JP6753478B2

JP6753478B2 - Optical module

Info

Publication number: JP6753478B2
Application number: JP2019013884A
Authority: JP
Inventors: 昭生白崎; 龍輝大谷; 岡田　規男; 規男岡田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: JP2019140390A

Description

この発明は光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module.

近年、１０Ｇｂｉｔ/ｓの伝送速度で４０〜８０ｋｍの伝送距離に対応する光モジュールの普及が進み、その低コスト化への要求が高まっている。このような光モジュールには、電界吸収型変調器を集積し、高品質な光信号を送信できる半導体レーザと、半導体レーザの温度を一定に制御し特性を安定化させるペルチエ素子が搭載される。光モジュールのパッケージとしては、従来はセラミックの箱型パッケージが使用されていたが、最近はより安価なＴＯ−ＣＡＮ(Transistor outlined CAN)型パッケージが使用されつつある。 In recent years, optical modules corresponding to a transmission distance of 40 to 80 km at a transmission speed of 10 Gbit / s have become widespread, and there is an increasing demand for cost reduction. Such an optical module is equipped with a semiconductor laser capable of transmitting a high-quality optical signal by integrating an electric field absorption type modulator, and a Peltier element that constantly controls the temperature of the semiconductor laser to stabilize its characteristics. Conventionally, a ceramic box-type package has been used as a package for an optical module, but recently, a cheaper TO-CAN (Transistor outlined CAN) type package is being used.

ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージは、レンズが取り付けられた円筒形のキャップをステムに抵抗溶接することで半導体レーザ素子を気密封止するものである。半導体レーザ素子の前面光は、レンズを介し光ファイバの端面に集光される。これにより、半導体レーザ素子の前面光は光ファイバの導波路に結合し、光信号が送信される。 The TO-CAN type package airtightly seals a semiconductor laser element by resistance welding a cylindrical cap to which a lens is attached to a stem. The front light of the semiconductor laser device is focused on the end face of the optical fiber via the lens. As a result, the front light of the semiconductor laser device is coupled to the waveguide of the optical fiber, and an optical signal is transmitted.

半導体レーザ素子の特性は温度により敏感に変化する。安定して高品質な光信号を送信するため、半導体レーザ素子の温度はＴＥＣ（Thermoelectric Cooler）により一定に制御される。ＴＥＣはペルチエ素子の両端に熱伝導性の良い吸熱基板と放熱基板を取り付けた熱電モジュールである。吸熱基板側には半導体レーザ素子が接続され、放熱基板側にはステムが接続される。ステムの側面は光トランシーバ筐体と接しており、ＴＥＣの動作により発生する熱は光トランシーバ筐体へと放熱される。 The characteristics of semiconductor laser devices change sensitively with temperature. In order to stably transmit high quality optical signals, the temperature of the semiconductor laser element is controlled to be constant by TEC (Thermoelectric Cooler). The TEC is a thermoelectric module in which a heat absorbing substrate and a heat radiating substrate having good thermal conductivity are attached to both ends of a Peltier element. A semiconductor laser element is connected to the heat absorbing substrate side, and a stem is connected to the heat radiating substrate side. The side surface of the stem is in contact with the optical transceiver housing, and the heat generated by the operation of the TEC is dissipated to the optical transceiver housing.

例えば、ステムの材料は冷間圧延鋼が用いられ、ＴＥＣの放熱基板及び吸熱基板の材料はＡｌＮ又はアルミナ等のセラミックが用いられる。放熱基板はステムよりも線熱膨張係数が小さいため、ステムのＴＥＣと接する面は熱変形が拘束され熱膨張が小さくなるが、ステムのＴＥＣと接する面と対向する面は熱変形が拘束されず熱膨張が大きくなる。これにより、ステムに反りが発生し、半導体レーザ素子の位置はステムへ向かう方向に変動する。一方、レンズの位置はキャップの熱膨張により光ファイバへ向かう方向に変動する。このため、半導体レーザ素子とレンズの間の距離が変動することで、半導体レーザ素子の前面光の集光点位置が変動し、光ファイバへの結合効率も変動してしまう。このような熱変形による光ファイバへの結合効率の変動をトラッキングエラーと呼ぶ。 For example, cold rolled steel is used as the material of the stem, and ceramic such as AlN or alumina is used as the material of the heat dissipation substrate and the heat absorption substrate of TEC. Since the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate is smaller than that of the stem, the surface of the stem in contact with the TEC is constrained by thermal deformation and the thermal expansion is small, but the surface of the stem facing the surface in contact with the TEC is not constrained by thermal deformation. Thermal expansion increases. As a result, the stem is warped, and the position of the semiconductor laser element fluctuates in the direction toward the stem. On the other hand, the position of the lens fluctuates in the direction toward the optical fiber due to the thermal expansion of the cap. Therefore, as the distance between the semiconductor laser element and the lens fluctuates, the position of the condensing point of the front light of the semiconductor laser element fluctuates, and the coupling efficiency to the optical fiber also fluctuates. The fluctuation of the coupling efficiency to the optical fiber due to such thermal deformation is called a tracking error.

そこで、特許文献１では、ＴＥＣ上の半導体レーザ素子とレンズとの間にさらに別のレンズを配置したＴＯ−ＣＡＮ型パッケージが提案されている。このＴＯ−ＣＡＮ型パッケージは、半導体レーザ素子の出射光をコリメート光とすることでトラッキングエラーを軽減する。また、ＴＥＣ上の半導体レーザ素子とレンズとの間にプラスチック板を配置することもできる。 Therefore, Patent Document 1 proposes a TO-CAN type package in which another lens is arranged between the semiconductor laser element on the TEC and the lens. This TO-CAN type package reduces tracking errors by using collimated light as the emitted light of the semiconductor laser device. Further, a plastic plate can be arranged between the semiconductor laser element on the TEC and the lens.

特開２０１１−１０８９３７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-108937

特許文献１に示されたＴＯ−ＣＡＮ型パッケージは、コリメート光を生成するためにレンズの位置を精度よく固定する必要があり、組立コストの増加を招く。また、パッケージ内部にプラスチック板を収容する場合、光軸方向のパッケージ長が長くなりやすい問題があった。 In the TO-CAN type package shown in Patent Document 1, it is necessary to accurately fix the position of the lens in order to generate collimated light, which causes an increase in assembly cost. Further, when the plastic plate is housed inside the package, there is a problem that the package length in the optical axis direction tends to be long.

本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、簡単かつ低コストにトラッキングエラーを軽減した光モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an optical module in which tracking errors are reduced easily and at low cost.

本願の発明にかかる光モジュールは、第１面と第２面とを有するステムと、該第１面に固定された放熱基板を有する熱電クーラーと、該熱電クーラーに取り付けられた半導体レーザ素子と、該第１面に固定され、該熱電クーラーと該半導体レーザ素子を覆うキャップと、該キャップに固定されたレンズと、該レンズから見て該第１面と対向する該第２面にだけ固定された拘束体と、を備え、該放熱基板と該拘束体の線熱膨張係数は、該ステムの線熱膨張係数より小さく、該拘束体の線熱膨張係数は、該放熱基板の線熱膨張係数より小さいことを特徴とする。 The optical module according to the present invention includes a stem having a first surface and a second surface, a thermoelectric cooler having a heat dissipation substrate fixed to the first surface, and a semiconductor laser element attached to the thermoelectric cooler. It is fixed only to the first surface, the cap covering the thermoelectric cooler and the semiconductor laser element, the lens fixed to the cap, and the second surface facing the first surface when viewed from the lens. comprising the the restraint, the linear thermal expansion coefficient of the heat radiation substrate and said restraint is rather smaller than the linear thermal expansion coefficient of the stem, the linear thermal expansion coefficient of the restraint is a linear thermal expansion of the heat radiation substrate and wherein less than the coefficient Ikoto.

本願の発明にかかる他の光モジュールは、第１面と第２面および側面とを有するステムと、該第１面に固定された放熱基板を有する熱電クーラーと、該熱電クーラーに取り付けられた半導体レーザ素子と、該第１面に固定され、該熱電クーラーと該半導体レーザ素子を覆うキャップと、該キャップに固定されたレンズと、該側面のうち、該レンズから見て該第１面より該第１面と対向する該第２面に近い位置にだけ固定された拘束体と、を備え、該放熱基板と該拘束体の線熱膨張係数は、該ステムの線熱膨張係数より小さく、該拘束体の線熱膨張係数は、該放熱基板の線熱膨張係数より小さいことを特徴とする。
Other optical modules according to the present invention include a stem having a first surface, a second surface, and a side surface, a thermoelectric cooler having a heat radiation substrate fixed to the first surface, and a semiconductor attached to the thermoelectric cooler. The laser element, the cap fixed to the first surface and covering the thermoelectric cooler and the semiconductor laser element, the lens fixed to the cap, and the side surface from the first surface as viewed from the lens. a restraint which is only secured at a position closer to the second surface facing the first surface comprises a linear thermal expansion coefficient of the heat radiation substrate and said restraint is rather smaller than the linear thermal expansion coefficient of said stem, linear thermal expansion coefficient of the restraint is characterized from small Ikoto linear thermal expansion coefficient of the heat radiation substrate.

本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。 Other features of the present invention will be clarified below.

この発明によれば、例えばステムよりも線熱膨張係数が小さい熱電クーラーと拘束体とでステムを挟むことで、簡単かつ低コストにトラッキングエラーを軽減できる。 According to the present invention, for example, by sandwiching the stem between a thermoelectric cooler having a coefficient of linear thermal expansion smaller than that of the stem and a restraint, tracking errors can be reduced easily and at low cost.

実施の形態１に係る光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module which concerns on Embodiment 1. FIG. 高温時における光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module at a high temperature. 低温時における光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module at a low temperature. 実施の形態２に係る光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module which concerns on Embodiment 2. FIG. ステム等の底面図である。It is a bottom view of a stem and the like. 実施の形態３に係る光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態４に係る拘束体等の平面図である。It is a top view of the restraint body and the like which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態４に係る光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module which concerns on Embodiment 4. FIG. 高温時における光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module at a high temperature. 実施の形態５に係る拘束体等を示す図である。It is a figure which shows the restraint body and the like which concerns on Embodiment 5. 実施の形態６に係る光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module which concerns on Embodiment 6. パッケージ周囲温度と結合効率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the package ambient temperature and the coupling efficiency. 低温時における光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the optical module at a low temperature.

本発明の実施の形態に係る光モジュールについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号又は同じ名称を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 The optical module according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components may be given the same reference numerals or the same names, and the repetition of the description may be omitted.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光モジュール１０の断面図である。光モジュール１０は、第１面１３ａと、第１面１３ａと反対側の第２面１３ｂとを有するステム１３を備えている。ステムの１３の第１面１３ａには熱電クーラー１６が設けられている。熱電クーラー１６は、ぺルチエ素子１６ａの両側に吸熱基板１６ｂと放熱基板１６ｃが取り付けられたＴＥＣ（Thermoelectric Cooler）である。放熱基板１６ｃが第１面１３ａに固定されている。固定の方法は特に限定されないが、例えばＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕ等を用いたはんだ付けである。あるいは溶接でもよい。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical module 10 according to the first embodiment. The optical module 10 includes a stem 13 having a first surface 13a and a second surface 13b opposite to the first surface 13a. A thermoelectric cooler 16 is provided on the first surface 13a of the stem 13. The thermoelectric cooler 16 is a TEC (Thermoelectric Cooler) in which a heat absorbing substrate 16b and a heat radiating substrate 16c are attached to both sides of the pertier element 16a. The heat radiating substrate 16c is fixed to the first surface 13a. The fixing method is not particularly limited, but for example, soldering using AuSn, SnAgCu, or the like. Alternatively, it may be welded.

熱電クーラー１６には、放熱ブロックなどにより半導体レーザ素子１８が取り付けられている。具体的には、吸熱基板１６ｂに放熱ブロックなどにより半導体レーザ素子１８が取り付けられている。半導体レーザ素子１８は例えばレーザダイオードである。半導体レーザ素子１８は、熱電クーラー１６による温度調整を受ける。 A semiconductor laser element 18 is attached to the thermoelectric cooler 16 by a heat radiating block or the like. Specifically, the semiconductor laser element 18 is attached to the heat absorbing substrate 16b by a heat radiating block or the like. The semiconductor laser element 18 is, for example, a laser diode. The semiconductor laser element 18 is temperature-controlled by the thermoelectric cooler 16.

第１面１３ａにはキャップ２０が固定されている。キャップ２０は、熱電クーラー１６と半導体レーザ素子１８を覆う。キャップ２０にはレンズ２２が固定されている。レンズ２２は半導体レーザ素子１８の出射光を集光する。レンズ２２を保持したキャップ２０をステム１３の第１面１３ａに例えば抵抗溶接することで、半導体レーザ素子１８を気密封止することができる。 A cap 20 is fixed to the first surface 13a. The cap 20 covers the thermoelectric cooler 16 and the semiconductor laser element 18. The lens 22 is fixed to the cap 20. The lens 22 collects the emitted light of the semiconductor laser element 18. The semiconductor laser element 18 can be hermetically sealed by, for example, resistance welding the cap 20 holding the lens 22 to the first surface 13a of the stem 13.

第２面１３ｂには拘束体３０が固定されている。固定の方法は特に限定されないが、例えばＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕ等を用いたはんだ付けである。あるいは溶接でもよい。拘束体３０は例えば板状の金属である。拘束体３０と放熱基板１６ｃの線熱膨張係数は、ステム１３の線熱膨張係数より小さい。拘束体３０、放熱基板１６ｃおよびステム１３の材料として、この線熱膨張係数の関係を満たすあらゆる材料を採用することができる。拘束体３０の線熱膨張係数は、放熱基板１６ｃの線熱膨張係数より小さくすることが好ましい。 The restraint body 30 is fixed to the second surface 13b. The fixing method is not particularly limited, but for example, soldering using AuSn, SnAgCu, or the like. Alternatively, it may be welded. The restraint body 30 is, for example, a plate-shaped metal. The coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 and the heat radiating substrate 16c is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the stem 13. As the material of the restraint body 30, the heat radiating substrate 16c, and the stem 13, any material that satisfies the relationship of the coefficient of linear thermal expansion can be adopted. The coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 is preferably smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate 16c.

ステム１３を貫通する給電用リードピンを設けることで、半導体レーザ素子１８と熱電クーラー１６に電力供給することができる。熱電クーラー１６により半導体レーザ素子１８の温度を一定に調整するため、半導体レーザ素子１８が出力する光信号は高品質に保たれる。 By providing the power supply lead pin penetrating the stem 13, electric power can be supplied to the semiconductor laser element 18 and the thermoelectric cooler 16. Since the temperature of the semiconductor laser element 18 is adjusted to be constant by the thermoelectric cooler 16, the optical signal output by the semiconductor laser element 18 is maintained in high quality.

図２は、高温時における光モジュール１０の熱変形の様子を示す図である。図３は、低温時における光モジュール１０の熱変形の様子を示す図である。図２、３は、放熱基板１６ｃの線熱膨張係数はステム１３の線熱膨張係数より小さく、拘束体３０の線膨張係数は放熱基板１６ｃの線熱膨張係数よりも小さい光モジュールに関する。図２、３には、半導体レーザ素子１８からのレーザ光と結合する光ファイバ３２を示す。 FIG. 2 is a diagram showing a state of thermal deformation of the optical module 10 at a high temperature. FIG. 3 is a diagram showing a state of thermal deformation of the optical module 10 at a low temperature. 2 and 3 relate to an optical module in which the coefficient of linear thermal expansion of the heat radiating substrate 16c is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the stem 13, and the coefficient of linear expansion of the restraint body 30 is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the heat radiating substrate 16c. FIGS. 2 and 3 show an optical fiber 32 coupled with the laser beam from the semiconductor laser device 18.

図２に示されるように、ステム１３の熱膨張は、拘束体３０と放熱基板１６ｃの双方から拘束されるが、拘束体３０の方が放熱基板１６ｃよりも熱膨張を拘束する力が大きい。従って、第２面１３ｂの熱膨張は、第１面１３ａの熱膨張よりも小さくなり、ステム１３がキャップ２０側に凸に反る。このため、半導体レーザ素子１８の位置は、光ファイバ３２へと向かう方向に変動する。また、レンズ２２の位置もキャップ２０の熱膨張により光ファイバ３２へと向かう方向に変動するので、熱変形による半導体レーザ素子１８とレンズ２２との間の距離の変動を抑制することができる。 As shown in FIG. 2, the thermal expansion of the stem 13 is constrained by both the restraint body 30 and the heat radiating substrate 16c, but the restraint body 30 has a greater force to restrain the thermal expansion than the heat radiating substrate 16c. Therefore, the thermal expansion of the second surface 13b is smaller than the thermal expansion of the first surface 13a, and the stem 13 warps convexly toward the cap 20 side. Therefore, the position of the semiconductor laser element 18 fluctuates in the direction toward the optical fiber 32. Further, since the position of the lens 22 also fluctuates in the direction toward the optical fiber 32 due to the thermal expansion of the cap 20, it is possible to suppress the fluctuation of the distance between the semiconductor laser element 18 and the lens 22 due to thermal deformation.

低温時における光モジュール１０の熱変形を示す図３について説明する。拘束体３０は放熱基板１６ｃよりもステム１３の熱収縮を拘束する力が強いため、ステム１３は拘束体３０側に凸に反る。このため、半導体レーザ素子１８の位置はステム１３へと向かう方向に変動する。レンズ２２の位置もキャップ２０の熱収縮によりステム１３へと向かう方向に変動するので、熱変形による半導体レーザ素子１８とレンズ２２との間の距離の変動を抑制することができる。 FIG. 3 showing the thermal deformation of the optical module 10 at a low temperature will be described. Since the restraint body 30 has a stronger force to restrain the heat shrinkage of the stem 13 than the heat dissipation substrate 16c, the stem 13 warps convexly toward the restraint body 30 side. Therefore, the position of the semiconductor laser element 18 fluctuates in the direction toward the stem 13. Since the position of the lens 22 also fluctuates in the direction toward the stem 13 due to the thermal contraction of the cap 20, it is possible to suppress the fluctuation of the distance between the semiconductor laser element 18 and the lens 22 due to thermal deformation.

実施の形態１に係る光モジュール１０では、ステム１３の第１面１３ａに放熱基板１６ｃを取り付け、第２面１３ｂに拘束体３０を取り付けることで、熱変形による半導体レーザ素子１８とレンズ２２の間の距離の変動を抑制できる。これにより、集光点の位置の変動を抑制することができるので、トラッキングエラーを軽減できる。 In the optical module 10 according to the first embodiment, the heat radiating substrate 16c is attached to the first surface 13a of the stem 13, and the restraint body 30 is attached to the second surface 13b, whereby between the semiconductor laser element 18 and the lens 22 due to thermal deformation. The fluctuation of the distance can be suppressed. As a result, fluctuations in the position of the focusing point can be suppressed, so tracking errors can be reduced.

実施の形態１に係る光モジュール１０はその特徴を失わない範囲で様々な変形が可能である。拘束体３０と放熱基板１６ｃの線熱膨張係数は、ステム１３の線熱膨張係数より小さくする必要がある。しかし、拘束体３０と放熱基板１６ｃの線熱膨張係数は等しくしてもよい。あるいは、拘束体３０の線熱膨張係数を、放熱基板１６ｃの線熱膨張係数より大きくしてもよい。これらの場合でも、拘束体３０を設けない場合と比べてトラッキングエラーを軽減することができる。 The optical module 10 according to the first embodiment can be variously modified without losing its characteristics. The coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 and the heat radiating substrate 16c needs to be smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the stem 13. However, the linear thermal expansion coefficients of the restraint body 30 and the heat radiating substrate 16c may be equal. Alternatively, the coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 may be larger than the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate 16c. Even in these cases, the tracking error can be reduced as compared with the case where the restraint body 30 is not provided.

ステム１３の材料は例えばＳＰＣＣなどの冷間圧延鋼とすることができる。放熱基板１６ｃの材料は例えば窒化アルミすなわちＡｌＮまたはアルミナとすることができる。拘束体３０の材料は例えば窒化アルミ、アルミナ、コバール、またはインバーとすることができる。これらの材料は、拘束体３０の線熱膨張係数を放熱基板１６ｃの線熱膨張係数以下とし、ステム１３の線熱膨張係数を拘束体３０及び放熱基板１６ｃの線熱膨張係数よりも大きくすることができるものである。また、拘束体３０の材料としてＡｌＮまたはアルミナを選定した場合、拘束体３０の熱伝導率をステム１３の熱伝導率より高くすることができるので、拘束体３０の取り付けによる製品の放熱性悪化を防止できる。なお、これらの材料は例示である。 The material of the stem 13 can be cold rolled steel such as SPCC. The material of the heat radiating substrate 16c can be, for example, aluminum nitride, that is, AlN or alumina. The material of the restraint 30 can be, for example, aluminum nitride, alumina, Kovar, or Invar. For these materials, the coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 shall be equal to or less than the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate 16c, and the coefficient of linear thermal expansion of the stem 13 shall be larger than the coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 and the heat dissipation substrate 16c. Can be done. Further, when AlN or alumina is selected as the material of the restraint body 30, the thermal conductivity of the restraint body 30 can be made higher than the thermal conductivity of the stem 13, so that the heat dissipation of the product deteriorates due to the attachment of the restraint body 30. Can be prevented. In addition, these materials are examples.

以下の実施の形態に係る光モジュールは、実施の形態１との類似点が多いので実施の形態１との相違点を中心に説明する。 Since the optical module according to the following embodiment has many similarities to the first embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る光モジュールの断面図である。第２面１３ｂには凹部１３ｃが形成されている。拘束体３０は凹部１３ｃに設けられている。例えば溶接により拘束体３０が凹部１３ｃに固定されている。拘束体３０は、凹部１３ｃに格納されることで、第１面１３ａと第２面１３ｂの間にある。 Embodiment 2.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical module according to the second embodiment. A recess 13c is formed on the second surface 13b. The restraint body 30 is provided in the recess 13c. For example, the restraint body 30 is fixed to the recess 13c by welding. The restraint body 30 is stored in the recess 13c and is located between the first surface 13a and the second surface 13b.

ステム１３の第２面１３ｂにはフレキシブル基板４０が固定されている。フレキシブル基板４０は高周波線路を有し、半導体レーザ素子１８と熱電クーラー１６へ入力電気信号を伝送するものである。ステム１３の側面は光トランシーバの筐体４２と接している。これにより、熱電クーラー１６の動作により発生する熱が光トランシーバの筐体４２へ放熱される。 A flexible substrate 40 is fixed to the second surface 13b of the stem 13. The flexible substrate 40 has a high-frequency line and transmits an input electric signal to the semiconductor laser element 18 and the thermoelectric cooler 16. The side surface of the stem 13 is in contact with the housing 42 of the optical transceiver. As a result, the heat generated by the operation of the thermoelectric cooler 16 is dissipated to the housing 42 of the optical transceiver.

図５は、実施の形態２に係る光モジュールのステム１３の底面図である。前述の凹部１３ｃはステム１３の中央に形成されている。ステム１３には半導体レーザ素子１８および熱電クーラー１６への給電に用いるリードピン４４が固定されている。リードピン４４は凹部１３ｃを避けてステム１３を貫通している。つまり、リードピン４４は凹部１３ｃとは異なる位置に設けられる。拘束体３０の面積と厚みは、放熱基板１６ｃの面積と厚みよりも大きくすることが望ましい。そのような面積と厚みを有する拘束体３０を格納できるように凹部１３ｃの寸法を決める。 FIG. 5 is a bottom view of the stem 13 of the optical module according to the second embodiment. The recess 13c described above is formed in the center of the stem 13. A lead pin 44 used for supplying power to the semiconductor laser element 18 and the thermoelectric cooler 16 is fixed to the stem 13. The lead pin 44 penetrates the stem 13 while avoiding the recess 13c. That is, the lead pin 44 is provided at a position different from that of the recess 13c. It is desirable that the area and thickness of the restraint body 30 be larger than the area and thickness of the heat radiating substrate 16c. The size of the recess 13c is determined so that the restraint body 30 having such an area and thickness can be stored.

そして、フレキシブル基板４０は、リードピン４４に電気的に接続されることで、半導体レーザ素子１８と熱電クーラー１６へ入力電気信号を伝送できるようになっている。 The flexible substrate 40 is electrically connected to the lead pin 44 so that the input electric signal can be transmitted to the semiconductor laser element 18 and the thermoelectric cooler 16.

図１に示す光モジュールにおいて、フレキシブル基板を設けようとすると、拘束体３０の下面にフレキシブル基板を設けざるを得ないので、第２面１３ｂに直接フレキシブル基板を固定する場合と比べてフレキシブル基板とステム１３の距離が大きくなる。したがって、図１の構成では、新たな設計が必要となってしまう。 In the optical module shown in FIG. 1, if a flexible substrate is to be provided, the flexible substrate must be provided on the lower surface of the restraint body 30, so that the flexible substrate is different from the case where the flexible substrate is directly fixed to the second surface 13b. The distance of the stem 13 increases. Therefore, the configuration of FIG. 1 requires a new design.

しかしながら、図４に示す光モジュールでは、ステム１３の凹部１３ｃに拘束体３０を設けるので、フレキシブル基板４０とステム１３との間の隙間を拘束体３０がない従来製品と同等にできる。従って、従来製品と同等のインピーダンスでステム１３からフレキシブル基板４０の間の高周波線路を設計でき、高周波特性が劣化することはない。また、ステム１３の側面を従来製品と同様に光トランシーバの筐体４２に接触させることができ、従来製品と同様の方法で筐体４２への放熱が可能である。したがって、拘束体３０とフレキシブル基板４０を設けることによる放熱性の劣化はない。 However, in the optical module shown in FIG. 4, since the restraint body 30 is provided in the recess 13c of the stem 13, the gap between the flexible substrate 40 and the stem 13 can be made equivalent to that of the conventional product without the restraint body 30. Therefore, the high frequency line between the stem 13 and the flexible substrate 40 can be designed with the same impedance as the conventional product, and the high frequency characteristics are not deteriorated. Further, the side surface of the stem 13 can be brought into contact with the housing 42 of the optical transceiver as in the conventional product, and heat can be dissipated to the housing 42 in the same manner as in the conventional product. Therefore, there is no deterioration in heat dissipation due to the provision of the restraint body 30 and the flexible substrate 40.

放熱基板１６ｃは、拘束体３０と同様に、ステム１３のうちリードピン４４がない部分に取り付けられる。このため、拘束体３０の面積は放熱基板１６ｃの面積と同程度に設計できる。また、ステム１３の厚みは例えば１．２〜１．３ｍｍ程度であり、放熱基板１６ｃの厚みは例えば０．２ｍｍ程度である。この場合、凹部１３ｃに設ける拘束体３０の厚みを放熱基板１６ｃの厚みと同等以上に設計することは容易である。この例では、凹部１３ｃの深さを０．２ｍｍ以上として、その凹部１３ｃに０．２ｍｍ以上の厚さの拘束体３０を設ける。 The heat radiating substrate 16c is attached to the portion of the stem 13 where the lead pin 44 is not provided, similarly to the restraint body 30. Therefore, the area of the restraint body 30 can be designed to be about the same as the area of the heat radiating substrate 16c. The thickness of the stem 13 is, for example, about 1.2 to 1.3 mm, and the thickness of the heat radiating substrate 16c is, for example, about 0.2 mm. In this case, it is easy to design the thickness of the restraint body 30 provided in the recess 13c to be equal to or greater than the thickness of the heat radiating substrate 16c. In this example, the depth of the recess 13c is set to 0.2 mm or more, and the restraint body 30 having a thickness of 0.2 mm or more is provided in the recess 13c.

以上より、拘束体３０の面積及び厚みを放熱基板１６ｃの面積及び厚みと同等以上にすることができる。拘束体３０の線熱膨張係数が放熱基板１６ｃの線熱膨張係数と同じであれば、少なくとも拘束体を設けない場合よりはステムの反りを抑制することができる。また、拘束体３０の線熱膨張係数が放熱基板１６ｃの線熱膨張係数よりも小さければ、実施の形態１で示したように熱変形に伴う半導体レーザ素子１８とレンズ２２の位置変動方向を一致させることができる。 From the above, the area and thickness of the restraint body 30 can be made equal to or greater than the area and thickness of the heat radiating substrate 16c. If the coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 is the same as the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate 16c, the warp of the stem can be suppressed at least as compared with the case where the restraint body is not provided. Further, if the coefficient of linear thermal expansion of the restraint body 30 is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate 16c, the positions of the semiconductor laser element 18 and the lens 22 due to thermal deformation coincide with each other as shown in the first embodiment. Can be made to.

このように、実施の形態２に係る光モジュールは、ステム１３に凹部１３ｃを設け、その中に拘束体３０を埋め込むことで、従来製品と同等の高周波特性と放熱性を維持しつつトラッキングエラーを軽減することができる。 As described above, in the optical module according to the second embodiment, by providing the recess 13c in the stem 13 and embedding the restraint body 30 in the recess 13c, a tracking error can be caused while maintaining the high frequency characteristics and heat dissipation equivalent to those of the conventional product. It can be mitigated.

実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る光モジュールの断面図である。この光モジュールはステム１３を貫通するリードピン４４を備えている。さらに、拘束体３０にはリードピン４４を通す貫通孔３０ａが形成されている。これにより、拘束体３０の面積を大きくして、拘束体３０とステム１３の接触面積を大きくすることができる。例えば、拘束体３０と第２面１３ｂの接触面積を、放熱基板１６ｃと第１面１３ａの接触面積より大きくすることができる。拘束体３０とステム１３の接触面積が大きいと、拘束体３０がステム１３の熱変形を拘束する力を大きくすることができる。このため、実施の形態３に係る光モジュールのステム１３には、高温時又は低温時に、実施の形態１、２のステムよりも大きな反りが発生し、熱変形に伴う半導体レーザ素子１８の位置変動量は大きくなる。 Embodiment 3.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical module according to the third embodiment. This optical module includes a lead pin 44 that penetrates the stem 13. Further, the restraint body 30 is formed with a through hole 30a through which the lead pin 44 is passed. As a result, the area of the restraint body 30 can be increased, and the contact area between the restraint body 30 and the stem 13 can be increased. For example, the contact area between the restraint body 30 and the second surface 13b can be made larger than the contact area between the heat radiating substrate 16c and the first surface 13a. When the contact area between the restraint body 30 and the stem 13 is large, the force with which the restraint body 30 restrains the thermal deformation of the stem 13 can be increased. Therefore, the stem 13 of the optical module according to the third embodiment warps more than the stems of the first and second embodiments at high temperature or low temperature, and the position of the semiconductor laser element 18 fluctuates due to thermal deformation. The amount will be large.

例えば、ステム１３の材料を冷間圧延鋼とし、キャップ２０の材料をステンレス鋼とすることで、両者の線熱膨張係数の差を１２ｐｐｍ程度まで小さくできる。また、光軸方向のキャップ２０の長さを例えば５〜６ｍｍとし、ステム１３の光軸方向の長さを１．２〜１．３ｍｍとすると、キャップ２０の光軸方向長さはステム１３の光軸方向長さより長くなるので、キャップ２０はステム１３よりも熱膨張量が大きくなる。この場合、熱変形に伴うレンズ２２の位置変動量は同条件下での半導体レーザ素子１８の位置変動量よりも大きくなる。 For example, by using cold-rolled steel as the material of the stem 13 and stainless steel as the material of the cap 20, the difference in the coefficient of linear thermal expansion between the two can be reduced to about 12 ppm. Further, assuming that the length of the cap 20 in the optical axis direction is, for example, 5 to 6 mm and the length of the stem 13 in the optical axis direction is 1.2 to 1.3 mm, the length of the cap 20 in the optical axis direction is the stem 13. Since the length is longer than the length in the optical axis direction, the cap 20 has a larger amount of thermal expansion than the stem 13. In this case, the amount of position fluctuation of the lens 22 due to thermal deformation is larger than the amount of position fluctuation of the semiconductor laser element 18 under the same conditions.

上述のとおり、ステム１３に拘束体３０を取り付けることで半導体レーザ素子１８とレンズ２２の位置変動方向を一致させることができる。ただし、半導体レーザ素子１８よりもレンズ２２の方が位置変動量が大きい。実施の形態３では、拘束体３０の面積を大きくすることで半導体レーザ素子１８の位置変動量を大きくできるので、半導体レーザ素子１８とレンズ２２との相対位置変動量を小さくすることができる。したがって、トラッキングエラーを更に軽減することができる。 As described above, by attaching the restraint body 30 to the stem 13, the positions of the semiconductor laser element 18 and the lens 22 can be changed in the same direction. However, the amount of position fluctuation of the lens 22 is larger than that of the semiconductor laser element 18. In the third embodiment, since the amount of position fluctuation of the semiconductor laser element 18 can be increased by increasing the area of the restraint body 30, the amount of relative position fluctuation between the semiconductor laser element 18 and the lens 22 can be reduced. Therefore, the tracking error can be further reduced.

実施の形態４．
図７は、実施の形態４に係る光モジュールのステム等の平面図である。ステム１３の側面１３ｄに拘束体５０が固定されている。拘束体５０は平面視で環状となっている。図８は、実施の形態４に係る光モジュールの断面図である。一点鎖線はステム１３の中央線である。この中央線は第１面１３ａと第２面１３ｂの中間にある。拘束体５０は、側面１３ｄのうち、第１面１３ａより第２面１３ｂに近い位置に固定されている。言いかえれば、拘束体５０は、ステム１３の側面１３ｄの内、リードピン出力側を覆うように取り付けられ、熱電クーラー１６側には取り付けられない。つまり、一点鎖線よりも第２面１３ｂ側に拘束体５０を設ける。放熱基板１６ｃと拘束体５０の線熱膨張係数は、ステム１３の線熱膨張係数より小さい。 Embodiment 4.
FIG. 7 is a plan view of the stem and the like of the optical module according to the fourth embodiment. The restraint body 50 is fixed to the side surface 13d of the stem 13. The restraint body 50 has an annular shape in a plan view. FIG. 8 is a cross-sectional view of the optical module according to the fourth embodiment. The alternate long and short dash line is the center line of the stem 13. This center line is between the first surface 13a and the second surface 13b. The restraint body 50 is fixed at a position closer to the second surface 13b than the first surface 13a on the side surface 13d. In other words, the restraint body 50 is attached so as to cover the lead pin output side of the side surface 13d of the stem 13, and is not attached to the thermoelectric cooler 16 side. That is, the restraint body 50 is provided on the second surface 13b side of the alternate long and short dash line. The coefficient of linear thermal expansion of the heat radiating substrate 16c and the restraint body 50 is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the stem 13.

高温又は低温時には、拘束体５０がステム１３のリードピン出力側の熱伸縮を拘束することで、ステム１３に実施の形態１と同方向の反りを発生させることができる。そのため、トラッキングエラーが軽減される。図９は、高温時における実施の形態４の光モジュールの断面図である。図９には、ステム１３が第１面１３ａ側では大きく膨張するが、第２面１３ｂ側では拘束体５０により膨張が制限されることが示されている。このようにトラッキングエラーを抑制する効果に加えて、実施の形態４の光モジュールではステム１３に凹部を設けるなどの特殊加工は必要ないので、ステム１３のコストアップを避けることができる。 At high or low temperatures, the restraint body 50 restrains the thermal expansion and contraction of the stem 13 on the lead pin output side, so that the stem 13 can be warped in the same direction as that of the first embodiment. Therefore, tracking error is reduced. FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical module of the fourth embodiment at a high temperature. FIG. 9 shows that the stem 13 expands significantly on the first surface 13a side, but the expansion is restricted by the restraint body 50 on the second surface 13b side. In addition to the effect of suppressing the tracking error, the optical module of the fourth embodiment does not require special processing such as providing a recess in the stem 13, so that it is possible to avoid an increase in the cost of the stem 13.

図８の拘束体５０は、側面１３ｄのうち第１面１３ａからの距離と第２面１３ｂからの距離が等しい中間位置よりも第２面側に固定するものであれば様々な変形が可能である。例えば、拘束体とステムの接触面積を図８の場合よりも低下させてもよい。 The restraint body 50 of FIG. 8 can be variously deformed as long as it is fixed to the second surface side of the side surface 13d at an intermediate position where the distance from the first surface 13a and the distance from the second surface 13b are equal. is there. For example, the contact area between the restraint and the stem may be smaller than in the case of FIG.

実施の形態５．
図１０は、実施の形態５に係る拘束体等を示す図である。拘束体５２はアーチ状の形状を有し、ステム１３の側面１３ｄに設けられている。この拘束体５２も、実施の形態４で説明したとおり、側面１３ｄのうち、第１面１３ａより第２面１３ｂに近い位置に固定される。図１０に示されているように、拘束体５２は、平面視でステム１３の側面全体を覆うのではなく、平面視でステム１３の側面１３ｄの一部を覆う。側面１３ｄのうち拘束体５２に覆われていない部分は、光トランシーバの筐体４２と熱的に接触させる。これにより、拘束体５２を取り付けつつ、光モジュールから筐体４２への良好な放熱を確保できる。 Embodiment 5.
FIG. 10 is a diagram showing a restraint or the like according to the fifth embodiment. The restraint body 52 has an arch-like shape and is provided on the side surface 13d of the stem 13. As described in the fourth embodiment, the restraint body 52 is also fixed at a position closer to the second surface 13b than the first surface 13a on the side surface 13d. As shown in FIG. 10, the restraint body 52 does not cover the entire side surface of the stem 13 in a plan view, but covers a part of the side surface 13d of the stem 13 in a plan view. The portion of the side surface 13d that is not covered by the restraint body 52 is brought into thermal contact with the housing 42 of the optical transceiver. As a result, good heat dissipation from the optical module to the housing 42 can be ensured while the restraint body 52 is attached.

実施の形態６．
図１１は、実施の形態６に係る光モジュールの断面図である。製品としての光モジュールについて、動作温度範囲が定められている。例えば、−５℃〜８０℃で動作させる製品であれば中心温度は３７．５℃である。−４０〜９５℃で動作させる製品であれば中心温度は２７．５℃である。例えば、製品の動作温度範囲の中心温度を、製品の周囲温度である室温に一致させる。 Embodiment 6.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the optical module according to the sixth embodiment. The operating temperature range of the optical module as a product is defined. For example, a product operated at −5 ° C. to 80 ° C. has a core temperature of 37.5 ° C. If the product is operated at -40 to 95 ° C, the center temperature is 27.5 ° C. For example, the core temperature of the product's operating temperature range is matched to room temperature, which is the ambient temperature of the product.

図１１には、キャップ２０の外側にレンズ２２に対向して設けられた光ファイバ３２が示されている。一般的には、動作温度範囲の中心温度で結合効率のピークが得られるように光ファイバを設ける。これに対し、実施の形態６の光ファイバ３２は、動作温度の中心温度よりも低い温度で結合効率のピークが得られる位置に設けた。具体的には、光ファイバ３２は光モジュールから遠ざかる方向にデフォーカスして固定した。 FIG. 11 shows an optical fiber 32 provided on the outside of the cap 20 so as to face the lens 22. Generally, the optical fiber is provided so that the peak of the coupling efficiency can be obtained at the center temperature in the operating temperature range. On the other hand, the optical fiber 32 of the sixth embodiment is provided at a position where the peak of the coupling efficiency can be obtained at a temperature lower than the central temperature of the operating temperature. Specifically, the optical fiber 32 was defocused and fixed in a direction away from the optical module.

図１２は、パッケージ周囲温度と結合効率の関係を示す図である。想定される動作温度範囲の最低温度をＴ１とし最高温度をＴ２とする。動作温度範囲の中心温度はＴｃである。Ｔｃは例えば２５℃程度の室温である。実線で示す「デフォーカス無し」の場合は、動作温度の中心であるＴｃで結合効率のピークが得られるように光ファイバを設ける。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the package ambient temperature and the bonding efficiency. Let T1 be the lowest temperature in the assumed operating temperature range and T2 be the highest temperature. The central temperature in the operating temperature range is Tc. Tc is, for example, room temperature of about 25 ° C. In the case of "no defocus" shown by the solid line, an optical fiber is provided so that the peak of the coupling efficiency can be obtained at Tc, which is the center of the operating temperature.

ステム１３と拘束体３０との接合強度が弱い場合などにおいては、低温時にステム１３が熱収縮すると、拘束体５０がステム１３の熱変形を拘束する力が弱くなる。したがって、低温側ではトラッキングエラーの軽減効果が小さく、周囲温度の変化に対する結合効率変化が大きくなる。このため、低温側では結合効率の低下が大きい。その結果、図１２の「デフォーカス無し」の場合、中心温度Ｔｃでは高い結合効率が得られるものの、Ｔｃよりも温度が低下すると結合効率が急激に低下する。 When the joint strength between the stem 13 and the restraint body 30 is weak, when the stem 13 is thermally contracted at a low temperature, the force of the restraint body 50 to restrain the thermal deformation of the stem 13 is weakened. Therefore, on the low temperature side, the effect of reducing the tracking error is small, and the change in coupling efficiency with respect to the change in ambient temperature is large. Therefore, the bonding efficiency is greatly reduced on the low temperature side. As a result, in the case of "no defocus" in FIG. 12, although a high bonding efficiency can be obtained at the center temperature Tc, the bonding efficiency drops sharply when the temperature is lower than Tc.

図１２に破線で示す「デフォーカス有り」は、光ファイバ３２をレンズ２２から遠ざかる方向にデフォーカスして固定した場合の温度と結合効率の関係を示す。デフォーカス有りの場合、動作温度の中心温度Ｔｃよりも低い温度で結合効率のピークが得られる位置に光ファイバ３２を設ける。図１３は、「デフォーカス有り」の場合において、周囲温度がＴｃよりも低くなったときの光モジュールの断面図である。この場合、キャップ２０は熱収縮するため、レンズ２２の位置はステム１３の方向に変動する。これに伴い、半導体レーザ素子１８の出射光の集光点の位置は光ファイバ３２へ向かう方向に変動する。光ファイバ３２はデフォーカスしたため、低温側で結合効率が上昇する。そして、結合効率のピークはＴｃよりも低温で得られる。 “With defocus” shown by the broken line in FIG. 12 indicates the relationship between the temperature and the coupling efficiency when the optical fiber 32 is defocused and fixed in the direction away from the lens 22. When there is defocus, the optical fiber 32 is provided at a position where the peak of the coupling efficiency can be obtained at a temperature lower than the center temperature Tc of the operating temperature. FIG. 13 is a cross-sectional view of the optical module when the ambient temperature becomes lower than Tc in the case of “with defocus”. In this case, since the cap 20 is heat-shrinked, the position of the lens 22 fluctuates in the direction of the stem 13. Along with this, the position of the condensing point of the emitted light of the semiconductor laser element 18 fluctuates in the direction toward the optical fiber 32. Since the optical fiber 32 is defocused, the coupling efficiency increases on the low temperature side. Then, the peak of the binding efficiency is obtained at a temperature lower than Tc.

実施の形態６の光モジュールは、ステム１３と拘束体３０の接合強度が弱い場合などにおいて低温側で結合効率が急激に低下することを考慮して、結合効率のピークを低温側にずらすものである。これにより、動作温度範囲全体で発生する結合効率変化を小さくすることができる。つまり、トラッキングエラーを軽減できる。 In the optical module of the sixth embodiment, the peak of the coupling efficiency is shifted to the low temperature side in consideration of the sharp decrease in the coupling efficiency on the low temperature side when the bonding strength between the stem 13 and the restraint 30 is weak. is there. As a result, the change in coupling efficiency that occurs over the entire operating temperature range can be reduced. That is, tracking errors can be reduced.

ステム１３と拘束体３０の接合強度が弱い場合だけでなく、拘束体の材料の特性上ステムの熱変形を拘束する力が弱い場合などにおいても、低温側で結合効率が急激に低下するので、上述のとおり光ファイバの光軸方向の位置を調整することが有効である。 Not only when the joint strength between the stem 13 and the restraint body 30 is weak, but also when the force for restraining the thermal deformation of the stem is weak due to the characteristics of the material of the restraint body, the bonding efficiency drops sharply on the low temperature side. As described above, it is effective to adjust the position of the optical fiber in the optical axis direction.

なお、上記の各実施の形態に係る光モジュールの特徴を適宜に組み合わせて、本発明の効果を高めても良い。 The effects of the present invention may be enhanced by appropriately combining the features of the optical module according to each of the above embodiments.

１０光モジュール、１３ステム、１６熱電クーラー、１８半導体レーザ素子、２０キャップ、２２レンズ 10 optical module, 13 stem, 16 thermoelectric cooler, 18 semiconductor laser device, 20 cap, 22 lens

Claims

第１面と第２面とを有するステムと、
前記第１面に固定された放熱基板を有する熱電クーラーと、
前記熱電クーラーに取り付けられた半導体レーザ素子と、
前記第１面に固定され、前記熱電クーラーと前記半導体レーザ素子を覆うキャップと、
前記キャップに固定されたレンズと、
前記レンズから見て前記第１面と対向する前記第２面にだけ固定された拘束体と、を備え、
前記放熱基板と前記拘束体の線熱膨張係数は、前記ステムの線熱膨張係数より小さく、
前記拘束体の線熱膨張係数は、前記放熱基板の線熱膨張係数より小さいことを特徴とする光モジュール。 A stem having a first surface and a second surface,
A thermoelectric cooler having a heat dissipation substrate fixed to the first surface,
The semiconductor laser element attached to the thermoelectric cooler and
A cap fixed to the first surface and covering the thermoelectric cooler and the semiconductor laser element,
With the lens fixed to the cap
A restraint body fixed only to the second surface facing the first surface when viewed from the lens is provided.
Linear thermal expansion coefficient of the heat radiation substrate and the constraint is rather smaller than the linear thermal expansion coefficient of said stem,
The linear thermal expansion coefficient of the restraint, the light module, wherein from small Ikoto linear thermal expansion coefficient of the heat radiation substrate.

前記第２面には凹部が形成され、前記拘束体は前記凹部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 1, wherein a recess is formed on the second surface, and the restraint is provided in the recess.

前記凹部を避けて前記ステムを貫通するリードピンと、 A lead pin that penetrates the stem while avoiding the recess,
前記第２面に固定され、前記リードピンに電気的に接続されたフレキシブル基板と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 2, further comprising a flexible substrate fixed to the second surface and electrically connected to the lead pin.

前記ステムを貫通するリードピンを備え、 With a lead pin that penetrates the stem
前記拘束体には前記リードピンを通す貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光モジュール。 The optical module according to any one of claims 1 to 3, wherein a through hole through which the lead pin is passed is formed in the restraint body.

前記拘束体と前記第２面の接触面積は、前記放熱基板と前記第１面の接触面積より大きいことを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 4, wherein the contact area between the restraint body and the second surface is larger than the contact area between the heat radiating substrate and the first surface.

第１面と第２面および側面とを有するステムと、 A stem having a first surface, a second surface and a side surface,
前記第１面に固定された放熱基板を有する熱電クーラーと、 A thermoelectric cooler having a heat dissipation substrate fixed to the first surface,
前記熱電クーラーに取り付けられた半導体レーザ素子と、 The semiconductor laser element attached to the thermoelectric cooler and
前記第１面に固定され、前記熱電クーラーと前記半導体レーザ素子を覆うキャップと、 A cap fixed to the first surface and covering the thermoelectric cooler and the semiconductor laser element,
前記キャップに固定されたレンズと、 With the lens fixed to the cap
前記側面のうち、前記レンズから見て前記第１面より前記第１面と対向する前記第２面に近い位置にだけ固定された拘束体と、を備え、 Among the side surfaces, a restraint body fixed only at a position closer to the second surface facing the first surface than the first surface when viewed from the lens is provided.
前記放熱基板と前記拘束体の線熱膨張係数は、前記ステムの線熱膨張係数より小さく、 The coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate and the restraint is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the stem.
前記拘束体の線熱膨張係数は、前記放熱基板の線熱膨張係数より小さいことを特徴とする光モジュール。 An optical module characterized in that the coefficient of linear thermal expansion of the restraint is smaller than the coefficient of linear thermal expansion of the heat dissipation substrate.

前記拘束体は、前記側面のうち前記第１面からの距離と前記第２面からの距離が等しい中間位置よりも前記第２面側に固定されたことを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。 The sixth aspect of the present invention, wherein the restraint body is fixed to the second surface side of the side surface from an intermediate position where the distance from the first surface and the distance from the second surface are equal. Optical module.

前記拘束体は前記レンズから見て環状となっていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 6 or 7, wherein the restraint body is annular when viewed from the lens.

前記拘束体は前記レンズから見てアーチ状となっていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 6 or 7, wherein the restraint body has an arch shape when viewed from the lens.

前記キャップの外側に前記レンズに対向して設けられた光ファイバを備え、 An optical fiber provided on the outside of the cap facing the lens is provided.
前記光ファイバは、動作温度の中心温度よりも低い温度で結合効率のピークが得られる位置に設けられたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光モジュール。 The optical module according to any one of claims 1 to 9, wherein the optical fiber is provided at a position where a peak of coupling efficiency can be obtained at a temperature lower than the center temperature of the operating temperature.

前記ステムの材料はＳＰＣＣであり、 The material of the stem is SPCC
前記放熱基板の材料は窒化アルミまたはアルミナであり、 The material of the heat dissipation substrate is aluminum nitride or alumina.
前記拘束体の材料は窒化アルミ、アルミナ、コバール、またはインバーであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光モジュール。 The optical module according to any one of claims 1 to 10, wherein the material of the restraint is aluminum nitride, alumina, Kovar, or Invar.