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公開番号
2025047894
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-04-03
出願番号
2023156660
出願日
2023-09-22
発明の名称
光学モジュール
出願人
日本電気株式会社
代理人
個人
主分類
H01L
23/36 20060101AFI20250327BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】発熱体となる複数の素子にそれぞれ接するヒートスプレッダを適切な厚みにすること。
【解決手段】本開示に係る光モジュールは、第1の面を有する第1のヒートスプレッダと、第1の面よりも面積の小さい第2の面を有し、第2の面と第1の面とが接した上で第1のヒートスプレッダに取り付けられる第2のヒートスプレッダと、第1の面のうち第2の面と接していない部分にて第1のヒートスプレッダに取り付けられ、光を処理して出力する光処理回路と、第2の面の反対面にて第2のヒートスプレッダに取り付けられ、光処理回路から出力された光を増幅して出力する光増幅器と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲
【請求項1】
第1の面を有する第1のヒートスプレッダと、
前記第1の面よりも面積の小さい第2の面を有し、前記第2の面と前記第1の面とが接した上で前記第1のヒートスプレッダに取り付けられる第2のヒートスプレッダと、
前記第1の面のうち前記第2の面と接していない部分にて前記第1のヒートスプレッダに取り付けられ、光を処理して出力する光処理回路と、
前記第2の面の反対面にて前記第2のヒートスプレッダに取り付けられ、前記光処理回路から出力された光を増幅して出力する光増幅器と、
を備える、光学モジュール。
続きを表示(約 1,300 文字)
【請求項2】
前記光処理回路は、前記光を出力する光出力ポートを備え、
前記光増幅器は、前記光出力ポートから出力された光が入力される光入力ポートを備え、
前記第2のヒートスプレッダの厚みは、前記光処理回路の底面から前記光出力ポートまでの第1の長さと、前記光増幅器の底面から前記光入力ポートまでの第2の長さと、の差分である、
請求項1に記載の光学モジュール。
【請求項3】
前記第2の面の反対面にて前記第2のヒートスプレッダに取り付けられ、前記光処理回路に光を出力する光源をさらに備える、
請求項1に記載の光学モジュール。
【請求項4】
前記第1の面のうち前記第2の面と接していない部分にて前記第1のヒートスプレッダに取り付けられ、前記光増幅器から出力された光を、その出力方向に透過させるアイソレータをさらに備える、
請求項3に記載の光学モジュール。
【請求項5】
前記第2のヒートスプレッダは、平面視において、正方形又は長方形の対角の2角に切り欠き部が形成されたZ形状であり、
前記アイソレータは、前記第1の面のうち前記第2の面と接しておらず、かつ、一方の前記切り欠き部に対応する部分にて前記第1のヒートスプレッダに取り付けられ、
前記光処理回路は、前記第1の面のうち前記第2の面と接しておらず、かつ、他方の前記切り欠き部に対応する部分にて前記第1のヒートスプレッダに取り付けられる、
請求項4に記載の光学モジュール。
【請求項6】
前記光学モジュールは、パッケージに搭載され、
前記第2のヒートスプレッダは、前記第2の面の反対面に、前記パッケージの端子と前記光処理回路の端子とを接続するための配線が設けられている、
請求項5に記載の光学モジュール。
【請求項7】
前記第1のヒートスプレッダ及び前記第2のヒートスプレッダは、それぞれ、互いに異なる金属板により形成される、
請求項1から6のいずれか1項に記載の光学モジュール。
【請求項8】
前記第1のヒートスプレッダ及び前記第2のヒートスプレッダは、1枚の金属板により形成される、
請求項1から6のいずれか1項に記載の光学モジュール。
【請求項9】
前記第2の面の反対面よりも面積の小さい第3の面を有し、前記第3の面と前記第2の面の反対面とが接した上で前記第2のヒートスプレッダに取り付けられる第3のヒートスプレッダと、
前記第3の面の反対面にて前記第3のヒートスプレッダに取り付けられ、前記光処理回路に光を出力する光源と、をさらに備え、
前記光増幅器は、前記第2の面の反対面のうち前記第3の面と接していない部分にて前記第2のヒートスプレッダに取り付けられる、
請求項1又は2に記載の光学モジュール。
【請求項10】
前記第1のヒートスプレッダ、前記第2のヒートスプレッダ、及び前記第3のヒートスプレッダは、互いに異なる金属板により形成される、
請求項9に記載の光学モジュール。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、光学モジュールに関する。
続きを表示(約 1,500 文字)
【背景技術】
【0002】
光学モジュールの一例として、SiP(Silicon Photonics)素子とSOA(Semiconductor Optical Amplifier)及びBOA(Booster Optical Amplifier)とを組み合わせて構成されるレーザーユニットが挙げられる。
上述したレーザユニットにおいては、SiP素子、SOA、及びBOAが発熱体となり、温度制御が必要となる。
【0003】
ここで、発熱体を、TEC(Thermo Electric Cooler)において、より低い消費電力で冷却するには、TECでの吸熱効率を高くすることが効果的である。
また、TECでの吸熱効率を高くするためには、ヒートスプレッダにより発熱体の熱をTECに満遍なく拡散する構造が有効である。なお、ヒートスプレッダを用いた放熱機構については、例えば、特許文献1に開示されている。
【0004】
そのため、上述したレーザユニットにおいては、ヒートスプレッダに、SiP素子、SOA、及びBOAを接した上で取り付けて、SiP素子、SOA、及びBOAの熱をヒートスプレッダにより拡散することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2019-145536号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上述したレーザユニットにおいて、SiP素子を低コストで形成するためには、SiP素子に接するヒートスプレッダの厚みの自由度を低くすること、例えば、一定の厚みにすることが有効である。
【0007】
また、上述したレーザユニットの構造面を考慮すると、SiP素子、SOA、及びBOAに接するヒートスプレッダを、同じヒートスプレッダにすることが有効である。しかし、この構造の場合、SiP素子よりも、SOA及びBOAの方が、発熱量が多いにもかかわらず、SOA及びBOAに接するヒートスプレッダの厚みが、SiP素子に接するヒートスプレッダと同じ厚みになってしまう。そのため、上述した構造では、SOA及びBOAの熱を十分に拡散することができないという問題がある。
【0008】
以下、上述した問題について、SOA及びBOAのうちBOAを例に挙げて、図1を参照して説明する。図1の上図は、BOAに接するヒートスプレッダの厚みに対する、下面放熱幅及びトータル温度上昇の関係を表すグラフを示している。また、図1の下図は、BOAに接するヒートスプレッダの厚みが、それぞれ約200[μm]及び約600[μm]であるときの、BOAの熱の拡散の様子を示している。
【0009】
図1に示されるように、BOAに接するヒートスプレッダの厚みが約200[μm]である場合、下面放熱幅を十分に確保できない。そのため、BOAに接するヒートスプレッダは、熱拡散が不十分となり、TECでの吸熱効率が悪くなる。ただし、BOAに接するヒートスプレッダの温度上昇は迎えられる。
【0010】
一方、BOAに接するヒートスプレッダの厚みが約600[μm]である場合、下面放熱幅を十分に確保できる。そのため、BOAに接するヒートスプレッダは、熱拡散が十分となり、TECでの吸熱効率が高くなる。また、BOAに接するヒートスプレッダの温度上昇も迎えられる。
(【0011】以降は省略されています)
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