JPH1197801A - 光半導体モジュール - Google Patents
光半導体モジュールInfo
- Publication number
- JPH1197801A JPH1197801A JP25914797A JP25914797A JPH1197801A JP H1197801 A JPH1197801 A JP H1197801A JP 25914797 A JP25914797 A JP 25914797A JP 25914797 A JP25914797 A JP 25914797A JP H1197801 A JPH1197801 A JP H1197801A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- thermistor
- temperature
- module
- optical semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サーミスタ抵抗値の差異を生じることがな
く、正確な温度測定を行うことができる光半導体モジュ
ールを提供する。 【解決手段】 半導体レーザ１２１と温度検出用のサー
ミスタ１２３と半導体レーザ１２１を一定温度に保つた
めの電子冷却素子１２２を備え、これらがパッケージ１
２６に収納されており、前記半導体レーザ１２１とサー
ミスタ１２３がヒートシンク１２４上に搭載され、この
ヒートシンク１２４を電子冷却素子１２２に搭載した半
導体レーザモジュール１２０において、前記半導体レー
ザ１２１と前記サーミスタ１２３のそれぞれの端子を共
通に接続せず、電気的に絶縁するようにしたものであ
る。
く、正確な温度測定を行うことができる光半導体モジュ
ールを提供する。 【解決手段】 半導体レーザ１２１と温度検出用のサー
ミスタ１２３と半導体レーザ１２１を一定温度に保つた
めの電子冷却素子１２２を備え、これらがパッケージ１
２６に収納されており、前記半導体レーザ１２１とサー
ミスタ１２３がヒートシンク１２４上に搭載され、この
ヒートシンク１２４を電子冷却素子１２２に搭載した半
導体レーザモジュール１２０において、前記半導体レー
ザ１２１と前記サーミスタ１２３のそれぞれの端子を共
通に接続せず、電気的に絶縁するようにしたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体モジュー
ルに係り、特にその温度検出用サーミスタの実装構造に
関するものである。
ルに係り、特にその温度検出用サーミスタの実装構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザモジュールの構造に
ついては、文献名：Ｌａｓｅｒｔｒｏｎ社 カタログ
“１９９３ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｇｕｉｄｅ”，ｐ２３，
ｐ７９に開示されるものがある。図４はかかる従来の構
造の半導体レーザモジュールの配線図である。
ついては、文献名：Ｌａｓｅｒｔｒｏｎ社 カタログ
“１９９３ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｇｕｉｄｅ”，ｐ２３，
ｐ７９に開示されるものがある。図４はかかる従来の構
造の半導体レーザモジュールの配線図である。
【０００３】この構造によれば、半導体レーザモジュー
ル２０は、パッケージ内に半導体レーザ（ソース）２１
と、この半導体レーザ２１を恒温動作させるための電子
冷却素子（クーラー）２２と、半導体レーザ２１の温度
を検出するためのサーミスタ２３と半導体レーザ２１の
出力光をモニタするためのホトダイオード２４が内蔵さ
れている。
ル２０は、パッケージ内に半導体レーザ（ソース）２１
と、この半導体レーザ２１を恒温動作させるための電子
冷却素子（クーラー）２２と、半導体レーザ２１の温度
を検出するためのサーミスタ２３と半導体レーザ２１の
出力光をモニタするためのホトダイオード２４が内蔵さ
れている。
【０００４】各電気信号線は、図４に示すように配線さ
れ、パッケージから端子台を経由し、外部リード線に接
続されている。ここで、サーミスタ２３の片方の端子
（５番ピン）が、半導体レーザ２１のアノード（１０番
ピン）、ケースグランド（１３番ピン）と共通に接続さ
れている（これら端子は、コモン端子である）。また、
半導体レーザ２１からの光信号は、ファイバ・ピッグテ
ールにより、パッケージ外部に取り出されている。
れ、パッケージから端子台を経由し、外部リード線に接
続されている。ここで、サーミスタ２３の片方の端子
（５番ピン）が、半導体レーザ２１のアノード（１０番
ピン）、ケースグランド（１３番ピン）と共通に接続さ
れている（これら端子は、コモン端子である）。また、
半導体レーザ２１からの光信号は、ファイバ・ピッグテ
ールにより、パッケージ外部に取り出されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成の装置では、サーミスタ２３を使用して半
導体レーザ２１の温度を検出する際に、以下のような問
題点があった。なお、ここでは、説明を容易にするため
に、サーミスタ２３と半導体レーザ２１のみを考える。
サーミスタ２３は温度変化に伴い、その抵抗値が変化す
る素子である（温度が上昇すると抵抗値が非線形に低下
する）。この素子を用いて温度を検出する場合、定電流
源によりサーミスタ２３に一定電流を流し、その時のサ
ーミスタ２３間の電圧を測定することにより、抵抗値を
算出する。
た従来の構成の装置では、サーミスタ２３を使用して半
導体レーザ２１の温度を検出する際に、以下のような問
題点があった。なお、ここでは、説明を容易にするため
に、サーミスタ２３と半導体レーザ２１のみを考える。
サーミスタ２３は温度変化に伴い、その抵抗値が変化す
る素子である（温度が上昇すると抵抗値が非線形に低下
する）。この素子を用いて温度を検出する場合、定電流
源によりサーミスタ２３に一定電流を流し、その時のサ
ーミスタ２３間の電圧を測定することにより、抵抗値を
算出する。
【０００６】また、半導体レーザ２１は、定電流源を使
用し、電流を注入して発振させる。以上から、実際に、
この半導体レーザモジュール２０を動作させる時の配線
図は、図５に示すようになる。図５は従来の半導体レー
ザモジュールの動作時の配線図（その１）である。この
図において、２０は半導体レーザモジュール、３１は半
導体レーザ用定電流源、３２は接続点、３３，３４，３
５，３７は配線、３６は寄生抵抗、３８は電圧計、３９
は定電流源、４０は抵抗計である。
用し、電流を注入して発振させる。以上から、実際に、
この半導体レーザモジュール２０を動作させる時の配線
図は、図５に示すようになる。図５は従来の半導体レー
ザモジュールの動作時の配線図（その１）である。この
図において、２０は半導体レーザモジュール、３１は半
導体レーザ用定電流源、３２は接続点、３３，３４，３
５，３７は配線、３６は寄生抵抗、３８は電圧計、３９
は定電流源、４０は抵抗計である。
【０００７】この接続例では、半導体レーザ用定電流源
３１は、配線３３及び配線３４を使用し、それぞれ半導
体レーザ２１のカソード（１１番端子）及びアノード
（１０番端子）に接続され、抵抗計４０は配線３７及び
配線３５を使用し、それぞれサーミスタ２３の片端（２
番端子）及び配線３４と半導体レーザ用定電流源３１の
接続点３２に接続されている。
３１は、配線３３及び配線３４を使用し、それぞれ半導
体レーザ２１のカソード（１１番端子）及びアノード
（１０番端子）に接続され、抵抗計４０は配線３７及び
配線３５を使用し、それぞれサーミスタ２３の片端（２
番端子）及び配線３４と半導体レーザ用定電流源３１の
接続点３２に接続されている。
【０００８】なお、配線３４はこの例のように１０番端
子以外にも、他のコモン端子（５番端子、１３番端子）
に接続してもよい。実際に、この半導体レーザモジュー
ル２０を配線する場合、コモン端子（５，１０，１３番
端子）に、配線３４のように共通配線を接続し、途中で
電源装置等（ここでは、半導体レーザ用定電流源３１及
び抵抗計４０）に分配する。
子以外にも、他のコモン端子（５番端子、１３番端子）
に接続してもよい。実際に、この半導体レーザモジュー
ル２０を配線する場合、コモン端子（５，１０，１３番
端子）に、配線３４のように共通配線を接続し、途中で
電源装置等（ここでは、半導体レーザ用定電流源３１及
び抵抗計４０）に分配する。
【０００９】ここで、各配線３７から３４には、それぞ
れ配線導線の抵抗及び端子接続による接触抵抗などの寄
生抵抗３６が存在する。更に、回路図を図６に示すよう
に置き換える。図６は従来の半導体レーザモジュールの
動作時の配線図（その２）である。ここで、配線３７及
び３５の寄生抵抗値は、Ｒ１２にまとめ、配線３３，３
４の寄生抵抗値をそれぞれＲ３，Ｒ４とし、抵抗計４０
の内部定電流源の電流値をＩ２、サーミスタ２３の抵抗
値をＲｔｈ、半導体レーザ用定電流源３１の電流値をＩ
１とする。
れ配線導線の抵抗及び端子接続による接触抵抗などの寄
生抵抗３６が存在する。更に、回路図を図６に示すよう
に置き換える。図６は従来の半導体レーザモジュールの
動作時の配線図（その２）である。ここで、配線３７及
び３５の寄生抵抗値は、Ｒ１２にまとめ、配線３３，３
４の寄生抵抗値をそれぞれＲ３，Ｒ４とし、抵抗計４０
の内部定電流源の電流値をＩ２、サーミスタ２３の抵抗
値をＲｔｈ、半導体レーザ用定電流源３１の電流値をＩ
１とする。
【００１０】半導体レーザ２１に電流を流さない場
合、及び電流を流す場合について、抵抗計で測定され
る抵抗値は、以下のように計算される。 電流を流さない場合 この場合、電圧計で測定される電圧値Ｖ０は、 Ｖ０＝（Ｒ１２＋Ｒｔｈ＋Ｒ４）×Ｉ２ であるので、算出される抵抗値Ｒｍ０は、 Ｒｍ０＝Ｒ１２＋Ｒｔｈ＋Ｒ４ …（１） である。
合、及び電流を流す場合について、抵抗計で測定され
る抵抗値は、以下のように計算される。 電流を流さない場合 この場合、電圧計で測定される電圧値Ｖ０は、 Ｖ０＝（Ｒ１２＋Ｒｔｈ＋Ｒ４）×Ｉ２ であるので、算出される抵抗値Ｒｍ０は、 Ｒｍ０＝Ｒ１２＋Ｒｔｈ＋Ｒ４ …（１） である。
【００１１】 電流を流す場合 この場合、電圧計で測定される電圧値Ｖ１は、 Ｖ１＝（Ｒ１２＋Ｒｔｈ＋Ｒ４）×Ｉ２−Ｒ４×Ｉ１ であるので、算出される抵抗値Ｒｍ１は、 Ｒｍ１＝Ｖ１／Ｉ２＝Ｒ１２＋Ｒｔｈ＋Ｒ４−Ｒ４・Ｉ１／Ｉ２ …（２） である。
【００１２】したがって、半導体レーザに電流を流した
時は、流さない時に比べ抵抗値が低く、（温度が高く）
測定されてしまうという問題点がある。次に、具体例で
どの程度測定温度に差を生じるかを以下に示す。抵抗値
の差ΔＲは、上記（１），（２）式から、 Ｒｍ０−Ｒｍ１＝−Ｒ４・Ｉ１／Ｉ２ である。
時は、流さない時に比べ抵抗値が低く、（温度が高く）
測定されてしまうという問題点がある。次に、具体例で
どの程度測定温度に差を生じるかを以下に示す。抵抗値
の差ΔＲは、上記（１），（２）式から、 Ｒｍ０−Ｒｍ１＝−Ｒ４・Ｉ１／Ｉ２ である。
【００１３】Ｉ１，Ｉ２及びＲ４は、実測値では、 Ｉ１＝５０ｍＡ、Ｉ２＝１０μＡ、Ｒ４＝０．０４１Ω である。これらよりΔＲは、 ΔＲ＝−０．０４１Ω×１００ｍＡ／１０μＡ＝−４１
０Ω となる。従来例のモジュールでは、２５℃でのサーミス
タ抵抗値が約１０ＫΩ、Ｂ定数が３３００Ｋ（記載はな
いが、一般的にこの位の値である）であるので、実際に
は２５℃の時にレーザ電流を流すと、温度はサーミスタ
の特性式から、 ２６．１℃ と１．１℃高く測定される。
０Ω となる。従来例のモジュールでは、２５℃でのサーミス
タ抵抗値が約１０ＫΩ、Ｂ定数が３３００Ｋ（記載はな
いが、一般的にこの位の値である）であるので、実際に
は２５℃の時にレーザ電流を流すと、温度はサーミスタ
の特性式から、 ２６．１℃ と１．１℃高く測定される。
【００１４】この状態で半導体レーザ２１を測定温度を
設定温度に一致させようとすると、電子冷却素子２２に
電流をさらに流すことになり、半導体レーザモジュール
の消費電力が増すという問題点も生じる。また、半導体
レーザ２１に流す電流値Ｉ１に従って、測定温度が変化
してしまうという問題点も生じる。
設定温度に一致させようとすると、電子冷却素子２２に
電流をさらに流すことになり、半導体レーザモジュール
の消費電力が増すという問題点も生じる。また、半導体
レーザ２１に流す電流値Ｉ１に従って、測定温度が変化
してしまうという問題点も生じる。
【００１５】本発明は上記問題点を除去し、サーミスタ
抵抗値の差異を生じることがなく、正確な温度測定を行
うことができる光半導体モジュールを提供することを目
的とする。
抵抗値の差異を生じることがなく、正確な温度測定を行
うことができる光半導体モジュールを提供することを目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕光半導体素子と温度検出用のサーミスタとを備
え、これらがパッケージに収納されている光半導体モジ
ュールにおいて、前記光半導体素子と前記サーミスタの
それぞれの端子を共通に接続せず、電気的に絶縁するよ
うにしたものである。
成するために、 〔１〕光半導体素子と温度検出用のサーミスタとを備
え、これらがパッケージに収納されている光半導体モジ
ュールにおいて、前記光半導体素子と前記サーミスタの
それぞれの端子を共通に接続せず、電気的に絶縁するよ
うにしたものである。
【００１７】〔２〕上記〔１〕記載の光半導体モジュー
ルにおいて、前記光半導体素子と前記サーミスタを同一
ヒートシンクに実装するようにしたものである。
ルにおいて、前記光半導体素子と前記サーミスタを同一
ヒートシンクに実装するようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す半導体
レーザモジュール配線図、図２は本発明の実施例を示す
半導体レーザモジュールの断面図、図３はその半導体レ
ーザモジュールの平面図である。
て詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す半導体
レーザモジュール配線図、図２は本発明の実施例を示す
半導体レーザモジュールの断面図、図３はその半導体レ
ーザモジュールの平面図である。
【００１９】なお、図面はこの発明が理解できる程度に
概略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図
示例に限定するものではない。これらの図において、１
２０は半導体レーザモジュール、１２１は半導体レー
ザ、１２２は電子冷却素子、１２３はサーミスタ、１２
４はヒートシンク、１２７は光ファイバ、１３１は半導
体レーザ用定電流源、１３３，１３４，１３５，１３７
は配線、１３６は寄生抵抗、１３８は電圧計、１３９は
定電流源、１４０は抵抗計である。
概略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図
示例に限定するものではない。これらの図において、１
２０は半導体レーザモジュール、１２１は半導体レー
ザ、１２２は電子冷却素子、１２３はサーミスタ、１２
４はヒートシンク、１２７は光ファイバ、１３１は半導
体レーザ用定電流源、１３３，１３４，１３５，１３７
は配線、１３６は寄生抵抗、１３８は電圧計、１３９は
定電流源、１４０は抵抗計である。
【００２０】図１乃至図３に示すように、半導体レーザ
モジュール１２０は、半導体レーザ１２１と電子冷却素
子１２２とサーミスタ１２３と光ファイバ１２７とヒー
トシンク１２４をパッケージ内に備えている。半導体レ
ーザ１２１とサーミスタ１２３は、ヒートシンク１２４
上に固定されている。このヒートシンク１２４はＳｉＣ
やダイヤモンドなどの熱伝導率が高く、半導体レーザ１
２１に使用されている材料と熱膨張係数が近い絶縁材料
で、半導体レーザ１２１とサーミスタ１２３を搭載する
面にメタライズパターン１２５が施されている。
モジュール１２０は、半導体レーザ１２１と電子冷却素
子１２２とサーミスタ１２３と光ファイバ１２７とヒー
トシンク１２４をパッケージ内に備えている。半導体レ
ーザ１２１とサーミスタ１２３は、ヒートシンク１２４
上に固定されている。このヒートシンク１２４はＳｉＣ
やダイヤモンドなどの熱伝導率が高く、半導体レーザ１
２１に使用されている材料と熱膨張係数が近い絶縁材料
で、半導体レーザ１２１とサーミスタ１２３を搭載する
面にメタライズパターン１２５が施されている。
【００２１】このメタライズパターン１２５は、２パタ
ーンに分割されており、それぞれは電気的に絶縁されて
いる。半導体レーザ１２１とサーミスタ１２３は、それ
ぞれこの２分割されたメタライズパターン１２５上に搭
載する。半導体レーザ１２１とサーミスタ１２３を搭載
したヒートシンク１２４は電子冷却素子１２２上に固定
され、パッケージ１２６内に固定されて、サーミスタ１
２３、半導体レーザ１２１及び電子冷却素子１２２の電
極は、ワイヤ１２８でそれぞれ電極ピン１２９に接続さ
れている。
ーンに分割されており、それぞれは電気的に絶縁されて
いる。半導体レーザ１２１とサーミスタ１２３は、それ
ぞれこの２分割されたメタライズパターン１２５上に搭
載する。半導体レーザ１２１とサーミスタ１２３を搭載
したヒートシンク１２４は電子冷却素子１２２上に固定
され、パッケージ１２６内に固定されて、サーミスタ１
２３、半導体レーザ１２１及び電子冷却素子１２２の電
極は、ワイヤ１２８でそれぞれ電極ピン１２９に接続さ
れている。
【００２２】光ファイバ１２７は、半導体レーザ１２１
からの光が最大に入射される位置に調整、固定し、パッ
ケージ外部に光ファイバ１２７を引き出す。なお、上記
の実施例では、半導体レーザモジュールに適用した例を
示したが、他の光デバイス、例えば、半導体変調器や誘
電体変調器やホトダイオードなどを用いた光モジュール
において、サーミスタにより温度検出を行う場合にも適
用可能である。
からの光が最大に入射される位置に調整、固定し、パッ
ケージ外部に光ファイバ１２７を引き出す。なお、上記
の実施例では、半導体レーザモジュールに適用した例を
示したが、他の光デバイス、例えば、半導体変調器や誘
電体変調器やホトダイオードなどを用いた光モジュール
において、サーミスタにより温度検出を行う場合にも適
用可能である。
【００２３】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）サーミスタと半導体レーザが電気的に絶縁され、
共通に接続されていないので、半導体レーザに電流を流
した時に、配線等による寄生抵抗分により生じるサーミ
スタ抵抗値の差異を生じることがなく、正確な温度測定
が可能になる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）サーミスタと半導体レーザが電気的に絶縁され、
共通に接続されていないので、半導体レーザに電流を流
した時に、配線等による寄生抵抗分により生じるサーミ
スタ抵抗値の差異を生じることがなく、正確な温度測定
が可能になる。
【００２５】（２）上記のようにサーミスタ抵抗値の差
異が生じないため、電子冷却素子と組み合わせて自動温
度コントロールを行う場合、サーミスタ抵抗値の差異に
よる電子冷却素子への無駄な電力消費が抑えられ、冷却
能力を向上させることができ信頼性の向上を図ることが
できる。 （３）半導体レーザとサーミスタを同一ヒートシンク上
に搭載しているので、半導体レーザの実際の温度とサー
ミスタによる測定温度の差異が小さくなり、正確な温度
制御が可能となる。
異が生じないため、電子冷却素子と組み合わせて自動温
度コントロールを行う場合、サーミスタ抵抗値の差異に
よる電子冷却素子への無駄な電力消費が抑えられ、冷却
能力を向上させることができ信頼性の向上を図ることが
できる。 （３）半導体レーザとサーミスタを同一ヒートシンク上
に搭載しているので、半導体レーザの実際の温度とサー
ミスタによる測定温度の差異が小さくなり、正確な温度
制御が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す半導体レーザモジュール
配線図である。
配線図である。
【図２】本発明の実施例を示す半導体レーザモジュール
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明の実施例を示す半導体レーザモジュール
の平面図である。
の平面図である。
【図４】従来の構造の半導体レーザモジュールの配線図
である。
である。
【図５】従来の半導体レーザモジュールの動作時の配線
図（その１）である。
図（その１）である。
【図６】従来の半導体レーザモジュールの動作時の配線
図（その２）である。
図（その２）である。
１２０ 半導体レーザモジュール １２１ 半導体レーザ １２２ 電子冷却素子 １２３ サーミスタ １２４ ヒートヒンク １２５ メタライズパターン １２６ パッケージ １２７ 光ファイバ １２８ ワイヤ １２９ 電極ピン １３１ 半導体レーザ用定電流源 １３３，１３４，１３５，１３７ 配線 １３６ 寄生抵抗 １３８ 電圧計 １３９ 定電流源 １４０ 抵抗計
Claims (2)
- 【請求項１】 光半導体素子と温度検出用のサーミスタ
とを備え、これらがパッケージに収納されている光半導
体モジュールにおいて、 前記光半導体素子と前記サーミスタのそれぞれの端子を
共通に接続せず、電気的に絶縁してなることを特徴とす
る光半導体モジュール。 - 【請求項２】 請求項１記載の光半導体モジュールにお
いて、前記光半導体素子と前記サーミスタを同一ヒート
シンクに実装することを特徴とする光半導体モジュー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25914797A JPH1197801A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 光半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25914797A JPH1197801A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 光半導体モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197801A true JPH1197801A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17329996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25914797A Withdrawn JPH1197801A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 光半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1239561A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP25914797A patent/JPH1197801A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1239561A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
| EP1239561A3 (en) * | 2001-03-02 | 2004-09-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
| US6810049B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-10-26 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |