JP4043886B2

JP4043886B2 - Semiconductor laser device start-up method and optical communication device using semiconductor laser device

Info

Publication number: JP4043886B2
Application number: JP2002237091A
Authority: JP
Inventors: 薫飯田; 秀齋藤; 純三代川; 武愛清
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: JP2003309318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に使用される半導体レーザ装置の起動方法及びその起動方法が適用される半導体レーザ装置を用いた光通信機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば光通信や光増幅等に使用される従来の半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と光ファイバを光学的に結合させてモジュール化したものであり、例えば特開２００２−９３８４号公報の図７や特開２０００−２１６４７４号公報の図６に示されるように構成されている。
【０００３】
このような半導体レーザ装置は、その半導体レーザ素子にレーザ駆動電流が給電されると、半導体レーザ素子が駆動されてレーザ光を出射する。このレーザ光は、レンズからなる結合用光学系を介して光ファイバに入射する。光ファイバに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬して所望の用途に供される。
ところで、半導体レーザ素子では、一般に、半導体レーザ素子自体の発熱や周囲の環境温度の影響による温度変化に応じて、レーザ光の光強度及び波長が変動する。このため、半導体レーザ装置には、一般に、そのパッケージ内にサーモモジュールが設けられている。このサーモモジュールは、ペルチェ素子に給電される電流の方向に応じて、発熱動作（加熱動作）又は吸熱動作（冷却動作）を実行する。また、サーモモジュールの構成やその電流の大きさに応じて、その発熱量や吸熱量が変化する。
【０００４】
即ち、半導体レーザ素子に温度変化が生じる場合、その半導体レーザ素子の温度を温度センサであるサーミスタによって検知して、そのサーミスタの指示温度Ｔｓに基づき、サーモモジュールに給電される駆動電流（以下、適宜「サーモモジュール電流」と呼ぶ）Ｉtec の方向及び大きさが調整され、それに応じて加熱動作又は冷却動作が行われる。こうしたサーモモジュールによる温度制御によって、半導体レーザ素子はほぼ所望の駆動条件の温度に保たれる。従って、半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度及び波長を安定させた状態で駆動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低温環境下にて、上記した従来の半導体レーザ装置が起動される場合、次のような問題が生じる。
例えば半導体レーザ素子の温度（サーミスタの指示温度Ｔｓ）が２５℃の条件下で所望の光強度及び波長のレーザ光を出射するように設計された半導体レーザ装置が、環境温度Ｔｃ＝１０℃にて起動されたと仮定する。この場合、サーモモジュールには、半導体レーザ素子を加熱する方向にサーモモジュール電流Ｉtec が流れる。
【０００６】
このときのサーモモジュール電流Ｉtec をモニタすると、例えば図５のグラフに示されるように、半導体レーザ装置の起動直後に、即ち、サーモモジュール電流Ｉtec の給電開始直後に、サーモモジュール電流Ｉtec が過大になることがある。こうした現象は、制御系によっては頻繁に発生する。
加熱方向に過大なサーモモジュール電流Ｉtec が流れると、サーモモジュールが過熱され、更に、サーモモジュール上に基板を介して配設されている半導体レーザ素子やレンズ（又はレンズ付き光ファイバ）等の部品もまた急激に高温に加熱される。図５のグラフでは、加熱方向へのサーモモジュール電流Ｉtec の上限値が−３Ａ（アンペア）に設定されているが、サーモモジュール電流Ｉtec がこの上限値程度に抑えられたとしても、半導体レーザ素子やレンズ等の部品が例えば高温環境に置かれていたり放熱状態が悪かったり等の条件によっては２００℃以上の温度にまで上昇する場合もある。
【０００７】
このような場合、サーモモジュール上に前記基板を固定する熱溶融接続材料に例えば融点１４８℃のＩｎ−Ｐｂ−Ａｇ共晶半田が用いられていると、その半田が溶融して、基板の位置ずれを引き起こすことがある。この場合、半導体レーザ素子及びレンズ（又はレンズ付き光ファイバ）は正規の位置からずれ、半導体レーザ素子の光ファイバに対する光結合が損なわれる。その結果、半導体レーザ装置の光出力が大幅に低下してしまう。特に、基板の位置ずれにより半導体レーザ素子が光ファイバに対して角度ずれを起こす場合には、例えば０．２°の角度ずれによって、前記光出力は９５％も低下してしまう。
【０００８】
また、レンズが例えば低融点ガラス又はＡｕ−Ｓｎ等の半田を用いて金属製のホルダに固定され、この金属製のホルダが基板に固定されているため、サーモモジュールの過熱により、レンズ及び金属製のホルダの温度が急激に上昇すると、レンズとホルダとの間の大きな熱膨張率の差に起因して、レンズとホルダとの接合部分（低融点ガラス又はＡｕ−Ｓｎ等の半田）にクラックが発生することがある。
【０００９】
このクラックの発生によっても、レンズの位置ずれやレンズの傾きが生じてレンズの光軸がずれたり、レンズがホルダから脱落したりして、半導体レーザ素子と光ファイバとの間の良好な光結合が損なわれてしまう。その結果、半導体レーザ装置から良好な光出力が得られなくなる。
また、半導体レーザ素子からのレーザ光が直接に入射されるレンズ付き光ファイバが基板上に半田等の熱溶融接続材料を介して固定されている場合にも、熱溶融接続材料が溶融して、レンズ付き光ファイバの位置ずれを生じることがある。その結果、半導体レーザ素子に対するレンズ付き光ファイバの光結合にずれが生じ、半導体レーザ装置の光出力が大幅に低下してしまう。
【００１０】
更に、サーモモジュールは、多数のペルチェ素子と、これらペルチェ素子を挟み付ける放熱側及び吸熱側の２枚の板部材とを有しているが、これらのペルチェ素子と板部材とは半田を利用して結合されている。このため、この半田がサーモモジュールの過熱によって溶融し、例えばペルチェ素子が脱落する等して、サーモモジュール自体が機能低下したり、破損したりするおそれもある。
【００１１】
なお、こうした問題に対処するため、加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec を所定の値以下に抑制する手段を設けることが考えられる。しかし、その場合、半導体レーザ装置が低温環境下にて起動又は駆動される際に、加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が制限される結果、半導体レーザ素子の温度を所望の値、例えば２５℃に保持できなくなる恐れがある。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザ装置の起動時において、サーモモジュールにその加熱方向への過大なサーモモジュール電流が流れることを防止し、その過大なサーモモジュール電流に起因する不具合の発生を防止できる半導体レーザ装置の起動方法及びその起動方法が適用される半導体レーザ装置を用いた光通信機器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、半導体レーザ素子と、一方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を加熱し、逆方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を冷却して、前記半導体レーザ素子の温度を制御するサーモモジュールとを備え、前記半導体レーザ素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュールに固定されている半導体レーザ装置の起動方法であって、制御部からレーザ駆動電源に加熱開始信号が送信されて該レーザ駆動電源から前記半導体レーザ素子に加熱用電流を給電して、前記半導体レーザ素子自体の発熱により前記半導体レーザ素子の予備加熱を行うステップと、前記半導体レーザ素子の予備加熱の後、前記サーモモジュールへの給電を開始すると共に、前記制御部から前記レーザ駆動電源に駆動開始信号が送信されて該レーザ駆動電源から前記半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始するステップと、を有することを特徴とする半導体レーザ装置の起動方法が提供される。
【００１４】
また、本発明においては、光通信のためのレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、一方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を加熱し、逆方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を冷却して、前記半導体レーザ素子の温度を制御するサーモモジュールとを備え、前記半導体レーザ素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュールに固定されている半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ素子にレーザ駆動電流及び予備加熱のための加熱用電流の一方を供給するレーザ駆動電源と、前記サーモモジュールに給電するサーモモジュール駆動電源と、前記レーザ駆動電源及び前記サーモモジュール駆動電源の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記半導体レーザ装置の起動時、前記レーザ駆動電源を作動させて、該レーザ駆動電源に加熱開始信号を送信して前記半導体レーザ素子に加熱用電流を給電した後、前記サーモモジュール駆動電源を作動させて、前記サーモモジュールへの給電を開始すると共に、前記レーザ駆動電源に駆動開始信号を送信して前記半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始することを特徴とする光通信機器が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
図１に示されるように、本実施形態に係る半導体レーザ装置１０は、例えば光通信用の信号光源や光増幅用の励起光源として使用され、半導体レーザ素子１６と光ファイバ３４とを光学的に結合させてモジュール化したものである。
【００１６】
この半導体レーザ装置１０は、そのパッケージ３６内にサーモモジュール３８を有する。このサーモモジュール３８は、複数のペルチェ素子３８ａと、これらペルチェ素子３８ａを挟み付ける板部材３８ｂ、３８ｃとを含み、板部材３８ｂ、３８ｃは例えばアルミナや窒化アルミ等の絶縁基板からなる。この例では、パッケージ３６の内底壁面上に板部材３８ｂが固定され、この板部材３８ｂに、ペルチェ素子３８ａの放熱側端（図１の下側）が半田により固定されている。板部材３８ｃはペルチェ素子３８ａの吸熱側端（図１の上側）に半田により固定されている。
【００１７】
サーモモジュール３８の上側、即ち、板部材３８ｃ上には、部品の取り付けに使用される基板４０が設けられており、この基板４０は熱溶融接続材料である例えば融点１４８℃のＩｎ−Ｐｂ−Ａｇ共晶半田によって板部材３８ｃに固定されている。また、この基板４０上には、半導体レーザ素子１６を固定したレーザダイオードキャリア１２、モニタ用のフォトダイオード４６を固定したフォトダイオードキャリア４２及びレンズ４４が固定されている。フォトダイオード４６は、半導体レーザ素子１６の発光状態を監視する。
【００１８】
パッケージ３６の側壁には貫通孔が形成され、この貫通孔に光ファイバ支持部材４８が嵌合されている。この光ファイバ支持部材４８は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（商標名：コバール）等からなる。この光ファイバ支持部材４８は挿通孔４８ａを有している。この挿通孔４８ａの内部には、光ファイバ３４の先端部がパッケージ３６の外部から導入されている。挿通孔４８ａの内部には、レンズ５０が配設されている。
【００１９】
図２に示されるように、レーザダイオードキャリア１２上には、ヒートシンク機能を有するサブマウント（以下、単に「ヒートシンク」という）１４が配置され、このヒートシンク１４上には、半導体レーザ素子１６が設置されている。また、レーザダイオードキャリア１２上には、ヒートシンク１４との間に所定の間隔をおいてサーミスタ用のサブマウント１８が配置され、このサブマウント１８上には、半導体レーザ素子１６の温度を検知する温度センサとしてサーミスタ２０が設置されている。
【００２０】
レーザダイオードキャリア１２上には、セラミック支持台２７が配置され、このセラミック支持台２７の上面には、Ａｕメッキ層２８が形成されている。このＡｕメッキ層２８は、半導体レーザ素子１６に対する電気配線の中継部となっている。そして、半導体レーザ素子１６は、Ａｕワイヤ２９によってＡｕメッキ層２８に接続され、このＡｕメッキ層２８は、Ａｕワイヤ２９によって半導体レーザ素子１６のレーザ駆動電源（図示せず）に接続されている。半導体レーザ素子１６への電気回路は、このように構成されている。
【００２１】
レーザダイオードキャリア１２上には、更に別のセラミック支持台３０が配置されており、このセラミック支持台３０の上面には、サーミスタ２０の電気配線の中継部となるＡｕメッキ層３１ａ、３１ｂがそれぞれ形成されている。サーミスタ２０は、Ａｕワイヤ２９によってＡｕメッキ層３１ａ、３１ｂに電気的に接続され、Ａｕメッキ層３１ａ、３１ｂは、Ａｕワイヤ２９によってサーミスタ２０の電源（図示せず）に接続されている。サーミスタ２０への電気回路は、このように構成されている。
【００２２】
次に、本実施形態に係る半導体レーザ装置１０の起動方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る半導体レーザ装置１０の起動方法を説明するためのブロック図である。
先ず、半導体レーザ装置１０の起動時、サーミスタ２０によって半導体レーザ素子１６の温度が検知される。この半導体レーザ素子１６の温度情報は、電圧信号に変換されて、駆動制御部５６に送信される。
【００２３】
ここで、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが予め設定した所定の起動温度Ｔref1よりも低い場合に、即ち、Ｔｓ＜Ｔref1の場合に、直ちにサーモモジュール３８への給電が行われると、過大な加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が急激に流れて、基板４０とサーモモジュール３８とを固定している半田が溶融するおそれが生じる。このため、駆動制御部５６は、先ず、指示温度Ｔｓを示す電圧信号Ｖtsと起動温度Ｔref1に対応した電圧信号Ｖref1とを比較する。
【００２４】
その結果、半導体レーザ素子１６の温度Ｔｓが起動温度Ｔref1以上である場合には、駆動制御部５６からレーザ駆動電源５４に駆動開始信号が送信され、この駆動開始信号を受けたレーザ駆動電源５４は、半導体レーザ素子１６へのレーザ駆動電流Ｉopの給電を開始する。また同時に、駆動制御部５６からサーモモジュール駆動電源５２に冷却開始信号が送信され、この冷却開始信号を受けたサーモモジュール駆動電源５２は、サーモモジュール３８に冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtecを給電する。こうして、半導体レーザ素子１６及びサーモモジュール３８にレーザ駆動電流Ｉop及びサーモモジュール電流Ｉtec が給電され、半導体レーザ装置１０が起動される。
【００２５】
これに対し、起動時、半導体レーザ素子１６の温度Ｔｓが起動温度Ｔref1よりも低い場合には、先ず、駆動制御部５６からレーザ駆動電源５４に加熱開始信号が送信される。こうして、レーザ駆動電源５４から半導体レーザ素子１６に加熱用電流Ｉh が給電され、半導体レーザ素子１６が自ら発熱して自分自身を予備加熱し、その温度が上昇する。
【００２６】
この後、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが上昇して所定の起動温度Ｔref1に到達した時点で、駆動制御部５６からレーザ駆動電源５４に駆動開始信号が送信され、レーザ駆動電源５４は、半導体レーザ素子１６へのレーザ駆動電流Ｉopの給電を開始する。また同時に、駆動制御部５６からサーモモジュール駆動電源５２に動作開始信号が送信され、この動作開始信号を受けたサーモモジュール駆動電源５２は、サーモモジュール３８に向けて、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓを所定の駆動温度Ｔref2に保つために必要なサーモモジュール電流Ｉtec の給電を開始する。
【００２７】
具体的には、Ｔｓ＞Ｔref2の場合、駆動制御部５６は、半導体レーザ素子１６の温度を低下させるための制御信号を出力する。この際のサーモモジュール駆動電源５２への制御信号は、偏差に応じた冷却方向のサーモモジュール電流Ｉtec を給電する信号となる。
これに対し、Ｔｓ＜Ｔref2であれば、駆動制御部５６は、半導体レーザ素子１６の温度を上昇させるための制御信号を出力する。この場合のサーモモジュール駆動電源５２への制御信号は、偏差に応じた加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec を給電する信号となる。
【００２８】
こうして、半導体レーザ装置１０が起動される。なお、起動温度Ｔref1と駆動温度Ｔref2とは、加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が流れることを確実に防止するためにはＴref1≧Ｔref2とするのが好ましい。
以上のように本実施形態においては、半導体レーザ装置１０の起動時、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが所定の起動温度Ｔref1よりも低い場合に、先ず半導体レーザ素子１６に加熱用電流Ｉh を給電して、半導体レーザ素子１６自らの発熱により予備加熱し、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが起動温度Ｔref1に到達した後、半導体レーザ素子１６へのレーザ駆動電流Ｉopの給電及びサーモモジュール３８へのサーモモジュール電流Ｉtec の給電が開始される。このため、環境温度Ｔｃが低温の場合であっても、起動時、過大な加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が流れることに起因する半導体レーザ装置１０の劣化や破壊を防止することができる。
【００２９】
なお、半導体レーザ装置１０の起動時、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが起動温度Ｔref1よりも低いと想定される場合、サーミスタ２０による半導体レーザ素子１６の温度を検知する最初のステップを省略してもよい。即ち、半導体レーザ装置１０の起動時には常に半導体レーザ素子１に加熱用電流Ｉh を給電する方法を採用してもよい。この場合にも、サーミスタ２０の指示温度Ｔｓが起動温度Ｔref1に到達した後、半導体レーザ素子１６への給電が開始されるため、同様の効果を奏することができる。
【００３０】
また、半導体レーザ素子１６自らの発熱により予備加熱する際に、必ずしもサーミスタ２０の指示温度Ｔｓを起動温度Ｔref1に到達させる必要はない。指示温度Ｔｓが起動温度Ｔref1よりも低い所定の温度に到達した時点で半導体レーザ素子１６への加熱用電流Ｉh の給電を停止し、その後はサーモモジュール３８に加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec を給電し、サーモモジュール３８の加熱動作によって指示温度Ｔｓを起動温度Ｔref1に到達させてもよい。この場合も、前記の所定の温度を適切に設定することにより、サーモモジュール３８に過大な加熱方向のサーモモジュール電流Ｉtec が流れることを防止することができる。
【００３１】
また、第１の実施形態において、起動温度Ｔref1及び駆動温度Ｔref2が、起動／駆動温度Ｔref として共通の温度に設定される場合もある。この場合、上記の説明で起動温度Ｔref1及び駆動温度Ｔref2をそれぞれ起動／駆動温度Ｔref と読み替えればよく、基本的には同様の起動方法及び駆動方法が適用される。
また、レーザ駆動電源５４から半導体レーザ素子１６に給電されるレーザ駆動電流Ｉopと加熱用電流Ｉh とはその作用が異なる別概念の電流であるが、実態的には同じ大きさの電流値をとることも可能である。
【００３２】
また、第１の実施形態における半導体レーザ素子１６にレンズ４４等を介して光接合する光ファイバ３４の代わりに、半導体レーザ素子１６に直接に光接合するレンズ付き光ファイバを用いてもよい。この場合も、半導体レーザ素子１６の特性劣化を防止したり、半導体レーザ素子１６とレンズ付き光ファイバとの光結合ずれによる出力低下を防止したりすることができる効果を奏する。
【００３３】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る光通信機器としての光ファイバ増幅器６０を示す。この光ファイバ増幅器６０は、前述した半導体レーザ装置１０を励起光源として含んでいる。
光ファイバ増幅器６０は、信号光が入力される信号光入力部６２と、この信号光入力部６２に接続され、信号光入力部６２からの信号光を増幅するＥＤＦ（エルビウムドープファイバ）６４と、このＥＤＦ６４に接続され、増幅された信号光を出力する信号光出力部６６とを有する。ＥＤＦ６４には光カプラ６８が介挿され、この光カプラ６８には、半導体レーザ装置１０が光ファイバ３４を介して接続されている。
【００３４】
また、励起光用の半導体レーザ装置１０の周囲には、サーモモジュール駆動電源５２、レーザ駆動電源５４及び駆動制御部５６が設置されている。半導体レーザ装置１０が駆動されると、半導体レーザ装置１０からは所望の強度及び波長に保持されたレーザ光、即ち励起光が出射され、更に光ファイバ３４及び光カプラ６８を介してＥＤＦ６４に入力される。この結果、信号光入力部６２から入力された信号光は、ＥＤＦ６４内において半導体レーザ装置１０からの励起光により増幅された後、信号光出力部６６から出力される。
【００３５】
以上のように本実施形態においては、励起光の光源として半導体レーザ装置１０が用いられ、第１の実施形態で説明した起動方法が適用されるため、環境温度Ｔｃが低温であっても、半導体レーザ装置１０の起動時、サーモモジュールに加熱方向の過大なサーモモジュール電流が流れることはない。従って、過大なサーモモジュール電流に起因した半導体レーザ装置１０の劣化や破壊が防止される。
【００３６】
なお、第２の実施形態では、励起用の半導体レーザ装置１０を備えた光ファイバ増幅器６０について説明した。これは、励起用の半導体レーザ装置１０の場合、その半導体レーザ素子１６からの発熱量が大きく、高温又は低温の環境下における使用を考慮して、大きなサーモモジュール電流Ｉtec を流すように設計されるので、本発明を適用する対象として好適であると考えられるからである。しかし、本発明の適用対象は励起用の半導体レーザ装置１０を備えた光ファイバ増幅器６０に限定されるものではなく、半導体レーザ装置を一つ以上備えた光通信機器であって、半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の温度を制御するサーモモジュールが設けられているものであれば、本発明を適用することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
即ち、請求項１〜３に係る半導体レーザ装置の起動方法によれば、サーモモジュールへの給電が開始される前に、半導体レーザ素子に加熱用電流が給電されて半導体レーザ素子が予備加熱された後に、サーモモジュールへの給電と半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電が開始されるため、低い環境温度において起動する場合にも、過大な加熱方向のサーモモジュール電流が流れることに起因する半導体レーザ装置の劣化や破壊を防止することができる。
【００３８】
また、請求項４〜６に係る光通信機器によれば、半導体レーザ装置の起動時、レーザ駆動電源及びサーモモジュール駆動電源の作動を制御して、半導体レーザ素子に加熱用電流を給電した後、サーモモジュールへの給電と半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始させる制御部が設置されているために、低い環境温度において起動する場合にも、過大な加熱方向のサーモモジュール電流が流れることに起因する半導体レーザ装置の劣化や破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装置の一部を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装置の起動方法を説明するための概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバ増幅器を示す概略図である。
【図５】従来の半導体レーザ装置を低い環境温度下で起動する際にサーモモジュールに流れるサーモモジュール電流をモニタした結果を示すグラフの一例である。
【符号の説明】
１０第１の実施形態に係る半導体レーザ装置
１２レーザダイオードキャリア
１４ヒートシンク
１６半導体レーザ素子
１８サブマウント
２０サーミスタ
２８、３１ａ、３１ｂＡｕメッキ層
２６絶縁領域
２７、３０セラミック支持台
２９Ａｕワイヤ
３４光ファイバ
３６パッケージ
３８サーモモジュール
３８ａペルチェ素子
３８ｂ、３８ｃ板部材
４０基板
４２フォトダイオードキャリア
４４レンズ
４６フォトダイオード
４８光ファイバ支持部材
４８ａ挿通孔
５０レンズ
５２サーモモジュール駆動電源
５４レーザ駆動電源
５６駆動制御部
６０第２の実施形態に係る光ファイバ増幅器
６２信号光入力部
６４ＥＤＦ
６６信号光出力部
６８光カプラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a starting method of a semiconductor laser device used for optical communication and an optical communication device using the semiconductor laser device to which the starting method is applied.
[0002]
[Prior art]
For example, a conventional semiconductor laser device used for optical communication, optical amplification, or the like is a module obtained by optically coupling a semiconductor laser element and an optical fiber. For example, FIG. This is configured as shown in FIG. 6 of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-216474.
[0003]
In such a semiconductor laser device, when a laser driving current is supplied to the semiconductor laser element, the semiconductor laser element is driven to emit laser light. This laser light is incident on the optical fiber via a coupling optical system made up of lenses. The laser light incident on the optical fiber propagates through the optical fiber and is used for a desired application.
By the way, in the semiconductor laser element, generally, the light intensity and the wavelength of the laser light fluctuate according to the temperature change caused by the heat generation of the semiconductor laser element itself and the ambient environmental temperature. For this reason, a semiconductor laser device is generally provided with a thermo module in its package. The thermo module performs a heat generation operation (heating operation) or a heat absorption operation (cooling operation) according to the direction of current supplied to the Peltier element. Further, the amount of heat generation and the amount of heat absorption change depending on the configuration of the thermo module and the magnitude of the current.
[0004]
That is, when a temperature change occurs in the semiconductor laser element, the temperature of the semiconductor laser element is detected by a thermistor that is a temperature sensor, and a drive current (hereinafter referred to as appropriate) supplied to the thermo module based on the indicated temperature Ts of the thermistor. The direction and magnitude of Itec (referred to as “thermo module current”) is adjusted and a heating or cooling operation is performed accordingly. By such temperature control by the thermo module, the semiconductor laser element is maintained at a temperature of almost a desired driving condition. Therefore, the semiconductor laser device is driven in a state where the light intensity and wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser element are stabilized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the conventional semiconductor laser device described above is started in a low temperature environment, the following problems occur.
For example, a semiconductor laser device designed to emit laser light having a desired light intensity and wavelength under the condition that the temperature of the semiconductor laser element (indicated temperature of the thermistor Ts) is 25 ° C. is an ambient temperature Tc = 10 ° C. Assume that it has been activated. In this case, a thermo module current Itec flows in the thermo module in the direction in which the semiconductor laser element is heated.
[0006]
When the thermo module current Itec at this time is monitored, as shown in the graph of FIG. 5, for example, the thermo module current Itec becomes excessive immediately after the start of the semiconductor laser device, that is, immediately after the start of power supply of the thermo module current Itec. Sometimes. Such a phenomenon occurs frequently depending on the control system.
When an excessive thermo module current Itec flows in the heating direction, the thermo module is overheated. Furthermore, components such as a semiconductor laser element and a lens (or an optical fiber with a lens) disposed on the thermo module via a substrate are also present. It is also heated rapidly to a high temperature. In the graph of FIG. 5, the upper limit value of the thermomodule current Itec in the heating direction is set to −3 A (ampere). Even if the thermomodule current Itec is suppressed to about this upper limit value, the semiconductor laser element or The temperature may rise to 200 ° C. or higher depending on conditions such as a lens or other components being placed in a high temperature environment or poor heat dissipation.
[0007]
In such a case, if, for example, an In-Pb-Ag eutectic solder having a melting point of 148 ° C. is used as the hot-melt connection material for fixing the substrate on the thermomodule, the solder melts and the substrate is displaced. May cause. In this case, the semiconductor laser element and the lens (or the optical fiber with the lens) are displaced from their normal positions, and the optical coupling of the semiconductor laser element to the optical fiber is impaired. As a result, the optical output of the semiconductor laser device is greatly reduced. In particular, when the semiconductor laser element causes an angle shift with respect to the optical fiber due to the position shift of the substrate, the light output is reduced by 95% due to the angle shift of 0.2 °, for example.
[0008]
Further, since the lens is fixed to a metal holder using solder such as low melting point glass or Au-Sn, and this metal holder is fixed to the substrate, the lens and the metal are made by overheating of the thermo module. When the temperature of the holder suddenly rises, cracks occur at the joint between the lens and the holder (low melting point glass or solder such as Au—Sn) due to a large difference in thermal expansion coefficient between the lens and the holder. May occur.
[0009]
Even if this crack occurs, the lens is displaced or tilted, the optical axis of the lens is shifted, or the lens is dropped from the holder, so that the optical coupling between the semiconductor laser element and the optical fiber is good. Will be damaged. As a result, a good light output cannot be obtained from the semiconductor laser device.
In addition, when the optical fiber with a lens to which the laser beam from the semiconductor laser element is directly incident is fixed on the substrate via a thermal fusion connection material such as solder, the thermal fusion connection material is melted, The positional deviation of the optical fiber with lens may occur. As a result, the optical coupling of the optical fiber with a lens with respect to the semiconductor laser element is shifted, and the optical output of the semiconductor laser device is greatly reduced.
[0010]
Furthermore, the thermo module has a large number of Peltier elements and two plate members on the heat dissipation side and the heat absorption side that sandwich the Peltier elements. These Peltier elements and plate members use solder. Are combined. For this reason, this solder may be melted by overheating of the thermo module, and the Peltier element may fall off, for example, and the thermo module itself may be deteriorated in function or damaged.
[0011]
In order to cope with such a problem, it is conceivable to provide means for suppressing the thermo-module current Itec in the heating direction to a predetermined value or less. However, in that case, when the semiconductor laser device is started up or driven in a low temperature environment, the temperature of the semiconductor laser element is kept at a desired value, for example, 25 ° C., as a result of limiting the thermomodule current Itec in the heating direction. There is a risk that it will not be possible.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and prevents an excessive thermomodule current in the heating direction from flowing through the thermomodule when the semiconductor laser device is started up. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device activation method capable of preventing the occurrence of defects caused by the above and an optical communication device using the semiconductor laser device to which the activation method is applied.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, the semiconductor laser element and the semiconductor laser element are heated when power is supplied in one direction, and the semiconductor laser element is supplied when power is supplied in the opposite direction. Upon cooling, the a thermo-module to control the temperature of the semiconductor laser element, wherein a method of starting the semiconductor laser device in which a semiconductor laser element is fixed to the thermo-module using a hot melt connection material, control A heating start signal is transmitted from the unit to the laser drive power supply, a heating current is supplied from the laser drive power supply to the semiconductor laser element, and the semiconductor laser element is preheated by heat generation of the semiconductor laser element itself; after preheating of the semiconductor laser device, and starts power supply to the thermo-module, drive the laser from the control unit Starting the semiconductor laser device, comprising the steps of: initiating a power supply of the laser driving current to the semiconductor laser device from the laser drive power is provided drive start signal to the power supply is transmitted.
[0014]
According to the present invention, a semiconductor laser element that oscillates laser light for optical communication and the semiconductor laser element that heats the semiconductor laser element when supplied with power in one direction and receives the power supplied in the opposite direction A semiconductor laser device comprising: a thermo module that cools a laser element and controls a temperature of the semiconductor laser element, wherein the semiconductor laser element is fixed to the thermo module using a hot-melt connection material; and the semiconductor laser Controls the operation of the laser drive power source for supplying one of the laser drive current and the heating current for preheating to the element, the thermo module drive power source for supplying power to the thermo module, and the laser drive power source and the thermo module drive power source A control unit that operates the laser driving power source when starting the semiconductor laser device. After feeding the heating current to the semiconductor laser device by sending a heating start signal to the laser driving power source, wherein by actuating the thermo-module drive power source, starts the power supply to the thermo-module, the laser driving power source An optical communication device is provided that transmits a drive start signal to start feeding a laser drive current to the semiconductor laser element.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device 10 according to the present embodiment is used as, for example, a signal light source for optical communication or a pumping light source for optical amplification, and optically connects the semiconductor laser element 16 and the optical fiber 34. They are combined and modularized.
[0016]
This semiconductor laser device 10 has a thermo module 38 in its package 36. The thermo module 38 includes a plurality of Peltier elements 38a and plate members 38b and 38c that sandwich the Peltier elements 38a. The plate members 38b and 38c are made of an insulating substrate such as alumina or aluminum nitride. In this example, a plate member 38b is fixed on the inner bottom wall surface of the package 36, and a heat radiation side end (lower side in FIG. 1) of the Peltier element 38a is fixed to the plate member 38b by solder. The plate member 38c is fixed to the heat absorption side end (upper side in FIG. 1) of the Peltier element 38a with solder.
[0017]
On the upper side of the thermo module 38, that is, on the plate member 38c, a substrate 40 used for component mounting is provided. This substrate 40 is a hot-melt connection material such as In-Pb-Ag having a melting point of 148 ° C. It is fixed to the plate member 38c by eutectic solder. On the substrate 40, a laser diode carrier 12 to which the semiconductor laser element 16 is fixed, a photodiode carrier 42 to which a monitoring photodiode 46 is fixed, and a lens 44 are fixed. The photodiode 46 monitors the light emission state of the semiconductor laser element 16.
[0018]
A through hole is formed in the side wall of the package 36, and an optical fiber support member 48 is fitted into the through hole. The optical fiber support member 48 is made of, for example, an Fe—Ni—Co alloy (trade name: Kovar) or the like. The optical fiber support member 48 has an insertion hole 48a. The distal end portion of the optical fiber 34 is introduced from the outside of the package 36 into the insertion hole 48a. A lens 50 is disposed inside the insertion hole 48a.
[0019]
As shown in FIG. 2, a submount (hereinafter simply referred to as “heat sink”) 14 having a heat sink function is disposed on the laser diode carrier 12, and a semiconductor laser element 16 is disposed on the heat sink 14. ing. Further, a thermistor submount 18 is disposed on the laser diode carrier 12 at a predetermined interval from the heat sink 14, and a temperature at which the temperature of the semiconductor laser element 16 is detected on the submount 18. A thermistor 20 is installed as a sensor.
[0020]
A ceramic support 27 is disposed on the laser diode carrier 12, and an Au plating layer 28 is formed on the upper surface of the ceramic support 27. The Au plating layer 28 serves as a relay portion for electrical wiring to the semiconductor laser element 16. The semiconductor laser element 16 is connected to an Au plating layer 28 by an Au wire 29, and the Au plating layer 28 is connected to a laser driving power source (not shown) of the semiconductor laser element 16 by an Au wire 29. The electric circuit to the semiconductor laser element 16 is configured in this way.
[0021]
Another ceramic support 30 is disposed on the laser diode carrier 12, and Au plating layers 31a and 31b serving as relay portions for the electrical wiring of the thermistor 20 are formed on the upper surface of the ceramic support 30, respectively. Has been. The thermistor 20 is electrically connected to Au plated layers 31 a and 31 b by Au wires 29, and the Au plated layers 31 a and 31 b are connected to a power source (not shown) of the thermistor 20 by Au wires 29. The electric circuit to the thermistor 20 is configured in this way.
[0022]
Next, a method for starting the semiconductor laser device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram for explaining a starting method of the semiconductor laser device 10 according to the present embodiment.
First, when the semiconductor laser device 10 is activated, the temperature of the semiconductor laser element 16 is detected by the thermistor 20. The temperature information of the semiconductor laser element 16 is converted into a voltage signal and transmitted to the drive control unit 56.
[0023]
Here, when the indicated temperature Ts of the thermistor 20 is lower than a predetermined starting temperature Tref1, that is, when Ts <Tref1, if the power is immediately supplied to the thermo module 38, an excessive heating direction is caused. There is a possibility that the thermomodule current Itec flows rapidly and the solder fixing the substrate 40 and the thermomodule 38 is melted. Therefore, the drive control unit 56 first compares the voltage signal Vts indicating the instruction temperature Ts with the voltage signal Vref1 corresponding to the starting temperature Tref1.
[0024]
As a result, when the temperature Ts of the semiconductor laser element 16 is equal to or higher than the startup temperature Tref1, a drive start signal is transmitted from the drive control unit 56 to the laser drive power supply 54, and the laser drive power supply 54 that has received this drive start signal Then, feeding of the laser driving current Iop to the semiconductor laser element 16 is started. At the same time, a cooling start signal is transmitted from the drive control unit 56 to the thermo module drive power supply 52, and the thermo module drive power supply 52 that has received this cooling start signal feeds the thermo module 38 with the thermo module current Itec in the cooling direction. Thus, the laser drive current Iop and the thermomodule current Itec are supplied to the semiconductor laser element 16 and the thermo module 38, and the semiconductor laser device 10 is started.
[0025]
On the other hand, when the temperature Ts of the semiconductor laser element 16 is lower than the starting temperature Tref1 during startup, first, a heating start signal is transmitted from the drive control unit 56 to the laser driving power source 54. In this way, the heating current Ih is supplied from the laser driving power source 54 to the semiconductor laser element 16, the semiconductor laser element 16 generates heat by itself, preheats itself, and the temperature rises.
[0026]
Thereafter, when the indicated temperature Ts of the thermistor 20 rises and reaches a predetermined starting temperature Tref1, a drive start signal is transmitted from the drive control unit 56 to the laser drive power supply 54, and the laser drive power supply 54 is connected to the semiconductor laser element. Power supply of the laser drive current Iop to 16 is started. At the same time, an operation start signal is transmitted from the drive control unit 56 to the thermo module drive power supply 52, and the thermo module drive power supply 52 that has received this operation start signal sets the indicated temperature Ts of the thermistor 20 to the thermo module 38. The power supply of the thermomodule current Itec necessary for maintaining the driving temperature Tref2 is started.
[0027]
Specifically, when Ts> Tref2, the drive control unit 56 outputs a control signal for lowering the temperature of the semiconductor laser element 16. At this time, the control signal to the thermo module drive power source 52 is a signal for supplying the thermo module current Itec in the cooling direction corresponding to the deviation.
On the other hand, if Ts <Tref2, the drive control unit 56 outputs a control signal for increasing the temperature of the semiconductor laser element 16. In this case, the control signal to the thermo module drive power source 52 is a signal for supplying the thermo module current Itec in the heating direction corresponding to the deviation.
[0028]
Thus, the semiconductor laser device 10 is activated. The starting temperature Tref1 and the driving temperature Tref2 are preferably set to satisfy Tref1 ≧ Tref2 in order to reliably prevent the thermo-module current Itc in the heating direction from flowing.
As described above, in this embodiment, when the semiconductor laser device 10 is started up, if the indicated temperature Ts of the thermistor 20 is lower than the predetermined start-up temperature Tref1, the heating current Ih is first supplied to the semiconductor laser element 16. Then, after the semiconductor laser element 16 is preheated by its own heat generation and the indicated temperature Ts of the thermistor 20 reaches the starting temperature Tref1, the laser drive current Iop is supplied to the semiconductor laser element 16 and the thermomodule current Itec is supplied to the thermomodule 38. Power supply is started. For this reason, even when the environmental temperature Tc is low, it is possible to prevent the semiconductor laser device 10 from being deteriorated or broken due to the excessive flow of the thermo module current Itec in the heating direction during startup.
[0029]
When the semiconductor laser device 10 is activated, if it is assumed that the indicated temperature Ts of the thermistor 20 is lower than the activation temperature Tref1, the first step of detecting the temperature of the semiconductor laser element 16 by the thermistor 20 may be omitted. . That is, a method of supplying the heating current Ih to the semiconductor laser element 1 at all times when the semiconductor laser device 10 is activated may be employed. Also in this case, since the power supply to the semiconductor laser element 16 is started after the indicated temperature Ts of the thermistor 20 reaches the starting temperature Tref1, the same effect can be obtained.
[0030]
Further, when the semiconductor laser element 16 is preheated by its own heat generation, it is not always necessary for the indicated temperature Ts of the thermistor 20 to reach the starting temperature Tref1. When the command temperature Ts reaches a predetermined temperature lower than the starting temperature Tref1, the supply of the heating current Ih to the semiconductor laser element 16 is stopped, and thereafter, the thermomodule current Itec in the heating direction is supplied to the thermomodule 38. The indicated temperature Ts may reach the starting temperature Tref1 by the heating operation of the thermo module 38. Also in this case, by appropriately setting the predetermined temperature, it is possible to prevent the thermomodule current Itec from flowing in the thermomodule 38 in an excessive heating direction.
[0031]
In the first embodiment, the starting temperature Tref1 and the driving temperature Tref2 may be set to a common temperature as the starting / driving temperature Tref. In this case, in the above description, the starting temperature Tref1 and the driving temperature Tref2 may be read as the starting / driving temperature Tref, respectively, and basically the same starting method and driving method are applied.
Further, the laser drive current Iop and the heating current Ih fed from the laser drive power supply 54 to the semiconductor laser element 16 are currents of different concepts that have different actions, but actually have the same current value. It is also possible.
[0032]
Further, instead of the optical fiber 34 that is optically bonded to the semiconductor laser element 16 via the lens 44 or the like in the first embodiment, an optical fiber with a lens that is directly optically bonded to the semiconductor laser element 16 may be used. Also in this case, it is possible to prevent deterioration in characteristics of the semiconductor laser element 16 and to prevent a decrease in output due to optical coupling deviation between the semiconductor laser element 16 and the optical fiber with lens.
[0033]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows an optical fiber amplifier 60 as an optical communication device according to the second embodiment of the present invention. The optical fiber amplifier 60 includes the semiconductor laser device 10 described above as a pumping light source.
The optical fiber amplifier 60 includes a signal light input unit 62 to which signal light is input, an EDF (erbium doped fiber) 64 that is connected to the signal light input unit 62 and amplifies the signal light from the signal light input unit 62, A signal light output unit 66 is connected to the EDF 64 and outputs amplified signal light. An optical coupler 68 is inserted in the EDF 64, and the semiconductor laser device 10 is connected to the optical coupler 68 via the optical fiber 34.
[0034]
Further, around the semiconductor laser device 10 for excitation light, a thermo module drive power source 52, a laser drive power source 54, and a drive control unit 56 are installed. When the semiconductor laser device 10 is driven, laser light, that is, pumping light that is held at a desired intensity and wavelength is emitted from the semiconductor laser device 10, and is further input to the EDF 64 via the optical fiber 34 and the optical coupler 68. The As a result, the signal light input from the signal light input unit 62 is amplified by the excitation light from the semiconductor laser device 10 in the EDF 64 and then output from the signal light output unit 66.
[0035]
As described above, in this embodiment, the semiconductor laser device 10 is used as a light source of excitation light, and the startup method described in the first embodiment is applied. Therefore, even if the environmental temperature Tc is low, the semiconductor When the laser device 10 is activated, an excessive thermo module current in the heating direction does not flow through the thermo module. Therefore, deterioration or destruction of the semiconductor laser device 10 due to an excessive thermo module current is prevented.
[0036]
In the second embodiment, the optical fiber amplifier 60 including the pumping semiconductor laser device 10 has been described. In the case of the semiconductor laser device 10 for excitation, the amount of heat generated from the semiconductor laser element 16 is large, and it is designed to flow a large thermomodule current Itec in consideration of use in a high or low temperature environment. Therefore, it is considered suitable as an object to which the present invention is applied. However, the application target of the present invention is not limited to the optical fiber amplifier 60 including the semiconductor laser device 10 for excitation, and is an optical communication device including one or more semiconductor laser devices, The present invention can be applied as long as a thermo module for controlling the temperature of the semiconductor laser element is provided.
[0037]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the startup method of the semiconductor laser device according to claims 1 to 3, the heating current is supplied to the semiconductor laser element and the semiconductor laser element is preheated before the power supply to the thermo module is started. Later, since power supply to the thermo module and power supply of the laser drive current to the semiconductor laser element are started, even when starting at a low environmental temperature, the semiconductor laser caused by the excessive flow of the thermo module current in the heating direction It is possible to prevent deterioration and destruction of the device.
[0038]
According to the optical communication device according to claims 4 to 6, after starting the semiconductor laser device, after controlling the operation of the laser driving power source and the thermo module driving power source and supplying the heating current to the semiconductor laser element, Since a control unit is installed to start supplying power to the thermo module and supplying laser drive current to the semiconductor laser element, a thermo module current in an excessive heating direction flows even when starting at a low ambient temperature. It is possible to prevent the semiconductor laser device from being deteriorated or broken due to the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view for explaining a starting method of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an optical fiber amplifier according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an example of a graph showing a result of monitoring a thermomodule current flowing in a thermomodule when a conventional semiconductor laser device is started at a low environmental temperature.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor laser apparatus 12 concerning 1st Embodiment Laser diode carrier 14 Heat sink 16 Semiconductor laser element 18 Submount 20 Thermistor 28, 31a, 31b Au plating layer 26 Insulation area | region 27, 30 Ceramic support stand 29 Au wire 34 Optical fiber 36 Package 38 Thermo module 38a Peltier element 38b, 38c Plate member 40 Substrate 42 Photo diode carrier 44 Lens 46 Photo diode 48 Optical fiber support member 48a Insertion hole 50 Lens 52 Thermo module drive power supply 54 Laser drive power supply 56 Drive control section 60 Second Optical fiber amplifier 62 according to the embodiment Signal light input unit 64 EDF
66 Signal Light Output Unit 68 Optical Coupler

Claims

半導体レーザ素子と、一方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を加熱し、逆方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を冷却して、前記半導体レーザ素子の温度を制御するサーモモジュールとを備え、前記半導体レーザ素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュールに固定されている半導体レーザ装置の起動方法であって、
制御部からレーザ駆動電源に加熱開始信号が送信されて該レーザ駆動電源から前記半導体レーザ素子に加熱用電流を給電して、前記半導体レーザ素子自体の発熱により前記半導体レーザ素子の予備加熱を行うステップと、
前記半導体レーザ素子の予備加熱の後、前記サーモモジュールへの給電を開始すると共に、前記制御部から前記レーザ駆動電源に駆動開始信号が送信されて該レーザ駆動電源から前記半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始するステップと、
を有することを特徴とする半導体レーザ装置の起動方法。A semiconductor laser element and a thermostat that controls the temperature of the semiconductor laser element by heating the semiconductor laser element when supplied with power in one direction and cooling the semiconductor laser element when supplied with power in the opposite direction. A semiconductor laser device including a module, wherein the semiconductor laser element is fixed to the thermo module using a hot melt connection material,
A step of transmitting a heating start signal from the control unit to the laser driving power source, supplying a heating current from the laser driving power source to the semiconductor laser element, and preheating the semiconductor laser element by the heat generated by the semiconductor laser element itself; When,
After preheating the semiconductor laser element, power supply to the thermo module is started, and a drive start signal is transmitted from the control unit to the laser driving power source to drive laser from the laser driving power source to the semiconductor laser element. Starting to supply current;
A method for starting a semiconductor laser device, comprising:

前記半導体レーザ素子の温度を検知するステップを有し、前記半導体レーザ素子の温度が所定の起動温度より低い場合に、前記半導体レーザ素子の予備加熱を行う、請求項１に記載の半導体レーザ装置の起動方法。The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a step of detecting a temperature of the semiconductor laser element, wherein the semiconductor laser element is preheated when the temperature of the semiconductor laser element is lower than a predetermined startup temperature. starting method.

前記半導体レーザ素子の温度を検知するステップを有し、前記半導体レーザ素子の予備加熱の後、前記半導体レーザ素子の温度が所定の起動温度に到達してから、前記サーモモジュールへの給電を開始すると共に、前記半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始する、請求項１記載の半導体レーザ装置の起動方法。A step of detecting the temperature of the semiconductor laser element, and after the semiconductor laser element is preheated, power supply to the thermo module is started after the temperature of the semiconductor laser element reaches a predetermined starting temperature. The method of starting a semiconductor laser device according to claim 1, wherein power supply of a laser driving current to the semiconductor laser element is started.

光通信のためのレーザ光を発振する半導体レーザ素子と、一方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を加熱し、逆方向に給電を受けたときに前記半導体レーザ素子を冷却して、前記半導体レーザ素子の温度を制御するサーモモジュールとを備え、前記半導体レーザ素子が熱溶融接続材料を用いて前記サーモモジュールに固定されている半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ素子にレーザ駆動電流及び予備加熱のための加熱用電流の一方を供給するレーザ駆動電源と、
前記サーモモジュールに給電するサーモモジュール駆動電源と、
前記レーザ駆動電源及び前記サーモモジュール駆動電源の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記半導体レーザ装置の起動時、前記レーザ駆動電源を作動させて、該レーザ駆動電源に加熱開始信号を送信して前記半導体レーザ素子に加熱用電流を給電した後、前記サーモモジュール駆動電源を作動させて、前記サーモモジュールへの給電を開始すると共に、前記レーザ駆動電源に駆動開始信号を送信して前記半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始することを特徴とする光通信機器。A semiconductor laser element that oscillates laser light for optical communication, and heats the semiconductor laser element when fed in one direction, and cools the semiconductor laser element when fed in the opposite direction, A thermo module for controlling the temperature of the semiconductor laser element, and a semiconductor laser device in which the semiconductor laser element is fixed to the thermo module using a hot-melt connection material;
A laser drive power supply for supplying one of a laser drive current and a heating current for preheating to the semiconductor laser element;
A thermo module drive power supply for supplying power to the thermo module;
A controller for controlling the operation of the laser drive power supply and the thermo module drive power supply,
The controller activates the laser driving power source when starting the semiconductor laser device, and transmits a heating start signal to the laser driving power source to supply a heating current to the semiconductor laser element, and then the thermo module. A light source that operates a driving power source to start power feeding to the thermo module, and transmits a driving start signal to the laser driving power source to start power feeding of a laser driving current to the semiconductor laser element. Communication equipment.

前記半導体レーザ装置は、前記半導体レーザ素子の温度を検知する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサによって検知された温度が所定の起動温度より低い場合、前記レーザ駆動電源を作動させて、前記半導体レーザ素子に加熱用電流を給電する、請求項４記載の光通信機器。The semiconductor laser device includes a temperature sensor that detects a temperature of the semiconductor laser element, and the control unit operates the laser driving power source when the temperature detected by the temperature sensor is lower than a predetermined startup temperature. The optical communication device according to claim 4 , wherein a heating current is supplied to the semiconductor laser element.

前記半導体レーザ装置は、前記半導体レーザ素子の温度を検知する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサによって検知された温度が所定の起動温度に到達してから、前記サーモモジュール駆動電源を作動させて、前記サーモモジュールへの給電を開始すると共に、前記半導体レーザ素子へのレーザ駆動電流の給電を開始する、請求項４記載の光通信機器。The semiconductor laser device includes a temperature sensor that detects a temperature of the semiconductor laser element, and the control unit turns on the thermo module drive power supply after the temperature detected by the temperature sensor reaches a predetermined startup temperature. 5. The optical communication device according to claim 4 , wherein the optical communication device is operated to start power supply to the thermo module and start to supply laser drive current to the semiconductor laser element. 6.