (de) * | 1997-10-18 | 1999-04-29 | Deutsche Telekom Ag | Halbleiterlaserchip |
| WO2000065699A3 (en) * | 1999-04-16 | 2001-03-01 | Sarnoff Corp | Semiconductor diode lasers with thermal sensor control of the active region temperature |
| FR2852145A1 (fr) * | 2003-03-07 | 2004-09-10 | Cit Alcatel | Module optoelectronique comportant un capteur thermique integre |
| US7196355B2 (en) | 2003-03-07 | 2007-03-27 | Avanex Corporation | Integrated thermal sensor for optoelectronic modules |
| JP2010245209A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Anritsu Corp | 半導体レーザモジュール，およびこれを備えたラマン増幅器 |
| JP2010287596A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Anritsu Corp | 半導体レーザモジュール，およびこれを備えたラマン増幅器 |
| JP2010287597A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Anritsu Corp | 半導体レーザモジュール，およびこれを備えたラマン増幅器 |
| JP2011023383A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Anritsu Corp | 半導体レーザモジュール，およびこれを備えたラマン増幅器 |
| WO2025132370A1 (en) * | 2023-12-21 | 2025-06-26 | Tdk Electronics Ag | Laser diode arrangement and method for manufacturing a laser diode arrangement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61131580A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-19 | Nec Corp | 半導体レ−ザ装置 |
-
1988
- 1988-03-26 JP JP63072665A patent/JPH01245585A/ja active Pending
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| WO2025132370A1 (en) * | 2023-12-21 | 2025-06-26 | Tdk Electronics Ag | Laser diode arrangement and method for manufacturing a laser diode arrangement |
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