CN113994250A - 光通信用器件及发送模块 - Google Patents

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Abstract

光通信用器件(1)构成为具备输出光的激光二极管(11)、具有阴极(12a)和阳极(12b)且根据施加到阴极(12a)与阳极(12b)之间的高频信号对从激光二极管(11)输出的光进行调制的EA调制器(12)、连接在阴极(12a)与阳极(12b)之间的电阻(13)、以及与电阻(13)串联连接且具有电感成分的图案线路(14)，激光二极管(11)及EA调制器(12)分别形成于高频线路基板(10)的表面(10a)或高频线路基板(1)的背面(10b)，图案线路(14)形成于高频线路基板(1)的侧面(10c)。

Description

光通信用器件及发送模块
技术领域
本发明涉及具备电场吸收型调制器的光通信用器件及发送模块，该电场吸收型调制器根据高频信号，对从激光二极管输出的光进行调制。
背景技术
在以下的专利文献1中，公开了一种将高频传输线路与EML(ElectroabsorptionModulator integrated with DFB Laser：与DFB激光器集成的电吸收调制器)组合而成的光电路。EML是集成了对光进行调制的电场吸收型调制器(以下称为“EA调制器”)的分布反馈型激光器。
专利文献1所公开的高频传输线路具备高阻抗线路部，该高阻抗线路部与作为EA调制器的电极的EA部并联连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-181543号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1所公开的高阻抗线路部具有电感成分。专利文献1所公开的高阻抗线路部所具有的电感成分有助于扩大EA调制器中的信号的通过频带。
但是，高阻抗线路部形成在高频传输线路具有的多个平面中的与形成有EA部等的平面相同的平面上，因此，存在导致形成有EA部等的平面的面积变大这样的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，得到一种能够不增大高频线路基板的表面面积或高频线路基板的背面面积而扩大EA调制器中的信号的通过频带的光通信用器件及发送模块。
用于解决问题的手段
本发明的光通信用器件具备：激光二极管，其输出光；电场吸收型调制器，其具有阴极和阳极，根据施加到阴极与阳极之间的高频信号，对从激光二极管输出的光进行调制；电阻，其连接在阴极与阳极之间；以及图案线路，其与电阻串联连接，具有电感成分，激光二极管和电场吸收型调制器分别形成于高频线路基板的表面，或者激光二极管和电场吸收型调制器分别形成于高频线路基板的背面，图案线路形成于高频线路基板的侧面。
发明的效果
根据本发明，光通信用器件构成为，激光二极管和电场吸收型调制器分别形成于高频线路基板的表面、或者激光二极管和电场吸收型调制器分别形成于高频线路基板的背面，图案线路形成在高频线路基板的侧面。因此，本发明的光通信用器件能够不增大高频线路基板的表面面积或高频线路基板的背面面积而扩大EA调制器中的信号的通过频带。
附图说明
图1是示出具备实施方式1的光通信用器件1的发送模块的结构图。
图2是示出实施方式1的光通信用器件1的立体图。
图3是示出实施方式1的光通信用器件1的等效电路。
图4是示出图2所示的光通信用器件1所具备的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果的说明图。
图5A是示出以能够看到光通信用器件1的第2侧面10e及侧面10f的方式记载的实施方式2的光通信用器件1的立体图，图5B是示出以能够看到光通信用器件1的第1侧面10d及侧面10f的方式记载的实施方式2的光通信用器件1的立体图。
图6是示出实施方式3的光通信用器件1的立体图。
图7是示出实施方式3的光通信用器件1的等效电路。
图8是示出电阻13的阻抗为35Ω、50Ω或60Ω的情况下的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果的说明图。
具体实施方式
以下，为了更加详细地说明本发明，按照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出具备实施方式1的光通信用器件1的发送模块的结构图。
图2是示出实施方式1的光通信用器件1的立体图。
图3是示出实施方式1的光通信用器件1的等效电路。在图3所示的等效电路中不包含光通信用器件1的激光二极管11。
在图1至图3中，发送模块具备光通信用器件1，发送由光通信用器件1所具备的电场吸收型调制器(以下称为“EA调制器”)12调制出的光。
光通信用器件1具备激光二极管11、EA调制器12、电阻13、图案线路14、信号线路21、接地端22及波导路23。
EML2是将调制后的光输出的器件，一体地形成有激光二极管11和EA调制器12。
在图2所示的光通信用器件1中，示出一体地形成有激光二极管11和EA调制器12的EML2。但是，不限于一体地形成激光二极管11和EA调制器12，激光二极管11和EA调制器12也可以为分开的硬件。
高频线路基板10是安装有光通信用器件1的基板。
光通信用器件1所包含的结构要素中的激光二极管11、EA调制器12、电阻13、信号线路21、接地端22及波导路23分别形成于高频线路基板10的表面10a。
在图1所示的光通信用器件1中，激光二极管11、EA调制器12、电阻13、信号线路21、接地端22及波导路23分别形成于高频线路基板10的表面10a。但是，这只不过是一例，激光二极管11、EA调制器12、电阻13、信号线路21、接地端22及波导路23分别也可以形成于高频线路基板10的背面10b。
光通信用器件1所包含的结构要素中的图案线路14形成于高频线路基板10的侧面10c。
另外，电阻13也可以不形成于高频线路基板10的表面10a或背面10b，而形成于高频线路基板10的侧面10c。
激光二极管11具有正侧的电极11a和未图示的负侧的电极。
在正侧的电极11a与负侧的电极之间施加正向的电压时，激光二极管11输出激光(以下称为“光”)。
从激光二极管11输出的光经由波导路23到达EA调制器12。
EA调制器12具有阴极12a和阳极12b。
阴极12a与传输作为高频信号的单端信号的信号线路21及图案线路14的另一端分别连接。
阳极12b与接地端22及电阻13的一端分别连接。
阴极12a和阳极12b配置在相互夹着波导路23的位置，该波导路23供从激光二极管11输出的光通过。
EA调制器12根据施加到阴极12a与阳极12b之间的高频信号，对从激光二极管11输出的光进行调制。
如果高频信号的信号电平为H电平，则EA调制器12吸收从激光二极管11输出的光。因此，从激光二极管11输出的光不通过EA调制器12，因此，不向光通信用器件1的外部输出光。H电平的信号电平例如是1.5[V]的电压。
另一方面，如果高频信号的信号电平为L电平，则EA调制器12不吸收从激光二极管11输出的光。因此，从激光二极管11输出的光通过EA调制器12，因此，向光通信用器件1的外部输出光。L电平的信号电平例如是0[V]的电压。
电阻13连接在阴极12a与阳极12b之间。具体而言，电阻13的一端与阳极12b及接地端22分别连接，电阻13的另一端与图案线路14的一端连接。
电阻13是用于实现与从阴极12a观察光通信用器件1的外部时的阻抗的匹配的终端电阻。
图案线路14与电阻13串联连接。具体而言，图案线路14的一端与电阻13的另一端连接，图案线路14的另一端与阴极12a及信号线路21分别连接。
图案线路14例如是多个部位呈大致直角弯折的导体线路，具有电感成分。
信号线路21与EA调制器12的阴极12a及图案线路14的另一端分别连接。
信号线路21是用于将高频信号传输至阴极12a的线路。
接地端22与EA调制器12的阳极12b及电阻13的一端分别连接。
波导路23配置在阴极12a与阳极12b之间，供从激光二极管11输出的光通过。
接着，对图2所示的光通信用器件1的动作进行说明。
在正侧的电极11a与负侧的电极之间施加正向的电压时，激光二极管11朝向EA调制器12输出光。
从激光二极管11输出的光经由波导路23到达EA调制器12。
信号线路21将高频信号传输至EA调制器12的阴极12a。
如果高频信号的信号电平为H电平，则EA调制器12吸收从激光二极管11输出的光。因此，从激光二极管11输出的光不通过EA调制器12，因此，不向光通信用器件1的外部输出光。
如果高频信号的信号电平为L电平，则EA调制器12不吸收从激光二极管11输出的光。因此，从激光二极管11输出的光通过EA调制器12，因此，向光通信用器件1的外部输出光。
EA调制器12具有阴极12a和阳极12b作为电极，阴极12a和阳极12b被配置为彼此相面对，因此，EA调制器12能够视作电容器。
在图2所示的光通信用器件1中，如图3所示，能够视作电容器的EA调制器12与具有电感成分的图案线路14并联连接，因此，EA调制器12的信号的通过特性产生峰值。
由于在图2所示的光通信用器件1中，EA调制器12的信号的通过特性产生峰值，因此，EA调制器12中的信号的通过频带相比于未并联连接有电感成分的EA调制器中的信号的通过频带而扩大。
图4是示出图2所示的光通信用器件1所具备的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果的说明图。
在图4中，横轴是高频信号的频率[GHz]，纵轴是信号的通过特性[dB]。
实线示出并联连接有图案线路14的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果。
虚线示出未并联连接图案线路14的EA调制器中的信号的通过频带的模拟结果。
在图4的例子中，在从0[GHz]到50[GHz]的频率的范围内，并联连接有图案线路14的EA调制器12与未并联连接图案线路14的EA调制器相比，信号的通过特性[dB]变高。
例如，如果信号的通过特性[dB]为-3[dB]以上的频带是能够使用的频带，则未并联连接图案线路14的EA调制器能够使用的频带是从0[GHz]到约27[GHz]的频率的范围。
另一方面，并联连接有图案线路14的EA调制器12能够使用的频带是从0[GHz]到约40[GHz]的频率的范围。
因此，并联连接有图案线路14的EA调制器12与未并联连接图案线路14的EA调制器相比，信号的通过频带变宽。
在以上的实施方式1中，光通信用器件1构成为，激光二极管11及EA调制器12分别形成于高频线路基板10的表面10a或高频线路基板10的背面10b，图案线路14形成于高频线路基板10的侧面10c。因此，光通信用器件1能够不增大高频线路基板10的表面10a的面积或高频线路基板10的背面10b的面积而扩大EA调制器12中的信号的通过频带。
实施方式2.
在实施方式1的光通信用器件1中，示出向EA调制器12的阴极12a与阳极12b之间施加的高频信号是单端信号的情况。
在实施方式2中，针对向EA调制器12的阴极12a与阳极12b之间施加的高频信号是差动信号的光通信用器件1进行说明。
图5是示出实施方式2的光通信用器件1的立体图。
图5A以能够看到高频线路基板10所具有的4个侧面中的光通信用器件1的第2侧面10e及侧面10f的方式被记载。
图5B以能够看到高频线路基板10所具有的4个侧面中的光通信用器件1的第1侧面10d及侧面10f的方式被记载。
在图5A及图5B中，与图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
图5A及图5B所示的光通信用器件1包含形成于高频线路基板1中的第1侧面10d的第1图案线路14a、以及形成于所述高频线路基板中的第2侧面10e的第2图案线路14b作为图2所示的图案线路14。
第1图案线路14a的一端与电阻13的一端连接，第1图案线路14a的另一端与阴极12a及信号线路21a分别连接。
第1图案线路14a形成于高频线路基板10的第1侧面10d。
第1图案线路14a例如是多个部位呈大致直角弯折的导体线路，具有电感成分。
另外，在图2所示的光通信用器件1中，电阻13的另一端与图案线路14的一端连接，但在图5A及图5B所示的光通信用器件1中，为了方便说明，设为电阻13的一端与第1图案线路14a的一端连接。
第2图案线路14b的一端与阳极12b及信号线路21b分别连接，第2图案线路14b的另一端与电阻13的另一端连接。
第2图案线路14b形成于高频线路基板10的第2侧面10e。
第2图案线路14b例如是多个部位呈大致直角弯折的导体线路，具有电感成分。
信号线路21a与EA调制器12的阴极12a及第1图案线路14a的另一端分别连接。
信号线路21a是用于将作为高频信号的差动信号中的一方的信号传输至阴极12a的线路。
信号线路21b与EA调制器12的阳极12b及第2图案线路14b的一端分别连接。
信号线路21a是用于将作为高频信号的差动信号中的另一方的信号传输至阳极12b的线路。
激光二极管11具有阴极15a和阳极15b。
当在阴极15a与阳极15b之间施加电压使得从阳极15b向阴极15a流动固定的电流时，激光二极管11输出激光。
从激光二极管11输出的光经由波导路23到达EA调制器12。
接着，对图5所示的光通信用器件1的动作进行说明。
当在阴极15a与阳极15b之间施加电压使得从阳极15b向阴极15a流动固定的电流时，激光二极管11朝向EA调制器12输出光。
从激光二极管11输出的光经由波导路23到达EA调制器12。
信号线路21a将作为高频信号的差动信号中的极性为正的信号传输至阴极12a。
信号线路21b将作为高频信号的差动信号中的极性为负的信号传输至阳极12b。
如果从极性为正的信号减去极性为负的信号而得到的信号的信号电平为H电平，则EA调制器12吸收从激光二极管11输出的光。因此，从激光二极管11输出的光不通过EA调制器12，因此，不向光通信用器件1的外部输出光。
如果从极性为正的信号减去极性为负的信号而得到的信号的信号电平为L电平，则EA调制器12不吸收从激光二极管11输出的光。因此，从激光二极管11输出的光通过EA调制器12，因此，向光通信用器件1的外部输出光。
在以上的实施方式2中，光通信用器件1构成为，第1图案线路14a形成于高频线路基板10中的第1侧面10d，第2图案线路14b形成于高频线路基板10中的第2侧面10e。因此，光通信用器件1即便在高频信号为差动信号的情况下，也能够不增大高频线路基板10的表面10a的面积或高频线路基板10的背面10b的面积而扩大EA调制器12中的信号的通过频带。
实施方式3.
在实施方式3中，针对具备与电阻13串联连接的电容器30的光通信用器件1进行说明。
图6是示出实施方式3的光通信用器件1的立体图。
图7是示出实施方式3的光通信用器件1的等效电路。在图7所示的等效电路中，不包含光通信用器件1的激光二极管11。
在图6及图7中，与图2及图3相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。
光通信用器件1具备激光二极管11、EA调制器12、电阻13、图案线路14、信号线路21、接地端22、波导路23及电容器30。
电容器30形成于高频线路基板10的表面10a。
电容器30与电阻13串联连接。
在图6所示的光通信用器件1中，如图7所示，在电阻13与图案线路14之间连接有电容器30。但是，这只不过是一例，也可以在接地端22与电阻13之间连接电容器30，还可以在图案线路14与信号线路21之间连接电容器30。
另外，在激光二极管11、EA调制器12、电阻13、信号线路21、接地端22及波导路23分别形成于高频线路基板10的背面10b的情况下，电容器30也形成于高频线路基板10的背面10b。
接着，对图6所示的光通信用器件1的动作进行说明。但是，电容器30以外与图2所示的光通信用器件1是同样的，因此，这里主要对电容器30的动作进行说明。
在使EA调制器12进行动作之前需要调整EA调制器12的动作点的情况下，有时向阴极12a与阳极12b之间施加直流偏压。
在图6所示的光通信用器件1中，与电阻13串联地连接有电容器30，因此，电容器30切断在电阻13中流动的直流电流。
因此，在图6所示的光通信用器件1中，能够降低为了调整EA调制器12的动作点而向阴极12a与阳极12b之间施加了直流偏压时的消耗电力。
在以上的实施方式3中，光通信用器件1构成为具备与电阻13串联连接的电容器30。因此，光通信用器件1除了能够不增大高频线路基板10的表面10a的面积或高频线路基板10的背面10b的面积而扩大EA调制器12中的信号的通过频带之外，还能够降低调整EA调制器12的动作点时的消耗电力。
实施方式4.
在实施方式4中，针对电阻13具有与从EA调制器12的阴极12a观察光通信用器件1的外部时的阻抗不同的阻抗的光通信用器件1进行说明。
实施方式4的光通信用器件1的结构与实施方式1的光通信用器件1的结构同样为图1。
在从EA调制器12的阴极12a观察光通信用器件1的外部时的阻抗例如为50Ω的情况下，如果电阻13具有50Ω的阻抗，则能够实现与观察光通信用器件1的外部时的阻抗的匹配。
另一方面，如果将电阻13的阻抗设为与50Ω不同的阻抗，则能够调整EA调制器12中的信号的通过特性[dB]。
图8是示出电阻13的阻抗为35Ω、50Ω或60Ω的情况下的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果的说明图。
在图8中，虚线示出电阻13的阻抗为35Ω的情况下的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果。
实线示出电阻13的阻抗为50Ω的情况下的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果。
单点划线示出电阻13的阻抗为60Ω的情况下的EA调制器12中的信号的通过频带的模拟结果。
例如，在光通信用器件1或安装有光通信用器件1的发送模块中，在设想高频信号的电力产生损耗的情况下，作为电阻13，如果代替阻抗为50Ω的电阻而使用阻抗为35Ω的电阻，则能够改变信号的通过特性[dB]。
作为电阻13，如果代替阻抗为50Ω的电阻而使用阻抗为35Ω的电阻，则如图8所示，在从0[GHz]到约15[GHz]的频带中，信号的通过特性[dB]发生劣化。但是，在从约15[GHz]到50[GHz]的频带中，能够改善信号的通过特性[dB]。
此外，作为电阻13，即便代替阻抗为50Ω的电阻而使用阻抗为60Ω的电阻，也能够在从0[GHz]到50[GHz]的频率的范围内改变信号的通过特性[dB]。
因此，通过使光通信用器件1具备具有与从阴极12a观察光通信用器件1的外部时的阻抗不同的阻抗的电阻作为电阻13，即便在设想高频信号的电力产生损耗的情况下，有时也得到所希望的通过频带。
另外，本申请发明在本发明的范围内，能够进行各实施方式的自由组合或各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。
产业利用性
本发明适于具备根据高频信号对从激光二极管输出的光进行调制的电场吸收型调制器的光通信用器件及发送模块。
标号说明
1光通信用器件，2EML，10高频线路基板，10a表面，10b背面，10c、10f侧面，10d第1侧面，10e第2侧面，11激光二极管，11a电极，12EA调制器，12a阴极，12b阳极，13电阻，14图案线路，14a第1图案线路，14b第2图案线路，15a阴极，15b阳极，21、21a、21b信号线路，22接地端，23波导路，30电容器。

Claims (6)

1.一种光通信用器件，其特征在于，
所述光通信用器件具备：
激光二极管，其输出光；
电场吸收型调制器，其具有阴极和阳极，根据施加到所述阴极与所述阳极之间的高频信号，对从所述激光二极管输出的光进行调制；
电阻，其连接在所述阴极与所述阳极之间；以及
图案线路，其与所述电阻串联连接，具有电感成分，
所述激光二极管和所述电场吸收型调制器分别形成于高频线路基板的表面，或者所述激光二极管和所述电场吸收型调制器分别形成于所述高频线路基板的背面，
所述图案线路形成于所述高频线路基板的侧面。
2.根据权利要求1所述的光通信用器件，其特征在于，
所述阳极与接地端连接，所述高频信号是单端信号。
3.根据权利要求1所述的光通信用器件，其特征在于，
所述图案线路包含形成于所述高频线路基板的第1侧面的第1图案线路和形成于所述高频线路基板的第2侧面的第2图案线路，
所述第1图案线路的一端与所述电阻的一端连接，所述第1图案线路的另一端与所述阴极连接，
所述第2图案线路的一端与所述阳极连接，所述第2图案线路的另一端与所述电阻的另一端连接，
所述高频信号是差动信号。
4.根据权利要求1所述的光通信用器件，其特征在于，
所述光通信用器件具备与所述电阻串联连接的电容器。
5.根据权利要求1所述的光通信用器件，其特征在于，
所述电阻具有与从所述阴极观察光通信用器件的外部时的阻抗不同的阻抗。
6.一种发送模块，其中，
所述发送模块具备权利要求1至5中的任意一项所述的光通信用器件，发送由所述光通信用器件所具备的所述电场吸收型调制器调制后的光。
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