光模块制造技术

特征在于，具有：管座，其具有第1面和与该第1面相反侧的第2面；热电冷却器，其具有固定于该第1面的散热基板；半导体激光元件，其安装于该热电冷却器；盖，其固定于该第1面，以将该热电冷却器和该半导体激光元件覆盖的方式设置；透镜，其固定于该盖；以及约束体，其固定于该第2面，该散热基板和该约束体的线热膨胀系数小于该管座的线热膨胀系数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光模块
本专利技术涉及一种光模块。
技术介绍
近年来，适配于10Gbit/s的传输速度、40～80km的传输距离的光模块不断普及，对其低成本化的要求正在提高。在这样的光模块搭载有半导体激光器以及珀耳帖元件，该半导体激光器集成了电场吸收型调制器，能够发送高品质的光信号，该珀耳帖元件将半导体激光器的温度控制为恒定而使特性稳定化。作为光模块的封装体，以往使用了陶瓷的箱型封装体，但最近正在使用更廉价的TO-CAN(TransistoroutlinedCAN)型封装体。TO-CAN型封装体是通过将安装了透镜的圆筒形的盖电阻熔接于管座而对半导体激光元件进行气密封装的封装体。半导体激光元件的前表面光经由透镜聚光于光纤的端面。由此，半导体激光元件的前表面光与光纤的波导耦合，发送光信号。半导体激光元件的特性根据温度而敏感地变化。为了稳定地发送高品质的光信号，将半导体激光元件的温度通过TEC(ThermoelectricCooler)控制为恒定。TEC是在珀耳帖元件的两端安装了导热性良好的吸热基板和散热基板的热电模块。在吸热基板侧连接半导体激光元件，在散热基板侧连接管座。管座的侧面与光收发器框体相接，通过TEC的工作而产生的热向光收发器框体散热。例如，管座的材料使用冷轧钢，TEC的散热基板以及吸热基板的材料使用AlN或者氧化铝等陶瓷。由于散热基板的线热膨胀系数小于管座，因此管座的与TEC相接的面的热变形受到约束，热膨胀变小，但与管座的和TEC相接的面相对的面的热变形不受约束，热膨胀变大。由此，在管座产生翘曲，半导体激光元件的位置在朝向管座的方向上变动。另一方面，透镜的位置由于盖的热膨胀而在朝向光纤的方向上变动。因此，半导体激光元件与透镜之间的距离变动，从而半导体激光元件的前表面光的聚光点位置变动，向光纤的耦合效率也变动。将由这样的热变形所引起的向光纤的耦合效率的变动称为循轨误差。因此，在专利文献1中，提出了在TEC之上的半导体激光元件与透镜之间还配置了其他透镜的TO-CAN型封装体。该TO-CAN型封装体通过使半导体激光元件的出射光成为准直光来减小循轨误差。另外，能够在TEC之上的半导体激光元件与透镜之间配置塑料板。专利文献1：日本特开2011-108937号公报
技术实现思路
专利文献1所示的TO-CAN型封装体为了生成准直光而需要高精度地对透镜的位置进行固定，导致组装成本的增加。另外，在将塑料板收容于封装体内部的情况下，存在光轴方向的封装体长度容易变长的问题。本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种简单且低成本地减小了循轨误差的光模块。本专利技术所涉及的光模块的特征在于，具有：管座，其具有第1面和与该第1面相反侧的第2面；热电冷却器，其具有固定于该第1面的散热基板；半导体激光元件，其安装于该热电冷却器；盖，其固定于该第1面，将该热电冷却器和该半导体激光元件覆盖；透镜，其固定于该盖；以及约束体，其固定于该第2面，该散热基板和该约束体的线热膨胀系数小于该管座的线热膨胀系数。本专利技术所涉及的其他光模块的特征在于，具有：管座，其具有第1面、第2面、以及侧面，该第2面是与该第1面相反侧的面；热电冷却器，其具有固定于该第1面的散热基板；半导体激光元件，其安装于该热电冷却器；盖，其固定于该第1面，将该热电冷却器和该半导体激光元件覆盖；透镜，其固定于该盖；以及约束体，其固定于该侧面中的与该第1面相比靠近该第2面的位置，该散热基板和该约束体的线热膨胀系数小于该管座的线热膨胀系数。本专利技术的其他特征在下面得以明确。专利技术的效果根据本专利技术，例如通过线热膨胀系数比管座小的热电冷却器和约束体对管座进行夹持，由此能够简单且低成本地减小循轨误差。附图说明图1是实施方式1所涉及的光模块的剖面图。图2是高温时的光模块的剖面图。图3是低温时的光模块的剖面图。图4是实施方式2所涉及的光模块的剖面图。图5是管座等的仰视图。图6是实施方式3所涉及的光模块的剖面图。图7是实施方式4所涉及的约束体等的俯视图。图8是实施方式4所涉及的光模块的剖面图。图9是高温时的光模块的剖面图。图10是表示实施方式5所涉及的约束体等的图。图11是实施方式6所涉及的光模块的剖面图。图12是表示封装体周围温度与耦合效率之间的关系的图。图13是低温时的光模块的剖面图。具体实施方式参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的光模块进行说明。对于相同或者对应的结构要素标注相同的标号或者相同的名称，有时省略重复的说明。实施方式1.图1是实施方式1所涉及的光模块10的剖面图。光模块10具有管座13，该管座13具有第1面13a和与第1面13a相反侧的第2面13b。在管座13的第1面13a设置有热电冷却器16。热电冷却器16是在帕尔帖元件16a的两侧安装有吸热基板16b和散热基板16c的TEC(ThermoelectricCooler)。散热基板16c固定于第1面13a。固定的方法没有特别限定，例如是使用了AuSn、SnAgCu等的焊接。或者也可以是熔接。半导体激光元件18通过散热块等安装于热电冷却器16。具体而言，半导体激光元件18通过散热块等安装于吸热基板16b。半导体激光元件18例如是激光二极管。半导体激光元件18接受由热电冷却器16进行的温度调整。在第1面13a固定有盖20。盖20将热电冷却器16和半导体激光元件18覆盖。在盖20固定有透镜22。透镜22对半导体激光元件18的出射光进行聚光。通过将保持有透镜22的盖20例如电阻熔接于管座13的第1面13a，从而能够对半导体激光元件18进行气密封装。在第2面13b固定有约束体30。固定的方法没有特别限定，例如是使用了AuSn、SnAgCu等的焊接。或者也可以是熔接。约束体30例如是板状的金属。约束体30和散热基板16c的线热膨胀系数小于管座13的线热膨胀系数。作为约束体30、散热基板16c以及管座13的材料，能够采用满足该线热膨胀系数关系的所有材料。优选约束体30的线热膨胀系数小于散热基板16c的线热膨胀系数。通过设置将管座13贯穿的供电用引线管脚，能够向半导体激光元件18和热电冷却器16供电。由于通过热电冷却器16将半导体激光元件18的温度调整为恒定，因此半导体激光元件18输出的光信号保持高品质。图2是表示高温时的光模块10的热变形的情形的图。图3是表示低温时的光模块10的热变形的情形的图。图2、3涉及散热基板16c的线热膨胀系数小于管座13的线热膨胀系数、约束体30的线膨胀系数小于散热基板16c的线热膨胀系数的光模块。在图2、3中，示出了与来自半导体激光元件18的激光耦合的光纤32。如图2所示，就管座13的热膨胀而言，由约束体30和散热基板16c双方约束，约束体30对热膨胀进行约束的力大于散热基板16c。因此，第2面13b的热膨胀小于第1面13a的热膨胀，管座13向盖20侧翘曲成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光模块，其特征在于，具有：/n管座，其具有第1面和与所述第1面相反侧的第2面；/n热电冷却器，其具有固定于所述第1面的散热基板；/n半导体激光元件，其安装于所述热电冷却器；/n盖，其固定于所述第1面，将所述热电冷却器和所述半导体激光元件覆盖；/n透镜，其固定于所述盖；以及/n约束体，其固定于所述第2面，/n所述散热基板和所述约束体的线热膨胀系数小于所述管座的线热膨胀系数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光模块，其特征在于，具有：
管座，其具有第1面和与所述第1面相反侧的第2面；
热电冷却器，其具有固定于所述第1面的散热基板；
半导体激光元件，其安装于所述热电冷却器；
盖，其固定于所述第1面，将所述热电冷却器和所述半导体激光元件覆盖；
透镜，其固定于所述盖；以及
约束体，其固定于所述第2面，
所述散热基板和所述约束体的线热膨胀系数小于所述管座的线热膨胀系数。


2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述约束体的线热膨胀系数小于所述散热基板的线热膨胀系数。


3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述约束体的线热膨胀系数大于所述散热基板的线热膨胀系数。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，其特征在于，
在所述第2面形成凹部，所述约束体设置于所述凹部。


5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，具有：
引线管脚，其避开所述凹部而贯穿所述管座；以及
柔性基板，其固定于所述第2面，与所述引线管脚电连接。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的光模块，其特征在于，
具有引线管脚，该引线管脚贯穿所述管座，
在所述约束体形成有供所述引线管脚穿过的贯穿孔。


7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，
所述约束体与所述第2面的接触面积大于所述散热基板与所述第1面的接触面积。

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【专利技术属性】
技术研发人员：白崎昭生，大谷龙辉，冈田规男，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP