JPH0453018Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は半導体レーザ温度制御装置に関し、
さらに詳細にいえば、恒温ブロツクにより支持す
ることにより、半導体レーザの温度変化を抑制す
るようにした半導体レーザ温度制御装置に関す
る。

〈従来の技術〉 最近、レーザプリンタ、レーザデイスク再生装
置、光通信機器等の分野において、小型、軽量、
実装の容易さ、直接変調が可能であること等の利
点を有する半導体レーザが光源として使用される
ようになつてきている。

ところが、半導体レーザは、電流値を一定に保
持しておいても、温度変化の影響を受けて出力が
変動するという特性を有しているとともに、温度
変化の影響を受けて出力光の波長が変化するとい
う特性を有している。

したがつて、レーザプリンタ、レーザデイスク
再生装置に使用される半導体レーザとしては、出
力光強度を安定させるために、半導体レーザの温
度制御を行なうことが必要となり、光通信機器に
おいては、出力光の波長を安定させるために半導
体レーザの温度制御を行なうことが必要になる。

このような必要性から、従来は、 半導体レーザをガス恒温槽の内部に配置する
ことにより温度を一定に保持させるようにした
もの、 第５図に示すように、円柱状の恒温ブロツク
の両底面にそれぞれ半導体レーザ、および発熱
体を取付け、恒温ブロツクの温度をサーミスタ
により検出して発熱体をフイードバツク制御す
ることにより、比較的高い所定温度に保持しよ
うとするもの（特開昭58−176988号公報参照）、 第６図に示すように、Ｌ字状の恒温ブロツク
の一面に発熱体を取付けるとともに、他の面の
所定位置に半導体レーザを取付け、半導体レー
ザ素子を収容するケースの温度をサーミスタに
より検出して発熱体をフイードバツク制御する
ことにより、比較的高い所定温度に保持しよう
とするもの（「マイクロコンピユータを用いた
半導体レーザの電流・温度の精密制御装置」、
小笠原他、信学技報OQE85−21参照）、 が提供されていた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記の構成の半導体レーザ温度制御装置にお
いては、半導体レーザの温度を高い精度で所定温
度に保持し続けることができるのであるが、ガス
恒温槽を使用する関係上、全体として大型化し、
小形化する必要がある装置には到底使用すること
ができないという問題がある。

上記の構成の半導体レーザ温度制御装置にお
いては、発熱体からの熱伝達系が比較的対称にな
るので、半導体レーザを支持している部分におい
て温度分布を比較的対称に設定することが可能で
あると思われるが、実際には、半導体レーザに駆
動電流を供給する必要がある関係上、リード線を
挿通するための穴を形成することにより、上記熱
伝達系の対称性が損なわれ、実際には、温度分布
が不均一になつてしまうという問題がある。

また、外気温等による影響が局部的に作用した
場合には、上記影響が全体に伝達されるまでの時
間が長いのであるから、半導体レーザ近傍におけ
る短時間の温度変動を十分には抑制することがで
きないという問題があるとともに、上記の不均一
な温度の一部のみをサーミスタにより検出して発
熱体の制御を行なうので、高精度の温度制御を行
なうことができないという問題がある。

上記の構成の半導体レーザ温度制御装置にお
いては、半導体レーザに対する駆動電流の供給を
簡単に行なうことができるのであるが、半導体レ
ーザの近傍において、発熱体に近い側と、発熱体
から遠い側との間で温度勾配を生じ、半導体レー
ザを支持している部分において温度が不均一にな
つてしまうという問題がある。

また、上記の不均一な温度の一部のみをサーミ
スタにより検出して発熱体の制御を行なうので、
高精度の温度制御を行なうことができないという
問題がある。

〈考案の目的〉 この考案は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で、半導体レーザを支持して
いる部分における温度を均一に保持することがで
きる半導体レーザ温度制御装置を提供することを
目的としている。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この考案の半導
体レーザ温度制御装置は、半導体レーザを支持す
る、熱伝導性が良好な恒温ブロツクの所定位置
に、上記半導体レーザを包囲する状態でリング状
のヒートパイプを設けたものである。

但し、上記恒温ブロツクとしては、発熱体によ
り熱を供給されているものであることが好まし
く、この場合において、ヒートパイプの外方から
熱を供給されているものであつても、或は、リン
グ状のヒートパイプの中心軸線方向から熱を供給
されているものであつてもよい。

〈作用〉 以上の構成の半導体レーザ温度制御装置であれ
ば、半導体レーザを支持する、熱伝導性が良好な
恒温ブロツクの所定位置に、上記半導体レーザを
包囲する状態でリング状のヒートパイプを設けて
いるので、ヒートパイプは全範囲にわたつて同一
温度になり、このヒートパイプからの熱伝達によ
り半導体レーザを支持している部分の温度分布を
均一にすることができる。

また、上記恒温ブロツクが、発熱体により熱を
供給されているものである場合には、ヒートパイ
プの全範囲にわたつて発熱体からの熱により均一
に昇温され、このヒートパイプからの熱伝達によ
り半導体レーザを支持している部分の温度分布を
均一にすることができる。

したがつて、ヒートパイプの外方から熱を供給
されているものである場合にも、或は、リング状
のヒートパイプの中心軸線方向から熱を供給され
ているものである場合にも、半導体レーザを支持
している部分の温度分布を均一にすることができ
る。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第１図はこの考案の半導体レーザ温度制御装置
の一実施例を示す正面図、第２図は中央縦断面図
であり、下部にフランジを有する板状の恒温ブロ
ツク１の中央部に半導体レーザ２を挿通状態で支
持する開口３を形成しているとともに、上記開口
３を中心としてリング状のヒートパイプ４を埋設
している。そして、上記フランジを、ペルチエ素
子等からなる発熱体５を介在させた状態で支持台
６にねじ止めしている。

尚、上記恒温ブロツク１の背面側には、半導体
レーザ２を抜止め状に保持するストツパプレート
７がねじ止めされている。

また、上記半導体レーザ２に近接する位置に形
成した穴８にサーミスタ（図示せず）を取付け、
上記発熱体５からの発熱量を制御している。

上記ヒートパイプ４としては、種々の構成のも
のを使用することが可能であるが、例えば、内面
にウイツクを入れた銅パイプの内圧を低くし、内
部に水を注入したものを使用することにより、高
い熱伝導状態を達成することができる。

上記の構成の半導体レーザ温度制御装置であれ
ば、発熱体５からの熱は、下方から伝達されるの
であるが、ヒートパイプ４が全範囲にわたつて均
一な温度に保持されることになるので、ヒートパ
イプ４からの熱伝導により、上記開口３の近傍の
温度分布を均一に保持することができる。

また、半導体レーザ２を取付けている部分の温
度をサーミスタ（図示せず）により検出して発熱
体からの発熱量をフイードバツク制御しているの
であるが、このフイードバツク制御による半導体
レーザ取付部における熱応答性が向上し、高精度
での温度制御を行なつて、出力光強度のみなら
ず、出力光の波長をも安定化することができる。

第３図は他の実施例を示す平面図、第４図は中
央縦断面図であり、上記実施例と異なる点は、恒
温ブロツク１を円柱状とし、両底面にそれぞれ半
導体レーザ２、および発熱体５を取付けた点、上
記恒温ブロツク１の前面側にストツパプレート７
をねじ止めし、上記恒温ブロツク１とストツパプ
レート７との境界部にリング状のヒートパイプ４
を挟持した点、および恒温ブロツク１の所定位置
に、半導体レーザに駆動電流を供給するリード線
を挿通するたための開口９を形成した点のみであ
る。

上記の構成の半導体レーザ温度制御装置であれ
ば、発熱体５からの熱は、恒温ブロツク１の後方
から伝達される。そして、上記開口９により熱伝
達の対称性が損なわれることになるのであるが、
ヒートパイプ４が全範囲にわたつて均一な温度に
保持されることになるので、ヒートパイプ４から
の熱伝導により、半導体レーザ２を取付けた部分
の温度分布を均一に保持することができる。

また、半導体レーザ２を取付けている部分の温
度をサーミスタ（図示せず）により検出して発熱
体からの発熱量をフイードバツク制御しているの
であるが、このフイードバツク制御による半導体
レーザ取付部における熱応答性が向上し、高精度
での温度制御を行なつて、出力光強度のみなら
ず、出力光の波長をも安定化することができる。

尚、この考案は上記の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば恒温ブロツク１として任意の形
状のものを使用することが可能である他、ヒート
パイプ４を２本以上取付けることが可能であり、
さらに、発熱体５に代えて吸熱体を使用すること
により恒温ブロツク１を比較的低い温度に保持す
ることが可能であり、その他この考案の要旨を変
更しない範囲内において、種々の設計変更を施す
ことが可能である。

〈考案の効果〉 以上のようにこの考案は、半導体レーザを支持
する恒温ブロツクの所定位置に、半導体レーザを
包囲する状態でリング状のヒートパイプを取付け
ているので、全体が均一な温度条件になるヒート
パイプからの熱伝達により、半導体レーザ取付部
分の温度を均一化することができ、ひいては半導
体レーザの出力光強度、出力光の波長を安定化す
ることができ、さらには、全体として小形化する
ことができきるという特有の実用的効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の半導体レーザ温度制御装置
の一実施例を示す正面図、第２図は中央縦断面
図、第３図は他の実施例を示す平面図、第４図は
中央縦断面図、第５図、および第６図は従来例を
示す中央縦断面図。 １……恒温ブロツク、２……半導体レーザ、４
……ヒートパイプ、５……発熱体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 半導体レーザを支持する、熱伝導性が良好な
   恒温ブロツクの所定位置に、上記半導体レーザ
   を包囲する状態でリング状のヒートパイプを設
   けたことを特徴とする半導体レーザ温度制御装
   置。 ２ 恒温ブロツクが、発熱体により熱を供給され
   ているものである上記実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の半導体レーザ温度制御装置。 ３ 恒温ブロツクが、吸熱体により熱を吸収され
   ているものである上記実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の半導体レーザ温度制御装置。 ４ 恒温ブロツクが、ヒートパイプの外方におい
   て熱結合されているものである上記実用新案登
   録請求の範囲第２項または第３項記載の半導体
   レーザ温度制御装置。 ５ 恒温ブロツクが、リング状のヒートパイプの
   中心軸線方向において熱結合されているもので
   ある上記実用新案登録請求の範囲第２項または
   第３項記載の半導体レーザ温度制御装置。