光传输模块和光传输系统技术方案

本发明专利技术提供了光传输模块和光传输系统，其包括安装到支持单元的包括发光装置的多个组件，可以抑制由对发光装置和支持单元等进行温度调节的温度调节单元的顶面与底面间的温度差引起的形变并可以保持稳定的光学性能。为了该示范性目的，光传输模块包括：支持单元，其上安装有至少包括发光装置的多个组件；温度调节单元，其至少对所述支持单元和所述发光装置进行温度调节；加热单元，其设置于所述支持单元内部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过例如半导体激光器装置输出光束的光传输模块和光传 输系统。
技术介绍
如图1所示，作为与本专利技术相关的光传输模块，有一种光传输模块包括安装到托架106上的激光器装置101、监测PD (光电二极管)102、热 敏电阻103和透镜104。托架106被安装在珀耳帖装置107上。为保持振荡波长恒定和使光输出稳定，需要控制激光器装置101以保 持其温度恒定。因此，在图1中示出的光传输模块中，为了控制温度，热 敏电阻103邻近激光器装置101安装并且电流流过珀耳帖装置以保持热敏 电阻103的阻值恒定。另外，如图1所示，作为与本专利技术相关的光传输模块，有一种光学传 输系统包括半导体激光器装置、光吸收型半导体光调制器装置和可以独立 控制这些装置温度的温度控制单元。作为温度控制单元，有一种单元，其 中电阻元件被蒸发沉积到半导体激光器装置和光吸收型半导体光调制器装 置的底部以提供电加热器，并且在其下另外安装有一个热电冷却元件，例 如，如日本专利申请公开No.2000-228556中公开的。作为与本专利技术相关的光学装置模块，有一种模块，其中包括热源和温度传感器的集成热传递模块被安装到光子装置上，例如，如日本专利申请 公开No.2002-232065中公开的。作为与本专利技术相关的另一种系统，有一种系统，其中半导体激光器被设置于壳体中，该壳体可以将激光束出射端面同外界空气屏蔽开并基于外 部空气温度探测器探测的信号驱动加热器，例如，如日本专利申请公开 No.61-216381中公开的。接下来，以下将会描述各个传统技术的问题。在图1所示的光传输模块的情况下，如果试图使包装108与托架106 间的温度差增加(例如当包装外面的温度下降时)，那么珀耳帖装置107 顶面与底面间的温度差变大，因此在珀耳帖装置处可能会发生形变。这样 产生于珀耳帖装置处的形变影响激光器装置或透镜的安装状态。结果，激 光束偏离并且光输出降低。在专利申请公开No.2000-228556描述的技术中，电动机被设置在热电 冷却元件上并因此在热电冷却元件的顶面与底面间可能有大的温度差，但 是对于热电冷却元件顶面与底面间的温度差引起的形变的处理措施却没有 被考虑。该技术涉及一种结构，该结构中独立的各个组件穿过热电冷却元 件被固定到壳体上，因此在该技术中没有考虑通过将包括发光装置的多个 组件安装在例如基片的支持单元上从而进行稳定的固定。根据专利申请公开No.2002-232065的模块包括作为集成热传递模块提 供热源的加热器，却并未考虑包括冷却功能的温度调节单元。该模块构造 成将一个光子装置安装到集成热传递模块上，并没有考虑通过将包括发光 装置的多个组件安装到例如基片的支持单元上使独立的各个组件稳定固 定。根据专利申请公开号No.61-216381的系统包括基于外部空气温度探测 器探测的信号驱动的加热器，但并未考虑包括冷却功能的温度调节单元。 系统设置有安装于壳体上的半导体激光器，但并未考虑通过将包括发光装 置的多个组件安装到例如基片的支持单元上使独立组件稳定固定。
技术实现思路
本专利技术的示范性目的针对解决上述的各个问题。因此，本专利技术的一个 示范性目的为提供一种光传输模块和光传输系统，其包括安装到支持单元 的包括发光装置的多个组件，能够抑制由对发光装置和支持单元等进行温 度调节的温度调节单元的顶面与底面间的温度差引起的形变，并能够保持 稳定的光学性能。为实现该示范性目的，根据本专利技术，光传输模块为这样的一种光传输模块，其包括支持单元，其上安装有至少包括发光装置的多个组件；温 度调节单元，其对支持单元和发光装置进行温度调节；加热单元，其设置 于支持单元内部。根据本专利技术的光传输系统包括根据上述专利技术的光传输模块。附图说明图1是示出作为本专利技术相关技术的光传输模块的纵向截面图2是示出本专利技术各个示范性实施例中光传输模块的主要部分的示意图3是示出根据本专利技术第一示范性实施例的光传输模块结构的俯视图4是示出沿图3中的线A-A'取的截面图5是示出围绕光传输模块的控制结构的框图6是示出根据本专利技术第二示范性实施例的光传输模块结构的俯视图7是示出根据本专利技术第三示范性实施例的光传输模块及其托架附近 的详细结构的纵向截面图8是示出根据本专利技术第四示范性实施例的光传输模块及其托架附近 的详细结构的纵向截面图9是示出根据第本专利技术五示范性实施例的光传输模块及其托架附近 的详细结构的纵向截面图。具体实施例方式接下来参考附图详细说明一种示范性实施例，作为根据本专利技术的光传 输模块和光传输系统的应用。首先，以下对每个示范性实施例公共的要点进行描述。 如图2所示，本专利技术的每个示范性实施例中的光传输模块的结构被构 造成使得包括至少一个发光装置的多个元件被安装到支持单元的一个表 面，而对支持单元和发光装置的温度进行调节的温度调节单元被固定到支持单元的另一表面。另外，用于加热发光装置的加热单元被设置于支持单 元的内部。在本专利技术的每个示范性实施例中，以该方式设置于支持单元内部的加 热单元与支持单元下方的温度调节单元一起对激光器装置进行温度控制。 因此，通过增加发光装置周围的温度，可以防止温度调节单元顶面与底面 间的温度差增加。因此，由温度调节单元顶面与底面间的温度差产生的形 变被抑制，因此保持稳定的光学性能而不使激光束偏离。接下来参考附图，对本专利技术的第一示范性实施例进行具体说明。图3示出了根据本专利技术第一示范性实施例的光传输模块的俯视图。图4示出了沿图3中线A-A'取的截面图。如图3和图4所示，产生激光束的激光器装置(发光装置)1、用于 监测激光器装置1输出的光的监测PD (光敏二极管)2、用于监测激光器 装置1的温度的热敏电阻(发光装置温度传感单元)3和用于聚焦激光束 的透镜(光学组件)4被安装到托架(支持单元)6上，托架6被形成为陶 瓷基片(板状部件)6A和6B的多层板。托架6被牢固的固定到珀耳帖装置(温度调节单元)7上。更进一步 的，珀耳帖装置7被牢固的安装到金属材料(例如KOVAR)制成的包装 8中。透射窗8a形成于包装8上以输出从激光器装置1经透镜4会聚的激 光束。托架6包括陶瓷基片6A和6B并被构造为设置有布线图等的多层基 片。在陶瓷基片6A和6B之间，加热器(加热单元)5是由包括铂的合金 薄膜形成的电阻元件。氮化铝基片或硅基片可以被用来代替陶瓷基片 6A、 6B。电流从包装8外部通过引线键合(wire bonding)或布线提供给加热器 5。此时，在加热器5中，产生的焦耳热由提供的电流量和加热器5自身 的电阻值所决定。这些热通过陶瓷基片6B使激光器装置1和热敏电阻3 等的温度升高。因此，控制流过加热器5的电流提供了可以对设置于加热 器5正上方或周围的激光器装置1的温度可变地进行控制的效果。接下来，参考图5中的功能框图，描述在包括根据示范性实施例的光 传输模块的光传输系统中的温度控制操作。必须保持激光器装置1的振荡波长恒定。因此，激光器装置1的温度 需要被精确调节为预定的温度。为准确监测激光器装置1的温度，热敏电阻3被放置于与激光器装置1在热学上接近(thermally close)的位置。热 敏电阻3的电阻值根据温度变化，因此，电阻值被传送给自动温度控制电 路(ATC)(控制单元)9作为控制信号。自动温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光传输模块，包括：　支持单元，其上安装有多个组件，所述多个组件至少包括发光装置；　温度调节单元，其至少对所述支持单元和所述发光装置进行温度调节；和　加热单元，其设置于所述支持单元内部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中博仁，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]