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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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