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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1には、光受信モジュールが記載されている。この光受信モジュールでは、光ファイバは、光ファイバ搭載基板の光ファイバ支持部に支持されている。また、半導体受光素子は、光ファイバ搭載基板の受光素子実装部に配置されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002―064212号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
光受信モジュールが高い伝送レートの光信号を受信するためには、光受信モジュールの受信帯域が広いことが求められる。光受信モジュールでは、受光素子実装部に、半導体受光素子のための電極が設けられている。該電極上には、半導体受光素子が配置されている。また、半導体受光素子のための電源ラインには、キャパシタが接続されている。実験によれば、この光受信モジュールでは、周波数応答にピーキングが生じており、また群遅延変動量が大きい。
【0005】
そこで、本発明の目的は、周波数特性を向上可能な光モジュールを提供することとする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によれば、光モジュールは、(a)電源パターンを有する第1の領域を含む第1の搭載部材を備え、電源パターンは、第1の部分、第2の部分、及び第1の部分と第2の部分とに接続された第3の部分を有しており、(b)電源パターンの第3の部分上に搭載されており光信号を受けるための半導体受光素子と、(c)電源パターンの第1の部分に電気的に接続された第1のキャパシタと、(d)電源パターンの第2の部分に電気的に接続された第2のキャパシタとを備える。
【0007】
この光モジュールによれば、半導体受光素子は電源パターンの第3の部分に搭載されており、この第3の部分に隣接する電源パターンの第1及び第2の領域にそれぞれキャパシタが電気的に接続されている。これらのキャパシタは、電源パターンに生じる定在波を小さくできる。
【0008】
本発明の光モジュールは、(e)所定の軸の方向に伸びる第1及び第2の搭載部、並びに第1の搭載部と第2の搭載部とを繋ぐ接続部を有する第2の搭載部材を更に備えることができる。第1のキャパシタは第2の搭載部材の第1の搭載部上に搭載されており、第2のキャパシタは第2の搭載部材の第2の搭載部上に搭載されており、第1の搭載部材は第2の搭載部材の第1の搭載部と第2の搭載部との間に位置している。
【0009】
この光モジュールの第2の搭載部材によれば、第1及び第2のキャパシタを半導体受光素子のための電源パターンの近くに設けることができる。
【0010】
本発明の光モジュールは、(f)半導体受光素子に光学的に結合された光ファイバを更に備えることができる。第1の搭載部材は、第2の領域および突き当て面を更に有しており、第1及び第2の領域は所定の軸の方向に配列されている。突き当て面は、第1の領域と第2の領域との間に設けられ所定の軸に交差する面に沿って伸びており、電源パターンの第1〜第3の部分は、突き当て面が伸びる方向に配列されており、光ファイバは第2の領域に搭載されている。
【0011】
この光モジュールによれば、第1の搭載部材は、半導体受光素子と光ファイバとの光学的に位置決めのために第2の領域及び突き当て面を有しており、これ故に、第1の領域に電源パターンが設けられる。電源パターンの第1〜第3の部分は突き当て面が伸びる方向に配列されており、この電源パターンに定在波が生じる可能性がある。第1および第2のキャパシタは、この定在波を小さくするために役立つ。
【0012】
また、本発明の光モジュールは、半導体受光素子に光学的に結合された光ファイバを更に備えることができる。第1の搭載部材は第2の領域を更に有しており、第1及び第2の領域は所定の軸の方向に配列されている。面に沿って伸びており、電源パターンの第1〜第3の部分は、所定の軸に交差する方向に配列されており、光ファイバは第2の領域に搭載されている。
【0013】
本発明の光モジュールは、(g)半導体受光素子からの電気信号を受ける入力及び増幅された電気信号を提供する出力を有する増幅素子と、(h)増幅素子を搭載する第2の搭載部材とを更に備えることができる。電源パターンの第1〜第3の部分は、増幅素子の一辺が伸びる方向に配列されている。
【0014】
光モジュールによれば、増幅素子は第2の搭載部材上に搭載されており、この増幅素子の一辺が伸びる方向に電源パターンの第1〜第3の部分が配列されている。この結果、この電源パターンに定在波が生じる可能性がある。第1および第2のキャパシタは、この定在波を小さくするために役立つ。
【0015】
本発明の光モジュールは、(i)所定の軸の方向に伸びる第1及び第2の壁部を有しており第1及び第2の搭載部材を収容するハウジングとを更に備えようにしてもよい。第2の搭載部材の第1の搭載部はハウジングの第1の壁部と第1の搭載部材との間に位置しており、ハウジングは、第1の壁部に設けられた第1のリード端子を有しており、第1のキャパシタの一電極は、電源パターン及び第1のリード端子に電気的に接続されている。
【0016】
第2の搭載部材の第1の搭載部はハウジングの第1の壁部と第1の搭載部材との間に位置するので、第1のリード端子は、第1のキャパシタの一電極を介して電源パターンに電気的に接続される。
【0017】
本発明の光モジュールでは、ハウジングは、所定の軸に交差する方向に伸びる壁部を更に有しており、ハウジングは、壁部に設けられた出力端子を有しており、増幅素子は出力端子に電気的に接続されを有する。
【0018】
本発明の光モジュールは、(j)所定の軸の方向に伸びる第1及び第2の壁部を有しており第1及び第2の搭載部材を収容するハウジングを更に備えることができる。第2の搭載部材の第1の搭載部は、ハウジングの第1の壁部と第1の搭載部材との間に位置しており、第1のキャパシタの一電極は電源パターンに電気的に接続されており、ハウジングは第1の壁部に設けられた第1のリード端子を有しており、第1のリード端子は電源パターンに電気的に接続されている。
【0019】
第2の搭載部材の第1の搭載部はハウジングの第1の壁部と第1の搭載部材との間に位置するので、第1のリード端子は、第1のキャパシタを介することなく、電源パターンに電気的に接続される。
【0020】
本発明の光モジュールは、(k)所定の軸の方向に伸びる第1及び第2の搭載部、並びに前記第1の搭載部と前記第2の搭載部とを繋ぐ接続部を有する第2の搭載部材を更に備えることができる。第1の搭載部材は、第2の搭載部材の第1の搭載部と第2の搭載部との間に位置しており、第1のキャパシタは、第1の搭載部材上に位置する一端子と、第2の搭載部材上に位置する他端子とを有しており、第2のキャパシタは、第1の搭載部材上に位置する一端子と、第2の搭載部材上に位置する他端子とを有する。
【0021】
この光モジュールによれば、ボンディングワイヤを介することなく、第1及び第2のキャパシタを第1の搭載部材及び第2の搭載部材上の導電パターンに接続できる。
【0022】
本発明の光モジュールでは、第1の搭載部材の第1の領域は所定の軸に交差する第1の基準面に沿って伸びる搭載面に設けられており、電源パターンの第1及び第2の部分は第1の基準面に交差する第2の基準面に沿って伸びる主面及び搭載面上に設けられており、第1のキャパシタは主面上において電源パターンの前記第1の部分に電気的に接続されており、第2のキャパシタは主面上において電源パターンの第2の部分に電気的に接続されている。
【0023】
この光モジュールによれば、半導体受光素子は、第1及び第2のキャパシタに接続される電源パターンに設けられる主面と異なる搭載面上に搭載されることができる。
【0024】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の光モジュールに係わる実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【0026】
(第1の実施の形態)
図1は、光モジュールを示す図面である。図2(A)は、第1の搭載部材を示す平面図である。図1及び図2(A)を参照すると、光モジュール1は、第1の搭載部材3と、半導体受光素子5と、第1のキャパシタ9と、第2のキャパシタ11とを備える。第1の搭載部材3は、電源パターン13を有する第1の領域3aを含む。電源パターン13は、第1の部分13a、第2の部分13b、及び第3の部分13cを有する。第3の部分13cは、第1の部分13aと第2の部分13bとに接続されている。半導体受光素子5は、電源パターン13の第3の部分13c上に搭載されている。半導体受光素子5は、光ファイバ7に光学的に結合されている。第1のキャパシタ9は、電源パターン13の第1の部分13aに電気的に接続されている。第2のキャパシタ11は、電源パターン13の第2の部分13bに電気的に接続されている。
【0027】
この光モジュール1によれば、半導体受光素子5は電源パターン13の第3の部分13cに搭載されており、この第3の部分13cの両側に設けられた電源パターン13の第1及び第2の領域13a、13bに、それぞれキャパシタ9、11が電気的に接続されている。これらのキャパシタ9、11は、電源パターン13に生じる可能性がある定在波を小さくできる。
【0028】
光受信モジュールといった光モジュールでは、フォトダイオードといった半導体受光素子のための電源パターンにバイパスキャパシタが接続されている。バイパスキャパシタは、光モジュールに内蔵されている。バイパスキャパシタは、フォトダイオードのカソードと光モジュールの電源端子に接続する電源ラインに接続されている。このバイパスキャパシタは、電源端子から侵入するノイズ等を除去するために設けられている。当該光受信モジュールでは、フォトダイオードのカソードと光モジュールの電源端子との間の電源ラインに接続されているキャパシタを有するけれども、この光受信モジュールの周波数特性は、所望の周波数特性を示していない。実験によれば、光受信モジュールにおいて、下記に事実が発見されている。その一つは、周波数応答にピーキングが生じていることであり、他の一つは群遅延変動量が大きいことである。上記の光受信モジュール内の既存のバイパスキャパシタによっては、所望の周波数特性を達成することは実現されない。
【0029】
光モジュール1において、キャパシタ9は、電源パターン13の第3の領域13cと該基準電位パターンとの間に接続されている。追加のキャパシタ11は第2の領域13bに接続されており、半導体受光素子5は、第1のキャパシタ9に接続された第1の領域13aと、第2のキャパシタ11に接続された第2の領域13bとの間に設けられた第3の領域13cに位置することになる。電源パターン13の第1の領域13aは、電源端子に接続されている。
【0030】
この光モジュールは、毎秒2.5ギガビットを超える伝送レートの信号の受信するときでも、周波数応答および群遅延変動量において所望の特性を示している。また、光モジュールは、毎秒10ギガビットを超える伝送レートの信号の受信するときでも、光モジュールの周波数応答および群遅延変動量は所望の特性を示している。
【0031】
図2(B)及び図2(C)は、光学素子搭載部品を示す図面である。図1、図2(A)〜図2(C)を参照すると、光学素子搭載部品15は、第1の搭載部材3、半導体受光素子5、及び光ファイバ7を備える。第1の搭載部材3は、例えばシリコン製或いはセラミック製の部品である。光モジュール1では、第1の搭載部材3は、第2の領域3bおよび突き当て面3cを更に有している。第1及び第2の領域3a、3bは、所定の軸Axの方向に配列されている。突き当て面3cは、第1の領域3aと第2の領域3bとの間に設けられており、所定の軸Axに交差する面に沿って伸びている。電源パターン13の第1〜第3の部分13a〜13cは、突き当て面3cが伸びる方向に配列されている。光ファイバ7は、第2の領域3bに搭載されている。
【0032】
この光モジュール1によれば、第1の搭載部材3は、半導体受光素子5と光ファイバ7との光学的に位置決めのために第2の領域3b及び突き当て面3cを有しており、これ故に、電源パターン13は第1の領域3aに設けられる。電源パターン13の第1〜第3の部分13a〜13cは、突き当て面3cが伸びる方向に配列されている。第1および第2のキャパシタ19、11は、この電源パターン13に生じる定在波を小さくするために役立つ。
【0033】
第1の搭載部材3は、所定の軸Axの方向に伸びる溝16を備える。溝16は、第1及び第2の側面16a、16bを有する。光ファイバ7の側面は、第1及び第2の側面16a、16bによって支持されている。光ファイバ7は、第1の搭載部材3及び位置決め部材14により位置決めされる。
【0034】
図1を参照すると、光モジュール1は、第2の搭載部材17を更に備えることができる。第2の搭載部材17は、CuWといった金属製或いはアルミナ若しくは窒化アルミニウムといったセラミック製の部品である。第2の搭載部材17は、所定の軸Axの方向に伸びる第1及び第2の搭載部17a、17b、並びに第1の搭載部17aと第2の搭載部17bとを繋ぐ接続部17cを有する。第1のキャパシタ9は第1の搭載部17a上に搭載されており、第2のキャパシタ11は第2の搭載部17b上に搭載されている。第1の搭載部材3は、第2の搭載部材17の第1の搭載部17aと第2の搭載部17bとの間に位置している。
【0035】
この光モジュール1の第2の搭載部材17によれば、第1及び第2のキャパシタ9、11を半導体受光素子5のための電源パターン13の近くに設けることができる。
【0036】
第1のキャパシタ9は、ダイキャップといったチップキャパシタであることができ、また第2のキャパシタ11は、ダイキャップといったチップキャパシタであることができる。第1のキャパシタ9は、第1の電極9a及び第2の電極9bを有している。第2のキャパシタ11は、第1の電極11a及び第2の電極11bを有している。
【0037】
光モジュール1は、ハウジング19とを更に備えようにしてもよい。ハウジング19は、所定の軸Axの方向に伸びる第1及び第2の壁部19a、19bを有しており、第1の搭載部材3及び第2の搭載部材17を収容する。第2の搭載部材17の第1の搭載部17aは、ハウジング19の第1の壁部19aと第1の搭載部材3との間に位置している。ハウジング19は、第1の壁部19aに設けられたリード端子21を有している。第1のキャパシタ9の一電極9aは、第1のリード端子21に電気的に接続されている。また、第1のキャパシタ9の一電極9aは、電源パターン13に電気的に接続されている。
【0038】
また、第2の搭載部材17は、その主面上に導電パターン17dを有している。第1及び第2のキャパシタ9、11は、導電パターン17d上に位置している。第1及び第2のキャパシタ9、11の一電極9b、11bは、導電パターン17dに接続されている。導電パターン17dは、基準電位線に接続される。
【0039】
第2の搭載部材17の第1の搭載部17aは、ハウジング19の第1の壁部19aと第1の搭載部材3との間に位置しており、リード端子21は、第1のキャパシタ9の一電極9aを介して電源パターン13に電気的に接続される。
【0040】
ハウジング19は、所定の軸Axに交差する方向に伸びる第3の壁部19cを有している。第3の壁部19cには、所定の軸Axの方向に伸びる光ファイバ7を支持する光ファイバ支持部23を設けられている。ハウジング19は、第2の壁部19bに設けられたリード端子22を有している。
【0041】
光モジュール1は、増幅素子25を更に備えることができる。増幅素子25は、入力25a及び出力25bを有する。入力25aは、半導体受光素子5からの電気信号IPを受ける。出力25bは、増幅された電気信号OUT、OUTBを提供する。電源パターン13の第1〜第3の部分13a、13b、13cは、増幅素子25の一辺が伸びる方向に配列されている。増幅素子25は、第2の搭載部材17の接続部17c上に搭載されている。ハウジング19は、所定の軸Axに交差する方向に伸びる第4の壁部19dを更に有している。ハウジング19は、第4の壁部19dに設けられた出力端子27を有している。増幅素子25は、出力端子27に電気的に接続された出力25bを有する。
【0042】
光モジュール1によれば、増幅素子25は第2の搭載部材17の接続部17c上に搭載されている。増幅素子25の一辺が伸びる方向に電源パターンの第1〜第3の部分が配列されている。この結果、この電源パターンに定在波が生じる可能性がある。第1および第2のキャパシタは、この定在波を小さくするために役立つ。また、半導体受光素子5及び増幅素子25の配置によれば、半導体受光素子5と増幅素子25との接続距離を短くできる。
【0043】
増幅素子25の入力25aは、半導体受光素子5の一端子(例えば、アノード)にボンディングワイヤを介して接続されている。増幅素子25の一対の出力25bは、ハウジング19に設けられた導電パターン29a、29bにボンディングワイヤを介して接続されている。導電パターン29a、29bには、増幅された信号が伝搬する。導電パターン29aは、導電パターン29c及び29dの間に伸びている。導電パターン29bは、導電パターン29d及び29eの間に伸びている。導電パターン29a、29bは、リード端子27に接続されている。導電パターン29c〜29eは、リード端子28に接続されている。
【0044】
図1及び図2(A)を参照すると、第1の搭載部材3は、所定の軸Axの方向に伸びる一対のエッジ部3d、3eを有している。電源パターン13の一端13dは、エッジ部3dに位置しており、電源パターン13の他端13eはエッジ部13eに位置している。好適な実施例では、第1及び第2のキャパシタ9、11は、電源パターン13の一端13d及び他端13eに接続されている。
【0045】
図1、図2(A)〜図2(C)を参照すると、第1の搭載部材3は、所定の軸Axに交差する方向に伸びる突き当て面3cに加えて、凹部3f及び反射面3gを有している。凹部3fは、第1の領域3aにおいて所定の軸Axの方向に伸びる。反射面3gは、凹部3fの一端に設けられている。半導体受光素子5は、一対の面5a、5bを有している。半導体受光素子5の一面5aには、モノリシックレンズ5cを有している。モノリシックレンズ5cは、凹部3fに位置している。半導体受光素子5の他面5bには、受光領域5dを有している。半導体受光素子5のモノリシックレンズ5cは、反射面3gを介して光ファイバ7の一端7aに光学的に結合されている。
【0046】
図3(A)および図3(B)は、光モジュールを示す図面である。図3(A)に示された光モジュール1では、第2の搭載部材17の第1の搭載部17a上にキャパシタ9が配置されており、第2の搭載部材17の第2の搭載部17b上にキャパシタ11が配置されている。図3(B)に示された光モジュールでは、第2の搭載部材17上にキャパシタ10が配置されている。キャパシタ9、10、11の一端は、それぞれの半導体受光素子の一端子(例えば、カソード)のための電源パターンに接続されている。キャパシタ9、10、11の他端は、第2の搭載部材17の基準電位パターンに接続されている。
【0047】
図4(A)および図4(B)は、図3(A)に示された光モジュールの特性図である。図5は、図3(B)に示された光モジュールの特性図である。これらの特性図では、横軸は、周波数(単位:GHz)を示しており、左の縦軸は応答(単位:dB)を示しており、右の縦軸は群遅延変動量(単位:psec)を示している。
【0048】
図5の特性図では、応答が、10GHzあたりの周波数においてピーキングを示しており、また群遅延変動が、10GHzを超える周波数領域で大きく変動している。図4(A)および図4(B)のの特性図中の応答では、ピーキングが生じておらず、群遅延変動では10GHzを超える周波数領域でも変動が小さい。
【0049】
(第2の実施の形態)
図6は、本実施の形態の光モジュールの一変形例である。光モジュール1aは、ハウジング19を備えている。ハウジング19は、所定の軸Axの方向に伸びる第1及び第2の壁部19a、19bを有している。ハウジング19は、第1及び第2の搭載部材3、17を収容する。第2の搭載部材17の第1の搭載部17aは、ハウジング19の第1の壁部19aと第1の搭載部材3との間に位置している。第1のキャパシタ31は一電極31aを有している。第1のキャパシタ31の一電極31aは、第1の搭載部材3上の電源パターン13に電気的に接続されている。電源パターン13は、第2の搭載部材17上の導電パターン33を介して第1のリード端子21に電気的に接続されている。また、電源パターン13は、第2の搭載部材17上の導電パターン34に電気的に接続されることができる。第2の搭載部材17の第1の搭載部17aはハウジング19の第1の壁部19aと第1の搭載部材3との間に位置するので、第1のリード端子(図1に示された参照番号21)は、第1のキャパシタ31を介することなく、電源パターン13に電気的に接続される。
【0050】
第1のキャパシタ31は、電極31a及び31bを有している。第1のキャパシタ31の電極31aは電源パターン13の第1の領域13aに電気的に接続されている。第1のキャパシタ31の電極31bは、第2の搭載部材17の導電パターン35に電気的に接続されている。第2のキャパシタ37は、電極37a及び37bを有している。第2のキャパシタ37の電極37aは、電源パターン13の第2の領域13bに電気的に接続されている。第2のキャパシタ37の電極37bは、第2の搭載部材17の導電パターン35に電気的に接続されている。
【0051】
この光モジュール1aによれば、半導体受光素子5は電源パターン13の第3の部分13cに搭載されており、この第3の部分13cの両側に設けられた電源パターン13の第1及び第2の領域13a、13bにそれぞれキャパシタ31、37が電気的に接続されている。これらのキャパシタ31、37は、電源パターン13に生じる可能性がある定在波を小さくできる。この光モジュール1aでは、キャパシタ31,37を設けるために、第2の搭載部材17上に大きな搭載領域が必要ではない。
【0052】
(第3の実施の形態)
図7は、本実施の形態の光モジュールの別の変形例である。光モジュール1bは、搭載部材3に替えて搭載部材39を備える。搭載部材39は、所定の軸Axに交差する面に沿って伸びる搭載面39aを有している。搭載面39aには、半導体受光素子6が搭載されている。例えば、半導体受光素子5は裏面入射型の半導体受光素子であり、半導体受光素子6は上面入射型の半導体受光素子である。
【0053】
搭載部材39は、半導体受光素子6のための導電パターン41を搭載面39a及び主面39b上に備える。
【0054】
第1の搭載部材39は、所定の軸に交差する第1の基準面に沿って伸びる搭載面39aに設けられている。電源パターン41の第1及び第2の部分41a、41bは、搭載面39a上だけでなく、第1の基準面に交差する第2の基準面に沿って伸びる主面39b上にも設けられている。第1のキャパシタ9は、主面39b上において電源パターン41の第1の部分41aに電気的に接続されている。第2のキャパシタ11は、主面39b上において電源パターン41の第2の部分41bに電気的に接続されている。
【0055】
詳述すれば、導電パターン41は、搭載部材39の搭載面39a上に設けられた第1〜第3の部分41a、41b、41cを備える。搭載面39a上には、第1の部分41a上に半導体受光素子6が設けられており、半導体受光素子6は光ファイバ8に光学的に結合されている。第1及び第2の部分41a、41bは、主面39b上に設けられている。導電パターン41の第1の部分41aは、主面39a上のボンディング領域において第1のキャパシタ9に接続されている。導電パターン41の第2の部分41bは、主面39a上のボンディング領域において第2のキャパシタ11に接続されている。キャパシタ9、11は、第2の搭載部材17の搭載面上の導電パターン17d上に位置している。第2の搭載部材17の搭載面は、第1の基準面に交差する第3の基準面に沿って伸びている。
【0056】
電極41dは、増幅素子25に接続されている。半導体受光素子6の一電極(アノード)は電極41dに接続されている。半導体受光素子6の他電極(カソード)は第3の部分41cに接続されている。搭載面39a上の半導体受光素子6は、光ファイバ6の一端6aに対面している。
【0057】
この光モジュール1bによれば、半導体受光素子6は電源パターン41の第1の部分41cに搭載されており、この第3の部分41cの両側から伸びる電源パターン13の第1及び第2の領域41a、41bに、それぞれキャパシタ9、11が電気的に接続されている。これらのキャパシタ9、11は、電源パターン41に生じる可能性がある定在波を小さくできる。
【0058】
本実施の形態のいくつかを説明したように、半導体受光素子のカソードのための導電パターンの両端部では、電気信号の反射が生じる。この反射は、光受信モジュールの受信信号の周波数成分が高くなると、例えば周波数応答特性において生じるピーキングが無視できなくなり、また及び群遅延特性における変動が無視できなくなる。導電パターンのディメンジョンが、受信信号の基本信号の波長L(正確には、L/4)に近い場合、導電パターンに定在波が生じることもある。この導電パターンは、光モジュールの種類に応じて異なるものである。また、定在波の発生を考慮して、この導電パターンの配置及び形状を設計することができない場合もある。しかしながら、導電パターンの両端にそれぞれキャパシタを接続すれば、導電パターンの形状等に依存することなく、光モジュールの受信特性を改善できる。これらのキャパシタによれば、毎秒10ギガビットの伝送レート程度であっても、光モジュールの受信特性において、位相変化が小さくでき、また伝送ペナルティも小さくできる。
【0059】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周波数特性を改善可能な光モジュールを提供することとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、光モジュールを示す図面である。
【図2】図2(A)は、第1の搭載部材を示す平面図である。図2(B)及び図2(C)は、光学素子搭載部品を示す図面である。
【図3】図3(A)および図3(B)は、光モジュールを示す図面である。
【図4】図4(A)および図4(B)は、図3(A)に示された光モジュールの特性図である。
【図5】図5は、図3(B)に示された光モジュールの特性図である。
【図6】図6は、本実施の形態の光モジュールの一変形例である。
【図7】図7は、本実施の形態の光モジュールの別の変形例である。
【符号の説明】
1…光モジュール、3…第1の搭載部材、3a…第1の領域、3b…第2の領域、3c…突き当て面、5…半導体受光素子、7…光ファイバ、9…第1のキャパシタ、11…第2のキャパシタ、13…電源パターン、13a…第1の部分、13b…第2の部分、13c…第3の部分、17…第2の搭載部材、17a…第1の搭載部、17b…第2の搭載部、17c…接続部、17d…導電パターン、19…ハウジング、21、22…リード端子、25…増幅素子、27…出力端子、28…リード端子、29a〜29e…導電パターン、31…第1のキャパシタ、37…第2のキャパシタ、39…搭載部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical module.
[0002]
[Prior art]
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-064212
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order for the optical receiving module to receive an optical signal having a high transmission rate, the optical receiving module needs to have a wide receiving band. In the light receiving module, an electrode for a semiconductor light receiving element is provided in the light receiving element mounting portion. A semiconductor light receiving element is arranged on the electrode. A capacitor is connected to a power supply line for the semiconductor light receiving element. According to experiments, in this optical receiving module, peaking occurs in the frequency response, and the amount of group delay variation is large.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical module capable of improving frequency characteristics.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, an optical module includes (a) a first mounting member including a first region having a power supply pattern, wherein the power supply pattern includes a first portion, a second portion, and a first portion. (B) a semiconductor light receiving element mounted on the third part of the power supply pattern for receiving an optical signal, the third part being connected to the first part and the second part; (C) a first capacitor electrically connected to the first portion of the power supply pattern; and (d) a second capacitor electrically connected to the second portion of the power supply pattern.
[0007]
According to this optical module, the semiconductor light receiving element is mounted on the third part of the power supply pattern, and the capacitors are electrically connected to the first and second regions of the power supply pattern adjacent to the third part. Have been. These capacitors can reduce the standing wave generated in the power supply pattern.
[0008]
The optical module according to the present invention includes: (e) a second mounting member having first and second mounting portions extending in a direction of a predetermined axis, and a connection portion connecting the first mounting portion and the second mounting portion. May be further provided. The first capacitor is mounted on the first mounting portion of the second mounting member, and the second capacitor is mounted on the second mounting portion of the second mounting member, and the first mounting portion is mounted on the first mounting portion. The member is located between the first mounting portion and the second mounting portion of the second mounting member.
[0009]
According to the second mounting member of the optical module, the first and second capacitors can be provided near the power supply pattern for the semiconductor light receiving element.
[0010]
The optical module of the present invention may further include (f) an optical fiber optically coupled to the semiconductor light receiving element. The first mounting member further has a second region and an abutment surface, and the first and second regions are arranged in a direction of a predetermined axis. The butting surface is provided between the first area and the second area and extends along a plane intersecting a predetermined axis, and the first to third portions of the power supply pattern have The optical fibers are arranged in the extending direction, and the optical fibers are mounted in the second region.
[0011]
According to this optical module, the first mounting member has the second region and the abutting surface for optically positioning the semiconductor light receiving element and the optical fiber, and therefore, the first region. Is provided with a power supply pattern. The first to third portions of the power supply pattern are arranged in a direction in which the abutting surface extends, and there is a possibility that a standing wave is generated in this power supply pattern. The first and second capacitors serve to reduce this standing wave.
[0012]
Further, the optical module of the present invention can further include an optical fiber optically coupled to the semiconductor light receiving element. The first mounting member further has a second region, and the first and second regions are arranged in a direction of a predetermined axis. The first to third portions of the power supply pattern are arranged in a direction crossing a predetermined axis, and the optical fibers are mounted in the second region.
[0013]
The optical module according to the present invention includes: (g) an amplification element having an input for receiving an electric signal from the semiconductor light receiving element and an output for providing an amplified electric signal; and (h) a second mounting member for mounting the amplification element. May be further provided. The first to third portions of the power supply pattern are arranged in a direction in which one side of the amplification element extends.
[0014]
According to the optical module, the amplifying element is mounted on the second mounting member, and the first to third portions of the power supply pattern are arranged in a direction in which one side of the amplifying element extends. As a result, a standing wave may be generated in the power supply pattern. The first and second capacitors serve to reduce this standing wave.
[0015]
The optical module of the present invention may further include (i) a housing having first and second walls extending in a direction of a predetermined axis and housing the first and second mounting members. Good. The first mounting portion of the second mounting member is located between the first wall portion of the housing and the first mounting member, and the housing includes a first lead provided on the first wall portion. And a first electrode of the first capacitor is electrically connected to the power supply pattern and the first lead terminal.
[0016]
Since the first mounting portion of the second mounting member is located between the first wall portion of the housing and the first mounting member, the first lead terminal is connected via one electrode of the first capacitor. It is electrically connected to the power supply pattern.
[0017]
In the optical module of the present invention, the housing further has a wall extending in a direction intersecting the predetermined axis, the housing has an output terminal provided on the wall, and the amplifying element has an output terminal. Electrically connected to
[0018]
The optical module according to the present invention may further include (j) a housing having first and second walls extending in a direction of a predetermined axis and accommodating the first and second mounting members. The first mounting portion of the second mounting member is located between the first wall of the housing and the first mounting member, and one electrode of the first capacitor is electrically connected to the power supply pattern. The housing has a first lead terminal provided on the first wall, and the first lead terminal is electrically connected to a power supply pattern.
[0019]
Since the first mounting portion of the second mounting member is located between the first wall of the housing and the first mounting member, the first lead terminal can be connected to the power supply without the first capacitor. It is electrically connected to the pattern.
[0020]
An optical module according to the present invention includes: (k) a second module having first and second mounting portions extending in a direction of a predetermined axis, and a connecting portion connecting the first mounting portion and the second mounting portion. A mounting member can be further provided. The first mounting member is located between the first mounting portion and the second mounting portion of the second mounting member, and the first capacitor has one terminal located on the first mounting member. And another terminal located on the second mounting member. The second capacitor has one terminal located on the first mounting member and another terminal located on the second mounting member. And
[0021]
According to this optical module, the first and second capacitors can be connected to the conductive patterns on the first mounting member and the second mounting member without using a bonding wire.
[0022]
In the optical module of the present invention, the first region of the first mounting member is provided on the mounting surface extending along the first reference plane intersecting the predetermined axis, and the first and second power supply patterns are provided. The portion is provided on a main surface and a mounting surface extending along a second reference surface intersecting the first reference surface, and the first capacitor electrically connects the first portion of the power supply pattern on the main surface. The second capacitor is electrically connected to the second portion of the power supply pattern on the main surface.
[0023]
According to this optical module, the semiconductor light receiving element can be mounted on a mounting surface different from the main surface provided in the power supply pattern connected to the first and second capacitors.
[0024]
The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention, which proceeds with reference to the accompanying drawings.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The findings of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown as examples. Subsequently, embodiments of the optical module of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, identical parts are given the same reference numerals.
[0026]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a drawing showing an optical module. FIG. 2A is a plan view showing the first mounting member. Referring to FIGS. 1 and 2A, the
[0027]
According to this
[0028]
In an optical module such as an optical receiving module, a bypass capacitor is connected to a power supply pattern for a semiconductor light receiving element such as a photodiode. The bypass capacitor is built in the optical module. The bypass capacitor is connected to a power supply line connected to a cathode of the photodiode and a power supply terminal of the optical module. This bypass capacitor is provided to remove noise or the like that enters from the power supply terminal. Although the light receiving module has a capacitor connected to a power line between the cathode of the photodiode and the power terminal of the light module, the frequency characteristics of the light receiving module do not show the desired frequency characteristics. According to experiments, the following facts have been found in the optical receiving module. One is that peaking occurs in the frequency response, and the other is that the amount of group delay variation is large. Achieving the desired frequency characteristics is not realized by the existing bypass capacitors in the optical receiving module.
[0029]
In the
[0030]
This optical module exhibits desired characteristics in frequency response and group delay variation even when receiving a signal having a transmission rate exceeding 2.5 gigabits per second. Further, even when the optical module receives a signal having a transmission rate exceeding 10 gigabits per second, the frequency response and the group delay variation of the optical module show desired characteristics.
[0031]
FIG. 2B and FIG. 2C are drawings showing the optical element mounting component. Referring to FIGS. 1 and 2A to 2C, the optical
[0032]
According to the
[0033]
The first mounting
[0034]
Referring to FIG. 1, the
[0035]
According to the second mounting
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
Further, the second mounting
[0039]
The first mounting
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
According to the
[0043]
The input 25a of the amplifying
[0044]
Referring to FIGS. 1 and 2A, the first mounting
[0045]
Referring to FIGS. 1 and 2A to 2C, the first mounting
[0046]
FIGS. 3A and 3B are views showing an optical module. In the
[0047]
FIGS. 4A and 4B are characteristic diagrams of the optical module shown in FIG. 3A. FIG. 5 is a characteristic diagram of the optical module shown in FIG. In these characteristic diagrams, the horizontal axis indicates frequency (unit: GHz), the left vertical axis indicates response (unit: dB), and the right vertical axis indicates group delay variation (unit: psec). ).
[0048]
In the characteristic diagram of FIG. 5, the response shows peaking at a frequency around 10 GHz, and the group delay variation largely fluctuates in a frequency region exceeding 10 GHz. In the responses in the characteristic diagrams of FIGS. 4A and 4B, no peaking occurs, and the group delay variation is small even in a frequency region exceeding 10 GHz.
[0049]
(Second embodiment)
FIG. 6 is a modification of the optical module of the present embodiment. The
[0050]
The
[0051]
According to the
[0052]
(Third embodiment)
FIG. 7 shows another modification of the optical module according to the present embodiment. The
[0053]
The mounting
[0054]
The first mounting
[0055]
More specifically, the conductive pattern 41 includes first to
[0056]
The
[0057]
According to the
[0058]
As described in some of the embodiments, an electric signal is reflected at both ends of the conductive pattern for the cathode of the semiconductor light receiving element. When the frequency component of the signal received by the optical receiving module increases, for example, peaking that occurs in the frequency response characteristic cannot be ignored, and fluctuation in the group delay characteristic cannot be ignored. When the dimension of the conductive pattern is close to the wavelength L (more precisely, L / 4) of the basic signal of the received signal, a standing wave may be generated in the conductive pattern. This conductive pattern differs depending on the type of the optical module. Further, there is a case where the arrangement and the shape of the conductive pattern cannot be designed in consideration of the generation of the standing wave. However, if capacitors are connected to both ends of the conductive pattern, the receiving characteristics of the optical module can be improved without depending on the shape of the conductive pattern. According to these capacitors, even at a transmission rate of about 10 gigabits per second, the phase change and the transmission penalty can be reduced in the receiving characteristics of the optical module.
[0059]
While the principles of the invention have been illustrated and described in preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. The present invention is not limited to the specific configuration disclosed in the present embodiment. We therefore claim all modifications and changes coming from the scope of the claims and their spirit.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an optical module capable of improving frequency characteristics is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a drawing showing an optical module.
FIG. 2A is a plan view showing a first mounting member. FIG. 2B and FIG. 2C are drawings showing the optical element mounting component.
FIGS. 3A and 3B are views showing an optical module. FIG.
4 (A) and 4 (B) are characteristic diagrams of the optical module shown in FIG. 3 (A).
FIG. 5 is a characteristic diagram of the optical module shown in FIG.
FIG. 6 is a modification of the optical module of the present embodiment.
FIG. 7 is another modified example of the optical module of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電源パターンの前記第3の部分上に搭載されており信号光を受けるための半導体受光素子と、
前記電源パターンの前記第1の部分に電気的に接続された第1のキャパシタと、
前記電源パターンの前記第2の部分に電気的に接続された第2のキャパシタとを備える、光モジュール。A first mounting member including a first region having a power supply pattern, wherein the power supply pattern is connected to a first part, a second part, and the first part and the second part; Has a third part,
A semiconductor light receiving element mounted on the third portion of the power supply pattern and receiving a signal light;
A first capacitor electrically connected to the first portion of the power supply pattern;
An optical module comprising: a second capacitor electrically connected to the second portion of the power supply pattern.
前記第1の搭載部材は、前記第2の搭載部材の前記第1の搭載部と前記第2の搭載部との間に位置しており、
前記第1のキャパシタは、前記第2の搭載部材の前記第1の搭載部上に搭載されており、
前記第2のキャパシタは、前記第2の搭載部材の前記第2の搭載部上に搭載されている、請求項1に記載の光モジュール。First and second mounting portions extending in a direction of a predetermined axis, and a second mounting member having a connection portion connecting the first mounting portion and the second mounting portion, further comprising:
The first mounting member is located between the first mounting portion and the second mounting portion of the second mounting member,
The first capacitor is mounted on the first mounting portion of the second mounting member,
The optical module according to claim 1, wherein the second capacitor is mounted on the second mounting portion of the second mounting member.
前記第1の搭載部材は、前記第2の搭載部材の前記第1の搭載部と前記第2の搭載部との間に位置しており、
前記第1のキャパシタは、前記第1の搭載部材上に位置する一端子と、前記第2の搭載部材上に位置する他端子とを有しており、
前記第2のキャパシタは、前記第1の搭載部材上に位置する一端子と、前記第2の搭載部材上に位置する他端子とを有する、請求項1に記載の光モジュール。First and second mounting portions extending in a direction of a predetermined axis, and a second mounting member having a connection portion connecting the first mounting portion and the second mounting portion, further comprising:
The first mounting member is located between the first mounting portion and the second mounting portion of the second mounting member,
The first capacitor has one terminal located on the first mounting member, and another terminal located on the second mounting member,
The optical module according to claim 1, wherein the second capacitor has one terminal located on the first mounting member and another terminal located on the second mounting member.
前記第1の搭載部材は、第2の領域および突き当て面を更に有しており、前記第1及び第2の領域は前記所定の軸の方向に配列されており、
前記突き当て面は、前記第1の領域と前記第2の領域との間に設けられ前記所定の軸に交差する面に沿って伸びており、
前記電源パターンの前記第1〜第3の部分は、前記突き当て面が伸びる方向に配列されており、
前記光ファイバは前記第2の領域に搭載されている、請求項1または請求項2に記載の光モジュール。Further comprising an optical fiber optically coupled to the semiconductor light receiving element,
The first mounting member further has a second area and an abutting surface, and the first and second areas are arranged in the direction of the predetermined axis,
The abutment surface is provided between the first region and the second region and extends along a surface that intersects the predetermined axis,
The first to third portions of the power supply pattern are arranged in a direction in which the abutting surface extends,
The optical module according to claim 1, wherein the optical fiber is mounted in the second area.
前記増幅素子を搭載する第3の搭載部材と
を更に備え、
前記電源パターンの前記第1〜第3の部分は、前記増幅素子の一辺が伸びる方向に配列されている、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光モジュール。An amplification element having an input for receiving an electric signal from the semiconductor light receiving element and an output for providing the amplified electric signal,
A third mounting member for mounting the amplification element,
The optical module according to claim 1, wherein the first to third portions of the power supply pattern are arranged in a direction in which one side of the amplification element extends.
前記電源パターンの前記第1及び第2の部分は、前記第1の基準面に交差する第2の基準面に沿って伸びる主面及び前記搭載面上に設けられており、
前記第1のキャパシタは、前記主面上において前記電源パターンの前記第1の部分に電気的に接続されており、
前記第2のキャパシタは、前記主面上において前記電源パターンの前記第2の部分に電気的に接続されている、請求項1に記載の光モジュール。The first region of the first mounting member is provided on a mounting surface extending along a first reference plane intersecting a predetermined axis,
The first and second portions of the power supply pattern are provided on a main surface extending along a second reference plane intersecting the first reference plane and on the mounting surface,
The first capacitor is electrically connected to the first portion of the power supply pattern on the main surface,
The optical module according to claim 1, wherein the second capacitor is electrically connected to the second portion of the power supply pattern on the main surface.
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