JP2003101122A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】温度の上昇に起因して半導体レーザ素子の寿命
が縮むことを、ランニングコストや製造コストの高騰、
さらには外観の大形化を招くことなく、未然に防止し得
る半導体レーザモジュールを提供する。 【解決手段】半導体レーザモジュール１は、パッケージ
２におけるベースプレート部３に、熱電モジュールＭか
らの排熱をベースプレート部３の周縁に向けて輸送する
伝熱体３Ｐを設けるとともに、３Ｐによって輸送された
熱を、ハウジング部４に輸送する伝熱体４Ｐを設けてい
る。他の実施例としては，パッケージのハウジング部に
設けたヒートパイプに対するハウジング内方側に、熱の
伝達を妨げる真空チャンバ（熱遮蔽手段）を設けて成る
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに関し、詳しくは半導体レーザ素子の搭載された
固定基板を熱電モジュールを介して設置するベースプレ
ート部と、該ベースプレート部とともに半導体レーザ素
子、固定基板、および熱電モジュールを収容するハウジ
ング部とを有するパッケージを備え、半導体レーザ素子
から発生する熱を熱電モジュールにより吸熱してパッケ
ージのベースプレート部に排熱するよう構成した半導体
レーザモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７および図８に示す如く、半導体レー
ザ素子からのレーザ光を光ファイバに光学的に結合させ
るデバイスである半導体レーザモジュールＡは、パッケ
ージＰの内部にレーザダイオード(半導体レーザ素子)Ｄ
等の機構部品を収容することによって構成されている。

【０００３】上記パッケージＰは、取付孔の形成された
矩形板状のベースプレート部Ｂと、四角い箱状を呈する
ハウジング部Ｈとから成り、上記ベースプレート部Ｂに
は、レーザダイオードＤおよびレンズＬ等を搭載したサ
ブマウント(固定基板)Ｓが、冷却装置としての熱電モジ
ュールＭを介して設置されている。

【０００４】また、ベースプレート部Ｂにはハウジング
部Ｈが接合されており、上述したレーザダイオードＤ、
レンズＬ、サブマウントＳ、および熱電モジュールＭ等
は、上記ベースプレート部Ｂとハウジング部Ｈとによっ
て囲繞されている。

【０００５】上記ハウジング部Ｈには、光ファイバコー
ドＣが図示していない光ファイバをレンズＬに正対させ
る態様で取り付けられ、また上記ハウジング部Ｈからは
多数本の接続リードＴが突出している。

【０００６】因みに、ベースプレート部Ｂおよびハウジ
ング部Ｈから成るパッケージＰは密閉されており、この
密閉されたパッケージＰの内部には、レーザダイオード
Ｄの酸化や結露を防止する等の目的から、アルゴン等の
希ガスや乾燥窒素等が充填されている。

【０００７】ここで、半導体レーザモジュールＡのレー
ザダイオードＤは、温度の上昇に伴って寿命が著しく縮
む傾向があるので、上述の如く冷却装置としての熱電モ
ジュールＭを使用するとともに、パッケージＰのベース
プレート部Ｂには一般的に放熱フィンＦが取付けられて
いる。

【０００８】すなわち、半導体レーザモジュールＡの稼
働に伴って、レーザダイオードＤから発生した熱は、図
８中の矢印ｏに示す如くサブマウントＳやパッケージＰ
内の雰囲気を伝播して熱電モジュールＭに達し、該熱電
モジュールＭにおける低温側基板Ｍｃによって吸熱され
る。

【０００９】一方、熱電モジュールＭの高温側基板Ｍｈ
からの排熱は、図８中の矢印ｐに示す如くパッケージＰ
のベースプレート部Ｂに伝播し、さらに図８中の矢印ｑ
に示す如く放熱フィンＦに伝播し、図８中の矢印ｒで示
す如く上記放熱フィンＦから外気に向けて放熱される。

【００１０】このように、半導体レーザモジュールＡの
稼働時、レーザダイオードＤから発生した熱を、ベース
プレート部Ｂから放熱フィンＦを介して放熱すること
で、パッケージＰ内の温度上昇を抑制している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通信速度の
高速化に伴う発信周波数の高速化や、伝送距離の長距離
化に伴う光出力の増加に起因して、従来の半導体レーザ
モジュールＡにおいてはレーザダイオードＤの発熱量が
増加する傾向にある。

【００１２】また、パッケージＰの製造コストを低減さ
せ得る材料として、従来の金属材材料より安価なセラミ
クス材料や樹脂材料等が注目されているものの、これら
の材料は一般的に金属材料よりも熱伝導性に劣ってい
る。

【００１３】このように、レーザダイオードＤの発熱量
の増加と、パッケージＰに熱伝導性に劣る材料を採用す
ることで、半導体レーザモジュールＡの稼働時に、パッ
ケージＰの内部に熱が籠もり、温度の上昇によってレー
ザダイオードＤの寿命が短くなってしまう不都合が生じ
る。

【００１４】上記不都合を解消するには、熱電モジュー
ルＭの冷却能力を高めるべく投入電力を増大する、ある
いは大型で冷却能力の高い熱電モジュールＭを採用す
る、さらには熱容量の大きな大型の放熱フィンを採用す
る等の対応が考えられる。

【００１５】しかしながら、投入電力の増大に伴うラン
ニングコストの高騰や、大型の熱電モジュールの採用に
伴う製造コストの高騰、さらには大型の熱電モジュール
や放熱フィンの採用に伴う外観の大形化を招いてしまう
不都合がある。

【００１６】本発明は上記実状に鑑みて、温度上昇に起
因して半導体レーザ素子の寿命が縮むことを、ランニン
グコストや製造コストの高騰、さらには放熱フィンを含
めた外観の大形化を招くことなく、未然に防止し得る半
導体レーザモジュールの提供を目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段および効果】上記目的を達
成するべく、請求項１の発明に関わる半導体レーザモジ
ュールは、半導体レーザ素子の搭載された固定基板を熱
電モジュールを介して設置するベースプレート部と、該
ベースプレート部とともに半導体レーザ素子、固定基
板、および熱電モジュールを収容するハウジング部とを
有するパッケージを備え、半導体レーザ素子から発生す
る熱を、熱電モジュールによって吸熱するとともに、熱
電モジュールからパッケージのベースプレート部に排熱
する半導体レーザモジュールにおいて、パッケージにお
けるベースプレート部に、熱電モジュールからの排熱を
ベースプレート部の周縁に向けて輸送するベースプレー
ト側熱輸送手段を設けるとともに、パッケージにおける
ハウジング部に、ベースプレート側熱輸送手段によって
輸送された熱を、ハウジング部に輸送するハウジング側
熱輸送手段を設けている。

【００１８】上記構成によれば、半導体レーザ素子から
発生する熱が、パッケージにおけるベースプレート部と
ハウジング部とを介して外部に放熱されるため、ベース
プレート部のみから放熱していた従来の半導体レーザモ
ジュールに比べ、放熱特性が大幅に向上することとな
る。

【００１９】このため、熱電モジュールへの投入電力の
増大や、大型の熱電モジュールの採用や、大型の放熱フ
ィンの採用を必要とすることなく、パッケージ内におけ
る温度の上昇を抑制することができる。

【００２０】もって、請求項１の発明に関わる半導体レ
ーザモジュールによれば、温度上昇に起因して半導体レ
ーザ素子の寿命が縮むことを、ランニングコストや製造
コストの高騰、さらには放熱フィンを含めた外観の大形
化を招くことなく、未然に防止することが可能となる。

【００２１】また、請求項２の発明に関わる半導体レー
ザモジュールは、請求項１の発明に関わる半導体レーザ
モジュールにおいて、パッケージにおけるハウジング部
のハウジング側熱輸送手段に対するハウジング内方側
に、熱の伝達を妨げる熱遮蔽手段を設けている。

【００２２】上記構成によれば、ハウジング側熱輸送手
段によってパッケージのハウジング部に輸送された熱
が、上記パッケージの内部に環流することを、ハウジン
グ部に設けた熱遮蔽手段によって抑制することができ
る。

【００２３】もって請求項２の発明に関わる半導体レー
ザモジュールによれば、パッケージの内部に収容されて
いる熱電モジュールに対する、ハウジング部からの熱の
流入が減って、熱電モジュールに対する負荷が軽減され
るので、上記熱電モジュールの冷却効率が向上すること
となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例を示す図面に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に関わる
半導体レーザモジュールの一実施例を示しており、この
半導体レーザモジュール１は、パッケージ２の内部にレ
ーザダイオード（半導体レーザ素子）Ｄ等の機構部品を
収容することによって構成されている。

【００２５】上記パッケージ２は、取付孔の形成された
矩形板状のベースプレート部３と、四角い箱状を呈する
ハウジング部４とから成り、上記ベースプレート部３に
は、レーザダイオードＤおよびレンズＬ等を搭載したサ
ブマウント(固定基板)Ｓが、冷却装置としての熱電モジ
ュールＭを介して設置されている。

【００２６】ここで、上記熱電モジュールＭは、その低
温側面にサブマウント(固定基板)Ｓを当接させ、かつ高
温側面をベースプレート部３に当接させる態様で、上記
サブマウントＳと上記ベースプレート部３との間に介装
されている。

【００２７】因みに、熱電モジュールＭのタイプとして
は、低温側面および高温側面にそれぞれ基板(絶縁基板)
を持つもの、低温側面または高温側面のどちらか一方に
基板(絶縁基板)を持つもの、さらには基板(絶縁基板)を
持たないものがあるが、本発明では何れのタイプの熱電
モジュールをも採用することが可能である。

【００２８】上記レーザダイオードＤ、レンズＬ、サブ
マウントＳ、および熱電モジュールＭ等を収容する、密
閉されたパッケージ２の内部には、アルゴン等の希ガス
や乾燥窒素等が充填されている。

【００２９】なお、パッケージ２におけるハウジング部
４には、図示していない光ファイバコード（図７の符号
Ｃ参照）が取り付けられ、またハウジング部４からは図
示していない多数本の接続リード（図７中の符号Ｔ参
照）が突出している。

【００３０】上述した如く、半導体レーザモジュール１
の基本的な構成は、図７および図８に示した従来の半導
体レーザモジュールＡと変わるところはない。

【００３１】一方、上記半導体レーザモジュール１にお
ける、パッケージ２のベースプレート部３には、伝熱体
(ベースプレート側熱輸送手段)３Ｐが設けられており、
この伝熱体３Ｐはベースプレート部３と相似形のプレー
ト状を呈し、上記ベースプレート部３に埋め込まれた態
様で設置されている。

【００３２】また、パッケージ２のハウジング部４に
は、伝熱体(ハウジング側熱輸送手段)４Ｐが設けられて
おり、この伝熱体４Ｐはハウジング４と相似形の四角い
箱状を呈し、上記ハウジング部４に埋め込まれた態様で
設置されている。

【００３３】ここで、ベースプレート部３に設けられた
伝熱体３Ｐ、およびハウジング部４に設けられた伝熱体
４Ｐは、共に、Ｃu(銅)、Ａl(アルミニウム)、Ｃu−Ｗ
(銅−タングステン）合金等、熱伝導性の高い金属材料
から形成されている。

【００３４】なお、パッケージ２を構成するベースプレ
ート部３およびハウジング部４は、一般的な Ｎi−Ｃo
−Ｆe（ニッケル−コバルト−鉄）合金や、Ｆe−Ｎi
（鉄−ニッケル）合金等から形成されている。

【００３５】上述した構成の半導体レーザモジュール１
においては、レーザダイオードＤから発生した熱は、パ
ッケージ２のベースプレート部３から放熱フィンＦを介
して外気に放熱されるとともに、パッケージ２における
ハウジング部４を介して外気に放熱されることとなる。

【００３６】すなわち、半導体レーザモジュール１の稼
働に伴って、レーザダイオードＤから発生した熱は、矢
印ａで示す如くサブマウントＳやパッケージ２内の雰囲
気を伝播して熱電モジュールＭに達し、該熱電モジュー
ルＭの低温側面において吸熱される。

【００３７】上記熱電モジュールＭにおける高温側面か
らの排熱は、矢印ｂに示す如くパッケージ２のベースプ
レート部３に伝播し、さらに矢印ｃに示す如く伝熱体３
Ｐによってベースプレート部３の周縁に向けて輸送され
る。

【００３８】ベースプレート部３の周縁に輸送された熱
は、ハウジング部４に設けられた伝熱体４Ｐに伝播した
のち、矢印ｄおよび矢印ｅに示す如く伝熱体４Ｐを介し
てハウジング部４の全域に輸送され、矢印ｆに示す如く
ハウジング部４を介して外気に放熱される。

【００３９】一方、熱電モジュールＭからパッケージ２
のベースプレート部３に伝播した熱の一部は、矢印ｈに
示す如くベースプレート部３に取り付けられた放熱フィ
ンＦに伝播し、矢印ｉに示す如く外気に向けて放熱され
ることとなる。

【００４０】このように、上述した構成の半導体レーザ
モジュール１によれば、稼働時におけるレーザダイオー
ドＤから発生する熱が、パッケージ２におけるベースプ
レート部３とハウジング部４とを介して外部に放熱され
るため、ベースプレート部のみから放熱していた従来の
半導体レーザモジュールに比べ、放熱特性が大幅に向上
することとなる。

【００４１】もって、ランニングコストや製造コストの
高騰、さらには放熱フィンを含めた外観の大形化を招く
ことなく、温度上昇に起因して半導体レーザ素子の寿命
が縮むことを未然に防止できる。

【００４２】また、パッケージ２のハウジング部４から
放熱させることにより、放熱フィンＦを用いなくとも必
要十分な放熱量を達成できる場合には、放熱フィンＦを
取り付けないことで、部品代の削減による製造コストの
低下や、半導体レーザモジュール１を搭載した機器の小
型化を図ることが可能となる。

【００４３】なお、上述した実施例においては、伝熱体
３Ｐおよび伝熱体４Ｐを、熱伝導性の高い金属材料のプ
レートから形成しているが、同じく熱伝導性の高い金属
材料のロッドを編んで、シート状あるいは箱状に形成し
たものを採用しても良い。

【００４４】また、ハウジング４からの放熱を助勢する
手段として、上記ハウジング４の外表面に放熱フィンを
形成することも可能である。このとき、設置状態におけ
る半導体レーザモジュールの姿勢に関わらず、冷却風に
よって良好に放熱が行なわれるよう、放熱フィンをピン
形状とすることが効果的である。

【００４５】図２に示す半導体レーザモジュール１０
は、パッケージ１２におけるベースプレート部１３に、
ヒートパイプ(ベースプレート側熱輸送手段)１３Ｈが設
けられており、このヒートパイプ１３Ｈは、ベースプレ
ート部１３の全域に亘って広がる態様で、上記ベースプ
レート部１３に埋め込まれて設置されている。

【００４６】また、パッケージ１２のハウジング部１４
には、ヒートパイプ（ハウジング側熱輸送手段）１４Ｈ
が設けられており、このヒートパイプ１４Ｈは、ハウジ
ング部１４の全域に亘って広がる態様で、上記ハウジン
グ部１４に埋め込まれて設置されている。

【００４７】ここで、半導体レーザモジュール１０の構
成は、伝熱体３Ｐ、４Ｐに換えて、ヒートパイプ１３
Ｈ、１４Ｈを採用した以外、図１に示した半導体レーザ
モジュール１と基本的に変わるところはない。

【００４８】上述した構成によれば、半導体レーザモジ
ュール１０の稼働時、レーザダイオードＤから発生した
熱は、矢印ａで示す如くサブマウントＳやパッケージ１
２内の雰囲気を伝播して熱電モジュールＭに達し、該熱
電モジュールＭの低温側面において吸熱される。

【００４９】熱電モジュールＭにおける高温側面からの
排熱は、矢印ｂに示す如くパッケージ１２のベースプレ
ート部１３に伝播し、さらに矢印ｃに示す如くヒートパ
イプ１３Ｈによってベースプレート部１３の周縁に向け
て輸送される。

【００５０】ベースプレート部１３の周縁に輸送された
熱は、ハウジング部１４に設けられたヒートパイプ１４
Ｈに伝播したのち、矢印ｄおよび矢印ｅに示す如くヒー
トパイプ１４Ｈを介してハウジング部１４の全域に輸送
され、矢印ｆに示す如くハウジング部１４を介して外気
に放熱される。

【００５１】一方、熱電モジュールＭからパッケージ１
２のベースプレート部１３に伝播した熱の一部は、矢印
ｈに示す如くベースプレート部１３に取り付けられた放
熱フィンＦに伝播し、矢印ｉに示す如く外気に向けて放
熱される。

【００５２】このように、半導体レーザモジュール１０
によれば、稼働時におけるレーザダイオードＤから発生
する熱が、パッケージ１２におけるベースプレート部１
３とハウジング部１４とを介して外部に放熱されるた
め、ベースプレート部のみから放熱していた従来の半導
体レーザモジュールに比べ、放熱特性が大幅に向上する
こととなる。

【００５３】なお、上述した実施例においては、所定の
形状に作成したヒートパイプ１３Ｈおよびヒートパイプ
１４Ｈを、それぞれベースプレート部１３およびハウジ
ング部１４に埋め込んでいるが、ベースプレート部１３
およびハウジング部１４を形成する際に、マイクロ加工
技術によって所定形状の細孔を形成し、この細孔に冷却
媒体を注入したのち封止することにより、ベースプレー
ト部１３およびハウジング部１４の内部にヒートパイプ
を構成することも可能である。

【００５４】図３に示す半導体レーザモジュール２０
は、パッケージ２２におけるベースプレート部２３に、
伝熱体(ベースプレート側熱輸送手段)２３Ｐが設けられ
ており、この伝熱体２３Ｐはベースプレート部２３と相
似形のプレート状を呈し、上記ベースプレート部２３の
上面を覆う態様で一体に設置されている。

【００５５】また、パッケージ２２のハウジング部２４
には、伝熱体（ハウジング側熱輸送手段）２４Ｐが設け
られており、この伝熱体２４Ｐはハウジング２４と相似
形の四角い箱状を呈し、上記ハウジング部２４の外表面
を覆う態様で一体に設置されている。

【００５６】ここで、半導体レーザモジュール２０の構
成は、伝熱体２３Ｐ、２４Ｐの設置位置が、伝熱体３
Ｐ、４Ｐに対して相違している以外、図１に示した半導
体レーザモジュール１と基本的に変わるところはない。

【００５７】また、レーザダイオードＤから発生した熱
が外気に放熱されるまでの、パッケージ２２における熱
の伝播(輸送)経路に関しても、図１に示した半導体レー
ザモジュール１と基本的に変わるところはない。

【００５８】もって、半導体レーザモジュール２０にお
いても、稼働時におけるレーザダイオードＤから発生す
る熱が、パッケージ２２におけるベースプレート部２３
とハウジング部２４とを介して外部に放熱されるため、
ベースプレート部のみから放熱していた従来の半導体レ
ーザモジュールに比べ、放熱特性が大幅に向上すること
となる。

【００５９】図４に示す半導体レーザモジュール３０
は、パッケージ３２におけるベースプレート部３３に、
ヒートパイプ(ベースプレート側熱輸送手段)３３Ｈが設
けられており、このヒートパイプ３３Ｈは、ベースプレ
ート部３３の全域に亘って広がる態様で、上記ベースプ
レート部３３の上部表面に近接した位置に埋め込まれて
設置されている。

【００６０】また、パッケージ３２のハウジング部３４
には、ヒートパイプ（ハウジング側熱輸送手段）３４Ｈ
が設けられており、このヒートパイプ３４Ｈは、ハウジ
ング３４の全域に亘って広がる態様で、上記ハウジング
部３４の外部表面に近接した位置に埋め込まれて設置さ
れている。

【００６１】ここで、半導体レーザモジュール３０の構
成は、ヒートパイプ３３Ｈ、３４Ｈの設置位置が、ヒー
トパイプ１３Ｈ、１４Ｈに対して相違している以外、図
２に示した半導体レーザモジュール１０と基本的に変わ
るところはない。

【００６２】また、レーザダイオードＤから発生した熱
が外気に放熱されるまでの、パッケージ３２における熱
の伝播(輸送)経路に関しても、図２に示した半導体レー
ザモジュール１０と基本的に変わるところはない。

【００６３】もって、半導体レーザモジュール３０にお
いても、稼働時におけるレーザダイオードＤから発生す
る熱が、パッケージ３２におけるベースプレート部３３
とハウジング部３４とを介して外部に放熱されるため、
ベースプレート部のみから放熱していた従来の半導体レ
ーザモジュールに比べ、放熱特性が大幅に向上すること
となる。

【００６４】図５に示す半導体レーザモジュール４０
は、パッケージ４２におけるベースプレート部４３に、
ヒートパイプ(ベースプレート側熱輸送手段)４３Ｈが設
けられており、このヒートパイプ４３Ｈは、ベースプレ
ート部４３の全域に亘って広がる態様で、上記ベースプ
レート部４３の上部表面に近接した位置に埋め込まれて
設置されている。

【００６５】また、パッケージ４２のハウジング部４４
には、ヒートパイプ（ハウジング側熱輸送手段）４４Ｈ
が設けられており、このヒートパイプ４４Ｈは、ハウジ
ング４４の全域に亘って広がる態様で、上記ハウジング
部４４の外部表面に近接した位置に埋め込まれて設置さ
れている。

【００６６】さらに、パッケージ４２のハウジング部４
４には、上述したヒートパイプ４４Ｈに対するハウジン
グ内方側に、真空チャンバ４４Ｃ(熱遮蔽手段)が設けら
れており、この真空チャンバ４４Ｃはハウジング部４４
に倣った四角い箱状を呈している。

【００６７】ここで、上記半導体レーザモジュール４０
の構成は、ハウジング部４４に熱遮蔽手段としての真空
チャンバ４４Ｃを設けている以外、図４に示した半導体
レーザモジュール３０と基本的に変わるところはない。

【００６８】上述した構成によれば、半導体レーザモジ
ュール４０の稼働時、レーザダイオードＤから発生した
熱は、矢印ａで示す如くサブマウントＳやパッケージ４
２内の雰囲気を伝播して熱電モジュールＭに達し、該熱
電モジュールＭの低温側面において吸熱される。

【００６９】熱電モジュールＭにおける高温側面からの
排熱は、矢印ｂに示す如くパッケージ４２のベースプレ
ート部４３に伝播し、さらに矢印ｃに示す如くヒートパ
イプ４３Ｈによってベースプレート部４３の周縁に向け
て輸送される。

【００７０】ベースプレート部４３の周縁に輸送された
熱は、ハウジング部４４に設けられたヒートパイプ４４
Ｈに伝播したのち、矢印ｄおよび矢印ｅに示す如くヒー
トパイプ４４Ｈを介してハウジング部４４の全域に輸送
され、矢印ｆに示す如くハウジング部１４を介して外気
に放熱される。

【００７１】ここで、上記ハウジング部４４には、上述
したヒートパイプ４３Ｈおよびヒートパイプ４４Ｈによ
って、レーザダイオードＤから発生した熱が輸送されて
来るものの、この熱がパッケージ４２の内部に環流する
ことは、ハウジング部４４に設けた熱遮蔽手段としての
真空チャンバ４４Ｃにより抑制される。

【００７２】一方、熱電モジュールＭからパッケージ１
２のベースプレート部１３に伝播した熱の一部は、矢印
ｈに示す如くベースプレート部１３に取り付けられた放
熱フィンＦに伝播し、矢印ｉに示す如く外気に向けて放
熱されることとなる。

【００７３】このように、上述した半導体レーザモジュ
ール４０によれば、稼働時におけるレーザダイオードＤ
から発生する熱が、パッケージ４２におけるベースプレ
ート部４３とハウジング部４４とを介して外部に放熱さ
れるため、ベースプレート部のみから放熱していた従来
の半導体レーザモジュールに比べ、放熱特性が大幅に向
上することとなる。

【００７４】さらに、上述した半導体レーザモジュール
４０によれば、パッケージ４２の内部に収容されている
熱電モジュールＭに対する、ハウジング部４４からの熱
の流入が減って、熱電モジュールＭに対する負荷が軽減
されるので、上記熱電モジュールＭの冷却効率が向上す
ることとなる。

【００７５】ここで、上述した実施例においては、真空
チャンバ４４Ｃによって熱遮蔽手段を構成しているが、
真空チャンバに換えて内部を減圧したチャンバや、内部
が大気圧のチャンバを採用しても良く、さらには内部に
熱伝導性の低い気体を充填させたチャンバを採用するこ
とも可能である。

【００７６】さらに、上述したヒートパイプ４３Ｈおよ
びヒートパイプ４４Ｈに換えて、図３に示した伝熱体２
３Ｐおよび伝熱体２４Ｐを採用した構成においても、上
述したと同様の作用効果を奏することは言うまでもな
い。

【００７７】図６に示す半導体レーザモジュール５０
は、パッケージ５２におけるハウジング部５４の、ヒー
トパイプ（ハウジング側熱輸送手段）５４Ｈに対するハ
ウジング内方側に、断熱体(熱遮蔽手段)５４Ｍが設けら
れており、この断熱体５４Ｍは熱伝導性の低い樹脂材料
から形成され、ハウジング部５４に倣った四角い箱状を
呈している。

【００７８】ここで、半導体レーザモジュール５０の構
成は、真空チャンバ４４Ｃに換えて熱遮蔽手段としての
断熱体５４Ｍを設けている以外、図５に示した半導体レ
ーザモジュール４０と基本的に変わるところはない。

【００７９】また、レーザダイオードＤから発生した熱
が外気に放熱されるまでの、パッケージ５２における熱
の伝播(輸送)経路に関しても、図５に示した半導体レー
ザモジュール４０と基本的に変わるところはない。

【００８０】さらに、ハウジング部５４に設けた断熱体
５４Ｍによって、ハウジング部５４からパッケージ５２
の内部に熱が環流することを抑制する構成に関しても、
図５に示した半導体レーザモジュール４０と変わるとこ
ろはない。

【００８１】もって、上述した半導体レーザモジュール
５０によれば、稼働時におけるレーザダイオードＤから
発生する熱が、パッケージ５２におけるベースプレート
部５３とハウジング部５４とを介して外部に放熱される
ため、ベースプレート部のみから放熱していた従来の半
導体レーザモジュールに比べ、放熱特性が大幅に向上す
ることとなる。

【００８２】さらに、上述した半導体レーザモジュール
５０によれば、パッケージ５２の内部に収容されている
熱電モジュールＭに対する、ハウジング部５４からの熱
の流入が減って、熱電モジュールＭに対する負荷が軽減
されるので、上記熱電モジュールＭの冷却効率が向上す
ることとなる。

【００８３】ここで、上述した実施例においては、熱伝
導性の低い樹脂材料から形成した断熱体５４Ｍによって
熱遮蔽手段を構成しているが、断熱体５４Ｍを形成する
材料として、熱伝導性の低い適宜な材料を任意に選択し
て採用し得ることは言うまでもない。

【００８４】さらに、上述したヒートパイプ５３Ｈおよ
びヒートパイプ５４Ｈに換えて、図３に示した伝熱体２
３Ｐおよび伝熱体２４Ｐを採用した構成においても、上
述したと同様の作用効果を奏することは言うまでもな
い。

【００８５】ここで、上述した各実施例においては、パ
ッケージを構成するベースプレート部およびハウジング
部を、一般的な Ｎi−Ｃo−Ｆe（ニッケル−コバルト−
鉄）合金や、Ｆe−Ｎi（鉄−ニッケル）合金等から形成
しているが、上記ベースプレート部およびハウジング部
を樹脂材料から形成することも可能である。

【００８６】このように、パッケージを熱伝導性の低い
樹脂材料から形成した場合、図３に示した半導体レーザ
モジュール２０においては、ハウジング２４の外面に伝
熱体(ハウジング側熱輸送手段)２４Ｐが設けられている
ことで、言い換えれば伝熱体２４Ｐに対するハウジング
内方側に、樹脂材料から成り熱遮蔽手段として機能する
ハウジング２４が位置することで、伝熱体２４Ｐによっ
て輸送された熱がパッケージ２４の内部に環流すること
を抑制できる。

【００８７】同じく、パッケージを熱伝導性の低い樹脂
材料から形成した場合、図４に示した半導体レーザモジ
ュール３０においては、ハウジング３４の外面に近接さ
せてヒートパイプ(ハウジング側熱輸送手段)３４Ｈを設
けたことで、言い換えればヒートパイプ３４Ｈに対する
ハウジング内方側に、樹脂材料から成り熱遮蔽手段とし
て機能するハウジング３４が位置することで、ヒートパ
イプ３４Ｈによって輸送された熱がパッケージ３４の内
部に環流することを抑制できる。

【００８８】なお、パッケージを樹脂材料から形成した
場合においても、真空チャンバ等にによって熱遮蔽手段
を構成することは有効である。また、金属材料あるいは
樹脂材料に限らず、ハウジング部における外方面から内
方面に行く程、熱伝導性が低下する特性を備えた傾斜機
能材料の採用も有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる半導体レーザモジュールの一実
施例を示す概念図。

【図２】本発明に関わる半導体レーザモジュールの他の
実施例を示す概念図。

【図３】本発明に関わる半導体レーザモジュールの他の
実施例を示す概念図。

【図４】本発明に関わる半導体レーザモジュールの他の
実施例を示す概念図。

【図５】本発明に関わる半導体レーザモジュールの他の
実施例を示す概念図。

【図６】本発明に関わる半導体レーザモジュールの他の
実施例を示す概念図。

【図７】(ａ)および(ｂ)は、従来の半導体レーザモジュ
ールを示す外観斜視図および側面断面図。

【図８】従来の半導体レーザモジュールを示す概念図。

【符号の説明】

１、１０、２０、３０、４０、５０…半導体レーザモジ
ュール、 ２、１２、２２、３２、４２、５２…パッケージ、 ３、１３、２３、３３、４３、５３…ベースプレート
部、 ４、１４、２４、３４、４４、５４…ハウジング部、 ３Ｐ、２３Ｐ…伝熱体(ベースプレート側熱輸送手段)、 ４Ｐ、２４Ｐ…伝熱体(ハウジング側熱輸送手段)、 １３Ｈ、３３Ｈ、 ４３Ｈ、５３Ｈ…ヒートパイプ(ベースプレート側熱輸
送手段)、 １４Ｈ、３４Ｈ、 ４４Ｈ、５４Ｈ…ヒートパイプ(ハウジング側熱輸送手
段)、 ４４Ｃ…真空チャンバ(熱遮蔽手段)、 ５４Ｍ…断熱体(熱遮蔽手段)、 Ｄ…レーザダイオード(半導体レーザ素子)、 Ｌ…レンズ、 Ｓ…サブマウント(固定基板)、 Ｍ…熱電モジュール、 Ｆ…放熱フィン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ素子の搭載された固定基
   板を熱電モジュールを介して設置するベースプレート部
   と、該ベースプレート部とともに前記半導体レーザ素
   子、前記固定基板、および前記熱電モジュールを収容す
   るハウジング部とを有するパッケージを備え、前記半導
   体レーザ素子から発生する熱を、前記熱電モジュールに
   よって吸熱するとともに、前記熱電モジュールから前記
   パッケージの前記ベースプレート部に排熱する半導体レ
   ーザモジュールであって、 前記パッケージにおける前記ベースプレート部に、前記
   熱電モジュールからの排熱を前記ベースプレート部の周
   縁に向けて輸送するベースプレート側熱輸送手段を設け
   るとともに、 前記パッケージにおける前記ハウジング部に、前記ベー
   スプレート側熱輸送手段によって輸送された熱を、前記
   ハウジング部に輸送するハウジング側熱輸送手段を設
   け、 前記半導体レーザ素子から発生する熱を、前記パッケー
   ジにおける前記ベースプレート部と前記ハウジング部と
   を介して、外部に放熱するよう構成したことを特徴とす
   る半導体レーザモジュール。
2. 【請求項２】 前記パッケージにおける前記ハウジン
   グ部の前記ハウジング側熱輸送手段に対するハウジング
   内方側に、熱の伝達を妨げる熱遮蔽手段を設けて成るこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュー
   ル。