JPH1114844A - ヒーター加熱光導波路の実装方法及びそのパッケージ - Google Patents
ヒーター加熱光導波路の実装方法及びそのパッケージInfo
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- JPH1114844A JPH1114844A JP16241797A JP16241797A JPH1114844A JP H1114844 A JPH1114844 A JP H1114844A JP 16241797 A JP16241797 A JP 16241797A JP 16241797 A JP16241797 A JP 16241797A JP H1114844 A JPH1114844 A JP H1114844A
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Abstract
を得るための実装方法及びパッケージを提供する。 【解決手段】 本発明の実装方法では、光導波路をパッ
ケージ内で支柱を介して浮かせた構造とする。支柱は1
乃至4本であり、支柱固定面の面積は0.03乃至1cm2 で
あることが望ましい。光導波路をパッケージ内に複数収
容するとよい。本発明のパッケージは、樹脂で形成され
てもよい。パッケージを二重壁構造とし、壁間中空部に
熱伝導率の小さいガス、液体又は固体物を封入するか、
又は、壁間中空部を真空にするとよい。パッケージの表
面形状が凹凸面又は曲面にするとよい。パッケージの表
面が赤外線光を反射させる金属鏡面であってもよい。
Description
導波路を室温以上に加熱して用いる場合に有用な光導波
路の実装方法及びそれに用いられるパッケージに関する
ものである。
存性を持つので、広い環境温度範囲で安定に動作するこ
とはてきないことが知られている。このため、環境温度
を一定の温度に保つか又は温度依存性のない光導波路を
開発する等の対策が進められている。一定温度に保つ方
法としては、ペルチェ素子を用いて室温付近に制御する
方法、及びヒーターを用いて高温に制御する方法が研究
されている。しかし、ペルチェ素子を用いる方法では、
高い環境温度における制御が難しいという問題がある。
また、温度依存性のない光導波路の開発はまだ緒に付い
たばかりであり実用化には程遠い状態である。従って、
現在はヒーターを用いて高温(70℃以上)に制御する方
法が製品化の中心になっている。
ンサーをまとめてパッケージに収容するのが一般的であ
る。このような製品では、経済性及び安定性の面から、
高電圧及び高電流を回避して可能な限り消費電力を小さ
くすることが必要である。現在までに3ワット程度の高
温制御光導波路回路装置が得られているが、更に低消費
電力の回路装置の出現が望まれている。
の事情の鑑み、更に消費電力が小さい高温制御光導波路
回路装置を得るための実装方法及びパッケージを提供す
ることにある。
実装方法は、上記の目的を達成するため、パッケージ内
に収容された光導波路をヒーターによって室温以上に加
熱し且つその温度を一定に保つ光導波路の実装方法にお
いて、前記光導波路がパッケージ内で支柱を介して浮か
せた構造であることを特徴とする。この場合、前記支柱
が1乃至4本であり、支柱固定面の面積が0.03乃至1cm
2 であることが望ましい。
前記加熱される光導波路がパッケージ内に複数個あるこ
とが望ましい。このようにすれば、光導波路1個当たり
の消費電力を低く抑えることができる。
樹脂で形成することができる。この樹脂は熱伝導率が小
さい樹脂であればよく、例えば、ABS樹脂、紙ベーク
ライト、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メ
ラミン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボ
ネート、アセタール樹脂、ポリフェリレンオキシド、ポ
リエチレンテレフタレート等が用いられる。
は、二重壁構造とし、壁間中空部に熱伝導率の小さいガ
ス、液体又は固体物を封入するか、又は、壁間中空部を
真空にすることが望ましい。また、本発明による光導波
路実装用パッケージは、表面形状が凹凸面又は曲面であ
ることが望ましい。更に、本発明による光導波路実装用
パッケージは、表面が赤外線光を反射させる金属鏡面で
あることが望ましい。このようにすれば、パッケージ内
部からの熱の放散を更に抑えることができる。
を説明する。実験で用いた光導波路は入出力ポートが同
一方向にあるAWG(arrayed-waveguide grating )素
子であり、大きさは34mm×27mm×1mmである。これは7
2.8℃の一定温度で動作させるように設計されている。
ヒーターとしてはシリコンラバーヒーター(3Ω、35mm
×15mm×1mm)を用い、温度センサーとしては白金測温
体( 100℃における抵抗値 138.5Ω、大きさ2mm×1mm
×0.4mm )を用いた。温度制御はSSR駆動によるPI
D制御によって行った。外部電源としては直流電源(4
V)を用い、また消費電力の測定は電力計を用いて行っ
た。
実装方法の第1実施例を示す。本体1及び蓋体2からな
るパッケージ中に、長さ5mmのジュラコン製の支柱3を
用いて光導波路4及びシリコンラバーヒーター5を浮か
せた構造であり、支柱3の固定面の面積及び本数を変え
て消費電力の測定を行った。図1は支柱が2本の場合、
図2は支柱が3本の場合、図3は支柱が4本の場合をそ
れぞれ示す。パッケージとしてはABS樹脂からなる直
方体容器(外法70mm×65mm×20mm、内法60mm×55mm×16
mm)を用いた。外気温度を0℃とし、ヒーター設定温度
72.8℃における消費電力を測定した。6は白金測温体で
ある。表1に、支柱3の固定面の面積を変えた場合と支
柱の数を変えた場合の消費電力を示す。
下の場合及び支柱の数が4本以下の場合に消費電力が2
ワットを超えないことが見出された。消費電力が2ワッ
ト以下ならば満足できる。ここで、光導波路を浮かせた
構造を採るには光導波路の周辺部を最低1箇所で支える
必要があるが、この場合、固定面の面積が0.03cm2 未満
の支柱では強度が不足し、光導波路を浮かせた構造を採
ることができない。また、固定面の面積が1cm2 を超え
ると消費電力が2ワットを超えてしまい、本発明の目的
を達成できない。更に、支柱の数が4本を超えるとやは
り消費電力が2ワットを超えてしまい、本発明の目的を
達成できない。
さが小さくなるに従い、また、加熱部とパッケージとの
距離が大きくなるに従い、消費電力が小さくなることは
勿論である。
として、複数個の光導波路4を1個のパッケージ1,2 に
収容する実装方法を示す。この例は支柱3を用いて光導
波路を積層した構造であり、各々の光導波路にはヒータ
ー及び測温体が装備され、各々が温度制御される。光導
波路、ヒーター、測温体、温度制御及び消費電力の測定
は、実施例1と同様である。パッケージとしてはABS
樹脂を用いた。支柱の固定面の面積は0.03cm2 、支柱の
数は2本である。表2に積層する光導波路の数を変えて
測定した消費電力の値を示す(外気温度0℃、ヒーター
設定温度72.8℃)。
ケージに収容することにより、外部に放散される熱の量
が抑えられ、1個ずつ実装された場合に比較して、光導
波路1個当たりの消費電力が低くなっていることが分か
る。
用いるパッケージの材質を変えて消費電力の測定を行っ
た。支柱の固定面の面積は0.03cm2 、支柱の数は2本で
ある。光導波路、ヒーター、測温体、温度制御及び消費
電力の測定は、実施例1と同様である。パッケージの大
きさは外法70mm×65mm×20mm、内法60mm×55mm×16mmで
ある。表3に、パッケージの材質を変えた場合の消費電
力(外気温度0℃、ヒーター設定温度72.8℃)の値及び
パッケージ材質の熱伝導率を併せて示す。
伝導率が小さいほど消費電力が小さいことが示され、こ
の場合、熱伝導率が0.25W/mK以下の材質を用いれば消費
電力を2W以下にできることが分かる。ここで、ABS
樹脂、紙ベークライト、ポリオキシメチレン樹脂及びポ
リエーテルエーテルケトン樹脂は、成形性がよく、強度
が大きく、熱伝導率が小さいことから、本発明のパッケ
ージ材質として適している。この他に、本発明のパッケ
ージに適する熱伝導率が小さい材料としては、スチレン
樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン
樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート、アセタール樹
脂、ポリフェリレンオキシド、及びポリエチレンテレフ
タレートを挙げることができる。
下げるため、パッケージの構造を、熱伝導率の小さい物
質を中空部に封入するか又は中空部を真空にできる二重
壁構造を持つ構造とした。図5に第4実施例に用いる二
重壁構造のパッケージ7を示す。この二重壁構造のパッ
ケージは、厚さ1mmのガラスからなる二重壁構造を持
ち、外法は50mm×50mm×25mm、内法は40mm×40mm×5mm
の直方体であり、内室8に光導波路、ヒーター及び測温
体を収容する。表4に、中空部に封入する物質を変えた
場合について、中空部を真空にした場合と共に、消費電
力(外気温度0℃、ヒーター設定温度72.8℃)の値及び
封入材質の熱伝導率を併せて示す。
部に熱伝導率の小さい物質を封入するか又は中空部を真
空にすることにより、消費電力を小さくすることがで
き、この場合、熱伝導率が0.35W/mK以下の材質を用いれ
ば消費電力を1.5W以下にできることが分かる。中空部に
封入する物質は、上述の物質に限らず、熱伝導率の小さ
い物質であればよい。また二重壁構造のパッケージの材
質は、ガラスに限らず、金属、プラスチック等を用いて
も同様の結果が得られる。
による以上に取付け基板を通して多く伝導されるので、
パッケージ底面と基板との接触面積を小さくすることに
よってパッケージからの熱の放散を抑えることができ
る。このため、基板との接触面積を小さくすることがで
きるパッケージ底面構造を検討し、図6に示す構造を得
た。図6(a)の比較のための平面型パッケージの大きさ
は外法70mm×65mm×20mm、内法は60mm×55mm×16mm、図
6(b) の凹面型は平面型の底部に70mm×30mm×1mmの凹
部を設けた構造になっており、図6(c) の凸面型は平面
型の底部に70mm×30mm×1mmの凸部を設けた構造になっ
ている。図6(c) の曲面型は両側表面をR100の曲面とし
た。
固定面の面積は0.03cm2 、支柱の数は2本である。光導
波路、ヒーター、測温体、温度制御及び消費電力の測定
は、実施例1と同様である。表5に各々のパッケージに
ついての消費電力(外気温度0℃、ヒーター設定温度7
2.8℃)の値を示す。
の形状においても、消費電力は平面型より小さいことが
分かる。底部の構造は例示の3種類に限らず、取付け基
板との接触面積を小さくする構造ならば同様の効果があ
ることは勿論である。
よっても失われる。これを抑えるために、パッケージ内
面に赤外線光を反射させる金属鏡面体を形成して、消費
電力を測定した。実装方法は実施例1の方法を用い、支
柱の固定面の面積は0.03cm2 、支柱の数は2本である。
光導波路、ヒーター、測温体、温度制御及び消費電力の
測定は、実施例1と同様である。パッケージは直方体の
ABS樹脂製であり、大きさは外法70mm×65mm×20mm、
内法は60mm×55mm×16mmである。パッケージ内面に鍍金
によって鏡面を形成した。表6に、鍍金金属を変えた場
合について、消費電力(外気温度0℃、ヒーター設定温
度72.8℃)の値を示す。
金により、いずれの場合も金属の鍍金を行わない場合に
比較して消費電力の低下が見られた。鍍金に用いる金属
は、上記の例に限らず、赤外線光を反射させる金属なら
ば同様の効果があることは勿論である。
図である。
図である。
図である。
図である。
である。
の形状を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 パッケージ内に収容された光導波路をヒ
ーターによって室温以上に加熱し且つその温度を一定に
保つ光導波路の実装方法において、前記光導波路がパッ
ケージ内で支柱を介して浮かせた構造であることを特徴
とする光導波路の実装方法。 - 【請求項2】 前記支柱が1乃至4本であり、支柱固定
面の面積が0.03乃至1cm2 であることを特徴とする請求
項1に記載の光導波路の実装方法。 - 【請求項3】 前記加熱される光導波路がパッケージ内
に複数個あることを特徴とする請求項1又は2に記載の
光導波路の実装方法。 - 【請求項4】 光導波路を収容し前記光導波路をヒータ
ーで室温以上に加熱し且つその温度を一定に保つ光導波
路実装用パッケージであって、前記パッケージが樹脂で
形成されたことを特徴とする光導波路実装用パッケー
ジ。 - 【請求項5】 前記樹脂が、ABS樹脂、紙ベークライ
ト、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケ
トン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラ
ミン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネ
ート、アセタール樹脂、ポリフェリレンオキシド、及び
ポリエチレンテレフタレートの中から選ばれた樹脂であ
ることを特徴とする請求項4に記載の光導波路実装用パ
ッケージ。 - 【請求項6】 光導波路を収容し前記光導波路をヒータ
ーで室温以上に加熱し且つその温度を一定に保つ光導波
路実装用パッケージであって、前記パッケージを二重壁
構造とし、壁間中空部に熱伝導率の小さいガス、液体、
又は固体物を封入するか、又は、壁間中空部を真空にし
たことを特徴とする光導波路実装用パッケージ。 - 【請求項7】 前記パッケージの表面形状が凹凸面又は
曲面であることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか
1項に記載の光導波路実装用パッケージ。 - 【請求項8】 前記パッケージの表面が赤外線光を反射
させる金属鏡面であることを特徴とする請求項4乃至7
のいずれか1項に記載の光導波路実装用パッケージ。 - 【請求項9】 前記金属鏡面が銀、アルミニウム、クロ
ムからなることを特徴とする請求項8に記載の光導波路
実装用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16241797A JP3426471B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ヒーター加熱光導波路の実装方法及びそのパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16241797A JP3426471B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ヒーター加熱光導波路の実装方法及びそのパッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114844A true JPH1114844A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3426471B2 JP3426471B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=15754211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16241797A Expired - Lifetime JP3426471B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ヒーター加熱光導波路の実装方法及びそのパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3426471B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100416993B1 (ko) * | 2001-07-21 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 평면 광도파로 소자 모듈의 일체형 열전달 장치 |
| KR100416967B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 열전달 장치를 구비한 평면 광도파로 소자 모듈 |
| KR100424629B1 (ko) * | 2002-07-03 | 2004-03-25 | 삼성전자주식회사 | 열적 안정화된 광도파로열 격자 모듈 |
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-
1997
- 1997-06-19 JP JP16241797A patent/JP3426471B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| GB2395571B (en) * | 2002-09-25 | 2006-02-01 | Fujitsu Ltd | Optical device |
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