JP2003241028A - 光送信モジュール - Google Patents
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Abstract
の光信号の送信が可能な光送信モジュールを提供する。 【解決手段】 電気信号を光信号へと変換する発光素子
である半導体レーザ20と、半導体レーザ20からの光
信号を伝送して出力する光伝送路である光導波路26を
有する平面導波路型の光導波路素子25とを基板10上
に設置して、表面実装型の光送信モジュール1Aを構成
する。そして、半導体レーザ20からみて光伝送路側
(光信号伝送方向での下流側)となる光導波路素子25
の上面上の所定位置に、半導体レーザ20を駆動制御す
るための駆動素子30を設置する。これにより、半導体
レーザ20から離れた位置に駆動素子を配置する必要が
なくなり、モジュールが小型化される。
Description
へと変換する発光素子を備える光送信モジュールに関す
るものである。
ステムにおいて、光ファイバ伝送路などの光伝送路を伝
送される光信号を送信するための送信装置として、電気
信号を光信号へと変換する発光素子を備える光送信モジ
ュールが用いられている(例えば、特開平11−109
184号公報参照)。
一例を一部破断して示す側面図である。この光送信モジ
ュール6は、金属パッケージなどのハウジング60内に
発光素子である半導体レーザ65等を設置した同軸型の
光モジュールである。光送信モジュール6のハウジング
60内には、フェルール61、レンズ63、及び半導体
レーザ65が光軸を一致させて設置されている。半導体
レーザ65から出射された光信号は、集光用のレンズ6
3を介してフェルール61に挿通された光ファイバ62
に入射され、光ファイバ62から外部へと出力される。
また、半導体レーザ65の上流側(下方)には、フォト
ダイオード66が配置されている。このフォトダイオー
ド66は、半導体レーザ65の後方光を検出して半導体
レーザ65の駆動状態をモニタするために用いられる。
の他の例を示す側面断面図である。また、図11は、図
10に示した光送信モジュールの平面構成を示す上面図
である。この光送信モジュール7は、半導体レーザ80
と、半導体レーザ80からの光信号を伝送して出力する
光導波路86を有する光導波路素子85とが基板70上
に設置された表面実装型の光モジュールである。
0、光導波路86を有する光導波路素子85、及び半導
体レーザ80が光軸を一致させて設置されている。半導
体レーザ80から出射された光信号は、光導波路86を
介して、フェルール90に挿通された光ファイバ91に
入射され、光ファイバ91から外部へと出力される。ま
た、半導体レーザ80の上流側には、後方光のモニタに
用いられる導波路型のフォトダイオード81が配置され
ている。図9に示した同軸型の光送信モジュールでは、
その立体的構造からモジュールのサイズが大型化し、低
コスト化にも限界がある。一方、図10及び図11に示
した表面実装型の光送信モジュールでは、モジュールの
小型化、低コスト化が可能である。
いては、電気信号を光通信システムで伝送される光信号
に変換して出力する発光素子に対して、発光素子を駆動
制御するための駆動ICなどの駆動素子を設置する必要
がある。ここで、図9に示した同軸型の光送信モジュー
ル6の場合、半導体レーザ65の下流側(上方)にはレ
ンズ63などの光学素子やフェルール61などが配置さ
れており、上流側(下方)はモニタ用のフォトダイオー
ド66及びハウジング60の金属製の台座となってい
る。
6に駆動素子を設ける場合、ハウジング60の外側、ま
たはハウジング60の内側で半導体レーザ65から離れ
た位置に駆動素子を配置することとなる。このとき、半
導体レーザ65と駆動素子との間の結線長さが長くな
り、モジュールが大型化する。また、半導体レーザ65
と駆動素子との間の配線でのインピーダンスにより、半
導体レーザを高速で駆動させることが困難となる。
型の光送信モジュール7に駆動素子を設ける場合、図1
2に示すように、光送信モジュール7を配線基板95上
に実装した後、配線基板95上に設置された駆動素子9
7に配線96を介して接続する構成が用いられる。ま
た、この駆動素子97は、さらに制御用IC98に接続
される。このような構成においても、光送信モジュール
7の半導体レーザ80と駆動素子97との間の結線長さ
が長くなる。また、光送信モジュール7の外部に駆動素
子97を設けているので、送信装置が全体として大型化
する。
光信号を伝送して通信を行う際の通信速度に対して、例
えば1Gbpsから5Gbpsへと、より高速の通信速
度が要求されている。このとき、光信号を送信する光送
信モジュールにおいても、同様に、高速の送信速度が要
求される。また、多数の通信を効率良く行うことが可能
な光通信システムを実現するため、光送信モジュールな
どの光モジュールのサイズを小型化することが必要とな
っている。
なされたものであり、モジュールが小型化されるととも
に、高速での光信号の送信が可能な光送信モジュールを
提供することを目的とする。
るために、本発明による光送信モジュールは、電気信号
を光信号へと変換して送信する光送信モジュールであっ
て、(1)基板上に設置され、電気信号を光信号へと変
換する発光素子と、(2)基板上に発光素子とともに設
置され、発光素子からの光信号を伝送して出力する光伝
送路と、(3)発光素子からみて光伝送路側の所定位置
に配置され、発光素子を駆動する駆動素子とを備えるこ
とを特徴とする。
光素子及び光伝送路が基板上に設置される表面実装型の
構成とするとともに、発光素子を駆動制御するための駆
動素子を発光素子からみて光伝送路側(下流側)に配置
している。これにより、発光素子及び光伝送路から離れ
た位置に駆動素子を設置する必要がなくなり、モジュー
ルを小型化することが可能となる。
ることができるので、発光素子と駆動素子との間の結線
長さを充分に短くすることが可能となる。これにより、
発光素子と駆動素子との間の配線でのインピーダンスが
低減され、発光素子を高速で駆動させることができる。
したがって、高速での光信号の送信が可能な光送信モジ
ュールが実現される。
みて光伝送路とは反対側の所定位置に、発光素子からの
後方光を検出するモニタ用の受光素子が配置されている
ことを特徴とする。このような構成によれば、モニタ用
の受光素子で発光素子の後方光を検出することによって
発光素子の駆動状態をモニタして、発光素子を安定駆動
させることが可能となる。
光素子としては、半導体レーザからなる発光素子を用い
ることが好ましい。
光導波路からなる光伝送路を用いることが好ましい。あ
るいは、光ファイバ、または光ファイバを挿通した光フ
ァイバ付フェルールからなる光伝送路を用いることが好
ましい。
て、N個(Nは2以上の整数)の発光素子を並列に配置
するとともに、光伝送路及び駆動素子として、N個の発
光素子に対応するN個の光伝送路及びN個の駆動素子を
それぞれ並列に配置することを特徴とする。これによ
り、Nチャンネル(複数チャンネル)の光信号を単一の
光送信モジュールから送信することが可能となり、光信
号当たりの光送信モジュールのサイズをさらに小型化す
ることができる。
れ、駆動素子を載置するサブマウント部材を備えること
を特徴とする。これにより、発光素子からみて光伝送路
側に配置される駆動素子を、光伝送路とともに良好に設
置することができる。
電気的接続手段として、金属製のリードフレームを備え
ることを特徴とする。これにより、駆動素子による発光
素子の駆動制御を好適に行うことができる。
通過する所定の光路部分が、透明樹脂によって充填され
ていることが好ましい。あるいは、基板、発光素子、光
伝送路、及び駆動素子を含む全体が、樹脂モールドされ
ていることが好ましい。これにより、光送信モジュール
の各要素を良好に保持することができる。
光送信モジュールの好適な実施形態について詳細に説明
する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符
号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法
比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
第1実施形態の断面構成を示す側面断面図である。ま
た、図2は、図1に示した光送信モジュールの平面構成
を示す上面図である。なお、図1は、本光送信モジュー
ルにおける光信号伝送方向(図2での横方向)に平行な
モジュールの中心軸を含む断面図となっている。
信号へと変換して送信する表面実装型の光モジュールで
あり、基板10と、半導体レーザ20と、平面導波路型
の光導波路素子25と、駆動素子30とを備えている。
Aでの送信対象となる光信号について、電気信号を光信
号へと変換して出射する発光素子である。この半導体レ
ーザ20は、基板10上に設置されている。また、この
基板10上には、半導体レーザ20とともに、光導波路
素子25が設置されている。光導波路素子25は、半導
体レーザ20から出射された光信号を伝送して出力する
光伝送路として機能する平面導波路型の光導波路26を
有する。
子25は、半導体レーザ20の光軸と、光伝送路である
光導波路26の光軸とが一致するように配置されてい
る。これにより、半導体レーザ20の下流側の端部から
出射された光信号が、光導波路26に効率良く入射され
る。また、光導波路素子25の下流側の端部には、フェ
ルール40が接続されている。このフェルール40は、
フェルール40内に挿通される光信号出力用の光ファイ
バ41と、光導波路26とが光学的に接続されるように
配置されている。
なる後方の基板10上には、導波路型のフォトダイオー
ド50が設置されている。フォトダイオード50は、半
導体レーザ20から後方に出射される後方光を検出する
モニタ用の受光素子である。このフォトダイオード50
は、半導体レーザ20からみて、光伝送路である光導波
路26とは反対側の所定位置に、半導体レーザ20と光
軸が一致するように配置されている。
れる電気信号などの必要な電気信号を半導体レーザ20
に供給し、半導体レーザ20を駆動制御するための回路
素子である。この駆動素子30は、光導波路素子25の
上面上の所定位置に設置されている。すなわち、駆動素
子30は、半導体レーザ20からみて、光伝送路である
光導波路26側となる所定位置に配置されている。ま
た、駆動素子30からの電気信号を半導体レーザ20へ
と入力するため、半導体レーザ20の電極21と、駆動
素子30の対応する電極31とが、ボンディングワイヤ
を介して電気的に接続されている。なお、駆動素子30
としては、例えば、Si−ICやGaAs−ICなどが
用いられる。
レーム11が設けられている。このリードフレーム11
は、駆動素子30を外部へと接続するための電気的接続
手段である。リードフレーム11には、光信号伝送方向
に平行な光送信モジュール1Aの中心軸からみて左右の
両側に、それぞれ所定本数のリードピン12が形成され
ている。また、駆動素子30と外部との間で電気信号を
やり取りするため、駆動素子30の電極32と、リード
フレーム11の対応するリードピン12とが、ボンディ
ングワイヤを介して電気的に接続されている。また、モ
ニタ用のフォトダイオード50の電極51も同様に、リ
ードフレーム11の対応するリードピン12とボンディ
ングワイヤを介して電気的に接続されている。
ュールの外観構成を示す斜視図である。本光送信モジュ
ール1Aにおいては、基板10、リードフレーム11、
半導体レーザ20、光導波路26を有する光導波路素子
25、駆動素子30、及びモニタ用のフォトダイオード
50を含む全体が所定の樹脂材料によってトランスファ
モールドされており、このモールド樹脂15がモジュー
ルの外形を構成している。ただし、図3に示すように、
リードフレーム11のリードピン12、及びフェルール
40は、モールド樹脂15の外側に突出している。
光導波路26、及び半導体レーザ20と光導波路26と
の間にあって光信号が通過する光路部分は、モールド樹
脂15とは別または同一の透明樹脂によって充填されて
いる。半導体レーザ20とモニタ用のフォトダイオード
50との間にあって後方光が通過する光路部分も、同様
に、透明樹脂によって充填されている。なお、図1及び
図2においては、光送信モジュール1Aの内部構成を示
すため、モールド樹脂15の外形のみを破線によって図
示している。
導体レーザ20へと光信号の送信を指示する電気信号が
入力されると、半導体レーザ20において電気信号が光
信号へと変換されて出射される。そして、半導体レーザ
20からの光信号は、光導波路26と半導体レーザ20
との間の光路部分、及び光導波路素子25の光導波路2
6を介して、フェルール40内に挿通された光信号出力
用の光ファイバ41へと入射され、光ファイバ41から
外部へと出力される。また、半導体レーザ20から出射
される後方光がフォトダイオード50によって検出さ
れ、半導体レーザ20の駆動状態がモニタされる。
いて説明する。図1〜図3に示した光送信モジュール1
Aにおいては、発光素子である半導体レーザ20と、光
伝送路である光導波路26を有する光導波路素子25と
が基板10上に設置された表面実装型の構成とするとと
もに、半導体レーザ20を駆動する駆動素子30を半導
体レーザ20からみて光伝送路側、すなわち、光信号伝
送方向からみて下流側に配置している。
送路として設置されている光導波路素子25から離れた
位置に駆動素子を設置する必要がなくなる。したがっ
て、光送信モジュール1Aのサイズを小型化するととも
に、モジュールを低コスト化することが可能となる。ま
た、このような光送信モジュール1Aは、量産に優れて
いる。
る構成によれば、駆動素子30を半導体レーザ20の直
近に配置することができるので、半導体レーザ20と駆
動素子30との間の結線長さを充分に短くすることが可
能となる。これにより、半導体レーザ20と駆動素子3
0との間の配線でのインピーダンスが低減され、半導体
レーザを高速で駆動させることができる。したがって、
高速での光信号の送信が可能な光送信モジュールが実現
される。
0と外部の回路素子等との間で電気信号をやり取りする
ための電気的接続手段として、金属製のリードフレーム
11を用いている。これにより、外部との電気信号のや
り取りを好適に行うことができる。
素子25とは反対側となる後方の所定位置に、モニタ用
のフォトダイオード50が配置されている。このような
構成によれば、モニタ用のフォトダイオード50で半導
体レーザ20の後方光を検出することによって半導体レ
ーザ20の駆動状態をモニタして、半導体レーザ20を
安定駆動させることが可能となる。
する構成では、駆動素子30は、半導体レーザ20から
みてフォトダイオード50とは反対側に位置する。した
がって、半導体レーザ20に対してモニタ用のフォトダ
イオード50を設置した場合においても、モジュールを
大型化することなく駆動素子30を好適に設置すること
ができる。
波路素子25、及び駆動素子30を含む全体が、モール
ド樹脂15によって樹脂モールドされている。これによ
り、光送信モジュール1Aの各要素を良好に保持するこ
とができる。また、半導体レーザ20、光導波路素子2
5、及び光信号が通過する所定の光路部分には、透明樹
脂が充填されている。これにより、光送信モジュール1
Aの各要素を良好に保持するとともに、光信号を充分な
透過率で伝送させることができる。
ール1Aでの送信対象となっている光信号の波長の光を
充分に透過する樹脂を用いることが好ましい。また、全
体を樹脂モールドするモールド樹脂15としては、必ず
しも透明樹脂を用いる必要はないが、全体を透明樹脂モ
ールドする構成としても良い。また、光送信モジュール
の具体的な構成等によっては、全体を樹脂モールドする
構成以外の構成を用いても良い。
て、その製造方法及び具体的な構成の一例を説明する。
て(100)Si基板(例えば3mm×7mm×厚さ
1.5mm)を用意する。そして、このSi基板10上
にSiO2の熱酸化膜を形成し、その上にSiO2からな
るアンダークラッド層(厚さ10μm)、SiO2−G
eO2からなり光導波路26に対応する直線状の導波路
パターンを有するコア層(6μm×6μm)、及びSi
O2からなるオーバークラッド層(厚さ10μm)を順
に形成する。これらの積層構造により、平面導波路型の
光導波路素子25が構成される。
造のうち、半導体レーザ20及びモニタ用のフォトダイ
オード50が配置されるSi基板10上の所定範囲内に
形成された積層構造部分をエッチングにより除去し、そ
の部分に半導体レーザ20及びフォトダイオード50を
それぞれ半田付けするためのメタライズ層(メタライズ
パターン)を形成する。そして、半導体レーザ20(I
nGaAsP−LD、300μm×300μm×厚さ1
50μm)及びフォトダイオード50(InGaAs−
PD、300μm×300μm×厚さ150μm)を、
それぞれSi基板10上の所定位置に実装し、さらに、
駆動素子30(Si−IC、2mm×2mm×厚さ0.
5mm)を、光導波路素子25上の所定位置に実装し、
対応する電極間をAu線またはAl線でワイヤボンディ
ングを行って結線する。
ベースメタル(例えばFe、Cu、ステンレスなど)に
接着する。また、光導波路素子25の光導波路26に対
してつき合わせるように、光ファイバ41が挿通された
フェルール40を固定する。そして、半導体レーザ2
0、光導波路26、及び半導体レーザ20と光導波路2
6との間にあって光信号が通過する光路部分、半導体レ
ーザ20とフォトダイオード50との間にあって後方光
が通過する光路部分などの光が通る部分に透明樹脂とし
てシリコーン樹脂をポッティングし、さらに、エポキシ
系の樹脂で全体をトランスファモールドすることによっ
て、モジュールの外形形状となるモールド樹脂15を形
成する。
図1〜図3に示した光送信モジュールを好適に実現する
ことができる。ただし、本光送信モジュールの具体的な
構成及び製造方法については、上記実施例には限定され
ない。例えば、基板10として、Si基板のかわりにセ
ラミック(Al2O3)基板などを用いても良い。
第2実施形態の断面構成を示す側面断面図である。ま
た、図5は、図4に示した光送信モジュールの平面構成
を示す上面図である。本光送信モジュール1Bは表面実
装型の光モジュールであり、基板10と、半導体レーザ
20と、駆動素子30とを備えている。
となる光信号へと変換して出射する発光素子であり、基
板10上に設置されている。また、この基板10上に
は、半導体レーザ20とともに、フェルール40が設置
されている。このフェルール40は、半導体レーザ20
から出射された光信号を伝送して出力する光伝送路とし
て機能する光ファイバ41が挿通された構成の光ファイ
バ付フェルールとなっている。
付フェルール40は、半導体レーザ20の光軸と、光伝
送路である光ファイバ41の光軸とが一致するように配
置されている。これにより、半導体レーザ20の下流側
の端部から出射された光信号が、光ファイバ41に効率
良く入射される。
なる後方の基板10上には、半導体レーザ20から後方
に出射される後方光を検出するモニタ用の受光素子であ
るフォトダイオード50が設置されている。このフォト
ダイオード50は、半導体レーザ20からみて、光ファ
イバ付フェルール40とは反対側の所定位置に、半導体
レーザ20と光軸が一致するように配置されている。
を駆動するための回路素子であり、光ファイバ付フェル
ール40の上方の所定位置に設置されている。すなわ
ち、駆動素子30は、半導体レーザ20からみて、光伝
送路である光ファイバ41及びフェルール40側となる
所定位置に配置されている。また、駆動素子30からの
電気信号を半導体レーザ20へと入力するため、半導体
レーザ20の電極21と、駆動素子30の対応する電極
31とが、ボンディングワイヤを介して電気的に接続さ
れている。
ュールの断面構成を示すI−I矢印断面図である。本実
施形態においては、基板10上に、図6に示すように、
光ファイバ付フェルール40を跨ぐサブマウント部材3
3が設置されている。サブマウント部材33は、駆動素
子30と、光伝送路である光ファイバ41及びフェルー
ル40との間に配置された載置部材であり、駆動素子3
0は、このサブマウント部材33の上面上に載置されて
いる。
ぞれ所定本数のリードピン12が形成された金属製のリ
ードフレーム11が設けられている。また、駆動素子3
0と外部との間で電気信号をやり取りするため、駆動素
子30の電極32と、リードフレーム11の対応するリ
ードピン12とが、ボンディングワイヤを介して電気的
に接続されている。また、モニタ用のフォトダイオード
50の電極51も同様に、リードフレーム11の対応す
るリードピン12とボンディングワイヤを介して電気的
に接続されている。
は、基板10、リードフレーム11、半導体レーザ2
0、光ファイバ41が挿通されているフェルール40、
駆動素子30、及びモニタ用のフォトダイオード50を
含む全体が所定の樹脂材料によってトランスファモール
ドされており、このモールド樹脂15がモジュールの外
形を構成している。ただし、リードフレーム11のリー
ドピン12、及び光ファイバ付フェルール40は、モー
ルド樹脂15の外側に突出している。
光ファイバ41、及び半導体レーザ20と光ファイバ4
1との間にあって光信号が通過する光路部分は、モール
ド樹脂15とは別または同一の透明樹脂によって充填さ
れている。半導体レーザ20とモニタ用のフォトダイオ
ード50との間にあって後方光が通過する光路部分も、
同様に、透明樹脂によって充填されている。
導体レーザ20へと光信号の送信を指示する電気信号が
入力されると、半導体レーザ20において電気信号が光
信号へと変換されて出射される。そして、半導体レーザ
20からの光信号は、光ファイバ41と半導体レーザ2
0との間の光路部分を介して、フェルール40内に挿通
された光信号出力用の光ファイバ41へと入射され、光
ファイバ41から外部へと出力される。また、半導体レ
ーザ20から出射される後方光がフォトダイオード50
によって検出され、半導体レーザ20の駆動状態がモニ
タされる。
いて説明する。図4〜図6に示した光送信モジュール1
Bにおいては、表面実装型の構成とするとともに、駆動
素子30を半導体レーザ20からみて光伝送路側(下流
側)に配置している。これにより、光送信モジュール1
Bのサイズを小型化することが可能となる。また、駆動
素子30を半導体レーザ20の直近に配置して、半導体
レーザ20と駆動素子30との間の結線長さを充分に短
くすることができるので、半導体レーザを高速で駆動さ
せることができる。したがって、高速での光信号の送信
が可能な光送信モジュールが実現される。
0をサブマウント部材33上に載置している。このよう
に、サブマウント部材33を用いることにより、半導体
レーザ20からみて光伝送路側に配置される駆動素子3
0を良好に設置することができる。例えば、本実施形態
のように、半導体レーザ20からの光信号を伝送して出
力する光伝送路として光ファイバ付フェルール40を用
いた構成では、フェルール40を跨ぐ形状を有するサブ
マウント部材33を設けることにより、基板10上での
フェルール40のでっぱりを避けて駆動素子30を設置
することが可能となる。なお、サブマウント部材33と
しては、例えば、Al2O3、窒化アルミ、あるいは樹脂
などからなる部材を用いることができる。
第3実施形態の断面構成を示す側面断面図である。ま
た、図8は、図7に示した光送信モジュールの平面構成
を示す上面図である。本光送信モジュール1Cは表面実
装型の光モジュールであり、基板10と、半導体レーザ
アレイ22と、平面導波路型の光導波路素子27と、駆
動素子35とを備えている。
ール1Cでの送信対象となるNチャンネル(Nは2以上
の整数)の光信号について、各チャンネルの電気信号を
光信号へと変換して出射する発光素子であるN個の半導
体レーザが並列に配置された発光素子アレイである。こ
の半導体レーザアレイ22は、基板10上に設置されて
いる。なお、図7及び図8においては、N=4とした4
チャンネルでの構成例を示している。
イ22とともに、光導波路素子27が設置されている。
光導波路素子27は、半導体レーザアレイ22での対応
する半導体レーザから出射されたNチャンネルの光信号
のそれぞれを伝送して出力する光伝送路として機能する
平面導波路型のN個の光導波路28を有する。これらの
N個の光導波路28は、半導体レーザアレイ22でのN
個の半導体レーザに対応するように並列に配置されてい
る。
波路素子27は、N個の半導体レーザのそれぞれの光軸
と、対応する光伝送路である光導波路28の光軸とが一
致するように配置されている。これにより、半導体レー
ザアレイ22でのN個の半導体レーザの下流側の端部か
ら出射された光信号が、それぞれ対応する光導波路28
に効率良く入射される。
は、フェルール42が接続されている。フェルール42
は、図8に示すように、光信号出力用のN本の光ファイ
バ43を並列に挿通させてテープファイバとすることが
可能な構成となっている。このフェルール42は、フェ
ルール42内に挿通される光信号出力用のN本の光ファ
イバ43のそれぞれと、対応する光導波路28とが光学
的に接続されるように配置されている。
流側となる後方の基板10上には、フォトダイオードア
レイ52が設置されている。フォトダイオードアレイ5
2は、半導体レーザアレイ22でのN個の半導体レーザ
から後方に出射される後方光をそれぞれ検出するモニタ
用の受光素子であるN個のフォトダイオードが並列に配
置された受光素子アレイである。このフォトダイオード
アレイ52は、半導体レーザアレイ22からみて、光伝
送路である光導波路28とは反対側の所定位置に、半導
体レーザアレイ22での半導体レーザと対応するフォト
ダイオードとの光軸が一致するように配置されている。
れる電気信号などの必要な電気信号を半導体レーザアレ
イ22でのN個の半導体レーザに供給し、半導体レーザ
アレイ22を駆動制御するためのN個の駆動素子を有す
る回路素子である。この駆動素子35は、光導波路素子
27の上面上の所定位置に設置されている。すなわち、
駆動素子35は、半導体レーザアレイ22からみて、光
伝送路である光導波路28側となる所定位置に配置され
ている。また、駆動素子35でのN個の駆動素子のそれ
ぞれからの電気信号を半導体レーザアレイ22での対応
する半導体レーザへと入力するため、半導体レーザアレ
イ22の電極23と、駆動素子35の対応する電極36
とが、ボンディングワイヤを介して電気的に接続されて
いる。
レーム11が設けられている。このリードフレーム11
は、駆動素子35でのN個の駆動素子のそれぞれを外部
へと接続するための電気的接続手段である。リードフレ
ーム11には、光信号伝送方向に平行な光送信モジュー
ル1Cの中心軸からみて左右の両側、及びフェルール4
2の反対側となる上流側に、それぞれ所定本数のリード
ピン12が形成されている。また、駆動素子35でのN
個の駆動素子のそれぞれと外部との間で電気信号をやり
取りするため、駆動素子35の電極37と、リードフレ
ーム11の対応するリードピン12とが、ボンディング
ワイヤを介して電気的に接続されている。また、モニタ
用のフォトダイオードアレイ52の電極53も同様に、
リードフレーム11の対応するリードピン12とボンデ
ィングワイヤを介して電気的に接続されている。
は、基板10、リードフレーム11、半導体レーザアレ
イ22、光導波路28を有する光導波路素子27、駆動
素子35、及びモニタ用のフォトダイオードアレイ52
を含む全体が所定の樹脂材料によってトランスファモー
ルドされており、このモールド樹脂15がモジュールの
外形を構成している。ただし、リードフレーム11のリ
ードピン12、及びフェルール42は、モールド樹脂1
5の外側に突出している。
である光導波路28、及び半導体レーザアレイ22と光
導波路28との間にあって光信号が通過する光路部分
は、モールド樹脂15とは別または同一の透明樹脂によ
って充填されている。半導体レーザアレイ22とモニタ
用のフォトダイオードアレイ52との間にあって後方光
が通過する光路部分も、同様に、透明樹脂によって充填
されている。
個の駆動素子のそれぞれから半導体レーザアレイ22へ
と光信号の送信を指示する電気信号が入力されると、半
導体レーザアレイ22での対応する半導体レーザにおい
て電気信号が光信号へと変換されて、Nチャンネルの光
信号が出射される。そして、半導体レーザアレイ22で
の半導体レーザからの光信号は、光導波路28と半導体
レーザとの間の光路部分、及び光導波路素子27の光導
波路28を介して、フェルール42内に挿通された光信
号出力用のN本の光ファイバ43のそれぞれへと入射さ
れ、光ファイバ43から外部へと出力される。また、半
導体レーザから出射される後方光がフォトダイオードア
レイ52でのN個のフォトダイオードのそれぞれによっ
て検出され、半導体レーザアレイ22の駆動状態がモニ
タされる。
いて説明する。図7、図8に示した光送信モジュール1
Cにおいては、表面実装型の構成とするとともに、駆動
素子35を半導体レーザアレイ22からみて光伝送路側
(下流側)に配置している。これにより、光送信モジュ
ール1Cのサイズを小型化することが可能となる。ま
た、駆動素子35を半導体レーザアレイ22の直近に配
置して、半導体レーザアレイ22での各半導体レーザと
駆動素子35での対応する駆動素子との間の結線長さを
充分に短くすることができるので、半導体レーザを高速
で駆動させることができる。したがって、高速での光信
号の送信が可能な光送信モジュールが実現される。
して、N個(Nは2以上の整数)の半導体レーザが並列
に配置された半導体レーザアレイ22を用いるととも
に、光伝送路及び駆動素子として、N個の半導体レーザ
に対応するN個の光導波路28及びN個の駆動素子がそ
れぞれ並列に配置された光導波路素子27及び駆動素子
35を用いている。これにより、Nチャンネル(複数チ
ャンネル)の光信号を単一の光送信モジュール1Cから
送信することが可能となり、光信号当たりの光送信モジ
ュールのサイズをさらに小型化することができる。
た実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な
変形が可能である。例えば、電気信号を光信号へと変換
する発光素子としては、半導体レーザ以外の素子を用い
ても良い。また、光伝送路についても、平面導波路型の
光導波路及び光ファイバ付フェルール以外のものを用い
ても良く、例えばフェルールなしの光ファイバを用いて
も良い。また、半導体レーザの後方光を検出するモニタ
用のフォトダイオードについては、不要な場合には設け
ない構成としても良い。
送信モジュールについては、図7及び図8では発光素子
からの光信号を伝送する光伝送路として平面導波路型の
光導波路を用いているが、光伝送路としてN本の光ファ
イバを用いた場合でも、同様の構成が可能である。
詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわ
ち、発光素子及び光伝送路が基板上に設置される表面実
装型の構成とするとともに、発光素子を駆動するための
駆動素子を発光素子からみて光伝送路側(下流側)に配
置した光送信モジュールによれば、光伝送路及び発光素
子から離れた位置に駆動素子を設置する必要がなくな
り、モジュールを小型化、低コスト化することが可能と
なる。
ることができるので、発光素子と駆動素子との間の結線
長さを充分に短くすることが可能となる。これにより、
発光素子と駆動素子との間の配線でのインピーダンスが
低減され、発光素子を高速で駆動させることができる。
したがって、高速での光信号の送信が可能な光送信モジ
ュールが実現される。
示す側面断面図である。
す上面図である。
構成を示す斜視図である。
示す側面断面図である。
す上面図である。
構成を示すI−I矢印断面図である。
示す側面断面図である。
す上面図である。
断して示す側面図である。
す側面断面図である。
を示す上面図である。
上に実装した構成を示す斜視図である。
1…リードフレーム、12…リードピン、15…モール
ド樹脂、20…半導体レーザ、21…電極、22…半導
体レーザアレイ、23…電極、25、27…平面導波路
型の光導波路素子、26、28…光導波路、30、35
…駆動素子、31、32、36、37…電極、33…サ
ブマウント部材、40、42…フェルール、41、43
…光ファイバ、50…モニタ用のフォトダイオード、5
1…電極、52…モニタ用のフォトダイオードアレイ、
53…電極。
Claims (10)
- 【請求項1】 電気信号を光信号へと変換して送信する
光送信モジュールであって、 基板上に設置され、電気信号を光信号へと変換する発光
素子と、 前記基板上に前記発光素子とともに設置され、前記発光
素子からの前記光信号を伝送して出力する光伝送路と、 前記発光素子からみて前記光伝送路側の所定位置に配置
され、前記発光素子を駆動する駆動素子とを備えること
を特徴とする光送信モジュール。 - 【請求項2】 前記発光素子からみて前記光伝送路とは
反対側の所定位置に、前記発光素子からの後方光を検出
するモニタ用の受光素子が配置されていることを特徴と
する請求項1記載の光送信モジュール。 - 【請求項3】 前記発光素子は、半導体レーザからなる
ことを特徴とする請求項1または2記載の光送信モジュ
ール。 - 【請求項4】 前記光伝送路は、平面導波路型の光導波
路からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一
項記載の光送信モジュール。 - 【請求項5】 前記光伝送路は、光ファイバ、または光
ファイバを挿通した光ファイバ付フェルールからなるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の光送
信モジュール。 - 【請求項6】 前記発光素子として、N個(Nは2以上
の整数)の発光素子を並列に配置するとともに、前記光
伝送路及び前記駆動素子として、前記N個の発光素子に
対応するN個の光伝送路及びN個の駆動素子をそれぞれ
並列に配置することを特徴とする請求項1〜5のいずれ
か一項記載の光送信モジュール。 - 【請求項7】 前記駆動素子と前記光伝送路との間に配
置され、前記駆動素子を載置するサブマウント部材を備
えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載
の光送信モジュール。 - 【請求項8】 前記駆動素子を外部へと接続するための
電気的接続手段として、金属製のリードフレームを備え
ることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の
光送信モジュール。 - 【請求項9】 前記発光素子、前記光伝送路、及び前記
光信号が通過する所定の光路部分が、透明樹脂によって
充填されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれ
か一項記載の光送信モジュール。 - 【請求項10】 前記基板、前記発光素子、前記光伝送
路、及び前記駆動素子を含む全体が、樹脂モールドされ
ていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項記
載の光送信モジュール。
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