CN102545035A - 光学模块 - Google Patents

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Abstract

抑制半导体激光器中由于码型效应而可能发生的光输出波形的劣化。包括具有P侧电极以及N侧电极的半导体激光器，以及驱动该半导体激光器从而使与通过差动传送被传送的电子数字信号的模式相对应的光学信号从该半导体激光器输出的半导体激光驱动器电路的光学模块，半导体激光驱动电路中，具有通过差动传送被传送的非反相数据的正极侧端子与负极侧端子，以及通过差动传送被传送的反相数据的正极侧端子与负极侧端子，所述非反相数据其中一侧的端子与所述半导体激光器其中一侧的电极电连接的同时，所述非反相数据的另一侧的端子与所述反相数据其中一侧的端子以及所述反相数据另一侧的端子则各自连接于所述半导体激光器的另一侧的电极。

Description

光学模块
技术领域
本发明关于应用在光学通信系统中的光学模块，特别地，关于利用把电子信号转换为光学信号进行输出的半导体激光器的光学模块。
背景技术
例如专利文献1的图2所示，应用在光学通信系统中的光学模块，是通过半导体激光驱动器驱动半导体激光器，把电子信号转换为光学信号，利用该光学信号通过光纤电缆进行数据传送。
随着现在通信容量的增加，有必要增大光学通信系统的比特率，既提高驱动半导体激光器的变频速度。但是，由于对半导体激光器进行高速变频会发生码型效应，因此会产生从半导体激光器的光学波形输出发生劣化的问题。关于此问题，将参照图1至图6进行说明。
图1为光学模块的结构示意图，图1（B）为俯视图，图1（A）为侧视图。该光学模块具有从外部通过用于数据输入的印刷电路651，652输入电子数字信号，把该电子数字信号的数据列从半导体激光器610作为光学数字信号输出的功能（电子/光学转换动能，O/E转换功能）。由于光学模块同时具有把从半导体激光器610输出的光结合到光纤的功能，实际上光学输出是由光纤进行输出，但在此略过与光纤有关的内容。
具体地，在光学模块中，电子数字信号的非反相数据（Data+（D+））和反相数据（Data-（D-））被差动传送并各自通过印刷电路651和652，被输入到半导体激光驱动器IC620。然后，半导体激光器驱动器IC620驱动半导体激光器610，使相当于电子数字信号数据列的光学数字信号从该半导体激光器输出。
图2为图1所示的光学模块中半导体激光器610与半导体激光驱动器IC620部分的连接状态示意图，图3A为该部分的线路图。并且，在图3A所示的线路中，图3B为图2所示的半导体激光驱动器IC620部分的线路图，图3C为半导体激光器610部分的线路图（部件编号）。
如图2所示，半导体激光器610是由P侧电极611，P型半导体612，活性层613，N型半导体614以及N侧电极615从上而下层积而形成。另外，在半导体激光驱动器IC620中，具有与印刷电路651，652连接的接线端子625，626，，与电子数字信号的模式相对应于非反相数据（D+）和反相数据（D-）通过差动传送被传送并输入至该印刷电路；以及用于把被输入的非反相（D+）与反相数据（D-）输入半导体激光器610等的接线端子621，622，623以及624。接线端子621为非反相数据（D+）的+端子（正极侧端子），接线端子622为非反相数据（D+）的-端子（负极侧端子）。接线端子623为反相数据（D-）的+端子（正极侧端子），接线端子624为反相数据（D-）的-端子（负极侧端子）。
半导体激光器610与半导体激光驱动器IC620的连接方式为，首先，半导体激光驱动器IC620中非反相数据（D+）的+端子621连接于半导体激光器610的P侧电极611，非反相数据（D+）的-端子622连接于半导体激光器610的N侧电极615。半导体激光驱动器IC620上反相数据（D-）的+端子623则通过电阻器630连接于反向数据（D-）的-端子624。
另外，如图3B所示，在半导体激光驱动器IC620中，设有由2个（一对）晶体管所形成的差动开关电路662。在此部分的恒流电路661中流入电流被控制在一定数值的直流电时，与非反相数据（Data+：D+）与反向数据（Data-：D-）的数据值（“1”或者“0”）相对应地，一方的晶体管变为SW-ON状态的同时，另一方晶体管则变为SW-OFF状态，电流将流入处于SW-ON状态一侧的晶体管。
即，当Data+=“1”时（Data-=“0”），半导体激光器610一侧的电流处于ON状态，电阻器630一侧的电流处于OFF状态。相反地，当Data+=“0”时（Data-=“1”），半导体激光器610一侧的电流处于OFF状态，电阻器630一侧的电流处于ON状态。根据这样的结构，与被差动传送的电子数字信号的非反相数据（Data+）的电子数字信号数据列相对应的光学数字信号列，从半导体激光器610的激光输出孔610a被输出。
专利文献1：特开2008-235619号公报
然而，在所述光学模块的半导体激光器610的驱动中，根据输入信号的数字数据的数据列模式，可能会产生从半导体激光器610输出的光信号发生劣化，即码型效应的问题。在此，对这个问题即码型效应的原因进行说明。
以下为了说明，图4所示为上述图1所示的构成光学通信模块的半导体激光器610以及半导体激光驱动器IC620的连接电路。在此图中符号S1，S2所示的半导体激光器610与半导体激光驱动器IC620之间，以焊线641～644电连接，且此部分流入交流电。另一方面，由于焊线中含有线圈成分，因此在该部分流入交流电时，在焊线的两端会产生电位差。即，在焊线上会产生多余的阻抗。
在此，若对符号642所示的焊线进行观察，由于该焊线642上产生的多余阻抗，会导致在接地端子G与半导体激光器610的N侧电极之间产生电位差。因此，会使流入半导体激光器610的电流的电流值由于阻抗而减少，从而产生从半导体激光器610输出的光学信号发生劣化的问题。
特别地，越提高光学通信模块的传送容量（即比特率），则越有必要提高半导体激光器610的变频速度，而使上述的光学信号劣化的问题越加显著。即，由于往线圈流入交流电时，会使线圈产生多余的阻抗，因此频率变得越高电流越难以通过。以下参照图5进行说明。
首先，如图5所示，往线圈流入交流电时，在线圈的两端，会产生电位差（电压）V(t)=L・dI(t)/dt。把交流电作为正弦波，以I(t) = I0・exp（jωt）表示（j：虚数、I0：振幅电流、ω：交流电的角频、t：时间），则电压为V(t) = L・dI(t)/dt = jωLI(t)，在线圈L上的交流电的阻抗Z则为Z = V(t)/I(t) = jωL。据此可得知，当交流电的频率越高（ω越大），阻抗Z越大，电流则越难以通过。
以下利用图6（A）～（D）继续进行说明。图6（A）～（D）为在光学模块中输入数字信号的排列与半导体激光器的光输出波形之间的关系的示意图（横轴：时间，纵轴：光输出强度）。
图6（A）所示为当输入信号的数据排列为「0,0,0,…….,0」时的光输出波形示意图，此时的光输出波形在所有的时间内为第二的光输出级别（L2）。接下来，图6（B）所示为当输入信号的数据排列为「1,1,1,…….,1」时的光输出波形示意图，此时的光输出在所有时间内为第一的光输出级别（L1）。
接下来，图6（C）所示为当输入信号的数据排列为「1,1,0,0,1,1,0,0,….」时的光输出波形示意图，此时，相当于数据“1”的光输出变为第三的光输出级别（L3），该第三的光输出级别低于第一的光输出级别。这是因为往半导体激光器流入交流电时，由于在焊线上产生阻抗而使流入半导体激光器的电流减少，从而使在“1”级别的光输出强度降低。
更进一步地，图6（D）所示为当输入信号的数据排列为「1,0,1,0,1,0,1,0,….」时的光输出波形示意图，此时，相当于数据“1”的光输出变为第四的光输出级别（L4），该第四的光输出级别低于第三的光输出级别。这是因为在图6（D）中，输入信号的数据排列的频率比图6（C）中的频率更高，从而如参照图5进行的说明，频率越高在线圈上产生的阻抗变得越高，使流入半导体激光器的电流进一步减少。
在上述中仅对输入信号的数据排列有周期性的情况进行了说明，但在实际中，由于输入信号的数据排列中“1”以及“0”被混合地排列，导致由各种各样的频率的排列对半导体激光器进行驱动，因此相对应地半导体激光器的波形也会产生劣化。据此，根据输入数据的排列方式，会产生光输出波形劣化的码型效应。另外，上述的“交流电”并非一般所说的正弦波的电流，而是服从于数字数据排列的所谓“数据电流”（或者“被变频的电流”）。
如上所述，本发明的目的为，在维持光学模块的传送容量的增大化的同时，解决半导体激光器中由于码型效应而可能发生的光输出波形劣化的问题。
发明内容
为了达到上述目的，作为本发明其中一种形态的光学模块具有以下结构，
具有包括P侧电极以及N侧电极的半导体激光器；以及驱动该半导体激光器从而使与通过差动传送被传送的电子数字信号的模式相对应的光学信号从该半导体激光器输出的半导体激光驱动器电路；
所述半导体激光驱动电路中，具有通过差动传送被传送的非反相数据的正极侧端子与负极侧端子，以及通过差动传送被传送的反相数据的正极侧端子与负极侧端子；
所述非反相数据其中一侧的端子与所述半导体激光器其中一侧的电极电连接的同时，所述非反相数据的另一侧的端子与所述反相数据其中一侧的端子以及所述反相数据另一侧的端子则各自连接于所述半导体激光器的另一侧的电极。
另外在所述光学模块中具有以下结构，所述半导体激光驱动电路中所具备的所述各端子，各自通过一定长度的信号线连接于所述半导体激光器的各电极。
根据所述结构的光学模块，首先，设置于半导体激光驱动电路的非反相数据的正极侧端子以及负极侧端子其中一侧的端子，与半导体激光器的P侧电极以及N侧电极其中一侧的电极电连接的同时，非反相数据的另外一侧的端子与半导体激光器的另外一侧电极电连接。另外，设置于半导体激光驱动电路的反相数据的其中一侧以及另外一侧的各端子各自与半导体激光器另外一侧的电极电连接。因此，从半导体激光器会输出与通过差动传送被传送的电子数字信号的模式相对应的光学信号。
特别地，在本发明中，由于半导体激光器另外一侧的电极与反相数据的各端子各自连接，因此在半导体激光器另外一侧的电极与非反相数据的另外一侧的端子之间，以及半导体激光器另外一侧的电极与反相数据另外一侧的端子之间将会各自流入直流电。此时，即使它们之间通过一定长度的信号线被连接，在相关的信号线产生的阻抗为0，因此即使频率变高也可以抑制电流值的减少。从而可以在维持光学模块的传送容量的增大化的同时，抑制半导体激光器中由于码型效应而可能发生的光输出波形的劣化。
另外，所述光学模块还具有以下结构，与所述半导体激光器的所述其中一侧的电极连接的，所述半导体激光驱动电路中与所述非反相数据其中一侧的端子同一极性的所述反相数据其中一侧的端子，与所述半导体激光器另外一侧的电极之间，电连接有具有一定电阻值的电子部件。
例如，所述电子部件可以为具有与所述半导体激光器的电阻值相对应电阻值的电阻器。另外，所述电子部件可以为具有与所述半导体激光器同一特性的其他的半导体激光器。所述电子部件还可以为热电制冷元件，把所述热电制冷元件配置在装有所述半导体激光器的基板上所述半导体激光器的安装位置的反面，通过形成在所述基板上的通孔电极，把所述反相数据的所述其中一侧的端子与所述热电制冷元件电连接的同时，把该热电制冷元件与所述半导体激光器的所述另外一侧的电极电连接，并使构成所述热电制冷元件的吸热部与所述基板上半导体激光器的安装位置的反面接触的同时，设置与构成该热电制冷元件的发热部接触的放热板。
如上所述，在反相数据的信号线上，通过设置与设在非反相数据一侧的半导体激光器具有同一电阻值或特性的电阻器或其他的半导体激光器，或更进一步地设置热电制冷元件等具有一定电阻值的电子部件，会使非反相数据与反相数据的信号线上具有同一电阻值，因此可以使电路的运作更稳定，使光输出的波形特性得到提升。在设有所述热电制冷元件的情况下，还可以进一步地冷却半导体激光器，从而提高光学模块自身的可靠性。
另外，在所述光学模块中，具有例如以下结构，
所述半导体激光器的所述其中一侧的电极为P侧电极，所述另外一侧的电极为N侧电极，
所述半导体激光驱动电路的所述非反相数据的所述其中一侧的端子为正极侧端子的同时，所述非反相数据的所述另外一侧的端子为负极侧端子，
所述半导体激光驱动电路的所述反相数据的所述其中一侧的端子为正极侧端子的同时，所述反相数据的所述另外一侧的端子为负极侧端子。
在上述光学模块中，具有例如以下结构，
所述半导体激光器的所述其中一侧的电极为N侧电极，所述另外一侧的电极为P侧电极，
所述半导体激光驱动电路的所述非反相数据的所述其中一侧的端子为负极侧端子的同时，所述非反相数据的所述另外一侧的端子为正极侧端子，
所述半导体激光驱动电路的所述反相数据的所述其中一侧的端子为负极侧端子的同时，所述反相数据的所述另外一侧的端子为正极侧端子。
另外，在上述光学模块中具有以下结构，与所述半导体激光器邻接地设有与所述半导体激光驱动电路电连接的光接收元件。
通过以上结构，如上所述地在半导体激光器的电极将不会流入交流电，而是流入直流电，从而可以抑制电磁波的发生。因此，即使把半导体激光器与光接收元件邻接地配置，也可以抑制光接收元件的接收感度的劣化。从而，可以使光学模块小型化的同时提高其性能。
另外，作为本发明另一种形态的并列配置型光学模块中，具有把一个以上所述光学模块并列地进行配置的结构。而在所述并列配置型光学模块中，具有所述各光学模块的各另外一侧的电极由共同电极构成的结构。
如上所述，即使是把一个以上的光学模块并列地配置也可以使各光学模块的各另外一侧的电极间的电位保持一致。因此可以抑制在各光学模块间发生串扰，从而抑制光波形的劣化。
本发明通过以上的结构，在维持光学模块的传送容量的增大化的同时，可以抑制半导体激光器中由于码型效应而可能发生的光输出波形的劣化。
附图说明
图1为与本发明有关的光学模块的结构示意图；
图2为图1所示的光学模块结构的一部分的示意图；
图3A为图1所示的光学模块的电路图；
图3B为图3A所示的光学模块电路图的一部分的示意图；
图3C为图3A所示的光学模块电路图的一部分的示意图；
图4为图1所示的光学模块结构的问题点的说明图；
图5为图1所示的光学模块结构的问题点的说明图；
图6为图1所示的从光学模块输出的光学信号的一个例子的示意图；
图7为本发明实施例1中的光学模块结构的示意图；
图8为图7所示的光学模块结构的一部分的示意图；
图9为图7所示的光学模块结构的一部分的示意图；
图10为本发明实施例1中的光学模块结构的变换形态的示意图；
图11为本发明实施例1中的光学模块结构的变换形态的示意图；
图12为本发明实施例1中的光学模块结构的变换形态的示意图；
图13为本发明实施例1中的光学模块结构的变换形态的电路示意图；
图14为与本发明实施例2中的并列配置型光学模块进行比较的其他光学模块的结构示意图；
图15为与本发明实施例2中的并列配置型光学模块进行比较的其他光学模块的结构示意图；
图16为与本发明实施例2中的并列配置型光学模块进行比较的其他光学模块的结构示意图；
图17为本发明实施例2中的并列配置型光学模块的结构示意图；
图18为图17所示的并列配置型光学模块的电路图；
图19为本发明实施例2中的并列配置型光学模块结构的变换形态的电路示意图；
图20为本发明实施例3中的光学模块的结构示意图；
图21为与图20所示的并列配置型光学模块进行比较的其他光学模块的结构示意图。
具体实施方式
< 实施例 1>
以下参照图7至图13说明本发明的实施例1。图7至图9为本实施例中光学模块的结构示意图，图10至图13为光学模块的变换形态的示意图。
本发明中的光学模块1适用于光学通信系统。具体地，如图7（A）的俯视图以及图7（B）的侧视图所示，基板1上具有半导体激光器10与半导体激光驱动器IC（电路）。通过利用半导体激光驱动器IC（电路）20驱动半导体激光器10，在活性层13把电子信号转换为光学信号，再利用箭头所示的从激光射出口10a输出的光学信号，通过光纤电缆（未图示）进行数据的传送。另外，本实施例中的光学模块可以作为光发送机，也可以如后面所述通过设置光接收元件成为光收发机。
以下对本实施例中的光学模块的具体结构进一步地进行说明。图8为图7所示的光学模块中半导体激光器10与半导体激光驱动器IC20部分的连接状况的示意图，图9为该结构的一部分的电路图。
首先，如图8所示，半导体激光器10是由P侧电极11，P型半导体12，活性层13，N型半导体14以及N侧电极15从上而下层积而形成。另外，半导体激光驱动器IC20上形成有与被输入通过差动传送被传送的电子数字信号的模式相对应的非反相数据（D+）和反相数据（D-）的印刷线路51，52连接的接线端子25，26；以及用于把被输入的非反相（D+）与反相数据（D-）输入半导体激光器10等的接线端子21，22，23以及24。接线端子21为非反相数据（D+）的+端子（正极侧端子），接线端子22为非反相数据（D+）的-端子（负极侧端子）。接线端子23为反相数据（D-）的+端子（正极侧端子），接线端子24为反相数据（D-）的-端子（负极侧端子）。
如图9所示，半导体激光驱动器IC20连接有直流偏压电源61与恒流电路62，并具有由2个（一对）晶体管构成的差动开关电路63，且被控制在一定数值的直流电流入该电路。通过所述接线端子25，26，被差动传送的非反相数据（D+）与反相数据（D-）的数据值（“1”或“0”）被输入差动开关电路63，从而与该被输入的数据值相对应地，一方的晶体管变为SW-ON状态的同时，另一方的晶体管则变为SW-OFF状态，且电流流入变为SW-ON状态的一方的晶体管。根据这样的结构，与被差动传送的电子数字信号的非反相数据（Data+）的电子数字信号数据列相对应的光学数字信号列从半导体激光器10被输出。另外，在图9中，“D+”为非反相数据的输入端子，“D-”为反相数据的输入端子，“Vcc”为直流偏压电流，“G”为接地端子。
在此，参照图8至图9对半导体激光器10与半导体激光驱动器IC20之间的电连接状态进行说明。首先，半导体激光驱动器IC20的非反相数据（D+）的+端子21连接于半导体激光器10的P侧电极11，非反相数据（D+）的-端子22连接于半导体激光器10的N侧电极15。另外，半导体激光驱动器IC20的反相数据（D-）的+端子23通过电阻器30连接于半导体激光器10的N侧电极15，反向数据（D-）的-端子24也连接于半导体激光器10的N侧电极15。即，非反相数据（D+）的-端子22，反相数据（D-）的+端子23（通过电阻器30），以及反相数据（D-）的-端子24各自连接于半导体激光器10的N侧电极15。
各端子21～24各自通过一定长度的焊线41～44，与半导体激光器10的各电极11，15以及电阻器30之间连接。但是，各端子等并不限于通过焊线41～44进行连接，还可以通过印刷线路等信号线进行连接。
另外，所述的电阻器30的电阻值，可以为与半导体激光器10的电阻值相对应的同一数值。根据这样的结构，由于非反相数据（D+）与反相数据（D-）的信号线上具有同一的电阻值，因此电路的运转会更稳定。但是，电阻器30的电阻值并不仅限于与半导体激光器10的电阻值同一的数值，而可以如后所述地用具有一定电阻值的其他电子部件代替电阻器30，或者不连接其他电子机械部件而仅仅以焊线进行连接。
如上所述，通过把半导体激光器10与半导体激光驱动器IC20进行连接，图9中符号A1与A2所示的部分，即符号41，43所示的焊线中会流入交流电，而符号B1以及B2所示的部分，即半导体激光器10的N侧电极15与非反相数据（D+）的-端子22之间，以及半导体激光器10的N侧电极15与反相数据（D-）的-端子24之间，则会各自流入直流电。此时，利用参照图5进行说明的等式，会变成dI(t)/dt=0，因此在这些部分B1，B2的焊线42，44上所产生的阻抗会变为“0”，从而半导体激光器10的N侧电极15的电位将不受输入数据的模式排列的影响而保持稳定。
根据这样的结构，即使输入数据的模式排列的频率变高，仍可以抑制流入的电流值的减少，降低码型效应的发生。从而可在维持光学模块的传送容量的增大化的同时，抑制半导体激光器中由于码型效应而可能发生的光输出波形的劣化。
以下参照图10至图13对上述结构的光学模块的变换形态进行说明。图10为实施例1的第1变换形态中的光学模块的结构示意图。图10（A）为俯视图，图10（B）为侧视图。如图10所示的光学模块虽然与上述图7所示的光学模块具有大致同样的结构，但不同点在于没有装备电阻器30。即图10所示的光学模块中，半导体激光器10的N侧电极15与半导体激光驱动器IC20的反相数据（D-）的+端子23直接通过焊线43被连接。
在这种情况下，与上述同样地，半导体激光器10的N侧电极15与非反相数据（D+）的-端子22之间，以及半导体激光器10的N侧电极15与反相数据（D-）的-端子24之间，会各自流入直流电，因此可减少码型效应的发生。
接下来，图11为实施例1的第2变换形态中的光学模块的结构示意图。图11（A）为俯视图，图11（B）为侧视图。如图11所示的光学模块虽然与上述图7所示的光学模块具有大致同样的结构，但与半导体激光器10具有同一特性的其他的虚拟半导体激光器31取代电阻器30被连接在半导体激光器10的N侧电极15与半导体激光驱动器IC20的反相数据（D-）的+端子23之间。另外，虚拟半导体激光器31实际上并不输出光学信号，或者即使输出光学信号该信号也不被利用。
在这种情况下，与上述同样地，半导体激光器10的N侧电极15与非反相数据（D+）的-端子22之间，以及半导体激光器10的N侧电极15与反相数据（D-）的-端子24之间，会各自流入直流电，因此可降低码型效应的发生。特别地，由于在非反相数据与反相数据的信号线上处于同样的状态，因此可以电路的运转变得稳定，从而更进一步地提高光输出的波形特性。
接下来，图12为实施例1的第3变换形态中的光学模块的结构示意图。图12（A）为俯视图，图12（B）为侧视图，图12（C）为图12（A）的上方的侧视图。如图12所示的光学模块虽然与上述图7所示的光学模块具有大致同样的结构，但热电制冷元件32取代电阻器30被连接在半导体激光器10的N侧电极15与半导体激光驱动器IC20的反相数据（D-）的+端子23之间。
具体地，热电制冷元件32配置在与设有半导体激光器10的基板1的表面一侧相反的反面一侧，特别地，位于与半导体激光器10的配置位置正相反的位置，且热电制冷元件32的吸热部接触于基板1被设置。另外，在热电制冷元件32的吸热部的相反一侧的发热部上设置有与其接触的放热板33。
在基板1上，形成有表里之间可相互进行电连接的通孔电极34，35。热电制冷元件32通过通孔电极34与焊线43与半导体激光驱动器IC20中反相数据（D-）的+端子23电连接，且通过通孔电极35与半导体激光器10的N侧电极电连接。据此，半导体激光器10的N侧电极15与半导体激光驱动器IC20中反相数据（D-）的+端子23，通过焊线43与热电制冷元件32与半导体激光器10连接。
在这种情况下，与上述同样地，半导体激光器10的N侧电极15与非反相数据（D+）的-端子22之间，以及半导体激光器10的N侧电极15与反相数据（D-）的-端子24之间，会各自流入直流电，因此可降低码型效应的发生。特别地，由于热电制冷元件32的电阻值，非反相数据与反相数据的信号线上处于同样的状态，因此可以电路的运转变得稳定。再加上热电制冷元件32可以冷却半导体激光器，从而可提高光学模块自身的可靠性。
接下来，图13为实施例1的第4变换形态中的光学模块的电路示意图。图13所示的光学模块与上述图7所示的光学模块相比，把半导体激光器10的P侧电极与N侧电极各自倒换，且把半导体激光驱动器IC20的非反相数据（D+）以及反相数据（D-）的+端子21，-端子22各自倒换。即本发明适用于N基板的半导体激光器或P基板的半导体激光器的其中任意一个。
具体地，在图13所示的例子中，半导体激光器10与半导体激光驱动器IC20之间的电连接状态为，首先，半导体激光驱动器IC20的非反相数据（D+）的+端子22’连接于半导体激光器10的P侧电极，非反相数据（D+）的-端子21’连接于半导体激光器10的N侧电极。同时，半导体激光驱动器IC20的反相数据（D-）的+端子24’连接于半导体激光器10的P侧电极，反相数据（D-）的-端子23’也通过电阻器连接于半导体激光器10的P侧电极。即，非反相数据（D+）的+端子22’，反相数据（D-）的+端子24’，以及反相数据（D-）的-端子23’（通过电阻器30）各自与半导体激光器10的P侧电极连接。另外，电阻器30并非必须被连接，而是如上述的第1～第3变换形态，可以用虚拟半导体激光器或热电制冷元件代替电阻器30被连接，又或者不连接任何电子部件而仅以焊线连接。
在以上的情况下，在半导体激光器10的电极与半导体激光驱动器20的一部分端子之间会流入直流电，而使相关部位的阻抗变为“0”，从而可以如上述同样地减低码型效应的发生。
〈实施例2〉
接下来，参照图14至图19说明本发明的实施例2。图14至图16为与本发明进行比较的并列配置型光学模块的结构示意图。图17至图19为本实施例中的并列配置型光学模块的结构示意图。
本实施例中的并列配置型光学模块具有半导体激光器阵列，该阵列由一个以上的上述实施例1中说明的光学模块并列地配置所构成。通过这样把一个以上并列配置的光学模块应用在光学通信系统中，可以提高光学通信的通信容量。例如， 1个频道的通信容量为10Gb/s的光学通信功能，通过并列配置4个频道使之构成并列配置型光学模块，可得到合计40Gb/s通信容量的光学模块。
在此，作为本发明的并列配置型光学模块的比较对象，将对对比用并列配置型光学模块进行说明。图14所示的对比用并列配置型光学模块中，并列配置有一个以上在上述背景技术中进行说明的图1所示的光学模块，具有由N侧电极构成共同电极的半导体激光器阵列100。且图14所示的对比用并列配置型光学模块具有4个半导体激光器110即4个频道C1～C4的半导体激光器阵列100。与之相对应地，在半导体激光驱动器IC120中，具有与各半导体激光器110的各电极各自连接的端子121～136。
图14所示的对比用并列配置型光学模块中，具有从半导体激光驱动器IC120各频道的非反相数据（D+）的+端子121，133等各自独立地以电流驱动各半导体激光器110各频道的结构。各半导体激光器的N侧电极在各频道之间为共通（Common cathode结构），各自连接于半导体激光驱动器IC120的非反相数据（D+）的-端子122，134等。另外，由于半导体激光驱动器IC120的非反相数据（D+）的-端子122，134等在IC内部各自为短路电路，因此该-端子122，134等为“相等电位”。
但是，如果以独立的数据驱动半导体激光器阵列100的各频道，在连接共同电极的N侧电极115与半导体激光驱动器IC120的端子122，134等之间的焊线142，154等中会流入交流电，而由于该焊线142，154等的线圈成分，在其两端会产生电位差。于是，半导体激光器阵列100的N侧电极115的电位会由于各频道的数据模式（数据排列）会产生变动，从而在各频道会发生干扰。因此，在各频道之间的光输出会出现串扰的问题。
例如，在图14中，首先仅使半导体激光器阵列100的第一频道C1运作，而不使半导体激光器阵列100的第二至第四频道C2～C4运作的情况下，把从第一频道C1输出的光波形作为第一光波形。接下来，使半导体激光器阵列100的第一频道C1以及第二频道C2运作，而不使第三，第四频道C3，C4运作的情况下，把从第一频道C1输出的光波形作为第二光波形。此时，由于使第二频道C2运作而产生的半导体激光器阵列100的共同电极的电位的变化量，会对第一频道C1的运作产生不良影响，从而与第一波形相比第二波形会产生劣化。即，与仅仅驱动自身频道的时候相比，驱动其他频道时会发生使自身频道的光波形劣化的串扰。
另一方面，为了减少上述频道之间的串扰，如图15所示地，可以把各半导体激光器210的N侧电极分离出来设置在绝缘基板216上形成极性独立分离型的半导体激光器阵列200。但是，由于半导体激光器阵列200的结构以及制造变得复杂，这种方法会引起成本高昂的问题。并且从结构上会使阻抗变高，从而产生长期利用的可靠性以及使用环境温度的限制等问题。
为了减少上述的频道之间的串扰，如图16所示地，还可以把一个以上的半导体激光器310邻接地进行配置。但是，这种配置一个以上激光器的方法，会产生安装成本高昂，且难以把光学模块进行小型化的问题。
与以上相对比，如上述的实施例1中进行的说明，本实施例中的并列配置型光学模块的特点在于半导体激光器与半导体激光驱动IC之间的连接部分。
具体地，在本实施例的并列配置型光学模块中，如图17以及图18所示，设有半导体激光器阵列400，其具有由一个以上的半导体激光器410的N型半导体基板414与N侧电极415一体构成的共同电极。且在本实施例的半导体激光驱动器IC420中，在每一个半导体激光器410即每一个频道C1～C4上，设有与各半导体激光器410的各电极连接的各端子421～436。
并且，各半导体激光器410与半导体激光驱动器IC420之间的电连接状态为，在各频道C1～C4中，非反相数据（D+）的+端子421，433等各自连接于各半导体激光器410的P侧电极，非反相数据（D+）的-端子422，434等各自连接于半导体激光器阵列400的共同电极415。另外，在各频道C1～C4中，反相数据（D-）的+端子123，135等通过电阻器460各自连接于半导体激光器阵列400的共同电极415，反相数据（D-）的-端子424，436等各自连接于半导体激光器阵列400的N侧共同电极415。
通过如上所述地把半导体激光器阵列400与半导体激光驱动器IC420进行连接，在构成各半导体激光器410共同电极的N侧电极415与半导体激光驱动器IC420的各端子421～436之间会流入直流电，从而使半导体激光器阵列400的共同电极的电位保持一致。因此，即使驱动其他频道也可以抑制自身频道的光波形发生劣化的串扰。
另外，以上虽然说明了4频道的半导体激光器阵列的结构，本发明的并列配置型光学模块中的半导体激光器阵列的频道数并不仅限于4频道，而可以由8阵列，12阵列等的多个频道构成。另外，在图17等所示的结构中，电阻器460并非必须被连接，而是如上述实施例1的第1～第3变换形态，可以以虚拟半导体激光器或热电制冷元件代替电阻器460被连接，又或者不连接任何电子部件而仅以焊线连接。
接下来，图19为实施例2的并列配置型光学模块的变换形态的电路示意图。图19所示的光学模块与上述图18所示的光学模块相比，把各半导体激光器410的P侧电极与N侧电极各自倒转，且把半导体激光驱动器IC420的非反相数据（D+）以及反相数据（D-）的各+端子421，-端子422各自倒转。即无论N基板的半导体激光器阵列还是P基板的半导体激光器阵列的任意一个本发明都能适用。
具体地，在图19所示的例子中，P侧电极为共通的半导体激光器阵列与半导体激光驱动器IC之间的电连接状态为，各频道的非反相数据（D+）的+端子连接于半导体激光器阵列的P侧电极，各频道的非反相数据（D+）的-端子连接于半导体激光器的N侧电极。同时，各频道的反相数据（D-）的+端子连接于半导体激光器阵列的P侧电极，反相数据（D-）的-端子也通过电阻器连接于半导体激光器阵列的P侧电极。另外，电阻器并非必须被连接，而是如实施例1的第1～第3变换形态，可以用虚拟半导体激光器或热电制冷元件代替电阻器被连接，又或者不连接任何电子部件而仅以焊线连接。
即使在以上的情况下，由于半导体激光器阵列的共同电极的电位保持一致，所以可以抑制串扰的发生。
〈实施例3〉
以下参照图20至图21说明本发明的实施例1。图20为本实施例中光学模块的结构示意图，图21是作为本实施例的比较对象的光学模块的结构示意图。
在本实施例的光学模块中，在上述实施例1进行说明的光学模块结构的基础上，还具有接收从半导体激光器输出的光学信号的光接收元件。即，本实施例的光学模块具有光收发机的功能。
具体地，在本实施例的光学模块中，与实施例1具有同样的结构的光学模块的基板500上邻接于半导体激光器510的位置上具有光接收元件570。该光接收元件570具有接收光的受光面570a，以及根据接收的光学信号输出电流信号的端子571，572。另外，半导体激光器510的激光输出孔510a与光接收元件的受光面570a之间的距离为例如250μm或500μm。
在具有半导体激光器的驱动功能以及光接收元件的驱动功能的驱动器IC520中，除了半导体激光器510的各电极，以及与用于输入数据的印刷电路551，552连接的各端子521～526之外，还具有光接收元件570；以及与用于输出来自光接收元件570的数据的印刷电路553，554连接的各端子527～530。
并且，半导体激光器510与驱动器IC520之间与上述实施例1同样地被连接。因此，电子数字信号从用于输入数据的印刷电路551，552被输入驱动器IC520的Din+端子525与Din-端子526，且与其数据模式对应的变频（交流）电流驱动半导体激光器510而使之变为光学信号对外输出。
另外，光接收元件570与驱动器IC520之间，光接收元件的输出端子571，572通过焊线546，546连接于驱动器IC520的端子527，528，该半导体激光驱动器IC520的Dout+端子529以及Dout-端子530，与用于数据输出的印刷电路553，554相连接。根据这样的结构，光接收元件570接收从外部输入的光学信号后，把对应于该光学信号模式的变频（交流）电流作为（电子）数字信号的数据模式，向用于输出数据的印刷电路553，554进行输出。
在此，假设半导体激光器510与驱动器IC520之间的连接状态为如图21所示的状态，即在背景技术中进行说明的图1所示的状态。这种情况下，如上所述地由于在半导体激光器510的电极板515中会流入交流电，因此从该部分会发射电磁波。此时，如果把半导体激光器510与光接收元件570相邻接地配置，则电磁波会混入光接收元件570的接收信号电流，使驱动器IC520无法把来自光接收元件570的接收信号正确地转换为电子数字信号，从而产生光接收元件的接收水平劣化的问题。特别地，虽然半导体激光器510的驱动电流大概为6mA～10mA，但由于来自光接收元件570的信号电流最小时为μＡ等级，因此接收水平劣化的问题尤为重大。
对此，如上述图20所示，通过本发明的结构，由于在半导体激光器510的电极板515中会流入直流电，因此从该半导体激光器510的电极板515发出的电磁波会消失。从而可抑制光接收元件570引起的光学线号的接收水平的劣化。
另外，本实施例的光学模块所具有的半导体激光器以及半导体激光驱动器IC可以为上述实施例中任意的半导体激光器以及半导体激光驱动器。

Claims (11)

1.一种光学模块，其特征在于包括：
具有P侧电极以及N侧电极的半导体激光器，以及驱动该半导体激光器从而使与通过差动传送被传送的电子数字信号的模式相对应的光学信号从该半导体激光器输出的半导体激光驱动器电路，
所述半导体激光驱动电路中，具有通过差动传送被传送的非反相数据的正极侧端子与负极侧端子，以及通过差动传送被传送的反相数据的正极侧端子与负极侧端子，
所述非反相数据其中一侧的端子与所述半导体激光器其中一侧的电极电连接的同时，所述非反相数据的另一侧的端子与所述反相数据其中一侧的端子以及所述反相数据另一侧的端子则各自连接于所述半导体激光器的另一侧的电极。
2.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述半导体激光驱动电路中所具备的所述各端子，各自通过一定长度的信号线连接于所述半导体激光器的各电极。
3.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，与所述半导体激光器的所述其中一侧的电极连接的，所述半导体激光驱动电路中与所述非反相数据其中一侧的端子同一极性的所述反相数据其中一侧的端子，与所述半导体激光器另外一侧的电极之间，电连接有具有一定电阻值的电子部件。
4.如权利要求3所述的光学模块，其特征在于，所述电子部件为具有与所述半导体激光器的电阻值相对应电阻值的电阻器。
5.如权利要求3所述的光学模块，其特征在于，所述电子部件为具有与所述半导体激光器同一特性的其他的半导体激光器。
6.如权利要求3所述的光学模块，其特征在于，所述电子部件为热电制冷元件，
把所述热电制冷元件，配置在安装所述半导体激光器的基板上所述半导体激光器的安装位置的反面，并通过形成在所述基板上的通孔电极，把所述反相数据的所述其中一侧的端子与所述热电制冷元件电连接的同时，把该热电制冷元件与所述半导体激光器的所述另外一侧的电极电连接，
并使构成所述热电制冷元件的吸热部与所述基板上所述半导体激光器的安装位置的反面接触的同时，设置有与构成该热电制冷元件的发热部接触的放热板。
7.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述半导体激光器的所述其中一侧的电极为P侧电极，所述另外一侧的电极为N侧电极，
所述半导体激光驱动电路的所述非反相数据的所述其中一侧的端子为正极侧端子的同时，所述非反相数据的所述另外一侧的端子为负极侧端子，
所述半导体激光驱动电路的所述反相数据的所述其中一侧的端子为正极侧端子的同时，所述反相数据的所述另外一侧的端子为负极侧端子。
8.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述半导体激光器的所述其中一侧的电极为N侧电极，所述另外一侧的电极为P侧电极，
所述半导体激光驱动电路的所述非反相数据的所述其中一侧的端子为负极侧端子的同时，所述非反相数据的所述另外一侧的端子为正极侧端子，
所述半导体激光驱动电路的所述反相数据的所述其中一侧的端子为负极侧端子的同时，所述反相数据的所述另外一侧的端子为正极侧端子。
9.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，与所述半导体激光器邻接地设有与所述半导体激光驱动电路电连接的光接收元件。
10.一种并列配置型光学模块，其特征在于，把一个以上的权利要求1所述的光学模块并列地进行配置。
11.如权利要求10所述的并列配置型光学模块，其特征在于，所述各光学模块的各另外一侧的电极由共同电极所构成。
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