JPH071811Y2 - 半導体レ−ザモジユ−ル - Google Patents
半導体レ−ザモジユ−ルInfo
- Publication number
- JPH071811Y2 JPH071811Y2 JP5992987U JP5992987U JPH071811Y2 JP H071811 Y2 JPH071811 Y2 JP H071811Y2 JP 5992987 U JP5992987 U JP 5992987U JP 5992987 U JP5992987 U JP 5992987U JP H071811 Y2 JPH071811 Y2 JP H071811Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- metal block
- laser module
- holding member
- melting point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は光通信システムの光源等に用いる半導体レーザ
モジュールに係り、特に電子冷却素子により半導体レー
ザ素子の定温化を図ったものにおいて半導体レーザ素子
の固定手段を改良した半導体レーザモジュールに関す
る。
モジュールに係り、特に電子冷却素子により半導体レー
ザ素子の定温化を図ったものにおいて半導体レーザ素子
の固定手段を改良した半導体レーザモジュールに関す
る。
半導体レーザ素子は温度により光出力が変化する閾値デ
バイスであり、温度上昇に伴なって光出力の低下や劣化
が加速されることはよく知られている。また、周囲温度
の変化は光通信システムに有害な雑音源であり、これに
よりモードホッピングや中心波長の温度シフト等が生じ
ることもある。このため、半導体レーザモジュールで
は、周囲温度に影響されずに定温状態に半導体レーザ素
子を保持する工夫が施され、その一つに電子冷却素子に
より箱形の気密パッケージ内に半導体レーザ素子を保持
するものがある。
バイスであり、温度上昇に伴なって光出力の低下や劣化
が加速されることはよく知られている。また、周囲温度
の変化は光通信システムに有害な雑音源であり、これに
よりモードホッピングや中心波長の温度シフト等が生じ
ることもある。このため、半導体レーザモジュールで
は、周囲温度に影響されずに定温状態に半導体レーザ素
子を保持する工夫が施され、その一つに電子冷却素子に
より箱形の気密パッケージ内に半導体レーザ素子を保持
するものがある。
この電子冷却素子を使用した半導体レーザモジュールの
一例を第５図に示す。なお、これに関連する構成は、例
えば「昭和61年度電子通信学会総合全国大会 No.893」
の予稿集10-276の「DIP型形シングルモードファイバ用
レーザダイオードモジュール」等に記載されている。
一例を第５図に示す。なお、これに関連する構成は、例
えば「昭和61年度電子通信学会総合全国大会 No.893」
の予稿集10-276の「DIP型形シングルモードファイバ用
レーザダイオードモジュール」等に記載されている。
第５図に示す半導体レーザモジュールでは、光ファイバ
１および外部接続用中継端子２等を設けた箱形の金属製
気密パッケージ３内に金属ブロック４が電子冷却素子５
を介して固着され、この金属ブロック４上に半導体レー
ザ素子６、光ファイバ１への集光レンズ７およびモニタ
用受光素子８等が搭載されている。電子冷却素子５は、
ビスマス・テルル化合物の半導体素子5aと、その両端に
配した２枚のセラミック板5bとによって構成され、気密
パッケージ３と金属ブロック４とに対してロー材９を介
して接合されている。
１および外部接続用中継端子２等を設けた箱形の金属製
気密パッケージ３内に金属ブロック４が電子冷却素子５
を介して固着され、この金属ブロック４上に半導体レー
ザ素子６、光ファイバ１への集光レンズ７およびモニタ
用受光素子８等が搭載されている。電子冷却素子５は、
ビスマス・テルル化合物の半導体素子5aと、その両端に
配した２枚のセラミック板5bとによって構成され、気密
パッケージ３と金属ブロック４とに対してロー材９を介
して接合されている。
ところで、半導体レーザ素子６からの光量を効率よく光
ファイバ１に導くためには、半導体レーザ素子６、集光
レンズ７および光ファイバ１の組み立て精度に数μｍオ
ーダーが要求され、しかも組み立て後においてもその精
度を維持しなければならない。
ファイバ１に導くためには、半導体レーザ素子６、集光
レンズ７および光ファイバ１の組み立て精度に数μｍオ
ーダーが要求され、しかも組み立て後においてもその精
度を維持しなければならない。
しかしながら、第５図に示した従来の半導体レーザモジ
ュールでは、振動や衝撃により、また経年的に光軸ずれ
を生じる場合があった。
ュールでは、振動や衝撃により、また経年的に光軸ずれ
を生じる場合があった。
考案者の検討によると、金属ブロック４を電子冷却素子
５のみで気密パッケージ３に固定保持していること、お
よびその接合固定が低融点ロー材を用いたロー付けによ
っていることが判明した。
５のみで気密パッケージ３に固定保持していること、お
よびその接合固定が低融点ロー材を用いたロー付けによ
っていることが判明した。
すなわち、電子冷却素子５の耐熱温度は約120℃と低い
ため、これよりも高融点のSn-Pb系等のロー材を使用す
ることができず、融点が120℃以下の例えばIn系ロー材
等を使用せざるを得ない。このIn系のロー材の機械的接
合強度はSn-Pb系のそれに比して約1/4である。従って、
このIn系ロー材９で接合した電子冷却素子５のみを介し
て金属ブロック４を保持した場合は得られる耐振動性お
よび耐衝撃性が比較的低度となる。
ため、これよりも高融点のSn-Pb系等のロー材を使用す
ることができず、融点が120℃以下の例えばIn系ロー材
等を使用せざるを得ない。このIn系のロー材の機械的接
合強度はSn-Pb系のそれに比して約1/4である。従って、
このIn系ロー材９で接合した電子冷却素子５のみを介し
て金属ブロック４を保持した場合は得られる耐振動性お
よび耐衝撃性が比較的低度となる。
また、ロー材は一般にクリープ現象を起こし易く、経年
変化によって光軸ずれの原因ともなり得る。このこと
は、「昭和61年度電子通信学会光・電波部門全国大会」
の予稿集「No.453」（2-282）でも明らかにされてい
る。
変化によって光軸ずれの原因ともなり得る。このこと
は、「昭和61年度電子通信学会光・電波部門全国大会」
の予稿集「No.453」（2-282）でも明らかにされてい
る。
本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、振動
あるいは衝撃による光軸ずれや、経年的な光軸ずれを生
じることがなく、長期間高組立精度を維持することがで
きる半導体レーザモジュールを提供することを目的とす
る。
あるいは衝撃による光軸ずれや、経年的な光軸ずれを生
じることがなく、長期間高組立精度を維持することがで
きる半導体レーザモジュールを提供することを目的とす
る。
本考案は、金属ブロック上に半導体レーザ素子、集光レ
ンズおよびモニタ用受光素子を搭載し、この金属ブロッ
クを金属製気密パッケージ内に電子冷却素子を介してロ
ー付けにより接合保持した半導体レーザモジュールにお
いて、金属ブロックの気密パッケージへの固定保持手段
として熱伝導率の低い柱状の保持部材を設け、この保持
部材は電子冷却素子の接合用ロー材よりも高融点のロー
材を用いたロー付けまたは溶接により金属ブロックおよ
び気密パッケージに接合固定したことを特徴とし、もっ
て金属ブロックを気密パッケージに高機械的強度をもっ
て、かつクリープ現象による劣化を防止して固定保持で
きるようにし、これにより前記の目的を達成せんとする
ものである。
ンズおよびモニタ用受光素子を搭載し、この金属ブロッ
クを金属製気密パッケージ内に電子冷却素子を介してロ
ー付けにより接合保持した半導体レーザモジュールにお
いて、金属ブロックの気密パッケージへの固定保持手段
として熱伝導率の低い柱状の保持部材を設け、この保持
部材は電子冷却素子の接合用ロー材よりも高融点のロー
材を用いたロー付けまたは溶接により金属ブロックおよ
び気密パッケージに接合固定したことを特徴とし、もっ
て金属ブロックを気密パッケージに高機械的強度をもっ
て、かつクリープ現象による劣化を防止して固定保持で
きるようにし、これにより前記の目的を達成せんとする
ものである。
以下、本考案の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。
明する。
第１図は半導体レーザモジュール全体を断面で示し、第
２図および第３図は要部を斜視状態で示している。
２図および第３図は要部を斜視状態で示している。
第１図および第２図に示すように、この実施例の半導体
レーザモジュールでは、光ファイバ10および外部接続用
中継端子11等を設けた箱形の金属製気密パッケージ12内
の底部上に金属ブロック13が電子冷却素子14を介してロ
ー付けにより保持されている。ロー材15は低融点のIn系
のものである。金属ブロック13は例えばステンレス鋼等
で構成され、その上面には半導体レーザ素子16、光ファ
イバ10への集光レンズ17およびモニタ用受光素子18等が
搭載されている。
レーザモジュールでは、光ファイバ10および外部接続用
中継端子11等を設けた箱形の金属製気密パッケージ12内
の底部上に金属ブロック13が電子冷却素子14を介してロ
ー付けにより保持されている。ロー材15は低融点のIn系
のものである。金属ブロック13は例えばステンレス鋼等
で構成され、その上面には半導体レーザ素子16、光ファ
イバ10への集光レンズ17およびモニタ用受光素子18等が
搭載されている。
このものにおいて、金属ブロック13の底面部13aは、熱
伝導率の低い材料で構成された１対の柱状の保持部材19
によって気密パッケージ12の底部上に固定保持されてい
る。すなわち、この保持部材19は第３図に示すように、
フォルステライト等のセラミック材料を主体とし、その
主体部分19aの上端部にコバルト等の金属片19bを銀ロー
19cを用いたロー付けにより貼着したものとされてい
る。また、主体部分19aの下端部にはコバルト等の金属
膜19dがメタライズされている。
伝導率の低い材料で構成された１対の柱状の保持部材19
によって気密パッケージ12の底部上に固定保持されてい
る。すなわち、この保持部材19は第３図に示すように、
フォルステライト等のセラミック材料を主体とし、その
主体部分19aの上端部にコバルト等の金属片19bを銀ロー
19cを用いたロー付けにより貼着したものとされてい
る。また、主体部分19aの下端部にはコバルト等の金属
膜19dがメタライズされている。
この保持部材19は第１図および第２図に示すように、電
子冷却素子14の両側方に配置され、気密パッケージ12に
対しては銀ロー付けされ、金属ブロック13に対してはレ
ーザ溶接によるスポット溶接部20によって接合されてい
る。なお、保持部材19の気密パッケージ12に対する接合
用銀ローは、セラミック材製主体部分19aと金属片19bと
の接合用銀ローよりも低融点のものを使用している。
子冷却素子14の両側方に配置され、気密パッケージ12に
対しては銀ロー付けされ、金属ブロック13に対してはレ
ーザ溶接によるスポット溶接部20によって接合されてい
る。なお、保持部材19の気密パッケージ12に対する接合
用銀ローは、セラミック材製主体部分19aと金属片19bと
の接合用銀ローよりも低融点のものを使用している。
組み立て工程は以下の通りである。
まず、気密パッケージ12底部の所定位置に一対の保持部
材19を下端部の金属膜19dを介して銀ロー接続し、対向
状に立ち上げておく。次に、電子冷却素子14を低融点ロ
ー材15で接合した金属ブロック13を各保持部材19上に載
置するとともに、その電子冷却素子14の下端部を気密パ
ッケージ12の底部に低融点ロー材15でロー付け接合して
仮固定する。なお、この際、光ファイバ10に対する光軸
を高精度で一致させる。しかる後、金属ブロック13底面
と保持部材19上端の金属片19bとをレーザ溶接機により
スポット溶接する。
材19を下端部の金属膜19dを介して銀ロー接続し、対向
状に立ち上げておく。次に、電子冷却素子14を低融点ロ
ー材15で接合した金属ブロック13を各保持部材19上に載
置するとともに、その電子冷却素子14の下端部を気密パ
ッケージ12の底部に低融点ロー材15でロー付け接合して
仮固定する。なお、この際、光ファイバ10に対する光軸
を高精度で一致させる。しかる後、金属ブロック13底面
と保持部材19上端の金属片19bとをレーザ溶接機により
スポット溶接する。
このようにして構成された半導体レーザモジュールの構
成によると、保持部材19を介し、高融点ロー材によるロ
ー付けおよび溶接接合により金属ブロック13が気密パッ
ケージ12内に固定保持されるので、その金属ブロック13
の機械的接合強度が高められ、振動および衝撃に対する
光軸ずれを生じることがなく、またクリープ現象による
経年的な光軸ずれも生じることがない。従って、初期に
設定した高精度の組み立て状態が長期間安定的に保持さ
れ、良好な光通信の維持が図れるようになる。なお、保
持部材19はセラミック材料を主体とする熱伝導の小さい
材料で構成したので、電子冷却素子14による半導体レー
ザ素子16の定温保持作用には何らの悪影響も及ぼさな
い。
成によると、保持部材19を介し、高融点ロー材によるロ
ー付けおよび溶接接合により金属ブロック13が気密パッ
ケージ12内に固定保持されるので、その金属ブロック13
の機械的接合強度が高められ、振動および衝撃に対する
光軸ずれを生じることがなく、またクリープ現象による
経年的な光軸ずれも生じることがない。従って、初期に
設定した高精度の組み立て状態が長期間安定的に保持さ
れ、良好な光通信の維持が図れるようになる。なお、保
持部材19はセラミック材料を主体とする熱伝導の小さい
材料で構成したので、電子冷却素子14による半導体レー
ザ素子16の定温保持作用には何らの悪影響も及ぼさな
い。
なお、前記実施例では、保持部材19の上端部にのみ金属
片19bを有する構成としたが、本考案はそのようなもの
に限らず、例えば第４図に示すように、保持部材19の下
端部にも支持用金属片19eを貼着し、この支持用金属片1
9eを気密パッケージにレーザ溶接によるスポット溶接部
21によって溶接接合してもよい。
片19bを有する構成としたが、本考案はそのようなもの
に限らず、例えば第４図に示すように、保持部材19の下
端部にも支持用金属片19eを貼着し、この支持用金属片1
9eを気密パッケージにレーザ溶接によるスポット溶接部
21によって溶接接合してもよい。
このような構成にすれば、保持部材19の両端を溶接接合
することにより、さらに強固な金属ブロック13の保持が
可能となる。
することにより、さらに強固な金属ブロック13の保持が
可能となる。
以上のように、本考案によれば、熱伝導率の小さい材料
で構成した保持部材によって、金属ブロックを気密パッ
ケージに固定接合保持し、その接合手段は電子冷却素子
の接合用ロー材よりも高融点の接合材を用いることによ
り、機械的接合強度を向上することができ、高精度に設
定した光軸の長期間にわたる確実な維持が図れるという
効果が奏される。
で構成した保持部材によって、金属ブロックを気密パッ
ケージに固定接合保持し、その接合手段は電子冷却素子
の接合用ロー材よりも高融点の接合材を用いることによ
り、機械的接合強度を向上することができ、高精度に設
定した光軸の長期間にわたる確実な維持が図れるという
効果が奏される。
第１図は本考案の一実施例を示す全体断面図、第２図は
一部を断面で示す第１図の要部斜視図、第３図は保持部
材を拡大して示す斜視図、第４図は他の実施例を示す斜
視図、第５図は従来例を示す断面図である。 12……気密パッケージ、13……金属ブロック、14……電
子冷却素子、15……低融点ロー材、16……半導体レーザ
素子、17……集光レンズ、18……モニタ用受光素子、19
……保持部材、19a……セラミック材製の主体部分、19
b、19e……金属片。
一部を断面で示す第１図の要部斜視図、第３図は保持部
材を拡大して示す斜視図、第４図は他の実施例を示す斜
視図、第５図は従来例を示す断面図である。 12……気密パッケージ、13……金属ブロック、14……電
子冷却素子、15……低融点ロー材、16……半導体レーザ
素子、17……集光レンズ、18……モニタ用受光素子、19
……保持部材、19a……セラミック材製の主体部分、19
b、19e……金属片。
Claims (2)
- 【請求項１】金属ブロック上に半導体レーザ素子、集光
レンズおよびモニタ用受光素子を搭載し、その金属ブロ
ックを金属性気密パッケージ内に電子冷却素子を介して
ロー付けにより接合保持した半導体レーザモジュールに
おいて、前記金属ブロックの気密パッケージへの固定保
持手段として熱伝導率の低い柱状の保持部材を設け、こ
の保持部材は、前記電子冷却素子の接合用ロー材よりも
高融点のロー材を用いたロー付けまたは溶接により、前
記金属ブロックおよび気密パッケージに接合固定したこ
とを特徴とする半導体レーザモジュール。 - 【請求項２】保持部材が、セラミック材料を主体とし、
高融点金属材料がメタライズされた端部あるいは金属片
が高融点のロー材でロー付けされた端部を有するもので
あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
載の半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5992987U JPH071811Y2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5992987U JPH071811Y2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63167764U JPS63167764U (ja) | 1988-11-01 |
| JPH071811Y2 true JPH071811Y2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=30891888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5992987U Expired - Lifetime JPH071811Y2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071811Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007162202A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Sachiko Yokoyama | マルチ頭巾 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2913890B2 (ja) * | 1991-05-07 | 1999-06-28 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザモジュール |
| JP7394083B2 (ja) * | 2021-03-11 | 2023-12-07 | 京セラＳｏｃ株式会社 | レーザ装置 |
| KR20240108561A (ko) * | 2021-11-30 | 2024-07-09 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 광원 모듈, 탐지 장치 및 단말 장치 |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP5992987U patent/JPH071811Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007162202A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Sachiko Yokoyama | マルチ頭巾 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63167764U (ja) | 1988-11-01 |
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