(57)【要約】【課題】光送信モジュールにおいて、サーミスタに対する金属ケース側面からの伝導熱の影響を低減させ、使用環境温度にかかわらず広い温度範囲で安定した波長の光ビームを得る。【課題を解決するための手段】金属ケース内に配置されたペルチェ素子と、ペルチェ素子上に配置された金属ベースと、金属ベース上に配置された半導体レーザ基板と、半導体レーザ基板上に配置された半導体レーザと、金属ベース上に配置されたサーミスタ基板と、サーミスタ基板上に配置されたサーミスタと、サーミスタの近傍に配置されたサーミスタの高さより高い熱伝導部材と、を備える。【選択図】  図３
2008182019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ケース内に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子上に配置された金属ベースと、
前記金属ベース上に配置された半導体レーザ基板と、
前記半導体レーザ基板上に配置された半導体レーザと、
前記金属ベース上に配置されたサーミスタ基板と、
前記サーミスタ基板上に配置されたサーミスタと、
前記サーミスタの近傍に配置された当該サーミスタの高さより高い熱伝導部材と、
を備えることを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
金属ケース内に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子上に配置された金属ベースと、
前記金属ベース上に配置された半導体レーザ基板と、
前記半導体レーザ基板上に配置された半導体レーザと、
前記金属ベース上に配置されたサーミスタ基板と、
前記サーミスタ基板上に配置されたサーミスタと、を備え、
前記サーミスタは、
前記金属ベースに掘り込むように設けられた凹部に配置されている
ことを特徴とする光送信モジュール。
【請求項３】
金属ケース内に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子上に配置された金属ベースと、
前記金属ベース上に配置された半導体レーザ基板と、
前記半導体レーザ基板上に配置された半導体レーザと、
前記金属ベース上に配置されたサーミスタ基板と、
前記サーミスタ基板上に配置されたサーミスタと、を備え、
前記サーミスタは、
前記金属ベースに設けられた段状の凹部に配されている
ことを特徴とする光送信モジュール。
【請求項４】
請求項１において、
前記熱伝導部材は、前記サーミスタに対し２倍以上の高さを有する
ことを特徴とする光送信モジュール。
【請求項５】
請求項２または３において、
前記金属ベースの凹部の深さは、前記サーミスタに対し２倍以上の深さを有することを特徴とした光送信モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光送信モジュールを備えていることを特徴とする光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いた通信装置に使用される光通信モジュールに関し、特に、小型化・高集積化され、波長分割多重方式（ＷＤＭ）に利用される光送信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
より多くの情報を経済的に伝送する方法として、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を用いた光伝送方式が採用されている。波長分割多重方式は、波長の違う複数の光信号を同時に利用することで、光ファイバを多重利用し、光ファイバ上の情報伝送量を飛躍的に増大させることが可能である。この方式は、波長の異なる光ビームは互いに干渉しないという性質を利用している。したがってＷＤＭ用光通信モジュールの光ビームは、波長が一定であることが重要である。
【０００３】
しかし、波長分割多重用光送信モジュールに利用される電界吸収（ＥＡ：ｅｌｅｃｔｒｏ―ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）型変調器を集積化した半導体レーザ（ｌａｓｅｒ−ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＤと略記する）素子の発振波長は、温度依存性（約０．１ｎｍ/℃）がある。そこで、金属ケース内の温度検出素子であるサーミスタと、ペルチェ素子等を使用した冷却装置とで構成されたＡＴＣ（自動温度補正）回路を用いることで、広い温度範囲で両者の温度を均一にして、安定した波長の光ビームを確保することが行われている。
【０００４】
また、特許文献１のような方法を用い、広い温度範囲で両者の温度を均一にして、安定した波長の光ビームを確保する試みも行われている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４４５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光送信モジュールは、低消費電力・低コストの要求から近年小型化・高集積化が進んでおり、特許文献１の方法では部品点数が増え小型化を達成できない。また、小型化・高集積化が進むことにより、サーミスタと金属ケース側面の距離が近くなり、金属ケース側面からの伝導熱（金属ケース内に充填されている気体による伝導熱）で、サーミスタ自身に温度分布が生じ、ＡＴＣ回路を用いてもサーミスタとＬＤ両者の温度を均一に保てず、広い温度範囲、特に高温での波長安定性を確保できなくなっている。
【０００７】
本発明はかかる課題を解決すべくなされたものであり、サーミスタに対する金属ケース側面からの伝導熱の影響を低減させ、使用環境温度にかかわらず広い温度範囲で安定した波長の光ビームを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明では、サーミスタの近傍にサーミスタの高さ（厚み）より高い部材が配されるようにして、サーミスタに温度分布が生じるのを防止する。
【０００９】
例えば、本発明の第１の態様は、
金属ケース内に配置されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子上に配置された金属ベースと、
前記金属ベース上に配置された半導体レーザ基板と、
前記半導体レーザ基板上に配置された半導体レーザと、
前記金属ベース上に配置されたサーミスタ基板と、
前記サーミスタ基板上に配置されたサーミスタと、
前記サーミスタの近傍に配置された当該サーミスタの高さより高い熱伝導部材と、を備えることを特徴とする光送信モジュールである。
【００１０】
前記サーミスタは、前記金属ベースを掘り込むように設けられた凹部に配置されていてもよい。
【００１１】
前記サーミスタは、前記金属ベースに設けられた段上の凹部に配されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における光送信モジュール１００の概略構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ方向断面図である。
【００１４】
光送信モジュール１００は、金属ケース１０１と入力ピン１１２とを備えて構成されている。
【００１５】
金属ケース１０１内には、伝送線路が形成された中継基板１１３が配置されている。
【００１６】
また、金属ケース１０１内には、ペルチェ素子１０８上に、金属ベース１０３が配されている。
【００１７】
金属ベース１０３上には、発光素子である半導体レーザ１０２を配置した半導体レーザ基板１１０と、レンズ１０９とが実装されている。
【００１８】
また、金属ベース１０３上には、フォトダイオード１０７が配置されたフォトダイオード基板１０６が配置されている。フォトダイオード１０７は、半導体レーザ１０２の後方出力光をモニタする。
【００１９】
また、金属ベース１０３上には、サーミスタ基板１０５を介しサーミスタ１０４が配置されている。
【００２０】
サーミスタ１０４は、温度によって抵抗値が変化する特徴をもつ素子で、その抵抗値をペルチェ素子１０８にフィードバックすることでＡＴＣ（自動温度補正）回路を形成している。
【００２１】
これらの各部品は、必要に応じて図示しないボンディングワイヤで接続されている。
【００２２】
サーミスタ１０４の近傍には、サーミスタ１０４の高さより十分高い扁平直方体形状の熱伝導部材（基板、金属ブロック等）１１１が立てられている。熱伝導部材１１１は、例えば、サーミスタ１０４と金属ケース１０１の側面との間の四方のうちのいずれか一方に立てられている。
【００２３】
熱伝導部材１１１の高さは、サーミスタ１０４の高さ（厚み）の２倍以上であるのが好ましい。具体的には、サーミスタ１０４と金属ケース１０１の側面の間にサーミスタ１０４に対し高さ約４倍のＡｌＮ基板を配置する。
【００２４】
このように、サーミスタ１０４の近傍に、サーミスタ１０４の高さより十分に高い熱伝導部材１１１を配することで、熱伝導部材１１１から広がる温度分布の中に、サーミスタ１０４を置くことができる。
【００２５】
これにより、サーミスタ１０４の周りに何もない場合と比べて、サーミスタ１０４に対する金属ケース１０１側面からの伝導熱（具体的には、金属ケース１０１内に充填されている気体による伝導熱）の影響を低減させることができる。
【００２６】
図３は、光通信モジュール１００の金属ケース１０１内の温度分布を示す図である。ペルチェ素子１０８の温度を４５℃、金属ケース１０１の温度を７５℃とした場合である。
【００２７】
図示するように、サーミスタ１０４に温度分布が生ずることなく、サーミスタ１０４は、一定の温度（この場合は４５℃）の温度分布の中に置かれていることが分かる。
【００２８】
本実施形態の光通信モジュール１００によれば、使用環境温度にかかわらず広い温度範囲でサーミスタの温度を一定に保ち、広い温度範囲で安定した波長の光ビームを得ることができる。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態における光送信モジュール２００の概略構成図である。図５は、図４のＡ−Ａ方向断面図である。
【００３０】
各部の構成、機能は、上記第１の実施形態と同様なので説明を省略する。また、同じ構成には、同じ符号を記している。
【００３１】
上記の第１の実施形態では、サーミスタ１０４に温度分布が生じるのを防止するために、近傍に熱伝導部材１１１を配置した。これに対して、本実施形態では、ベース基板１０３のサーミスタ基板１０５の配置場所を深く掘り込み、４方が壁に囲まれた凹部１０３Ｈを形成し、かかる凹部１０３Ｈに、サーミスタ基板１０５を配置する。
【００３２】
掘り込みの深さは、サーミスタ１０４の高さ（厚み）の２倍以上であるのが好ましい。具体的には、掘り込みの深さ（サーミスタ基板１０５の厚さ分を除く）を、サーミスタ１０４の高さ（厚み）の３〜５倍にする。
【００３３】
これにより、サーミスタ１０４は、四方が金属ベース１０３に囲まれる。そして、金属ベース１０３から広がる温度分布の中に、サーミスタ１０４を置くことができる。
【００３４】
これにより、サーミスタ１０４の周りに何もない場合と比べて、サーミスタ１０４に対する、金属ケース１０１側面からの伝導熱（具体的には、金属ケース１０１内に充填されている気体による伝導熱）の影響を低減させることができる。
【００３５】
本実施形態の光通信モジュール２００によれば、使用環境温度にかかわらず広い温度範囲でサーミスタの温度を一定に保ち、広い温度範囲で安定した波長の光ビームを得ることができる。
【００３６】
＜第３の実施形態＞
図６は、第３の実施形態における光送信モジュール３００の概略構成図である。図７は、図６のＡ−Ａ方向断面図である。
【００３７】
各部の構成、機能は、上記第１及び第２の実施形態と同様なので説明を省略する。また、同じ構成には、同じ符号を記している。
【００３８】
上記第２の実施形態では、サーミスタ基板１０５の設置のために金属ベース１０３を深く掘り込んだ。これに対して、本実施形態では、金属ベース１０３に段部１０３Ｅを設け、この段部１０３Ｅに、サーミスタ基板１０５を配置する。
【００３９】
図８は、かかる段部１０３Ｅを説明するための拡大斜視図である。
【００４０】
段部１０３Ｅの深さ（段差）は、サーミスタ１０４の高さ（厚み）の２倍以上であるのが好ましい。具体的には、段部１０３Ｅの深さ（サーミスタ基板１０５の厚さ分を除く）を、サーミスタ１０４の高さ（厚み）の３〜５倍にする。
【００４１】
これにより、サーミスタ１０４の少なくとも一方面には、金属ベース１０３の壁が存在するようになる。そして、金属ベース１０３から広がる温度分布の中に、サーミスタ１０４を置くことができる。
【００４２】
これにより、サーミスタ１０４の周りに何もない場合と比べて、サーミスタ１０４に対する金属ケース１０１側面からの伝導熱（具体的には、金属ケース１０１内に充填されている気体による伝導熱）の影響を低減させることができる。
【００４３】
本実施形態の光通信モジュール３００によれば、使用環境温度にかかわらず広い温度範囲でサーミスタの温度を一定に保ち、広い温度範囲で安定した波長の光ビームを得ることができる。
【００４４】
以上、いくつかの実施形態について説明した。
【００４５】
図９及び図１０に示す従来の光送信モジュール４００では、図１１の温度分布図のように、サーミスタ１０４に温度分布が生じていた。これに対して、本発明の実施形態では、このような温度分布の発生を低減することができる。そして、簡易な方法で、広い温度範囲で安定した波長の光ビームを得ることができる。したがって、ＷＤＭに適した光送信モジュール、光伝送装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施形態にかかる光送信モジュールの上面図。
【図２】第１の実施形態にかかる光送信モジュールの断面図。
【図３】第１の実施形態にかかる光送信モジュールの温度分布図。
【図４】第２の実施形態にかかる光送信モジュールの上面図。
【図５】第２の実施形態にかかる光送信モジュールの断面図。
【図６】第３の実施形態にかかる光送信モジュールの上面図。
【図７】第３の実施形態にかかる光送信モジュールの断面図。
【図８】第３の実施形態にかかる光送信モジュールの一部拡大斜視図。
【図９】従来の光送信モジュールの上面図。
【図１０】従来の光送信モジュールの断面図。
【図１１】従来の光送信モジュールの温度分布図。
【符号の説明】
【００４７】
１００：光送信モジュール
１０１：金属ケース
１０２：半導体レーザ
１０３：金属ベース
１０４：サーミスタ
１０５：サーミスタ基板
１０６：フォトダイオード基板
１０７：フォトダイオード
１０８：ペルチェ素子
１０９：レンズ
１１０：半導体レーザ基板
１１１：熱伝導部材
１１２：入力ピン
１１３：中継基板
２００：光送信モジュール
３００：光送信モジュール
４００：光送信モジュール
【図１】
2008182019.tif 000003
【図２】
2008182019.tif 000004
【図３】
2008182019.tif 000005
【図４】
2008182019.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008182019.tif 000008
【図７】
2008182019.tif 000009
【図８】
2008182019.tif 000010
【図９】
2008182019.tif 000011
【図１０】
2008182019.tif 000012
【図１１】
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