(57)【要約】  底板を有する筐体と、前記筐体内において前記底板に載置された、少なくとも下層部と該下層部の上に位置する上層部とを有する温度調節部と、前記筐体内において前記温度調節部に載置された支持部材と、前記支持部材に載置され、前方にレーザ光を出力する半導体レーザ素子と、を備え、前記温度調節部は、前記上層部が前記下層部に対して前記半導体レーザ素子の後方側に突出している光素子モジュール。これによって、所望の半導体レーザ素子の特性を実現しつつ、小型化、低消費電力化に適する光素子モジュールを提供することができる。
2013191213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板を有する筐体と、
前記筐体内において前記底板に載置された、少なくとも下層部と該下層部の上に位置する上層部とを有する温度調節部と、
前記筐体内において前記温度調節部に載置された支持部材と、
前記支持部材に載置され、前方にレーザ光を出力する半導体レーザ素子と、
を備え、前記温度調節部は、前記上層部が前記下層部に対して前記半導体レーザ素子の後方側に突出していることを特徴とする光素子モジュール。
【請求項２】
前記温度調節部は、基板間に複数の半導体素子が立設した構造を有するペルチェ素子で構成されることを特徴とする請求項１に記載の光素子モジュール。
【請求項３】
前記半導体レーザ素子は、分布帰還型半導体レーザ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光素子モジュール。
【請求項４】
前記分布帰還型半導体レーザ部は、前記半導体レーザ素子の後方側に位置することを特徴とする請求項３に記載の光素子モジュール。
【請求項５】
前記分布帰還型半導体レーザ部は、前記温度調節部の上層部の突出部の近傍に位置することを特徴とする請求項３または４に記載の光素子モジュール。
【請求項６】
前記分布帰還型半導体レーザ部の前記前方側の端部が、前記温度調節部の前記上層部と前記下層部とが前記半導体レーザ素子の前後方向で重畳している重畳部分の前記前方側より、０．５ｍｍ以上前記後方側に位置するように、前記分布帰還型半導体レーザ部を配置することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の光素子モジュール。
【請求項７】
前記温度調節部の上層部と下層部とが前記半導体レーザ素子の前後方向で重畳している重畳部分の長さと前記上層部の突出部の長さとの合計をｘ、前記重畳部分における前記下層部の長さをｙとすると、０．５＜ｙ／ｘ＜０．８５が成り立つことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光素子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子が筐体に収容された光素子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積型半導体レーザ素子（特許文献１参照）等の半導体レーザ素子が筐体に収容された光素子モジュールにおいて、環境温度の変動によって筐体の底板に反りが発生し、この反りが光素子に悪影響を与える場合がある。これに対して、底板の反りが光素子に悪影響を与えることを防止する技術が開示されている（特許文献２〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３５０６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５８３５４号公報
【特許文献３】特開２００８−１９３００３号公報
【特許文献４】特開２００２−１３１５８５号公報
【特許文献５】特開２００９−２６７３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した各特許文献２〜５に開示された技術では、反り抑制のための部材の肉厚が厚くなるために小型化（薄型化）が困難であったり、半導体レーザ素子が温度調節素子から浮いた構造となるために放熱または温度調整が十分にできない場合があり、消費電力や、半導体レーザ素子の特性の制御の点で不利であったりするという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所望の半導体レーザ素子の特性を実現しつつ、小型化、低消費電力化に適する光素子モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光素子モジュールは、底板を有する筐体と、前記筐体内において前記底板に載置された、少なくとも下層部と該下層部の上に位置する上層部とを有する温度調節部と、前記筐体内において前記温度調節部に載置された支持部材と、前記支持部材に載置され、前方にレーザ光を出力する半導体レーザ素子と、を備え、前記温度調節部は、前記上層部が前記下層部に対して前記半導体レーザ素子の後方側に突出していることを特徴とする。【０００７】
また、本発明に係る光素子モジュールは、上記の発明において、前記温度調節部は、基板間に複数の半導体素子が立設した構造を有するペルチェ素子で構成されることを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る光素子モジュールは、上記の発明において、前記半導体レーザ素子は、分布帰還型半導体レーザ部を有することを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る光素子モジュールは、上記の発明において、前記分布帰還型半導体レーザ部は、前記半導体レーザ素子の後方側に位置することを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る光素子モジュールは、上記の発明において、前記分布帰還型半導体レーザ部は、前記温度調節部の上層部の突出部の近傍に位置することを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る光素子モジュールは、上記の発明において、前記分布帰還型半導体レーザ部の前記前方側の端部が、前記温度調節部の前記上層部と前記下層部とが前記半導体レーザ素子の前後方向で重畳している重畳部分の前記前方側より、０．５ｍｍ以上前記後方側に位置するように、前記分布帰還型半導体レーザ部を配置する。【００１２】
また、本発明に係る光素子モジュールは、上記の発明において、前記温度調節部の上層部と下層部とが前記半導体レーザ素子の前後方向で重畳している重畳部分の長さと前記上層部の突出部の長さとの合計をｘ、前記重畳部分における前記下層部の長さをｙとすると、０．５＜ｙ／ｘ＜０．８５が成り立つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所望の半導体レーザ素子の特性を実現しつつ、小型化、低消費電力化に適する光素子モジュールを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光素子モジュールの模式的な側断面図である。
【図２】図２は、図１に示す各素子の配置を説明する平面図である。
【図３】図３は、集積型半導体レーザ素子の構成を説明する側面図である。
【図４】図４は、実施例の計算モデルの模式図である。
【図５】図５は、比較例の計算モデルの模式図である。
【図６】図６は、実施例と比較例との共振器長方向における変位を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る光素子モジュールの要部の模式的な側面図である。
【図８】図８は、異なる突出長さに対する、温度とレーザ発振波長との関係を示す図である。
【図９】図９は、突出長さとレーザ発振波長の温度依存性との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明に係る光素子モジュールの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、適宜説明を省略している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光素子モジュールの模式的な側断面図である。図１に示す各素子の配置を説明する平面図である。図１、２に示すように、本実施の形態１に係る光素子モジュール１００は、筐体１内に、温度調節素子２、支持部材３、集積型半導体レーザ素子４、コリメートレンズ５、温度調節素子６、支持部材７、光アイソレータ８、ビームスプリッタ９、パワーモニタ用フォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ）１０、反射プリズム１１、エタロンフィルタ１２、波長モニタ用ＰＤ１３、および集光レンズ１４が収容された構成を有する。
【００１７】
筐体１は、底板１ａと、側壁部と、上部蓋とを有している。紙面右側の側壁部には、集光レンズ１４を収容し、かつ光ファイバ１６が挿通固定された光ファイバホルダ１５が固定されるホルダ部１ｂが設けられている。筐体１は内部が気密構造となるように封止されている。底板１ａは熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ〜２００Ｗ／ｍ・Ｋと高い銅タングステン（ＣｕＷ）（熱膨張係数：８．０〜９．０×１０−６／Ｋ）からなる。筐体１のその他の部分は熱膨張係数が低いＫｏｖａｒ（登録商標）からなる。
【００１８】
温度調節部である温度調節素子２は、筐体１内において、底板１ａに載置されている。温度調節素子２は、下層部２ａと、下層部２ａの上に位置する上層部２ｂとを有するペルチェ素子である。下層部２ａおよび上層部２ｂは、それぞれ、基板間に、２次元的に配列された複数の柱状の半導体素子（Ｎ型およびＰ型）が立設した構造を有している。下層部２ａの上側の基板と上層部２ｂの下側の基板とは共通している。基板としては、たとえばＡｌ２Ｏ３（熱膨張係数：６．０〜８．０×１０−６／Ｋ）または、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）（熱膨張係数：４．０〜５．０×１０−６／Ｋ）を用いることができる。Ｎ型の半導体素子とＰ型の半導体素子とは、上端同士の間または下端同士の間が金属電極で接続されており、これによってＮ型の半導体素子とＰ型の半導体素子とが交互に直列接続している。半導体素子としてはたとえばＢｉＴｅ（熱膨張係数：１６．０〜１８．０×１０−６／Ｋ）を用いることができる。温度調節素子２は、駆動電流が供給されることによって集積型半導体レーザ素子４を冷却し、その温度を調節することができる。
【００１９】
ここで、集積型半導体レーザ素子４がレーザ光を出力する側を前方側、その反対側を後方側とすると、温度調節素子２は、上層部２ｂが下層部２ａに対して、集積型半導体レーザ素子４の後方側に突出している。温度調節素子２の上層部２ｂと下層部２ａとが集積型半導体レーザ素子４の前後方向で重畳している重畳部分の長さと上層部２ｂの突出部の長さとの合計を長さＬｂ、重畳部分における下層部２ａの長さを長さＬａとしている。ここで、長さＬａ、Ｌｂは、図１に示すように柱状の半導体素子を基準として規定したものである。
【００２０】
支持部材３は、温度調節素子２に載置されている。支持部材３は、集積型半導体レーザ素子４を載置するものであり、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ〜１７０Ｗ／ｍ・Ｋと高いＡｌＮ（熱膨張係数：４．０〜５．０×１０−６／Ｋ）からなる。集積型半導体レーザ素子４は、支持部材３を介して温度調節素子２に載置されている。なお、支持部材３の構成材料はＡｌＮに限らず、ＣｕＷ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンドなどの材料でもよく、放熱の観点から熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料を用いることが好ましい。
【００２１】
図３は、集積型半導体レーザ素子の構成を説明する側面図である。図４に示すように、集積型半導体レーザ素子４は、特許文献１に開示される種類の集積型半導体レーザ素子と同様の構造を備えている。すなわち、集積型半導体レーザ素子４は、集積型半導体レーザ素子４の後方側に位置し、複数の分布帰還型（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ：ＤＦＢ）レーザストライプを備えるＤＦＢレーザ部４ａと、ＤＦＢレーザ部４ａから出力されたレーザ光を合流するための光合流部４ｂと、光合流部４ｂを通過したレーザ光を増幅するための半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＳＯＡ）部４ｃとを備えている。
【００２２】
また、ＤＦＢレーザ部４ａには、発光源およびレーザ光の導波路となる活性層４ａａと、活性層４ａａの近傍に位置する回折格子４ａｂとが形成されている。回折格子４ａｂは、ＤＦＢレーザストライプの光共振器長方向に沿って周期的に屈折率が変化する周期構造を有する。この構造の周期と素子温度とによってＤＦＢレーザストライプのレーザ発振波長が決定する。
【００２３】
図１、２に戻って、コリメートレンズ５は、支持部材３に載置され、集積型半導体レーザ素子４のレーザ光を出力する側である前方側に配置されている。コリメートレンズ５は、集積型半導体レーザ素子４から出射されたレーザ光Ｌ１を平行光に変換する。
【００２４】
温度調節素子６は、筐体１内において、底板１ａに載置され、集積型半導体レーザ素子４の前方側に配置されている。温度調節素子６はたとえばペルチェ素子であり、基板間に複数のＮ型およびＰ型の半導体素子が立設し、かつこれらが交互に直列接続した構造を有している。
【００２５】
支持部材７は、温度調節素子６に載置されている。支持部材７は、ＡｌＮ、ＣｕＷ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどの熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で構成されており、光アイソレータ８、ビームスプリッタ９、パワーモニタ用ＰＤ１０、反射プリズム１１、エタロンフィルタ１２、および波長モニタ用ＰＤ１３の各要素を載置している。各要素は温度調節素子６によって温度調節される。
【００２６】
光アイソレータ８は、紙面左側から入力されたレーザ光Ｌ１を紙面右側に通過させ、かつ、紙面右側から紙面左側への光の通過を阻止する。これによって、集積型半導体レーザ素子４に戻り光が入力されることが防止されるので、集積型半導体レーザ素子４の動作が安定する。
【００２７】
ビームスプリッタ９は、光アイソレータ８を通過したレーザ光Ｌ１の大部分を透過して集光レンズ１４に入力させるとともに、レーザ光Ｌ１の一部（レーザ光Ｌ２）をパワーモニタ用ＰＤ１０に向けて反射させ、さらにレーザ光Ｌ１の一部（レーザ光Ｌ３）を反射プリズム１１に反射させる。
【００２８】
集光レンズ１４は、ビームスプリッタ９を透過したレーザ光Ｌ１を光ファイバ１６に集光して光結合させる。光ファイバ１６はレーザ光Ｌ１を所定の装置等まで伝送する。
【００２９】
一方、パワーモニタ用ＰＤ１０は、レーザ光Ｌ２の強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を不図示の制御器に出力する。
【００３０】
エタロンフィルタ１２は、波長に対して周期的な透過特性（透過波長特性）を有し、その透過波長特性に応じた透過率で、反射プリズム１１が反射したレーザ光Ｌ３を選択的に透過して波長モニタ用ＰＤ１３に入力する。波長モニタ用ＰＤ１３は、エタロンフィルタ１２を透過したレーザ光Ｌ３の強度を検出し、検出された強度に応じた電気信号を不図示の制御器に出力する。エタロンフィルタ１２の透過波長特性の周期としては、光の周波数にしてたとえば５０ＧＨｚ、３３．３ＧＨｚ、２５ＧＨｚなどである。
【００３１】
パワーモニタ用ＰＤ１０及び波長モニタ用ＰＤ１３によって検出されたレーザ光Ｌ２、Ｌ３の強度は、制御器による波長ロック制御（レーザ光Ｌ１の波長を所望の波長及び強度にするための制御）に用いられる。
【００３２】
具体的には、波長ロック制御では、制御器は、パワーモニタ用ＰＤ１０によって検出されたレーザ光Ｌ２の強度と、波長モニタ用ＰＤ１３によって検出された、エタロンフィルタ１２透過後のレーザ光Ｌ３の強度との比が、レーザ光Ｌ１の強度及び波長が所望の強度及び波長になるときの比になるように、集積型半導体レーザ素子４の駆動電流と温度とを制御する。これにより、レーザ光Ｌ１の強度及び波長を所望の強度及び波長（ロック波長）に制御することができる。
【００３３】
ここで、光素子モジュール１００の環境温度の変動によって筐体１の底板１ａに反りが発生した場合に、これに伴って集積型半導体レーザ素子４にも反りが生じてしまうことがある。この場合、ＤＦＢレーザ部４ａの回折格子４ａｂが反ることでその周期が変化してしまい、ＤＦＢレーザ部４ａのレーザ発振波長が変化してしまう。また、このとき、レーザ発振波長が、エタロンフィルタ１２の周期よりも大きく変化すると、波長ロック制御においてレーザ発振波長が所望の波長とは別の波長にロックされるおそれがある。たとえば、エタロンフィルタ１２の所定の透過ピークの波長にロックしたい場合でも、その透過ピークと隣接する透過ピークの波長までレーザ発振波長が変化してしまうと、その隣接透過ピークの波長でレーザ発振波長がロックされてしまうおそれがある。
【００３４】
これに対して、本実施の形態１に係る光素子モジュール１００では、温度調節素子２において、上層部２ｂが下層部２ａに対して集積型半導体レーザ素子４の後方側に突出しており、上層部２ｂの突出部の下方には空間が形成されている構造を有するため、底板１ａの反りによる応力が集積型半導体レーザ素子４へ伝達することが緩和される。その結果、ＤＦＢレーザ部４ａのレーザ発振波長の変化が抑制または防止され、所望の集積型半導体レーザ素子４の特性が実現される。
【００３５】
特に、たとえばＤＦＢレーザ部４ａの２０ｍＷ以上の高出力化や１ＭＨｚ以下の狭レーザ線幅化のために共振器長を３ｍｍ以上に長くしたり、光素子モジュール１００の小型化のために温度調節素子２を縦横比が１．３：１以上のような細長い形状にした場合、底板１ａの反りがＤＦＢレーザ部４ａへより伝達しやすくなる。このため、本実施の形態１の構成によってこの伝達を緩和することがより効果的である。
【００３６】
さらに、光素子モジュール１００では、反り抑制の構造を温度調節素子２の構造で実現しているので、小型化（薄型化）に適するとともに、集積型半導体レーザ素子４が温度調節素子２から浮かない構造となるので、放熱および温度調整の点で有利であり、低消費電力化や集積型半導体レーザ素子４の特性の制御により適するものである。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態１に係る光素子モジュール１００は、所望の集積型半導体レーザ素子４の特性を実現しつつ、小型化、低消費電力化に適するものである。
【００３８】
つぎに、本発明の実施例として、図４に示すような上記実施の形態１と同様の底板１ａ、温度調節素子２、支持部材３、集積型半導体レーザ素子４とで構成され、反りが生じている計算モデルを用いてシミュレーション計算を行った。同様に、図５に示すような底板１ａ、温度調節素子２０、支持部材３、集積型半導体レーザ素子４とで構成され、反りが生じている計算モデルを用いてシミュレーション計算を行った。温度調節素子２０は、温度調節素子２と同様に下層部と上層部とを有するが、上層部が下層部に対して突出していない構造を有する。
【００３９】
なお、底板１ａは厚さ０．５ｍｍのＣｕＷ（熱膨張係数：９．０×１０−６／Ｋ）からなる。温度調節素子２は半導体素子としてＢｉＴｅ（熱膨張係数：１７．０×１０−６／Ｋ）を用いたペルチェ素子である。温度調節素子２は、全体の高さが１．７ｍｍである。長さＬｂは６ｍｍであり、長さＬａは３．５ｍｍである。突出部の長さは２．５ｍｍである。下層部２ａの下側の基板はＡｌＮ（熱膨張係数：５．０×１０−６／Ｋ）からなり、その上側の２つの基板はいずれもＡｌ２Ｏ３（熱膨張係数：８．０×１０−６／Ｋ）からなる。基板の幅はいずれも４ｍｍである。支持部材３は厚さ０．６ｍｍのＡｌＮからなる。集積型半導体レーザ素子４は長さが３．５ｍｍである。
【００４０】
図６は、実施例と比較例との共振器長方向における変位を示す図である。なお、図６では、筐体温度が３５℃のときの位置を基準として、筐体温度が−５℃のときの変位を示している。また、横軸の共振器長方向はＤＦＢレーザストライプの共振器長方向における位置を示す。横軸の値が小さい方がＳＯＡ部側であり、大きい方がＤＦＢレーザ部側である。
【００４１】
図６に示すように、比較例よりも実施例の方が、変位が小さかった。また、実施例および比較例の曲線をそれぞれ２次関数で近似したところ、２次の係数については、比較例では−５．０６×１０−５だったが、実施例では−３．８６×１０−５と絶対値がより小さかった。これによって、比較例よりも実施例の方が、反りが小さいことが確認された。
【００４２】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る光素子モジュールの要部の模式的な側面図である。図７に示すように、本実施の形態２に係る光素子モジュール２００では、筐体１の底板１ａに、温度調節部２Ａが載置されている。
【００４３】
温度調節部２Ａは、下層部である温度調節素子２Ａａと、温度調節素子２Ａａに載置された支持部材７Ａと、支持部材７Ａに載置された上層部である温度調節素子２Ａｂとを有する。温度調節素子２Ａｂには集積型半導体レーザ素子４とコリメートレンズ５とを載置する支持部材３が載置されている。支持部材７Ａの上面７Ａａには、図１、２に示した光アイソレータ８、ビームスプリッタ９、パワーモニタ用ＰＤ１０、反射プリズム１１、エタロンフィルタ１２、および波長モニタ用ＰＤ１３が載置される。
【００４４】
温度調節素子２Ａａ、２Ａｂは、それぞれ、ペルチェ素子であり、基板間に２次元的に配列された複数の柱状の半導体素子（Ｎ型およびＰ型）が立設した構造を有している。Ｎ型の半導体素子とＰ型の半導体素子とは、上端同士の間または下端同士の間が金属電極で接続されており、これによってＮ型の半導体素子とＰ型の半導体素子とが交互に直列接続している。
【００４５】
本実施の形態２に係る光素子モジュール２００でも、温度調節部２Ａが、上層部である温度調節素子２Ａｂが下層部である温度調節素子２Ａａに対して集積型半導体レーザ素子４の後方側に突出しており、温度調節素子２Ａｂの突出部の下方には空間が形成されている構造を有するため、底板１ａの反りによる応力が集積型半導体レーザ素子４へ伝達することが緩和される。その結果、ＤＦＢレーザ部４ａのレーザ発振波長の変化が抑制または防止され、所望の集積型半導体レーザ素子４の特性が実現される。
【００４６】
さらに、光素子モジュール２００では、反り抑制の構造を温度調節部２Ａの構造で実現しているので、小型化（薄型化）に適するとともに、集積型半導体レーザ素子４が温度調節部２Ａから浮かない構造となるので、放熱および温度調整の点で有利であり、低消費電力化や集積型半導体レーザ素子４の特性の制御により適するものである。
【００４７】
ここで、実施の形態２に係る光素子モジュール２００の構造において、上層部である温度調節素子２Ａｂの下層部である温度調節素子２Ａｂに対する突出部の長さＬを異なる値に設定した場合の、集積型半導体レーザ素子４の温度変化によるＤＦＢレーザ部４ａのレーザ発振波長の変化を調べた。ここで、長さＬは、図７に示すように柱状の半導体素子を基準として規定したものである。
【００４８】
なお、底板１ａは厚さ０．５ｍｍのＣｕＷからなる。温度調節素子２Ａａ、２Ａｂは半導体素子としてＢｉＴｅを用いたペルチェ素子である。温度調節素子２Ａｂの長さは６．５ｍｍである。温度調節素子２Ａａ、２Ａｂは、全体の高さがそれぞれ１．６ｍｍ、０．９ｍｍである。温度調節素子２Ａａの下側の基板はＡｌ２Ｏ３からなる。温度調節素子２Ａａ、２Ａｂのその他の基板はいずれもＡｌＮからなる。支持部材７ＡはＡｌＮからなり、温度調節素子２Ａｂが載置された部分の厚さは０．７ｍｍである。支持部材３は厚さ０．６ｍｍのＡｌＮからなる。集積型半導体レーザ素子４の後端から温度調節素子２Ａｂの後端までの距離は２．０ｍｍである。
【００４９】
図８は、異なる突出長さに対する、温度とレーザ発振波長との関係を示す図である。縦軸はレーザ発振波長の変動量Δλを示している。Δλについては、温度Ｔが３５℃のときをΔλ＝０としている。図８に示すように、突出長さを０．５ｍｍから１．２ｍｍまで長くするに従って、Δλは小さくなることが確認された。このことは、突出長さが長いほど反りの緩和効果が大きいことを示している。たとえば、レーザ発振波長の変動量Δλを典型的な許容範囲である±２０ｐｍ（ピコメータ）以内に収めるためには、突出長さを１．２ｍｍにすればよい。このように、突出長さはレーザ発振波長の変動量の許容範囲に応じて設定することができる。
【００５０】
つぎに、図９は、突出長さとレーザ発振波長の温度依存性Δλ／ΔＴとの関係を示す図である。縦軸のΔλ／ΔＴは図８の各直線の傾きに相当する。図９に示すように、突出長さを０ｍｍから１．２ｍｍまで長くするに従って、レーザ発振波長の温度依存性は少なくなることが確認された。たとえば、レーザ発振波長の温度依存性Δλ／ΔＴの絶対値を、典型的な許容範囲である０．４ｐｍ／℃以下に収めるためには、突出長さを０．７ｍｍ以上にすればよい。このように、突出長さはレーザ発振波長の温度依存性Δλ／ΔＴの許容範囲に応じて設定してもよい。
【００５１】
また、本発明者らが実験を行ったところによると、温度調節部の上層部と下層部とが半導体レーザ素子の前後方向で重畳している重畳部分の長さと上層部の突出部の長さとの合計（長さＬｂ）をｘ、重畳部分における下層部の長さ（長さＬａ）をｙとすると、０．５＜ｙ／ｘ＜０．８５が成り立つことが好ましいことが確認された。たとえば、図８、９において、突出長さが０．５ｍｍの場合は、ｙ／ｘは（６．５−０．５）／６．５＝約０．９２である。突出長さが好ましい１．２ｍｍの場合は、ｙ／ｘは（６．５−１．２）／６．５＝約０．８２である。
【００５２】
すなわち、ｙ／ｘ＜０．８５のように、突出部の長さが重畳部の長さに対して１５％程度以上であれば、反りの伝達を緩和する効果がある。また、上述したように、集積型半導体レーザ素子４の後端から温度調節素子２Ａｂの後端までの距離は２．０ｍｍであるから、突出長さが好ましい１．２ｍｍの場合でも、集積型半導体レーザ素子４のＤＦＢレーザ部４ａは突出部の直上にはない。このように、集積型半導体レーザ素子４のＤＦＢレーザ部４ａのように反りの影響を受けないようにしたい部分が突出部の直上に存在しなくても、突出部の近傍に位置すれば、反りの伝達が緩和されることが、本発明者らの実験によって確認された。これは、たとえば、ＤＦＢレーザ部４ａの前方側（レーザ出射側）端部が、温度調節部の上層部と下層部とが半導体レーザ素子の前後方向で重畳している重畳部分の前方側より、０．５ｍｍ以上後方側（レーザ出射側と反対側）に位置するように、ＤＦＢレーザ部４ａを配置することによって実現することができる。
なお、反りの影響をより小さくするためには、ＤＦＢレーザ部４ａの前方側端部が突出部の直上にあることが好ましい。
【００５３】
また、温度調節部上への部品の実装や、電子部品のワイヤボンディングのための荷重（たとえば一般的なワイヤーボンダーの荷重量である５０ｇ）に耐えるような強度にするためには、０．５＜ｙ／ｘであることが好ましい。これによって、下層部の長さが小さすぎず、機械的な強度を確保することができる。
なお、０．５＜ｙ／ｘ＜０．８５が成り立つことが好ましいのは、温度調節素子の半導体素子の高さが上層部、下層部ともに０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、下層部の上側の基板と上層部の下側の基板の合計厚さ（間に支持部材がある場合は支持部材の厚さも含む）が、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、温度調節素子および基板の奥行きが５．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下、筐体の底板の厚さが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の場合に適用される。
【００５４】
なお、上記実施の形態では、半導体レーザ素子は集積型半導体レーザ素子であるが、たとえばＤＦＢレーザ素子でもよい。また、温度調節部は、上層部と下層部との２層構造に限らず、３層構造以上でもよい。
【００５５】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明に係る光素子モジュールは、光通信用の光源等の用途に好適なものである。
【符号の説明】
【００５７】
１  筐体
１ａ  底板
１ｂ  ホルダ部
２、２Ａａ、２Ａｂ、６、２０  温度調節素子
２ａ  下層部
２ｂ  上層部
２Ａ  温度調節部
３、７、７Ａ  支持部材
４  集積型半導体レーザ素子
４ａ  ＤＦＢレーザ部
４ａａ  活性層
４ａｂ  回折格子
４ｂ  光合流部
４ｃ  ＳＯＡ部
５  コリメートレンズ
７Ａａ  上面
８  光アイソレータ
９  ビームスプリッタ
１０  パワーモニタ用ＰＤ
１１  反射プリズム
１２  エタロンフィルタ
１３  波長モニタ用ＰＤ１３
１４  集光レンズ
１５  光ファイバホルダ
１６  光ファイバ
１００、２００  光素子モジュール
Ｌ、Ｌａ、Ｌｂ  長さ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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