(57)【要約】ヘッダアセンブリ（７００）には、基台（７０２）と、基台（７０２）を貫通して延在し又それにほぼ垂直な台座（８００）とが含まれる。台座（８００）には、基台（７０２）の何れかの側にある電気部品を接続する伝導経路（８０６）が含まれ、また、伝導経路は協働して、台座（８００）の第１端部においてコネクタ（９００）を形成する。レーザ（１００２）は、台座（８００）の第２端部に直接接合される熱電式冷却器（９００）上に搭載される。レーザ（１００２）及び熱電式冷却器（９００）は、基台（７０２）、台座（８００）、及び基台（７０２）に接合されるキャップによって協働で画成される密閉チャンバに密閉される。レーザ（１００２）と光学的に結合されるフォトダイオード（１００４）及びレーザ（１００２）と熱的に結合されるサーミスタは、熱電式冷却器（９００）及び制御回路と協働して、レーザ（１００２）の動作制御を容易にする。
2005518100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダアセンブリであって、
（ａ）実質的に金属材料を含み、また、デバイス側面及びコネクタ側面を有する基台と、
（ｂ）基台のデバイス側面及びコネクタ側面の双方を貫通して延在し、また、基台に対して所定の方向に存在する台座であって、基台のデバイス側面に近接した内側部分及び基台のコネクタ側面に近接した外側部分を有し、更に台座を実質的に貫通して延在する少なくとも１つの伝導経路を備える、台座と、
（ｃ）台座の内側部分に直接取り付けられた冷却装置と、
とを備えるヘッダアセンブリ。
【請求項２】
前記台座には、実質的に熱伝導性であるような熱特性を有する第１フィードスルーと、実質的に非熱伝導性であるような熱特性を有する第２フィードスルーと、が含まれる請求項１に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項３】
前記冷却装置は、熱電式冷却器を含む請求項１に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項４】
台座及び冷却装置の内側部分を実質的に密閉する密閉チャンバを、基台と協働して画成するキャップを更に備える請求項１に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項５】
冷却装置に直接搭載される電子デバイスを更に備える請求項１に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項６】
冷却装置に直接搭載される光学装置を更に含み、前記光学装置は、光送信装置及び光受信装置のうちから選択される請求項１に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項７】
前記台座には、更に、台座の外側部分に配置され、少なくとも１つの伝導経路と少なくとも間接的に接続されるコネクタが含まれる請求項１に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項８】
オプトエレクトロニクスシステムにおいて、
（ａ）ヘッダアセンブリであって、
（ｉ）実質的に金属材料を含み、また、デバイス側面及びコネクタ側面を有する基台と、
（ｉｉ）基台のデバイス側面及びコネクタ側面の双方を貫通して延在し、基台に対して所定の方向に存在する台座であって、基台のデバイス側面に近接した内側部分及び基台のコネクタ側面に近接した外側部分を有し、さらに、台座を実質的に貫通して延在する少なくとも１つの伝導経路を備える前記台座と、
（ｉｉｉ）台座の内側部分に直接取り付けられた冷却装置と、
（ｉｖ）冷却装置上に直接搭載されたレーザと、
が含まれる前記ヘッダアセンブリと、
（ｂ）レーザと光学的に結合される光強度測定装置と、
（ｄ）レーザと熱的に結合される温度検出装置と、
（ｅ）温度検出装置、光強度測定装置、及び冷却装置と通信する制御回路と、
（ｆ）制御回路及び冷却装置と電気的に連絡する電源と、
が含まれるオプトエレクトロニクスシステム。
【請求項９】
前記冷却装置は、熱電式冷却器を含む請求項８に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
【請求項１０】
前記レーザは、半導体レーザを含む請求項８に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
【請求項１１】
光強度測定装置及び温度検出装置の内の少なくとも１つが、冷却装置上に直接搭載される請求項８に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
【請求項１２】
前記台座が所定の方向にある場合、前記台座は、基台にほぼ直交している請求項８に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
【請求項１３】
前記台座は、金属材料及びセラミック材料を含む請求項８に記載のオプトエレクトロニクスシステム。
【請求項１４】
電子構成要素を収容するためのトランジスタヘッダアセンブリにおいて、
金属材料から形成される基台であって、デバイス側面及び構成要素側を有する前記基台と、
基台のデバイス側面及び構成要素側の双方を貫通して垂直に延在する台座であって、更に台座を実質的に貫通して延在する少なくとも１つの伝導経路を備える台座と、
を備えるトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項１５】
トランジスタヘッダアセンブリは、更に、基台のデバイス側面及び構成要素側を貫通して延在する少なくとも１つのリードを含み、前記少なくとも１つのリードは、基板に気密封止される請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項１６】
前記トランジスタヘッダアセンブリは、更に、基台のデバイス側面を覆うように封止されるキャップを備える請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項１７】
前記台座には、絶縁材料が含まれる請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項１８】
前記絶縁材は、セラミックである請求項１７に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項１９】
台座上に搭載されるレーザが更に含まれる請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項２０】
レーザをモニタするための光検出器が更に含まれる請求項１９に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項２１】
前記台座には、更に、基台のデバイス側面と構成要素側との間のインピーダンスを整合する電子構成要素が含まれる請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項２２】
前記台座には、更に、基台上に直接搭載されるモニタフォトダイオードが含まれる請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項２３】
前記台座には、更に、光の合焦又は方向転換のための光学要素であって、基台上に直接搭載されて、モニタフォトダイオードの集光を増強する光学要素が含まれる請求項２２に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項２４】
前記台座には、更に、台座の外側部分に直接取り付けられる冷却装置が含まれる請求項１４に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、オプトエレクトロニクスシステム及び装置の分野に関する。特に、本発明の実施形態は、トランジスタヘッダに含まれるレーザ等の様々な電子デバイスの信頼性及び性能の強化を目的とする様々な特徴を含むトランジスタヘッダに関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタヘッダ、又はトランジスタアウトライン（ＴＯ）は、オプトエレクトロニクスの分野で広く用いられており、また、様々な用途に用い得る。一例として、トランジスタヘッダは、高感度電子デバイスを保護するために、また、このような装置をプリント回路基板（ＰＣＢ）等の構成要素に電気的に接続するために用いられることがある。
【０００３】
それらの構造に対して、トランジスタヘッダは、円筒状の金属基台から構成されることが多く、数多くの導電性のリードが、この基台を貫通して、かつ、この基台にほぼ直交して延在している。導電性リードと基台との間のガラス気密封止は、ＴＯパッケージに含まれる構成要素に機械的及び環境的保護を提供し、基台の金属材から導電性リードを電気的に絶縁する。通常、導電性リードの内の１つは、基台に直接電気的に接続し得るアース線である。
【０００４】
様々な種類の装置が、ヘッダの基台の片側に搭載され、また、リードに接続される。一般的に、これらの装置（１つ又は複数）に対する汚染又は損傷を防止する役割を果たすチャンバを形成するように、キャップを用いて、このような装置が搭載される基台側面を密封する。一般的に、キャップ及びヘッダの具体的な特性は、ヘッダの用途及びヘッダの基台に搭載される特定の装置に関係する。一例として、光学装置をヘッダに搭載する必要がある用途では、光学装置によって生成される光信号がＴＯパッケージから送信されるように、キャップは、少なくとも部分的に透明である。
【０００５】
トランジスタヘッダは有用なことが分かっているが、それにもかかわらず、代表的な構成は、様々な未解決の問題を提起する。このような問題の中には、具体的には、ヘッダ基台における導電性リードの物理的構成及び配置に関連するものがある。一例として、様々な要因が絡み合って、ガラス／金属フィードスルーの電気インピーダンス、即ち、導電性リードとヘッダ基台材との間の物理的結合を正確に制御する能力が損なわれる。このような１つの要因は、用いる導電性リードの直径に対して、利用可能な選択肢の数が相対的に制限されているという事実である。更に、これらの構成に通常使用される封止ガラスの誘電率値の範囲は、相対的に小さい。また、導電性リードの配置に対して、ヘッダ基台におけるスルーホールに対してリードの位置を制御することは相対的に困難なことが幾つかの例で分かっている。
【０００６】
更に、本分野における他の問題は、正しく機能するために多くの絶縁された電気接続を必要とする複雑な電気・電子デバイスに関係する。通常、このような装置及びそれらの副構成要素の寸法及び形状等の属性は、様々な形状因子、他の寸法要件、及び装置内部の空間的制限によって著しく制約される。このような形状因子、寸法要件、及び空間的制限と整合して、通常のヘッダの直径は、相対的に小さく、また、これに応じて、ヘッダの基台に配置し得るリードの数（入力／出力（Ｉ／Ｏ）密度と称することがある）も相対的に小さい。
【０００７】
従って、ヘッダ基台の直径、また従って、Ｉ／Ｏ密度は、関連する装置の電気接続要件との適合を確実にするのに必要な程度まで大きくできる一方で、トランジスタヘッダが用
いられる場合、その装置に関連する形状因子、寸法要件、及び空間的制限によって、基台直径を大きくすることは、完全に妨げられることはないが、著しく制限される。
【０００８】
多くのトランジスタヘッダに関する問題は、トランジスタヘッダが用いられる場合、その装置の全体的な性能に対して相対的に少数の導電性リードが及ぼす影響に関係する。特に、半導体レーザ等の装置は、それらの駆動インピーダンスが端子でのインピーダンスと平衡状態であると、より効率的に動作する。インピーダンス整合は、抵抗、コンデンサ、マイクロストリップ又はストリップ線等の伝送線等、付加的な電気部品を用いて実現されることが多い。しかしながら、このような構成要素は、充分な数の導電性リードがトランジスタヘッダで利用可能でない場合、用いることはできない。従って、代表的なトランジスタヘッダに存在する導電性リードの数が限定されていると、半導体レーザ又は他の装置の性能に直接マイナスの影響を与える。
【０００９】
前述の内容に関連して、例えば、インピーダンス整合に必要な構成要素の使用を妨げる数多くのトランジスタヘッダにおける他の側面は、標準のヘッダにおいて利用可能な相対的に制限された物理空間である。特に、ヘッダの基台における相対的に少量の空間は、そこに搭載し得る構成要素の数に対して現実的な制限を与える。その制限を克服するために、レーザ又はトランジスタヘッダ内に含まれる他の装置から或る程度離れた距離に、使用したい任意の幾つかの又は全ての付加構成要素を代わりにプリント回路基板上に搭載しなければならない。しかしながら、レーザ及び集積回路等、トランジスタヘッダの能動デバイスの性能は、関連する電気・電子構成要素の物理的近接度にある程度依存するため、このような構成は、不都合がないわけでない。
【００１０】
しかしながら、様々な代表的トランジスタヘッダに関する問題は、幾何学的事項や制限事項のみに限定されない。更に他の問題は、トランジスタヘッダ内部及び外部の構成要素が発生する熱に関するものである。具体的には、トランジスタヘッダ及びそれらに関連する副構成要素は、動作時、著しい熱を発生することがある。一般的に、装置の性能を最適化し、また、装置の耐用年数を長くするために、このような熱を高い信頼度で効率的に除去することが必要である。
【００１１】
しかしながら、トランジスタヘッダは、主に、特に良好な熱伝導体ではない材料、例えばコバール（登録商標）から構成されることが多い。このように熱伝導性が劣ると、トランジスタヘッダ構成要素の蓄熱問題がほとんど軽減されず、また、実際、このような問題を悪化させることがある。様々な冷却手法や装置が、この問題に対処しようと用いられてきたが、ほとんど失敗に終わっている。
【００１２】
一例として、固体熱交換器を用いて、トランジスタヘッダ構成要素から熱をある程度除去し得る。しかしながら、このような熱交換器の効果は、通常、次の事実によって損なわれる。即ち、冷却される主構成要素（１つ又は複数）に対する熱交換器の構成及び／又は物理的位置等の変動要素により、このような熱交換器は、２次構成要素すなわち一般的に熱交換器によって冷却するつもりのないトランジスタヘッダ構造によって課される受動的熱負荷にしばしば遭遇するという事実によって損なわれる。従って、このような受動的熱負荷が熱交換器に課されると、冷却したい主構成要素から熱交換器が効果的に除去し得る熱の量が減少し、これによって主構成要素の性能が損なわれる。
【００１３】
前に示唆したように、熱交換器又は他の冷却装置の物理的位置は、トランジスタヘッダに存在し使用される構成要素の性能に対して様々な影響を及ぼす。熱電式冷却器（ＴＥＣ）型熱交換器について生じる特定の１つの問題は、ＴＥＣが熱接点及び冷接点を有するという事実に関するものである。特に、冷接点は、ＴＥＣが湿気の多い環境に配置されると、結露を生じる場合がある。このような結露は、トランジスタヘッダ等における構成要素
の性能を実質的に損なうことがある。
【００１４】
熱交換器に関する他の問題は、通常のトランジスタヘッダの大きさは、上述したように、様々な要因によって制約されることである。従って、熱交換器上に配置される受動的熱負荷は、相対的に大きい熱交換器を用いて少なくとも部分的に相殺し得る一方で、形状因子要件及び他の考慮事項によってトランジスタヘッダに課せられる直径及び他の制約により、熱交換器の最大寸法に現実的な制限が置かれる。
【００１５】
最後に、受動的熱負荷の影響を相殺しようとして相対的に大きい熱交換器を用いることができたとしても、ＴＥＣ等の熱交換器を用いてレーザ等のトランジスタヘッダ構成要素の性能を修正する場合、熱交換器が大きいと問題が生じる。例えば、それらの相対的に大きな寸法のために、このような大きな熱交換器は、温度上昇や温度降下が相対的にゆっくりと生じるため、このような熱交換器は、多くの用途に必要とされるレーザ性能の急激な変化の実現にはあまり適していない。更に、レーザ又は他の構成要素の性能は、熱交換器がレーザから相対的に遠く離れて配置されると、更に損なわれることがある。これは、レーザ又は他の構成要素に対して熱を伝導し得る割合が、少なくとも部分的に構成要素と熱交換器との間の距離の関数であるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述の議論を鑑みて、必要なものは、前述した例示の問題だけでなく、本明細書に具体的に列挙していない他の問題に対処することを目的とした特徴を有するトランジスタヘッダである。具体的なトランジスタヘッダは、ヘッダの相対的直径を大きくすることなく相対的に高いＩ／Ｏ密度を実現すべきである。更に、具体的なトランジスタヘッダは、電気的インピーダンスを正確に制御するように構成すべきであり、また、適用可能な形状因子、又は他の幾何学的及び寸法的な基準を侵すことなく、ヘッダ内にあるレーザ等の能動構成要素に相対的に近接して様々な構成要素を配置できるように構成すべきである。最後に、具体的なトランジスタヘッダは、トランジスタヘッダ内における熱管理能力の相対的な改善を容易にすることを目的とした特徴を含むべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一般に、本発明の実施形態は、トランジスタヘッダに含まれるレーザ等の様々な電子デバイスの信頼性及び性能を強化することを目的とした様々な特徴を含むトランジスタヘッダに関係する。
【００１８】
１つの例示的な実施形態において、ほぼ円筒状の金属製基台と、基台に対してほぼ直交する方向に配置され基台の両側を貫通して延在する台座とを備えるトランジスタヘッダが提供される。台座は、セラミック等の絶縁材料から構成される。台座は、基台に気密封止され、また、基台のいずれかの側において台座によって画成される平面が、複数の電気部品を受け入れるように構成される。更に、基台の反対側の構成要素が互いに電気的に接続し得るように、台座には、台座の両端間に延在する複数の伝導経路（１つ又は複数）が含まれる。台座の一端上に、このような伝導経路の幾つか又は全てと電気的に接続するコネクタが備えられる。
【００１９】
この例示的な実施形態において、レーザは、ＴＥＣ上に配置され、ＴＥＣは、台座に搭載される。透明部分を有するカップが、基台上に配置され、台座及び基台と協働して、レーザ及びＴＥＣを密封する密閉チャンバを画成する。電力は、レーザに光学的に結合される光強度測定装置と、レーザに熱的に結合される温度検出装置との双方と通信を行なうレーザ制御装置によってＴＥＣに供給される。
【００２０】
動作時、電力は、台座上のコネクタによってレーザに供給され、また、レーザは、カップの透明部分を介して光を発する。光強度測定装置及び温度検出装置は、レーザ温度の関数としてレーザの光強度に関するデータを提供し、また、ＴＥＣに印加される電力を調整する制御回路にそのデータを送信し、これによって、必要に応じてレーザの温度を上げたり下げたりしてレーザ性能要件を満たす。
【００２１】
本発明の実施形態におけるこれらの及び他の態様は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の前述の及び他の利点や特徴を得るために、添付図面に示すその具体的な実施形態を参照することによって、前に概略を述べた本発明のより詳細な説明を提供する。これらの図面は、本発明の代表的な実施形態のみを示し、従って、その範囲を制限するとは見なさないことを理解した上で、本発明について、添付の図面を用いて、限定性と詳細を付加して記述し説明する。
【００２３】
ここで、図面を参照するが、図面では、同様な構造には、同様な参照名称を付与する。図面は、請求する本発明の様々な実施形態についての図式的また模式的表現であり、決して本発明の範囲を制限すると解釈すべきではなく、また、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。
【００２４】
最初に、全体的に２００で示すヘッダアセンブリの現在の好適な一実施形態の斜視図を示す図１Ａ及び図１Ｂを参照する。図示した例において、ヘッダアセンブリ２００は、ほぼ円筒状の金属基台１０を備える。基台１０には、高水準の光学機械式アセンブリ上のレセプタクル（図示せず）に対してヘッダ２００の角度方向又は回転方向の位置合わせを制御するために用いる２つのフランジ９０を備える。基台は、鉄ニッケル合金である合金４２、同様に、冷間圧延鋼又はベーコン（Ｖａｃｏｎ）ＶＣＦ−２５合金で形成し得る。また基台１０には、図示のように、基台に垂直に貫通して延在するセラミック台座７０が含まれる。セラミック台座は、基台に気密封止され、ＴＯパッケージに含まれる構成要素に対して機械的及び環境的保護を提供する。
【００２５】
基台１０と台座７０との間は、電気絶縁性ガラス−金属シールによって気密封止する。他の選択肢として、台座７０は、２つの付加的なセラミック外部層を組み込んで、最外部の導体を電気的に絶縁し得る。この第２の場合、金属ロウ付け又は半田付けを用いて、金属基台に台座７０を気密封止し得る。この解決策は、ガラスの主な欠点、即ち、低強度、もろさ、及び低熱伝導率を克服する。
【００２６】
台座７０は、基台のいずれかの側に複数の電気部品５０，１００並びに能動デバイス６０を収容するように構成される。例示的な実施形態において、能動デバイス６０には、半導体レーザが含まれる。また、構成要素５０，１００は、レーザの駆動インピーダンスと構成要素のインピーダンスとを平衡状態にするために用いられる抵抗、コンデンサ、及びインダクタである。半導体レーザを基台１０に対して正確に垂直に配置することは重要であり、従って、台座７０は、基台１０に対して正確に垂直に配置される。
【００２７】
能動デバイス６０が半導体レーザを含む場合、基台１０に対する能動デバイス６０の位置の僅かなずれによって、放射されたレーザ光線の方向が大きくずれることがある。図１Ａに示すように、台座と基台との間の正確な垂直度は、垂直な柱脚形状構造を基台材料に組み込むことによって実現し得る。垂直な柱脚は、図１Ａに示す実施形態においてフォトダイオード３０を収容する。このような垂直な形状構造は、基台に直接、機械加工、打ち抜き、又は金属注入成形され、それによって台座との係合のための安定した幾何学的に正
確な面を提供し得る。
【００２８】
台座７０には、更に、台座７０全体に、また、その結果、基台１０全体に延在する複数の電気的に絶縁された伝導経路１１０が含まれる。伝導経路１１０は、電気装置又は台座７０全体に配置された構成要素間に必要な電気的接続を提供する。伝導経路１１０は、半導体レーザ６０を含まないその基台側面（本明細書では、基台の“コネクタ側面”とも称する）においてコネクタを形成する。前述した内容に関連して、能動デバイス６０が配置される基台側面は、幾つかの例において、本明細書では、基台の“デバイス側面”と称することを留意されたい。
【００２９】
伝導経路１１０によって形成されるコネクタを用いて、直接的に（例えば、半田接続によって）又は可撓性のあるプリント回路等の中間装置によって間接的に、ヘッダアセンブリ２００をプリント回路基板等の第２電気サブアセンブリに電気的に接続する。半導体レーザ６０は、伝導経路１１０を介して電気部品５０，１００に電気的に接続される。一実施形態において、台座７０は、それ自体、そこに形成される伝導経路１１０を有するプリント回路基板である。
【００３０】
例として窒化アルミニウムやベリリアを含む先進的セラミック材料の使用によって、ヘッダアセンブリ２００は、パッケージ内部の装置と、熱が最終的に伝導される外界との間における熱抵抗を大幅に低減し得る。本発明の別の実施形態との関係で以下に更に詳述するように、熱電式冷却器（ＴＥＣ）等の冷却装置、熱パイプ、又は金属熱拡散器は、台座上に直接搭載され、これによって、台座上の温度検出装置とヘッダアセンブリ外部に配置されるヒートシンクとの間に非常に短い熱経路を提供し得る。
【００３１】
図１Ａ及び図１Ｂに更に示すように、ヘッダアセンブリ２００は、基台１０の両側に貫通して、両側の外側に延在する２つの導電性リード４０を更に含み得る。導電性リード４０は、基台１０に気密封止され、導電性リード４０と基台１０との間のＴＯパッケージに含まれる構成要素に対して機械的及び環境的な保護を提供する。導電性リード４０と基台１０との間は、例えば、ガラス又は当分野において知られている他の同等の気密絶縁材によって気密封止される。また導電性リード４０を用いて、基台の反対側に配置される装置及び／又は構成要素も電気的に接続し得る。
【００３２】
例示的な実施形態において、少なくとも、導電性リード４０は、例えば、プリント回路基板上に配置される専用のヘッダレセプタクルとヘッダアセンブリ２００との電気的接続が可能なように、半導体レーザ６０を含まない基台１０の側から外側に延在する。伝導経路１１０及び導電性リード４０が、同じ機能を果たすこと、また、可能な伝導経路１１０の数は、導電性リード４０の可能な数よりもはるかに多いことに留意することは重要である。従って、別の実施形態では、例示的な実施形態に示すよりも更に多くの伝導経路１１０を組み込み得る。
【００３３】
更に台座７０には、セラミック上の金属パッドと同一面に様々な厚みのデバイスを搭載させ得る段差や凹部が含まれる。これによって、最短の電気的相互接続、例えば、電気的性能及び特性が改善されたワイヤボンドを用い得る。
【００３４】
フォトダイオード３０を用いて、半導体レーザ６０の信号強度を検出し、また、この情報を半導体レーザ６０の制御回路（図５参照）へ中継する。例示的な実施形態において、フォトダイオードは、導電性リード４０に直接接続され得る。他の選択肢として、フォトダイオードは、レーザと同じ台座上において光発光領域に対して凹んだ部分（以下、「凹部」とする）に直接搭載され得る。この凹部によって、フォトダイオードは、レーザによって放射される光の一部を捕捉することができ、従って、フォトダイオードは、同じモニ
タ機能を果たし得る。更に他の構成において、図４Ｃに示すように、傾斜したファセットを有するモニタフォトダイオード１００４をレーザダイオード後方の面に搭載し得る。傾斜したファセットによって、レーザの後部ファセットから放射された光は、検出器の検出領域に上方に偏向される。
【００３５】
前の段落で述べたモニタフォトダイオードの構成によって、導電性リード４０の必要性を無くすことができ、また、それら自体をワイヤボンディング等、台座７０の伝導経路１１０への簡単な電気的接続にできる。別の実施形態において、フォトダイオードの集光は、光を合焦するもしくは光の向きを変えるために基台上に鏡等の光学素子を配置することによって、又は、基台金属を直接成形及び／又はコーティングしてフォトダイオード上に更に光を合焦することによって増強され得る。
【００３６】
更に図１Ａに示すように、基台１０には、基台１０の一方側を覆うようにキャップ（図示せず）を着脱可能に位置合わせ又は配置するように構成された突起部が含まれる。キャップは、損傷を及ぼす可能性のある微塵から半導体レーザ６０を保護するために半導体レーザ６０を備える基台１０のその一方側を覆うように配置し得る。レーザ光がキャップと基台１０との間の領域を通過し得るように、例示的な実施形態には、透明なキャップが好ましい。
【００３７】
次に、図２Ａ及び２Ｂを参照する。図２Ａ及び２Ｂは、全体的に３００で示すヘッダアセンブリの別の実施形態を示す斜視図である。この別の実施形態は、ヘッダアセンブリ３００の基台３１０を垂直に二分する台座３７０上に水平に搭載された光受信器３６０を示す。光受信器は、光検出器又は光信号を受信可能な任意の他の装置であってよい。光受信器３６０は、台座３７０上に平らに搭載され、また、基台３１０から離れて面する側を通る光信号を検出する。この種類の光受信器は、“端面検出用”検出器と称されることがある。基台３１０及び台座３７０は、図１Ａ及び図１Ｂを参照して詳述する。台座３７０には、基台のいずれかの側に光受信器３６０を作動させるための電気部品３５０，４００が含まれる。また台座３７０には、基台３１０のいずれかの側の装置又は構成要素を電気的に接続するための伝導経路４１０も含まれる。ヘッダアセンブリのこの実施形態は、導電性リードを含まず、また従って、全ての電気接続は、伝導経路４１０を介して行われる。
【００３８】
次に、図３Ａ及び３Ｂを参照する．図３Ａ及び３Ｂは、全体的に５００で示すヘッダアセンブリの更に別の実施形態の斜視図を示す。この別の実施形態は、また、基台５１０上に垂直に搭載される光受信器５３０を示す。光受信器は、光検出器又は光信号を受信可能な任意の他の装置であってよい。これは、装置の上部からの光信号を検出する光受信器５３０である。基台５１０及び台座５７０は、図１Ａ及び図１Ｂを参照して詳述する。台座５７０には、光受信器５３０を動作するために基台のいずれかの側に電気部品５５０，６００が含まれる。また台座５７０は、基台５１０のいずれかの側の装置又は構成要素を電気的に接続するための伝導経路５１０が含まれる。ヘッダアセンブリのこの実施形態は、導電性リードを含まず、また従って、全ての電気接続は、伝導経路４１０を介して行われる。
【００３９】
次に、図４Ａ乃至４Ｄを参照する。全体的に７００で示すヘッダアセンブリの別の実施形態における様々な特徴が示されている。図４Ａ乃至４Ｄに示すヘッダアセンブリの実施形態は、多くの点において、図１Ａ乃至３Ｂに示すヘッダアセンブリの１つ以上の実施形態と同様である。従って、図４Ａ乃至４Ｄの議論は、そこに示したヘッダアセンブリ７００の或る選択した態様に主に重点を置く。本発明の一実施形態において、ヘッダアセンブリ７００には、トランジスタヘッダが含まれることに留意されたい。しかしながら、ヘッダアセンブリ７００は、その例示的な実施形態のみに限定されない。
【００４０】
図４Ａ乃至４Ｄに示すように、ヘッダアセンブリ７００には、一般的に、台座８００が通り抜ける基台７０２が含まれる。台座８００は、プリント回路基板を含むか、又は、本明細書で議論するように、他の材料及び／又は構成も含み得る。台座８００は、様々な装置や回路が搭載される冷却装置９００を受け入れるように構成される。本明細書において“冷却”装置９００と称し得る一方で、冷却装置９００は、その種類やそれが用いられる用途に依存して、様々な構成要素及び装置を加熱及び／又は冷却する双方の役割を果たすことに留意されたい。最後に、基台７０２に搭載されて基台７０２と協働するキャップ７０４は、冷却装置９００並びに搭載される装置及び回路を密閉する密閉チャンバを画成する役割を果たす。
【００４１】
更に以下に詳述するように、冷却装置の本明細書に開示する機能を実行するために様々な手段を用い得る。従って、本明細書に開示し議論する冷却装置の実施形態は、熱を伝導するための手段として機能する単なる例示の構造にすぎない。従って、このような構造的構成は、単なる一例として本明細書に提示し、決して本発明の範囲を限定すると解釈すべきでないことを理解されたい。むしろ、他の任意の構造又は本明細書に開示する機能の実現に効果的な構造の組み合わせも同様に用いてよい。
【００４２】
図４Ａ及び図４Ｂに引き続き注目し、また図４Ｃ及び図４Ｄも注目して、台座８００の様々な態様に関して更に詳述する。例示的な実施形態において、台座８００は、基台７０２に対してほぼ垂直に配置される。特に、基台７０２には、デバイス側面７０２Ａ及びコネクタ側面７０２Ｂが含まれており、台座８００の内側部８０１Ａが基台７００のデバイス側面７０２Ａ上に配置され、また、台座８００の外側部８０１Ｂが基台７０２のコネクタ側面７０２Ｂ上に配置されるように、台座８００は、基台７０２を貫通する。しかしながら、台座８００のこの配置は、単なる一例に過ぎず、台座８００の様々な他の配置を特定の用途の要件に合わせて選択的に用いてよい。
【００４３】
例示的な実施形態において、台座８００には、伝導経路８０６の１つ又は複数の層８０４を含む多層構造の第１フィードスルー８０２が含まれる（図４Ａ参照）。一般的に伝導経路８０６は、台座８００上に配置される（分かりやすくするために除去した）様々な構成要素と装置との間の電気的な連絡を可能にし、また一方、このような構成要素や装置により、台座８００の一部ではない他の構成要素及び装置と電気的に連絡し得る。更に、伝導経路８０６は、台座８００の外側部８０１Ｂ上に位置するコネクタ８１０を基台７００のコネクタ側面７０２Ｂ上に協働して形成する。一般的に、コネクタ８１０は、ヘッダアセンブリ７００と、これらに限定はしないが、プリント回路基板等の他の構成要素や装置との間の電気的連絡を容易にする（図４Ｅ参照）。一実施形態において、コネクタ８１０は、エッジコネクタを含むが、他の任意の形態のコネクタも、特定の用途の要件に合わせて選択的に用いてよい。更に以下に詳述するように、第１フィードスルー８０２は、切欠８１１、又は、第１フィードスルー８０２の内層に配置された１つ又は複数の伝導経路８０６への直接のアクセスや電気的接続を可能にする他の幾何学的形状部を含んでよい。
【００４４】
第１フィードスルー８０２に加えて、台座８００には、更に、第１フィードスルー８０２が取り付けられる第２フィードスルー８１２が含まれる。図示した例示的な実施形態において、第１フィードスルー８１０は、伝導経路８０６を除いて、例えばアルミナ等の熱伝導率が低いセラミック等、一般的に熱伝導し難い材料を含み得ることに留意されたい。幾つかの例において、低熱伝導性セラミックは、窒化アルミニウム又はベリリア等の高熱伝導性セラミックよりも望ましいことがある。これは、このような低熱伝導性セラミックのコストが相対的に低いだけでなく、このような低熱伝導性セラミックが、ヘッダアセンブリ７００の構築に用い得るような様々な金属に容易にろう付けし得るためである。対照的に、例示的な実施形態における第２フィードスルー８１２には、一般的に、金属等の熱伝導体として有用な材料が含まれる。様々な銅−タングステン合金は、幾つかの用途で適
する金属の例である。従って、台座８００は、一般的に、台座８００が使用される場合、その装置に関する所望の効果又は結果を生じるように、熱伝導性要素と非熱伝導性要素とを組み合せるように構成される。
【００４５】
前述の内容に関して、セラミック及び金属は、単なる例示の材料に過ぎず、本明細書に開示する機能の実現を容易にする他の任意の材料又はそれらの組み合わせを他の選択肢として用いてよいことに更に留意されたい。本発明の他の実施形態では、更に、異なる配置及び数の、例えば、導電性及び非導電性フィードスルー、又は他の所望の特性を有するフィードスルーを用い得る。従って、例示的な実施形態は、例示に過ぎず、また、決して本発明の範囲を限定すると解釈すべきではない。
【００４６】
それらの構成に関して、第１フィードスルー８０２及び第２フィードスルー８１２の双方の幾何学的配置は、一般的に、特定の用途又は装置の要件に適するように必要に応じて構成してよい。図４Ａ乃至図４Ｄに示す例示的な実施形態において、第２フィードスルー８１２は、特に、冷却装置９００を支持する役割を果たすとともに、更に以下に詳述するように、冷却装置９００に搭載される装置が所望の位置及び方向に確実に配置されるように機能する段差８１２Ａ形状を組み込む。更に図４Ｄに示すように、例えば、第２フィードスルー８１２は、キャップ７０４の形状にほぼ適合する半円筒状の底面であって、冷却装置９００の安定性に貢献するだけでなく、用途に応じて、冷却装置９００及び他の装置への及び／又はからの熱伝導を支援する相対的に大きな伝導体質量を提供する半円筒状の底面を画成する。
【００４７】
前に示唆したように、台座８００は、冷却装置９００をサポートする役割を果たす。次に、図４Ａ乃至図４Ｄに新たな注意を向けて、冷却装置９００の様々な態様に関して詳述する。特に、台座８００に直接搭載される冷却装置９００を提供する。例示的な実施形態において、冷却装置９００は、その性能及び有用性についてペルチェ効果に依拠する熱電式冷却器（ＴＥＣ）を含む。ＴＥＣに供給される電力によって、特定の用途の要件に従って、ＴＥＣの選択された部分に熱が発生し、かつ／又は冷却効果を提供し得る。ＴＥＣ用の代表的な構成材料は、これらに限定しないが、テルル化ビスマス化合物又は適当な熱電特性の他の材料を含み得る。
【００４８】
本ＴＥＣは、例示の構成のみを代表しており、他の種類の様々な冷却装置を、他の選択肢として、必要に応じて、特定の用途の指示に適合するように用い得ることに留意されたい。一例として、その態様は以下に詳述するが、１つ又は複数の電子デバイス１０００の動作時の温度制御が必要でない場合、ＴＥＣは、熱伝導性スペーサ又は同様な装置で置き換えてよい。
【００４９】
加熱及び／又は冷却機能の提供に加えて、冷却装置９００は、これらに限定しないが、抵抗、コンデンサ、及びインダクタ等の様々な電子デバイス１０００だけでなく、鏡、レーザ、及び光受信器等の光学装置も支持するサブマウント９０２も含む。従って、冷却装置９００は、電子デバイス１０００に直接熱的に結合される。
【００５０】
１つの例示的な実施形態において、電子デバイス１０００には、半導体レーザ等のレーザ１００２又は他の光信号源が含まれる。レーザ１００２等の装置に関して、少なくとも、冷却装置９００は、レーザ１００２が所望の位置及び方向に確実に維持されるように配置され構成される。一例として、本発明の幾つかの実施形態において、冷却装置９００は、レーザ１０２の発光面が、ヘッダアセンブリ７００の縦軸Ａ−Ａ（図４Ｃ）に位置合わせされるように、また、それに揃うように配置される。
【００５１】
本明細書では、冷却装置９００と共に用いるレーザ１００２を参照するが、レーザ１０
０２を使用する実施形態は、単なる例示に過ぎず、また、その他の又は他の選択可能な装置も同様に用い得ることを理解すべきことに留意されたい。従って、本発明の範囲は、レーザ及びレーザ用途のみに限定すると解釈すべきではない。
【００５２】
レーザ１００２を用いるこれらの実施形態の少なくとも幾つかにおいて、フォトダイオード１００４及びサーミスタ１００６（図４Ｄ参照）は、冷却装置９００のサブマウント９０２に又はそれに隣接して搭載される。一般的に、フォトダイオード１００４は、フォトダイオード１００４がレーザ１００２によって放射される光の少なくとも一部を受光し、また、これによって、レーザ１００２の発光に関する光強度データの収集を支援するように、レーザ１００２と光学的に結合される。更に、サーミスタ１００６は、レーザ１００２と熱的に結合され、こうして、レーザ１００２の温度に関するデータの収集が可能になる。
【００５３】
幾つかの実施形態において、フォトダイオード１００４は、４５度モニタフォトダイオードを含む。この種類のダイオードを用いると、例えば、レーザ１００２やサーミスタ１００６等の関連する構成要素を、同じ面上に搭載したりワイヤボンディングしたりできる。通常、４５度モニタダイオードは、レーザ１００２の後部から放射された光が、モニタダイオードの傾斜面で屈折され、また、モニタダイオードの上部検出面で捕捉されるように配置される。
【００５４】
レーザ１００２が用いられるこれらの実施形態において、キャップ７０４には、光学的に透明な部分即ち窓７０４Ａが含まれ、窓７０４Ａを介して、レーザ１００２によって生成される光信号が発せられることに留意されたい。同様に、電子デバイス１０００が光受信器等の他の光学装置を含む場合、キャップ７０４は、同様に、光受信器による光信号の受信が可能なように窓７０４Ａを含んでもよい。前に示唆したように、キャップの構造及び構成は、一般的に、個々の用途のパラメータに適するように必要に応じて選択してよい。
【００５５】
冷却装置９００と共に用い得る様々な電子デバイス１０００に関する前述の一般的な議論に鑑みて、更に、ここで、このような電子デバイス１０００と冷却装置９００との間の関係の或る態様に注目する。一般的に、所望の効果を実現するために、冷却装置９００を用いて、レーザ１００２等の１つ又は複数の電子デバイス１０００から熱を除去又はそれらに熱を加えることができる。更に本明細書に詳述するように、必要に応じて、レーザ１００２等の装置に熱を加える能力、また、除去する能力は、レーザ１００２の動作を制御するために用いられ得る。
【００５６】
例示的な実施形態において、電子デバイス１０００の加熱や冷却は、適宜、ＴＥＣを含む冷却装置９００によって実現される。冷却装置９００と同様に電子デバイス１０００の配置及び性質の様々な態様は、これらの目的を強化する役割を果たす。一例として、電子デバイス１０００が冷却装置９００に直接搭載されるという事実によって、電子デバイス１０００と冷却装置９００との間の熱経路が相対的に短くなる。一般的に、このように構成要素間の熱経路が相対的に短いと、これらの構成要素間での熱伝導効率が大きくなる。このような結果は、熱や温度の変化に非常に敏感な動作や性能を有するレーザ等の装置が関与する場合、特に有用である。更にまた、熱経路が相対的に短いと、そうでない場合と比較して、熱の伝導が相対的により迅速に実現できる。熱伝導が相対的に迅速に実現されることから、この例示の構成を用いて、レーザ１００２又は他の装置の温度を効果的に且つ高い信頼度で維持し得る。
【００５７】
少なくとも幾つかの実施形態における他の態様は、電子デバイス１０００だけでなく、ヘッダアセンブリ７００の他の構成要素、装置、及び構造に対する冷却装置９００の位置
に関するものである。特に、冷却装置９００は、ヘッダアセンブリ７００の他の構成要素、装置、及び構造から冷却装置９００までの熱伝導の可能性が、放射性、伝導性、又は対流性に関わらず、相対的に制限されるように配置されるため、このような他の構成要素や構造によって冷却装置９００に課せられる受動的熱負荷は、相対的に小さい。本明細書において意図される“受動的”熱負荷は、一般的に、冷却装置９００が元来加熱及び／又は冷却効果を及ぼすことを目的とした構造及び装置以外の構造及び装置によって冷却装置９００に伝導される熱を指すことに留意されたい。従って、この例示的な実施形態において、“受動的”熱負荷は、電子デバイス１０００によって課せられたこれらの熱負荷を除く、冷却装置９００に課せられた全ての熱負荷を指す。
【００５８】
冷却装置９００がその位置の結果として遭遇する熱負荷の相対的な減少は、様々な影響を及ぼす。例えば、熱負荷の減少は、そうでない場合と比較して、相対的により小さな冷却装置９００を用い得ることを意味する。これは、特に空間が制限されることがあるヘッダアセンブリ等の用途では、望ましい結果である。他の例として、冷却装置９００が相対的に小さいと、少なくとも冷却装置９００がＴＥＣを含む場合、冷却装置９００を動作するために必要な電力量が相対的に減少することになる。
【００５９】
冷却装置９００の位置に関する他の考慮すべき点は、レーザ１００２及び密閉チャンバ７０６に配置された他の電子構成要素１０００の性能に関係する。特に、“冷”接点を含むＴＥＣ等の冷却装置９００を密閉チャンバ７０６に設置すると、これと異なり冷却装置９００が密閉チャンバ７０６の外部に配置された場合生じ得る冷接点に起因する結露の発生及びその結果生じるヘッダアセンブリ７００の他の構成要素及び装置への損傷が実質的に排除される。
【００６０】
冷却装置９００の位置によって、また、冷却装置９００と冷却装置９００のサブマウント９０２に搭載された電子デバイス１０００との間に画成される相対的に短い熱経路によって達成され得る熱伝導効果に加えて、更に他の熱伝導効果が、冷却装置９００の幾何学的配置の様々な変更例によって実現し得る。前述した内容に関しては、冷却装置９００の寸法を大きくすることによって、冷却装置９００の熱処理能力の相対的増強を実現することが一般的である。
【００６１】
この点に関して、多くの用途において、基台７０２の直径が或る所定の形状因子又は寸法要件内に適合するように制約されることが多いこと、また、このような形状因子及び寸法要件は、これに伴って、冷却装置９００の幾何学的及び寸法的構成に対して或る影響を及ぼすことは事実であることに留意されたい。
【００６２】
一例として、基台７０２に提起される直径の要件は、冷却装置９００の全体的な高さや幅を制限する役割を果たし得る（例えば、図４Ｄ参照）。しかしながら対照的に、ヘッダアセンブリ７００の全体の長さは、一般的に、それほど厳しく制約されない。従って、冷却装置９００のある態様、例えば、その長さ等は、好適には、個々の用途の要件に適するように調整し得る。ＴＥＣの場合、例えば、このように寸法が大きくなると、冷却装置９００が処理できる熱量が相対的に増加する。前述のように、このような熱処理は、レーザ１００２等、１つ又は複数の電子構成要素１０００に熱を伝導する及び／又はそれらから熱を除去することを含み得る。
【００６３】
更に、冷却装置９００の様々な寸法や幾何学的な態様を変更して、他の熱効果も同様に達成し得る。一例として、冷却装置９００がＴＥＣを含む場合、冷却装置９００が相対的に小さいと、それに搭載される電子デバイス１０００の温度が相対的により速く変化し得る。電子デバイス１０００がレーザを含む場合、この能力は、それが温度調整の手段を介したレーザ動作の制御に適しているため、特に望ましい。
【００６４】
次に冷却装置９００に対する電力要件の問題に目を向けると、少なくともＴＥＣ及び電子デバイス１０００を含む場合、これらの装置は、通常、それらの性能が電力の供給に依拠することを本明細書で前に述べた。一般的に、電源（図示せず）から台座８００へ伝達されるＴＥＣ動作用の電力をＴＥＣに導くことができるように、ＴＥＣは、台座８００と電気的に接続されなければならない。更に、電力は、台座８００を介して電子デバイス１０００に供給され、また、従って、電子デバイス１０００は、台座８００の１つ又は複数の伝導経路８０６と接続されなければならない。
【００６５】
前述の電気的接続及び構成は、様々な方法で実現され得る。例示の接続方式の様々な態様を図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｅに示す。最初に図４Ｂを参照すると、冷却装置９００のサブマウント９０２の下面は、これに限定しないが、ワイヤボンディング等のコネクタ８１６を介して第１フィードスルー８０２の下面に配置された伝導要素８１４と接続される。このような伝導要素８１４は、最終的に電源（図示せず）と接続される選択された伝導経路８０６（図４Ａ参照）及び／又はコネクタ８１０と電気的に接続し得る。
【００６６】
次に、図４Ａに注目して、サブマウント９０２に配置される電子デバイス１０００の電気的接続の様々な態様に関して詳述する。前に述べたように、また、図４Ａに示すように、台座８００の幾つかの実施形態は、台座８００の第１フィードスルー８０２内に配置された１つ又は複数の伝導経路８０６へのレーザ１００２等の電子デバイス１０００の直接接続を可能にする１つ又は複数の切欠８１１又は他の幾何学的形状を含む。この接続は、ボンディングワイヤ等のコネクタ８１８、又は他の適切な構造若しくは装置によって実現し得る。前述の接続に加えて、また、図４Ｅに示すように、本発明の少なくとも幾つかの実施形態には、更に、可撓回路８２０、又はヘッダアセンブリ７００の台座８００をプリント回路基板等の他の装置と電気的に相互接続する役割を果たす同様の装置が含まれる。
【００６７】
次に、図４Ａ乃至図４Ｄに注目して、ヘッダアセンブリ７００の様々な性能上の態様に関して詳述する。一般的に、電力は、コネクタ８１０、伝導経路８０６、及びコネクタ８１８を介してレーザ１００２及び／又は他の電気部品１０００に供給される。それに応答して、レーザ１００２は、光信号を発する。レーザ１００２及び／又は他電子構成要素の動作の結果として発生した熱は、レーザ１００２がヘッダアセンブリ７００に用いられている少なくともそのような場合、ＴＥＣを含む冷却装置９００によって連続的に除去され、また、冷却装置９００が搭載されている第２フィードスルー８１２に伝導される。最終的に、第２フィードスルー８１２は、冷却装置９００から受け取った熱をヘッダアセンブリ７００の外部に伝導する。
【００６８】
冷却装置９００は、密閉チャンバ７０６内に配置されるため、冷却装置９００における冷接点は、それがＴＥＣを含む場合、ヘッダアセンブリ７００の他の構成要素又は装置に害を及ぼし得る望ましくない結露を全く生じない。更に、レーザ１００２等の電子構成要素１０００と冷却装置９００との間の相対的に短い熱経路の画成と相俟って、冷却装置９００上の受動的熱負荷が実質的に除去されることにより、熱がこのような電子構成要素から除去される効率が改善され、また、それに伴って、相対的に小さい冷却装置９００の使用が可能になる。また、前述のように、冷却装置９００の寸法が相対的に小さいと、冷却装置９００を動作するために必要な電力が相対的に減少する。更に、本発明の実施形態における他の性能上の態様は、レーザ制御装置の説明と関連して以下に更に詳細に検討する。
【００６９】
図４Ａ乃至４Ｄに関して前に述べたように、密閉チャンバ７０６内に冷却装置９００を配置することによって、或る効果を実現し得るが、それにもかかわらず、密閉チャンバの外部に冷却装置を配置することが望ましいこともある。このような構成の例示的な実施形
態の態様を図４Ｆに示す。ここで、ヘッダアセンブリの別の実施形態は、全体的に符号１１００で示す。図４Ｆに示すヘッダアセンブリの実施形態は、多くの点において、本明細書の他の箇所で議論したヘッダアセンブリの１つ又は複数の実施形態と類似しているため、図４Ｆの議論は、そこに示すヘッダアセンブリ１１００の或る選択された態様に主に重点を置く。
【００７０】
他の実施形態と同様に、ヘッダアセンブリ１１００には、デバイス側面１１０２Ａ及びコネクタ側面１１０２Ｂを有する基台１１０２が備えられ、基台１１０２内を台座１２００がほぼ垂直方向に貫通している。台座１２００には、内側部分１２０２Ａ及び外側部分１２０２Ｂが含まれる。１つ又は複数の電子デバイス１３００が、キャップ１１０６及び基台１１０２によって画成される密閉チャンバ１１０４内にほぼ密閉されるように、台座１２００の内側部分１２０２Ａに取り付けられる。電子デバイス１３００が、レーザ等の光学装置を含む場合、キャップ１１０６は、更に、密閉チャンバ１１０４内に配置された１つ又は複数の電子デバイス１３００からの光信号の送信及び／又はそれらによる受信を可能にする光学的な透明部分、即ち、窓１１０６Ａを含む。
【００７１】
引き続き図４Ｆを参照して、台座１２００は、更に、第１フィードスル１２０４を備え、この上に、電子デバイス１３００が搭載され、内側部分１２０６Ａ及び外側部分１２０６Ｂを備える第２フィードスルー１２０６に接合される。そして、第２フィードスルー１２０６の外側部分１２０６Ｂには、冷却装置１４００が熱的に接続される。例示的な実施形態において、冷却装置１４００は、ＴＥＣを備える。しかしながら、他の選択肢として、他の種類の冷却装置を用いてもよい。
【００７２】
動作時、電子デバイス１３００によって発生する熱は、一般的に、伝導によって第２フィードスルー１２０６に伝導される。そして、熱は、幾つかの実施形態においてはＴＥＣを備える冷却装置１４００を介して、フィードスルー１２０６から除去される。他の実施形態の場合そうであるように、ＴＥＣは、希望に応じて、電子デバイス１３００に熱を加えるために用いてもよい。
【００７３】
従って、位置合わせされ又配置された冷却装置１４００は、密閉チャンバ１１０４の内側又は外側に配置された電子デバイス１３００に対して、熱除去又は熱付加等、様々な熱効果を実現できるだけでなく、性質という観点から伝導性、対流性、及び／又は放射性であり得る受動的熱負荷であって、ヘッダアセンブリ１５００の構造要素等の様々な構成要素によって課せられる受動的熱負荷を処理するためにも動作する。様々な他の実施形態の議論との関係において本明細書に示すように、これらに限定はしないが、台座１２００及び冷却装置１４００の幾何学的形状、配置、及び構造材等の変動要因は、特定の用途の要件に適するように必要に応じて調整し得る。
【００７４】
前に示唆したように、冷却装置の少なくともいくつかの実施形態は、レーザ制御システムとの関係において有用に用い得る。次に図５に注目すると、全体的に２０００で示すレーザ制御システムの例示的な実施形態の様々な態様が示されている。
【００７５】
図５に示すように、レーザ制御システム２０００には、サーミスタ等の温度検出装置２００２が含まれるが、これは、半導体レーザ等のレーザ２００４と熱的に結合される。レーザ制御システム２０００には、更に、レーザ２００４と光学的に結合されるフォトダイオード等の光強度検出装置２００６が含まれる。更に、ＴＥＣ２００８は、レーザ２００４と熱的に結合する。少なくとも一実施形態において、このような熱結合は、ＴＥＣ２００８のサブマウントに直接レーザ２００４を搭載することによって実現される。レーザ制御システム２０００には、更に、温度検出装置２００２及び光強度検出装置２００６から入力を受信するように構成され、また、対応する制御信号をＴＥＣ２００８と通信状態の
電源２０１２に送信するように構成された制御回路２０１０が含まれる。
【００７６】
一般的に、レーザ制御システム２０００の動作は、後述するように進行する。特に、レーザ２００４によって発せられる光信号の強度は、光強度検出装置２００６によって直接的に又は間接的に検出される。その後、光強度検出装置２００６は、時折、対応する信号を制御回路２０１０に送信する。少なくとも幾つかの実施形態において、レーザ２００４の温度は、波長の安定化を実現するためにＴＥＣによって調整され得る。これは、制御回路２０１０及び電源２０１２によって実現され得る。
【００７７】
更に、温度検出装置２００２は、レーザ２００４の温度を測定するように、また、時折、対応する信号を制御回路２０１０に送信するように配置され構成される。温度検出装置２００２及び光強度検出装置２００６から受信された入力に基づき、制御回路２０１０は、電源２０１２及びＴＥＣ２００８によって、レーザ２００４の温度に対して変更を行ない得る。
【００７８】
特に、ＴＥＣ２００８は、レーザ２００４に熱を加える及び／又は熱を除去するように構成し得ることから、レーザ制御システム２０００は、従って、特に、特定の用途によって望まれる又は要求されるように、レーザ２００４の温度を変更する及び／又は維持する能力を有し得る。従って、制御回路２０１０は、ＴＥＣ２００８と協働して、レーザ２００４に対する熱流の方向及び量の双方を制御する。このように、好適には、レーザ２００４によって発せられる信号の様々な動作パラメータを調整し得る。
【００７９】
即ち、レーザ制御システム２０００の実施形態は、レーザ２００４の性能が低下し始めて信頼性が問題となる臨界値以下にレーザ２００４等の能動デバイスの温度を維持し得るだけでなく、レーザ制御システム２０００の実施形態は、また、レーザ２００４の動作の場合、例えば、波長の安定化等の或る目的を達成するように、周囲の温度条件とは独立に、レーザ２００４等の能動デバイスの所定値での温度制御を可能にする。
【００８０】
本発明は、その精神と本質的な特性から逸脱することなく他の具体的な形態で具現化し得る。説明した実施形態は、あらゆる点において、単に例示するものであって、限定するものではないと見なすものとする。従って、本発明の範囲は、前述の説明よりもむしろ添付の請求項によって示される。請求項の意味及び等価の範囲内にある変更は、それらの範囲内に全て包括されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１Ａ】ヘッダアセンブリの例示的な実施形態におけるデバイス側面の様々な特徴を示す斜視図。
【図１Ｂ】ヘッダアセンブリの例示的な実施形態におけるコネクタ側面の様々な特徴を示す斜視図。
【図２Ａ】ヘッダアセンブリの別の実施形態におけるデバイス側面の様々な特徴を示す斜視図。
【図２Ｂ】ヘッダアセンブリの別の実施形態におけるコネクタ側面の様々な特徴を示す斜視図。
【図３Ａ】ヘッダアセンブリの更に別の実施形態におけるデバイス側面の様々な特徴を示す斜視図。
【図３Ｂ】ヘッダアセンブリの更に別の実施形態におけるコネクタ側面の様々な特徴を示す斜視図。
【図４Ａ】密閉チャンバ内に配置されたＴＥＣ上に搭載される能動デバイスを備えるヘッダの例示的な実施形態を示す上視図。
【図４Ｂ】図４Ａに示す例示的な実施形態の下視図。
【図４Ｃ】図４Ａ及び４Ｂに提供した例示的な実施形態の様々な特徴を示す断面図。
【図４Ｄ】図４Ｃの線４Ｄ−４Ｄに沿う断面図であり、ヘッダアセンブリにおけるＴＥＣの典型的な構成の様々な特徴を示す図。
【図４Ｅ】ヘッダアセンブリ及びプリント回路基板用の典型的な電気接続方式の特徴を示す態様図。
【図４Ｆ】ＴＥＣが密閉チャンバの外側に配置される他の選択可能な台座／ＴＥＣ構成の様々な特徴を示す図。
【図５】レーザ制御装置の例示的な実施形態における様々な特徴を示す概略図。
【図１Ａ】
2005518100.tif 000003
【図１Ｂ】
2005518100.tif 000004
【図２Ａ】
2005518100.tif 000005
【図２Ｂ】
2005518100.tif 000006
【図３Ａ】
2005518100.tif 000007
【図３Ｂ】
2005518100.tif 000008
【図４Ａ】
2005518100.tif 000009
【図４Ｂ】
2005518100.tif 000010
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月22日(2004.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子構成要素を収容するためのトランジスタヘッダアセンブリにおいて、
（ａ）金属材料から形成される基台であって、デバイス側面及び構成要素側を有する前記基台と、
（ｂ）基台のデバイス側面及び構成要素側の双方を貫通して垂直に延在する台座であって、更に台座を実質的に貫通して延在する少なくとも１つの伝導経路を備える前記台座と、
を備えるトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項２】
トランジスタヘッダアセンブリは、更に、基台のデバイス側面及び構成要素側を貫通して延在する少なくとも１つのリードを含み、前記少なくとも１つのリードは、基板に気密封止される請求項１に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項３】
前記基台には、更に、レセプタクルに対してヘッダの向きを定めて固定するための手段が含まれる請求項１に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項４】
前記基台は、更に、装置側を覆うようにキャップを受け入れるための手段を含む請求項１に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項５】
前記トランジスタヘッダアセンブリは、更に、基台のデバイス側面を覆うように封止されるキャップを備える請求項１に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項６】
前記台座には、絶縁材料が含まれる請求項１に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項７】
前記絶縁材は、セラミックである請求項６に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項８】
台座上に搭載されるレーザが更に含まれる請求項１に記載のトランジスタヘッダアセンブリ。
【請求項９】
レーザをモニタするための光検出器が更に含まれる請求項８に記載のトランジスタヘッ
ダアセンブリ。
【請求項１０】
ヘッダアセンブリであって、
（ａ）実質的に金属材料を含み、また、デバイス側面及びコネクタ側面を有する基台と、
（ｂ）基台のデバイス側面及びコネクタ側面の双方を貫通して延在し、また、基台に対して所定の方向に存在する台座であって、基台のデバイス側面に近接した内側部分及び基台のコネクタ側面に近接した外側部分を有し、さらに台座を実質的に貫通して延在する少なくとも１つの伝導経路を備える、台座と、
（ｃ）台座の内側部分に直接取り付けられた冷却装置と、
とを備えるヘッダアセンブリ。
【請求項１１】
前記台座には、実質的に熱伝導性であるような熱特性を有する第１フィードスルーと、実質的に非熱伝導性であるような熱特性を有する第２フィードスルーと、が含まれる請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１２】
前記冷却装置は、熱電式冷却器を含む請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１３】
台座及び冷却装置の内側部分を実質的に密閉する密閉チャンバを、基台と協働して画成するキャップを更に備える請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１４】
前記台座が所定の方向にある場合、前記台座は、実質的に垂直である請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１５】
冷却装置に直接搭載される電子デバイスを更に備える請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１６】
冷却装置に直接搭載される光学装置を更に含み、前記光学装置は、光送信装置及び光受信装置のうちから選択される請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１７】
前記台座には、更に、第１タイプの材料を実質的に伝導性にする熱特性を有する第１タイプの材料が含まれ、前記台座は、更に、第２タイプの材料を実質的に非伝導性にする熱特性を有する第２タイプの材料が含まれる、請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１８】
前記冷却装置は、台座の前記少なくとも１つの伝導経路と少なくとも間接的に電気的に接続される請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【請求項１９】
前記台座には、更に、台座の外側部分に配置され、少なくとも１つの伝導経路と少なくとも間接的に接続されるコネクタが含まれる請求項１０に記載のヘッダアセンブリ。
【国際調査報告】
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