JPH09232679A - 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム - Google Patents
半導体レーザモジュールおよび光伝送システムInfo
- Publication number
- JPH09232679A JPH09232679A JP8033308A JP3330896A JPH09232679A JP H09232679 A JPH09232679 A JP H09232679A JP 8033308 A JP8033308 A JP 8033308A JP 3330896 A JP3330896 A JP 3330896A JP H09232679 A JPH09232679 A JP H09232679A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- cooling element
- laser module
- temperature
- thermoelectric cooling
- Prior art date
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- Pending
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光通信用半導体レーザモジュールに関して、熱
電子冷却素子の駆動電流を制御した場合に、サーミスタ
の熱応答遅延時間をより低減し、高精度温度制御を可能
とした熱電子冷却素子付半導体レーザモジュールを提供
する。 【解決手段】半導体レーザ１と、電気的絶縁性を持つサ
ブマウント１３に搭載された半導体レーザ１の温度を検
出するサーミスタ８と、半導体レーザ１の前方出射光を
集光するレンズ２及び、半導体レーザ１の後方出射光を
モニタするモニタ用フォトダイオード７を搭載したステ
ム９が、半導体レーザ１の温度を制御する熱電子冷却素
子１０上に搭載された半導体レーザモジュールにおい
て、サブマウント１３の材質を熱伝導率100（Ｗ／ｍ・
℃）以上、あるいは熱抵抗を1.0（℃／Ｗ）以下の材質
にする。
電子冷却素子の駆動電流を制御した場合に、サーミスタ
の熱応答遅延時間をより低減し、高精度温度制御を可能
とした熱電子冷却素子付半導体レーザモジュールを提供
する。 【解決手段】半導体レーザ１と、電気的絶縁性を持つサ
ブマウント１３に搭載された半導体レーザ１の温度を検
出するサーミスタ８と、半導体レーザ１の前方出射光を
集光するレンズ２及び、半導体レーザ１の後方出射光を
モニタするモニタ用フォトダイオード７を搭載したステ
ム９が、半導体レーザ１の温度を制御する熱電子冷却素
子１０上に搭載された半導体レーザモジュールにおい
て、サブマウント１３の材質を熱伝導率100（Ｗ／ｍ・
℃）以上、あるいは熱抵抗を1.0（℃／Ｗ）以下の材質
にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用半導体レ
ーザモジュールに関し、特に温度制御機能を含んだ半導
体レーザモジュールに関する。
ーザモジュールに関し、特に温度制御機能を含んだ半導
体レーザモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザにおける発振波長や光出力
等の発振条件は温度により変化する。このため、光通信
用半導体レーザモジュールでは、半導体レーザの温度制
御を行う必要がある。半導体レーザの温度を検出するサ
ーミスタが搭載されているサブマウントの材質には、機
械的強度、電気的絶縁性に優れているＡｌ2Ｏ3（熱伝導
率16.8（Ｗ／ｍ・℃）、熱抵抗6.2（℃／Ｗ））が広く
用いられている。しかし、波長多重伝送方式では各波長
を高精度で制御する必要があり、高速な熱応答制御を要
する場合には、光通信用半導体レーザモジュールのサブ
マウントの材質としてＡｌ2Ｏ3を用いた場合、熱電子冷
却素子からサーミスタへの熱応答時間の遅延が生じ、波
長が安定するまでに時間がかかる。さらに、この熱応答
時間の遅延により、高精度を要する温度制御回路では発
振を生じる場合もある。
等の発振条件は温度により変化する。このため、光通信
用半導体レーザモジュールでは、半導体レーザの温度制
御を行う必要がある。半導体レーザの温度を検出するサ
ーミスタが搭載されているサブマウントの材質には、機
械的強度、電気的絶縁性に優れているＡｌ2Ｏ3（熱伝導
率16.8（Ｗ／ｍ・℃）、熱抵抗6.2（℃／Ｗ））が広く
用いられている。しかし、波長多重伝送方式では各波長
を高精度で制御する必要があり、高速な熱応答制御を要
する場合には、光通信用半導体レーザモジュールのサブ
マウントの材質としてＡｌ2Ｏ3を用いた場合、熱電子冷
却素子からサーミスタへの熱応答時間の遅延が生じ、波
長が安定するまでに時間がかかる。さらに、この熱応答
時間の遅延により、高精度を要する温度制御回路では発
振を生じる場合もある。
【０００３】光通信用半導体レーザモジュールに関する
従来技術として特開平５−３１５６９６号公報に記載さ
れた技術が知られている。
従来技術として特開平５−３１５６９６号公報に記載さ
れた技術が知られている。
【０００４】これら従来の技術では、熱電子冷却素子か
らサーミスタへの熱応答時間の遅延という事に関して、
考慮していなかった。
らサーミスタへの熱応答時間の遅延という事に関して、
考慮していなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、サー
ミスタの熱応答遅延時間をより低減し、高精度温度制御
を可能にした熱電子冷却素子付半導体レーザモジュール
を提供することにある。
ミスタの熱応答遅延時間をより低減し、高精度温度制御
を可能にした熱電子冷却素子付半導体レーザモジュール
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の熱電子冷却素子付半導体レーザモジュール
は、半導体レーザと、電気的絶縁性を持つサブマウント
に搭載された、前記半導体レーザの温度を検出する温度
センサと、前記半導体レーザの前方出射光を集光するレ
ンズ及び、前記半導体レーザの後方出射光をモニタする
光受光素子を搭載したステムが、前記半導体レーザの温
度を制御する熱電子冷却素子上に搭載された半導体レー
ザモジュールにおいて、前記サブマウントの材質を熱伝
導率100（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗を1.0（℃
／Ｗ）以下の材質にする。
め、本発明の熱電子冷却素子付半導体レーザモジュール
は、半導体レーザと、電気的絶縁性を持つサブマウント
に搭載された、前記半導体レーザの温度を検出する温度
センサと、前記半導体レーザの前方出射光を集光するレ
ンズ及び、前記半導体レーザの後方出射光をモニタする
光受光素子を搭載したステムが、前記半導体レーザの温
度を制御する熱電子冷却素子上に搭載された半導体レー
ザモジュールにおいて、前記サブマウントの材質を熱伝
導率100（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗を1.0（℃
／Ｗ）以下の材質にする。
【０００７】本発明は、半導体レーザと、電気的絶縁性
を持つサブマウントに搭載された、半導体レーザの温度
を検出する温度センサと、半導体レーザの前方出射光を
集光するレンズ及び、半導体レーザの後方出射光をモニ
タする光受光素子を搭載したステムが、半導体レーザの
温度を制御する熱電子冷却素子上に搭載された半導体レ
ーザモジュールにおいて、サブマウントの材質が熱伝導
率100（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗を1.0（℃／
Ｗ）以下の材質とすることで、熱電子冷却素子からサー
ミスタへの熱伝達が敏速に行われ、熱応答遅延時間を短
縮することができ、さらに、熱電子冷却素子からサーミ
スタへの熱応答遅延時間が短縮することで、温度制御回
路の発振を防止することが可能となる。
を持つサブマウントに搭載された、半導体レーザの温度
を検出する温度センサと、半導体レーザの前方出射光を
集光するレンズ及び、半導体レーザの後方出射光をモニ
タする光受光素子を搭載したステムが、半導体レーザの
温度を制御する熱電子冷却素子上に搭載された半導体レ
ーザモジュールにおいて、サブマウントの材質が熱伝導
率100（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗を1.0（℃／
Ｗ）以下の材質とすることで、熱電子冷却素子からサー
ミスタへの熱伝達が敏速に行われ、熱応答遅延時間を短
縮することができ、さらに、熱電子冷却素子からサーミ
スタへの熱応答遅延時間が短縮することで、温度制御回
路の発振を防止することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１に
より説明する。
より説明する。
【０００９】図１は、光アイソレータを内蔵した本発明
熱電子冷却素子付半導体レーザモジュールの構成を示す
横断面図である。
熱電子冷却素子付半導体レーザモジュールの構成を示す
横断面図である。
【００１０】半導体レーザ１より出射したビームはレン
ズ２により平行ビーム又は疑似平行ビームに変換され、
外部反射戻り光防止用の光アイソレータ３を介しレンズ
４により集光され、フェルール５で保持された光ファイ
バ６に入射し、光結合される。半導体レーザ１は、レン
ズ２と半導体レーザ１の後方出射光をモニタするモニタ
用フォトダイオード７と半導体レーザ１の温度を検出す
るサーミスタ８と共にＣｕＷより成るヒートシンクであ
るステム９上に搭載固定している。
ズ２により平行ビーム又は疑似平行ビームに変換され、
外部反射戻り光防止用の光アイソレータ３を介しレンズ
４により集光され、フェルール５で保持された光ファイ
バ６に入射し、光結合される。半導体レーザ１は、レン
ズ２と半導体レーザ１の後方出射光をモニタするモニタ
用フォトダイオード７と半導体レーザ１の温度を検出す
るサーミスタ８と共にＣｕＷより成るヒートシンクであ
るステム９上に搭載固定している。
【００１１】ステム９を温度制御用熱電子冷却素子１０
に搭載し、ケース１１の壁面にＡｇろう付けされたホル
ダ１２に、はんだにより気密封止固定された光アイソレ
ータ３と一体化したレンズ４とレンズ２の光軸が合う位
置に熱電子冷却素子１０を位置調整し、ケース１１内に
はんだ付け固定している。
に搭載し、ケース１１の壁面にＡｇろう付けされたホル
ダ１２に、はんだにより気密封止固定された光アイソレ
ータ３と一体化したレンズ４とレンズ２の光軸が合う位
置に熱電子冷却素子１０を位置調整し、ケース１１内に
はんだ付け固定している。
【００１２】半導体レーザ１の温度を検出するサーミス
タ８を搭載しているサブマウント１３の誘電体材料の材
質を従来から用いられている熱伝導率16.8（Ｗ／ｍ・
℃）、熱抵抗6.2（℃／Ｗ）のＡｌ2Ｏ3から熱伝導率100
（Ｗ／ｍ・℃）以上、熱抵抗1.0（℃／Ｗ）以下の材質
に変更する。例えば熱伝導率150（Ｗ／ｍ・℃）、熱抵
抗0.7（℃／Ｗ）のＡｌＮに変更する。これにより温度
制御用熱電子冷却素子１０の温度変化によるサーミスタ
８への熱応答遅延時間の短縮が図られ、それに付随する
温度制御回路の発振を防止する。ＡｌＮを用いた場合、
熱電子冷却素子からサーミスタまでの熱応答遅延時間と
しては、Ａｌ2Ｏ3の場合の230（ｍｓ）から120（ｍｓ）
へと短縮が可能となった。
タ８を搭載しているサブマウント１３の誘電体材料の材
質を従来から用いられている熱伝導率16.8（Ｗ／ｍ・
℃）、熱抵抗6.2（℃／Ｗ）のＡｌ2Ｏ3から熱伝導率100
（Ｗ／ｍ・℃）以上、熱抵抗1.0（℃／Ｗ）以下の材質
に変更する。例えば熱伝導率150（Ｗ／ｍ・℃）、熱抵
抗0.7（℃／Ｗ）のＡｌＮに変更する。これにより温度
制御用熱電子冷却素子１０の温度変化によるサーミスタ
８への熱応答遅延時間の短縮が図られ、それに付随する
温度制御回路の発振を防止する。ＡｌＮを用いた場合、
熱電子冷却素子からサーミスタまでの熱応答遅延時間と
しては、Ａｌ2Ｏ3の場合の230（ｍｓ）から120（ｍｓ）
へと短縮が可能となった。
【００１３】
【発明の効果】本発明の熱電子冷却素子付半導体レーザ
モジュールは、半導体レーザの温度を検出するサーミス
タを搭載しているサブマウントの材質を熱伝導率が100
（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗が1.0（℃／Ｗ）
以下の材質にすることで、熱電子冷却素子からサーミス
タへの熱応答遅延時間を短縮することができる。
モジュールは、半導体レーザの温度を検出するサーミス
タを搭載しているサブマウントの材質を熱伝導率が100
（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗が1.0（℃／Ｗ）
以下の材質にすることで、熱電子冷却素子からサーミス
タへの熱応答遅延時間を短縮することができる。
【００１４】さらに、熱電子冷却素子からサーミスタへ
の熱応答遅延時間が短縮することで、温度制御回路の発
振を防止できる。
の熱応答遅延時間が短縮することで、温度制御回路の発
振を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の横断面図。
１…半導体レーザ、 ２…レンズ、 ３…光アイソレータ、 ４…レンズ、 ５…フェルール、 ６…光ファイバ、 ７…モニタ用フォトダイオード、 ８…サーミスタ、 ９…ステム、 １０…熱電子冷却素子、 １１…ケース、 １２…ホルダ、 １３…サブマウント。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザと、電気的絶縁性を持つサブ
マウントに搭載された、前記半導体レーザの温度を検出
する温度センサと、前記半導体レーザの前方出射光を集
光するレンズ及び、前記半導体レーザの後方出射光をモ
ニタする光受光素子を搭載したステムが、前記半導体レ
ーザの温度を制御する熱電子冷却素子上に搭載された半
導体レーザモジュールにおいて、前記サブマウントの材
質が熱伝導率100（Ｗ／ｍ・℃）以上、あるいは熱抵抗
が1.0（℃／Ｗ）以下であることを特徴とする半導体レ
ーザモジュール。 - 【請求項２】請求項１に記載の熱電子冷却素子付の半導
体レーザモジュールを発光源として用いる光伝送システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8033308A JPH09232679A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8033308A JPH09232679A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232679A true JPH09232679A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12382938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8033308A Pending JPH09232679A (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 半導体レーザモジュールおよび光伝送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09232679A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03106768U (ja) * | 1990-02-20 | 1991-11-05 | ||
| JPH05315696A (ja) * | 1992-05-06 | 1993-11-26 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| JPH07202322A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-04 | Nec Corp | サーミスタ |
| JPH0983056A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Canon Inc | 光モジュール |
| JPH0983088A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Canon Inc | 光モジュール |
| JPH0983046A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Canon Inc | 光モジュール |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP8033308A patent/JPH09232679A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03106768U (ja) * | 1990-02-20 | 1991-11-05 | ||
| JPH05315696A (ja) * | 1992-05-06 | 1993-11-26 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| JPH07202322A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-04 | Nec Corp | サーミスタ |
| JPH0983056A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Canon Inc | 光モジュール |
| JPH0983088A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Canon Inc | 光モジュール |
| JPH0983046A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Canon Inc | 光モジュール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |