JP2009026835A

JP2009026835A - Semiconductor laser module and semiconductor laser module device equipped with the same

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Publication number: JP2009026835A
Application number: JP2007186431A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kanda; 神田　　淳; Makoto Nakamura; 誠中村; Mitsuru Sugo; 満須郷; Minoru Togashi; 稔富樫; Masahiro Endo; 雅広遠藤; Hisaki Nishizawa; 寿樹西澤; Yuji Mihashi; 祐司三橋
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser module with superior high frequency characteristics, which is applicable even to a transmission type optical transmitter sending out packet signals in bursts, and to provide a semiconductor laser module device equipped with the same. <P>SOLUTION: Apart from lead pins for data signal input (lead pin 15 for positive-phase data signal input, lead pin 16 for negative-phase data signal input), the semiconductor laser module 1 is equipped with, as a lead pin for bias input, either a lead pin 17 for positive-phase bias input and the lead pin 18 for negative-phase bias input, or one of the lead pin 17 for positive-phase bias input and lead pin 18 for negative-phase bias input. Further, it is preferable that the respective lead pins 15 to 18 and laser diode 10 are connected by impedance-controlled transmission lines 6 to 9. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザモジュール及びこれを備えた半導体レーザモジュール装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser module and a semiconductor laser module device including the same.

従来の半導体レーザモジュールとしては、例えば、下記の特許文献１に開示されたものがある。この従来の半導体レーザモジュールでは、リードピンとレーザダイオードとの間をボンディングワイヤで接続していた。しかし、この従来の半導体レーザモジュールでは、リードピンとレーザダイオードを接続するボンディングワイヤが長いことから、寄生インダクタンスが大きくなり、良好な高周波特性が得られないという問題があった。 An example of a conventional semiconductor laser module is disclosed in Patent Document 1 below. In this conventional semiconductor laser module, the lead pin and the laser diode are connected by a bonding wire. However, this conventional semiconductor laser module has a problem that since the bonding wire connecting the lead pin and the laser diode is long, the parasitic inductance is increased, and good high frequency characteristics cannot be obtained.

そこで、良好な高周波特性を有する半導体レーザモジュールとして、ボンディングワイヤを短くするモジュール構造と、以下の回路構成（図５）が考えられる。 Therefore, as a semiconductor laser module having good high-frequency characteristics, a module structure that shortens the bonding wire and the following circuit configuration (FIG. 5) are conceivable.

特許３３７９４２１号公報Japanese Patent No. 3379421

ところで、従来の高速半導体レーザモジュールは専ら、信号の伝送方式として、連続的に信号が送出される方式の光送信器への適用が想定されていた構成になっている。 By the way, the conventional high-speed semiconductor laser module has a configuration that is assumed to be applied to an optical transmitter of a type in which signals are continuously transmitted as a signal transmission method.

一方、バースト状にパケット信号が送出される伝送方式、例えばＰＯＮ（Passive Optical Network)型光伝送システムの加入者用装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）の光送信器では、送信のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるために、レーザダイオードのバイアス電流をＯＮ／ＯＦＦさせる構成が採用されることが多い。 On the other hand, in a transmission method in which packet signals are transmitted in bursts, for example, an optical transmitter of a subscriber device ONU (Optical Network Unit) in a PON (Passive Optical Network) type optical transmission system, transmission ON / OFF is switched. In addition, a configuration for turning ON / OFF the bias current of the laser diode is often employed.

そこで、連続信号方式を想定した従来の半導体レーザモジュールをバーストモード伝送方式対応の駆動回路に接続した場合の回路構成は、例えば図５のようになる。図５において、５１は半導体レーザモジュール、３１は駆動回路、６０はレーザダイオード、８９はレーザダイオード６０の電源端子、３６，３７，３８はそれぞれ、駆動回路３１の差動データ信号出力端子、負相バイアス出力端子である。また、３２，３３は差動データ信号入力端子、３４，３５はバースト制御信号入力端子、５２，５３，５４，５６，５７は伝送線路、６１はボンディングワイヤ、６５，６６はリードピン、７１，７２は抵抗素子、９０はインダクタである。 Therefore, a circuit configuration when a conventional semiconductor laser module assuming a continuous signal system is connected to a drive circuit compatible with a burst mode transmission system is as shown in FIG. 5, for example. In FIG. 5, 51 is a semiconductor laser module, 31 is a drive circuit, 60 is a laser diode, 89 is a power supply terminal of the laser diode 60, 36, 37, and 38 are differential data signal output terminals of the drive circuit 31, and negative phase, respectively. Bias output terminal. 32, 33 are differential data signal input terminals, 34, 35 are burst control signal input terminals, 52, 53, 54, 56, 57 are transmission lines, 61 is a bonding wire, 65, 66 are lead pins, 71, 72 Is a resistance element, and 90 is an inductor.

ここで、半導体レーザモジュール５１のレーザダイオード６０が図５のように直接変調型の場合、光送信器の送信ＯＦＦ時におけるレーザダイオード６０の発光を０に抑えるため、負相バイアス出力端子３８から供給されるレーザダイオード６０のバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦに同期して、差動データ信号出力端子３６，３７からのデータ信号の供給もＯＮ／ＯＦＦする必要がある。このため、駆動回路３１とレーザダイオード６０との結合方式は、容量結合型ではなく直接結合型を採用する必要がある。 Here, when the laser diode 60 of the semiconductor laser module 51 is a direct modulation type as shown in FIG. 5, in order to suppress the light emission of the laser diode 60 when the transmission of the optical transmitter is OFF, it is supplied from the negative phase bias output terminal 38. In synchronism with ON / OFF of the bias current of the laser diode 60, the supply of data signals from the differential data signal output terminals 36 and 37 needs to be turned ON / OFF. For this reason, the coupling method between the drive circuit 31 and the laser diode 60 needs to adopt a direct coupling type instead of a capacitive coupling type.

このような回路構成は、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６，３７の出力インピーダンスが十分高い場合、例えば差動１００Ω（片相あたり５０Ω）ならば問題はない。しかし、伝送速度が高速になると、例えば伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の場合には、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６，３７の出力インピーダンスと、半導体レーザモジュール６０の入力インピーダンスの不整合による信号反射の影響が大きくなる。従って、このインピーダンス不整合による特性劣化を避けるために、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６，３７の出力インピーダンスを小さくさせる傾向にある。 Such a circuit configuration poses no problem if the output impedance of the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 is sufficiently high, for example, if the differential is 100Ω (50Ω per one phase). However, when the transmission speed is increased, for example, when the transmission speed is 10 Gbit / s or more, the output impedance of the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 and the input impedance of the semiconductor laser module 60 are mismatched. The effect of signal reflection due to is increased. Therefore, in order to avoid characteristic deterioration due to this impedance mismatch, the output impedances of the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 tend to be reduced.

また、一般的にトランジスタの動作速度と耐圧はトレードオフの関係にある。このため、動作速度が高速になると、駆動回路３１の出力増幅回路のトランジスタのコレクタ・エミッタ間に掛かる電位差を小さくするために、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６，３７の出力インピーダンスを小さくする必要がある。 In general, the operation speed and breakdown voltage of a transistor are in a trade-off relationship. Therefore, when the operation speed is increased, the output impedances of the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 are reduced in order to reduce the potential difference applied between the collector and emitter of the transistor of the output amplifier circuit of the drive circuit 31. It needs to be small.

しかし一方で、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６，３７の出力インピーダンスが小さくなると、負相バイアス出力端子３８からレーザダイオード６０の電源端子８９までのインピーダンスに比して、負相バイアス出力端子３８から負相データ信号出力端子３７までのインピーダンスの方が小さくなり、レーザダイオード６０に必要なバイアス電流が流れない、すなわち十分な発光強度が得られないと共に、電流対発光強度特性の閾値付近の非線形性により波形が劣化するという問題点が発生する。 However, when the output impedance of the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 is reduced, the negative phase bias output is smaller than the impedance from the negative phase bias output terminal 38 to the power supply terminal 89 of the laser diode 60. The impedance from the terminal 38 to the negative phase data signal output terminal 37 becomes smaller, and the bias current necessary for the laser diode 60 does not flow, that is, sufficient light emission intensity cannot be obtained, and the current-light emission intensity characteristic is near the threshold value. This causes a problem that the waveform deteriorates due to non-linearity.

このように、従来の高速半導体レーザモジュールは、バースト状にパケット信号が送出される伝送方式の光送信器への適用が困難であるという問題点があった。 As described above, the conventional high-speed semiconductor laser module has a problem that it is difficult to apply to a transmission-type optical transmitter in which packet signals are transmitted in bursts.

従って、本発明は上記の問題点に鑑み、バースト状にパケット信号が送出される伝送方式の光送信器への適用も可能な、高周波特性に優れた半導体レーザモジュール及びこれを備えた半導体レーザモジュール装置を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above-described problems, the present invention is applicable to an optical transmitter of a transmission system in which packet signals are transmitted in bursts, and a semiconductor laser module having excellent high frequency characteristics and a semiconductor laser module including the same It is an object to provide an apparatus.

上記課題を解決する第１発明の半導体レーザモジュールは、ステムベースとステムブロックからなるステムと、該ステムブロック上に取り付けられたサブマウント部材と、該サブマウント部材に取り付けられたレーザダイオードと、を備えた半導体レーザモジュールにおいて、
前記ステムベースを貫通して取り付けられ前記レーザダイオードに対して正相データ信号電流を供給する正相データ信号入力用リードピンと、
前記ステムベースを貫通して取り付けられ前記レーザダイオードに対して負相データ信号電流を供給する負相データ信号入力用リードピンと、
前記ステムベースを貫通して取り付けられ前記レーザダイオードに対して正相バイアス電流を供給する正相バイアス入力用リードピンと、前記ステムベースを貫通して取り付けられ前記レーザダイオードに対して負相バイアス電流を供給する負相バイアス入力用リードピンの何れか一方または両方のバイアス入力用リードピンとを備えており、
前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピン及び前記負相バイアス入力用リードピンを有する場合には、前記正相データ信号入力用リードピン及び前記正相バイアス入力用リードピンが、前記レーザダイオードの陽極又は陰極の何れか一方の電極に接続され、且つ、前記負相データ信号入力用リードピン及び前記負相バイアス入力用リードピンが、前記レーザダイオードの他方の電極に接続されていること、
または、前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピンのみを有する場合には、前記正相データ信号入力用リードピン及び前記正相バイアス入力用リードピンが、前記レーザダイオードの陽極又は陰極の何れか一方の電極に接続され、且つ、前記負相データ信号入力用リードピンが、前記レーザダイオードの他方の電極に接続されていること、
または、前記バイアス入力用リードピンとして前記負相バイアス入力用リードピンのみを有する場合には、前記正相データ信号入力用リードピンが、前記レーザダイオードの陽極又は陰極の何れか一方の電極に接続され、且つ、前記負相データ信号入力用リードピン及び前記負相バイアス入力用リードピンが、前記レーザダイオードの他方の電極に接続されていること、
を特徴とする。 A semiconductor laser module according to a first aspect of the present invention for solving the above problems includes a stem comprising a stem base and a stem block, a submount member attached on the stem block, and a laser diode attached to the submount member. In the provided semiconductor laser module,
A positive phase data signal input lead pin that is mounted through the stem base and supplies a positive phase data signal current to the laser diode;
A negative phase data signal input lead pin that is mounted through the stem base and supplies a negative phase data signal current to the laser diode;
A positive-phase bias input lead pin that is attached through the stem base and supplies a positive-phase bias current to the laser diode; and a negative-phase bias current that is attached through the stem base and is attached to the laser diode. One or both of the negative-phase bias input lead pins to be supplied and both bias input lead pins are provided.
When the positive-phase bias input lead pin and the negative-phase bias input lead pin are provided as the bias input lead pins, the positive-phase data signal input lead pin and the positive-phase bias input lead pin are anodes of the laser diode. Or the negative phase data signal input lead pin and the negative phase bias input lead pin are connected to the other electrode of the laser diode.
Alternatively, when the bias input lead pin has only the positive phase bias input lead pin, the positive phase data signal input lead pin and the positive phase bias input lead pin are either the anode or the cathode of the laser diode. Connected to one electrode, and the lead pin for negative phase data signal input is connected to the other electrode of the laser diode,
Alternatively, when the bias input lead pin has only the negative phase bias input lead pin, the positive phase data signal input lead pin is connected to either the anode or the cathode of the laser diode, and The negative phase data signal input lead pin and the negative phase bias input lead pin are connected to the other electrode of the laser diode,
It is characterized by.

また、第２発明の半導体レーザモジュールは、第１発明の半導体レーザモジュールにおいて、
前記サブマウント部材に形成され、前記正相データ信号入力用リードピンと前記レーザダイオードとを接続する第１伝送線路と、
前記サブマウント部材に形成され、前記負相データ信号入力用リードピンと前記レーザダイオードとを接続する第２伝送線路とを備えており、
且つ、前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピン及び前記負相バイアス入力用リードピンを有する場合、及び、前記バイアス入力用リードピンとして前記負相バイアス入力用リードピンのみを有する場合には、前記サブマウント部材に形成され、前記負相バイアス入力用リードピンと前記レーザダイオードとを接続する第３伝送線路を備えていることを特徴とする。 The semiconductor laser module of the second invention is the semiconductor laser module of the first invention.
A first transmission line formed on the submount member and connecting the positive-phase data signal input lead pin and the laser diode;
A second transmission line formed on the submount member and connecting the negative phase data signal input lead pin and the laser diode;
And, when having the positive phase bias input lead pin and the negative phase bias input lead pin as the bias input lead pin, and when having only the negative phase bias input lead pin as the bias input lead pin, A third transmission line formed on the submount member and connecting the negative phase bias input lead pin and the laser diode is provided.

また、第３発明の半導体レーザモジュールは、第２発明の半導体レーザモジュールにおいて、
前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピン及び前記負相バイアス入力用リードピンを有する場合、及び、前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピンのみを有する場合には、前記サブマウント部材に形成され、前記正相バイアス入力用リードピンと前記レーザダイオードとを接続する第４伝送線路を備えていることを特徴とする。 The semiconductor laser module of the third invention is the semiconductor laser module of the second invention,
When the bias input lead pin has the positive phase bias input lead pin and the negative phase bias input lead pin, and when the bias input lead pin has only the positive phase bias input lead pin, the submount A fourth transmission line formed on the member and connecting the positive-phase bias input lead pin and the laser diode is provided.

また、第４発明の半導体レーザモジュールは、第２又は第３発明の半導体レーザモジュールにおいて、
前記第１伝送線路における前記正相データ信号入力用リードピンとの接続部から前記レーザダイオードとの接続部の間、及び、前記第２伝送線路における前記負相データ信号入力用リードピンとの接続部から前記レーザダイオードとの接続部の間にそれぞれ、抵抗素子が備えられていることを特徴とする。 The semiconductor laser module of the fourth invention is the semiconductor laser module of the second or third invention,
From a connection portion with the positive phase data signal input lead pin in the first transmission line to a connection portion with the laser diode, and from a connection portion with the negative phase data signal input lead pin in the second transmission line A resistance element is provided between each connection portion with the laser diode.

また、第５発明の半導体レーザモジュールは、第１〜第４発明の何れかの半導体レーザモジュールにおいて、
前記レーザダイオードよりも前記ステムベース側にフォトダイオードが配置されていることを特徴とする。 The semiconductor laser module of the fifth invention is the semiconductor laser module of any of the first to fourth inventions,
A photodiode is arranged closer to the stem base than the laser diode.

また、第６発明の半導体レーザモジュールは、第１〜第４発明の何れかの半導体レーザモジュールにおいて、
前記レーザダイオードの近傍にサーミスタが配置されていることを特徴とする。 The semiconductor laser module of the sixth invention is the semiconductor laser module of any of the first to fourth inventions,
A thermistor is disposed in the vicinity of the laser diode.

また、第７発明の半導体レーザモジュールは、第１〜第６発明の何れかの半導体レーザモジュールにおいて、
前記レーザダイオードが、ルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型半導体レーザダイオードであることを特徴とする。 The semiconductor laser module of the seventh invention is the semiconductor laser module of any of the first to sixth inventions,
The laser diode is a buried semiconductor laser diode having a semi-insulating buried layer doped with ruthenium.

また、第８発明の半導体レーザモジュール装置は、第１〜第７発明の何れかの半導体レーザモジュールと、
該半導体レーザモジュールに、前記正相データ信号入力用リードピンと前記負相データ信号入力用リードピンと前記バイアス入力用リードピンとを介して、接続された駆動回路と、
を有することを特徴とする。 A semiconductor laser module device according to an eighth aspect of the present invention is the semiconductor laser module according to any one of the first to seventh aspects of the invention,
A drive circuit connected to the semiconductor laser module via the positive phase data signal input lead pin, the negative phase data signal input lead pin, and the bias input lead pin;
It is characterized by having.

また、第９発明の半導体レーザモジュール装置は、第８発明の半導体レーザモジュール装置において、
前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピン及び前記負相バイアス入力用リードピンを有する場合、及び、前記バイアス入力用リードピンとして前記正相バイアス入力用リードピンのみを有する場合には、電源端子がインダクタを介して前記正相バイアス入力用リードピンに接続されていること、
または、前記バイアス入力用リードピンとして前記負相バイアス入力用リードピンのみを有する場合には、電源端子がインダクタを介して前記正相データ信号入力用リードピンに接続されていること、
を特徴とする。 The semiconductor laser module device of the ninth invention is the semiconductor laser module device of the eighth invention,
When the bias input lead pin has the positive phase bias input lead pin and the negative phase bias input lead pin, and when the bias input lead pin has only the positive phase bias input lead pin, the power supply terminal is Connected to the positive-phase bias input lead pin through an inductor;
Or, in the case of having only the negative phase bias input lead pin as the bias input lead pin, a power supply terminal is connected to the positive phase data signal input lead pin via an inductor,
It is characterized by.

本発明の半導体レーザモジュール及びこれを備えた半導体レーザモジュール装置によれば、データ信号入力用のリードピン（正相データ信号入力用リードピン、負相データ信号入力用リードピン）とは別に、バイアス入力用リードピンとして正相バイアス入力用リードピン及び負相バイアス入力用リードピン、または、正相バイアス入力用リードピンと負相バイアス入力用リードピンの何れか一方を備えたことにより、バースト状にパケット信号が送出される伝送方式の光送信器への適用も可能な、高周波特性に優れた光半導体レーザモジュール及びこれを備えた半導体レーザモジュール装置を提供することができる。 According to the semiconductor laser module of the present invention and the semiconductor laser module device having the same, the bias input lead pin is separate from the data signal input lead pin (the positive phase data signal input lead pin and the negative phase data signal input lead pin). Transmission with which a packet signal is transmitted in bursts by providing either a positive-phase bias input lead pin and a negative-phase bias input lead pin, or a positive-phase bias input lead pin or a negative-phase bias input lead pin. It is possible to provide an optical semiconductor laser module excellent in high frequency characteristics and a semiconductor laser module device including the same, which can be applied to an optical transmitter of the type.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本発明の実施の形態例に係る半導体レーザモジュールの断面図を図１に示す。図１に示すように、本実施の形態例に係る半導体レーザモジュール１は、例えば鉄からなる金属製のステムベース３と、やはり例えばタングステンからなる金属製のステムブロック４（別称ヒートシンク）とからなる、ステム２を備えている。ステムベース３とステムブロック４とは、一体成型されていても良いし、別々に作製された後、ステムベース３上にステムブロック４を取り付けても良い。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a semiconductor laser module according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a semiconductor laser module 1 according to the present embodiment includes a metal stem base 3 made of, for example, iron and a metal stem block 4 (also called a heat sink) also made of, for example, tungsten. The stem 2 is provided. The stem base 3 and the stem block 4 may be integrally molded, or the stem block 4 may be attached on the stem base 3 after being separately manufactured.

ステムブロック４の側面には、電気絶縁性が高く熱伝導率が高いセラミック、例えば窒化アルミニウムからなる薄膜基板のサブマウント基板５が取り付けられており、サブマウント基板５の表面には、第１伝送線路６、第２伝送線路７、第３伝送線路８、第４伝送線路９、が形成されている。これらの伝送線路６，７，８，９には、良好な高周波伝送特性を有する伝送線路として、例えば基板厚と金薄膜でできた線路の幅との比によってインピーダンス制御された、マイクロストリップ線路やコプレーナ線路を適用することが望ましい。 On the side surface of the stem block 4, a submount substrate 5, which is a thin film substrate made of ceramic having high electrical insulation and high thermal conductivity, for example, aluminum nitride, is attached. A line 6, a second transmission line 7, a third transmission line 8, and a fourth transmission line 9 are formed. These transmission lines 6, 7, 8, and 9 include a microstrip line whose impedance is controlled by a ratio of a substrate thickness and a line width made of a gold thin film, for example, as a transmission line having good high-frequency transmission characteristics. It is desirable to apply a coplanar line.

伝送線路６，７，８，９の一端は、ステムベース３に形成された貫通孔１９を貫通しガラス封止１４によってステム２と電気的に絶縁の状態で取り付けられたリードピン１５，１６，１７，１８の上端部にそれぞれ接続されている。第１伝送線路６と第４伝送線路９のもう一端は、サブマウント基板５の上部において接続されており（接続部２５）、この線路上に光半導体素子であるレーザダイオード１０が取り付けられている。詳述すると、第１伝送線路６と第４伝送線路９の接続部２５は第２伝送線路７側に延長されており（延長部２５ａ）、この延長部２５ａにレーザダイオード１０の一方の電極が接続されている。即ち、接続部２５では、第１伝送線路６と第４伝送線路９とレーザダイオード１０とが接続されている。本実施形態においては、例えばレーザダイオード１０の裏面電極が陽極、表面電極が陰極とすると、第１伝送線路６及び第４伝送線路９はレーザダイオード１０の陽極に接続されている。 One end of each of the transmission lines 6, 7, 8, 9 passes through a through hole 19 formed in the stem base 3, and is lead pins 15, 16, 17 attached in a state of being electrically insulated from the stem 2 by a glass seal 14. , 18 are respectively connected to the upper end portions. The other ends of the first transmission line 6 and the fourth transmission line 9 are connected to the upper part of the submount substrate 5 (connecting portion 25), and a laser diode 10 as an optical semiconductor element is mounted on this line. . More specifically, the connection part 25 between the first transmission line 6 and the fourth transmission line 9 is extended to the second transmission line 7 side (extension part 25a), and one electrode of the laser diode 10 is connected to the extension part 25a. It is connected. That is, in the connection part 25, the 1st transmission line 6, the 4th transmission line 9, and the laser diode 10 are connected. In the present embodiment, for example, when the back electrode of the laser diode 10 is an anode and the front electrode is a cathode, the first transmission line 6 and the fourth transmission line 9 are connected to the anode of the laser diode 10.

また、第２伝送線路７及び第３伝送線路８のもう一端も、サブマウント基板５の上部において接続されており（接続部２８）、且つ、ボンディングワイヤ１１を介してレーザダイオード１０の表面に形成された陰極に接続されている。即ち、接続部２８では、第２伝送線路７と第３伝送線路８とレーザダイオード１０とが接続されている。 The other ends of the second transmission line 7 and the third transmission line 8 are also connected to the upper part of the submount substrate 5 (connection portion 28) and formed on the surface of the laser diode 10 via the bonding wires 11. Connected to the cathode. That is, at the connection portion 28, the second transmission line 7, the third transmission line 8, and the laser diode 10 are connected.

第１伝送線路６における正相データ信号入力用リードピン１５との接続部２６から第４伝送線路９（レーザダイオード１０）との接続部２５の間には、例えば薄膜抵抗からなる第１抵抗素子２１が設けられている。また、第２伝送線路７における負相データ信号入力用リードピン１６との接続部２７から第３伝送線路８（レーザダイオード１０）との接続２８の間には、例えば薄膜抵抗からなる第２抵抗素子２２が設けられている。抵抗素子２１，２２としては、薄膜抵抗のほか、角型チップ抵抗器などを取り付けることでも実施可能である。これらの抵抗素子２１及び２２は、伝送線路６及び７の特性インピーダンスとレーザダイオード１０の陽極及び陰極の入力インピーダンスとのインピーダンス不整合によって生じる反射波に対する、ダンピング抵抗として作用する効果を有している。 A first resistance element 21 made of, for example, a thin film resistor is connected between the connection portion 26 of the first transmission line 6 and the lead pin 15 for inputting a positive phase data signal to the connection portion 25 of the fourth transmission line 9 (laser diode 10). Is provided. Further, a second resistance element made of, for example, a thin film resistor is provided between the connection portion 27 of the second transmission line 7 and the negative phase data signal input lead pin 16 and the connection 28 of the third transmission line 8 (laser diode 10). 22 is provided. The resistance elements 21 and 22 can be implemented by attaching a square chip resistor or the like in addition to a thin film resistor. These resistance elements 21 and 22 have an effect of acting as a damping resistance against a reflected wave caused by impedance mismatch between the characteristic impedance of the transmission lines 6 and 7 and the input impedance of the anode and cathode of the laser diode 10. .

サブマウント基板５の下方におけるステムベース３の上面には、フォトダイオード用サブマウント基板１２が備えられており、このサブマウント基板１２の上面には、例えば面受光型のフォトダイオード１３が取り付けられている。フォトダイオード１３の受光面はレーザダイオード１０の方向を向いており、レーザダイオード１０の後側反射面から出射される光強度をモニタする役割を有している。フォトダイオード１３の陰極もしくは陽極から出力されるモニタ電流は、図示しないボンディングワイヤによって接続された図示しないリードピンを介して、半導体レーザモジュール１から出力される。 A photodiode submount substrate 12 is provided on the upper surface of the stem base 3 below the submount substrate 5, and a surface-receiving photodiode 13 is attached to the upper surface of the submount substrate 12, for example. Yes. The light receiving surface of the photodiode 13 faces the laser diode 10 and has a role of monitoring the light intensity emitted from the rear reflecting surface of the laser diode 10. The monitor current output from the cathode or anode of the photodiode 13 is output from the semiconductor laser module 1 via a lead pin (not shown) connected by a bonding wire (not shown).

ステムベース３の上面には、キャップ２３が被せられ、このキャップ２３の上部中央にはレーザダイオード１０の出射光を集光するレンズ２４が備えられており、かくして半導体レーザモジュール１は、いわゆるＴＯ−ＣＡＮ型ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）の構成となっている。なお、図１中の２０はステムベース３に接続されて電気的に導通したアース用リードピンであり、このアース用リードピン２０を介してステムベース３及びキャップ２３がアースされることにより、静電気によって半導体レーザモジュール１が壊れるのを防止する。 A cap 23 is placed on the upper surface of the stem base 3, and a lens 24 that condenses the light emitted from the laser diode 10 is provided at the upper center of the cap 23. Thus, the semiconductor laser module 1 is a so-called TO−. The structure is a CAN type TOSA (Transmitter Optical Sub-Assembly). In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a ground lead pin connected to the stem base 3 to be electrically conductive. By grounding the stem base 3 and the cap 23 via the ground lead pin 20, the semiconductor is electrostatically charged. The laser module 1 is prevented from being broken.

本実施形態に係る半導体レーザモジュール１を、バーストモード伝送方式対応の駆動回路３１（ＩＣ）に接続した等価回路図を図２に示す。即ち、図２は半導体レーザモジュール１と、この半導体レーザモジュール装置１に接続された駆動回路３１とを有してなる光送信器などの半導体レーザモジュール装置の等価回路図である。 FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram in which the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment is connected to a drive circuit 31 (IC) compatible with the burst mode transmission method. That is, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor laser module device such as an optical transmitter having the semiconductor laser module 1 and a drive circuit 31 connected to the semiconductor laser module device 1.

図２において、３２，３３は駆動回路３１の差動データ信号入力端子、３４，３５は光送信のＯＮ／ＯＦＦに対応した差動 Enable/Disable 信号を入力するバースト制御信号入力端子、３６，３７は差動データ信号出力端子、３８は負相バイアス出力端子である。正相データ信号出力端子３６は伝送線路４１を介して正相データ信号入力用リードピン１５に接続され、負相データ信号出力端子３７は伝送線路４２を介して負相データ信号入力用リードピン１６に接続され、負相バイアス出力端子３８は伝送線路４３を介して負相バイアス入力用リードピン１８に接続されている。また、図２において、３９は半導体レーザモジュール１の電源端子である。バースト制御信号入力端子３４，３５に入力される Enable/Disable 信号に同期して、差動データ信号出力端子３６，３７及び負相バイアス出力端子３８から出力される差動データ信号及びバイアス電流がＯＮ／ＯＦＦされる。 In FIG. 2, 32 and 33 are differential data signal input terminals of the drive circuit 31, 34 and 35 are burst control signal input terminals for inputting differential enable / disable signals corresponding to ON / OFF of optical transmission, and 36 and 37, respectively. Is a differential data signal output terminal, and 38 is a negative phase bias output terminal. The positive phase data signal output terminal 36 is connected to the positive phase data signal input lead pin 15 via the transmission line 41, and the negative phase data signal output terminal 37 is connected to the negative phase data signal input lead pin 16 via the transmission line 42. The negative phase bias output terminal 38 is connected to the negative phase bias input lead pin 18 via the transmission line 43. In FIG. 2, reference numeral 39 denotes a power supply terminal of the semiconductor laser module 1. In synchronization with the Enable / Disable signal input to the burst control signal input terminals 34 and 35, the differential data signal and bias current output from the differential data signal output terminals 36 and 37 and the negative phase bias output terminal 38 are turned on. / OFF.

駆動回路３１の差動データ出力端子３６，３７から供給された差動データ信号は、正相データ信号入力用リードピン１５及び負相データ信号入力用リードピン１６を介して半導体レーザモジュール１に入力され、第１伝送線路６及び第２伝送線路７を伝送してレーザダイオード１０に供給される。 The differential data signals supplied from the differential data output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 are input to the semiconductor laser module 1 via the positive phase data signal input lead pin 15 and the negative phase data signal input lead pin 16, The first transmission line 6 and the second transmission line 7 are transmitted and supplied to the laser diode 10.

一方、電源端子３９から供給された電流は、正相バイアス入力用リードピン１７を介して半導体レーザモジュール１に入力され、第４伝送線路９を伝送してレーザダイオード１０の陽極に供給される。レーザダイオード１０の陰極から出た電流は第３伝送線路８を伝送し、負相バイアス入力用リードピン１８を介して半導体レーザモジュール１から出力され、駆動回路３１の負相バイアス出力端子３８に流れ込む。 On the other hand, the current supplied from the power supply terminal 39 is input to the semiconductor laser module 1 via the positive phase bias input lead pin 17, transmitted through the fourth transmission line 9, and supplied to the anode of the laser diode 10. The current output from the cathode of the laser diode 10 is transmitted through the third transmission line 8, is output from the semiconductor laser module 1 via the negative phase bias input lead pin 18, and flows into the negative phase bias output terminal 38 of the drive circuit 31.

伝送方式の仕様に依っては、光送信のＯＮ／ＯＦＦ切り替えに対して高速応答性が要求される場合がある。この場合、差動データ信号出力端子３６，３７及び負相バイアス出力端子３８から出力される差動データ信号及びバイアス電流のＯＮ／ＯＦＦが高速応答する必要があるため、負相バイアス入力用リードピン１８及び第３伝送線路８を流れる電流は、時として高周波電流となりうる。従って、第１伝送線路６及び第２伝送線路７だけでなく、第３伝送線路８に対しても良好な高周波伝送特性が要求される。 Depending on the specifications of the transmission method, high-speed response may be required for ON / OFF switching of optical transmission. In this case, since the differential data signals output from the differential data signal output terminals 36 and 37 and the negative phase bias output terminal 38 and the ON / OFF of the bias current need to respond at high speed, the negative phase bias input lead pin 18 is required. The current flowing through the third transmission line 8 can sometimes be a high frequency current. Therefore, good high frequency transmission characteristics are required not only for the first transmission line 6 and the second transmission line 7 but also for the third transmission line 8.

本実施の形態例に係る半導体レーザモジュール１を、バーストモード伝送方式対応の駆動回路３１に接続した場合の動作速度１０．５Ｇｂｉｔ／ｓにおけるシミュレーション結果を図３に示す。 FIG. 3 shows a simulation result at an operation speed of 10.5 Gbit / s when the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment is connected to the drive circuit 31 corresponding to the burst mode transmission method.

図３（ａ）は本実施の形態例に係る半導体レーザモジュール１を駆動回路３１に接続した場合においてレーザダイオード１０を流れる電流波形、図３（ｂ）は図５に示された従来の半導体レーザモジュール５１を駆動回路３１に接続した場合においてレーザダイオード６０を流れる電流波形である。従来の半導体レーザモジュール５１を接続した場合には、図３（ｂ）に示す通り、動作速度１０．５Ｇｂｉｔ／ｓにおいてアイパタンの０レベルの電流値がほぼ０に近く、レーザダイオード６０に必要なバイアス電流が流れないため、十分な平均光送信パワーが得られない。また、条件によってはレーザダイオード電流対発光強度特性の閾値付近の非線形性により波形が劣化するという問題点も発生する。これに対して本実施の形態例に係る半導体レーザモジュール１を接続した場合においては、図３（ａ）に示す通り、アイパタンの０レベルの電流値が約４０ｍＡあり、レーザダイオード１０に十分なバイアス電流が供給されるため、良好な平均光送信パワーが得られる結果となる。 3A shows the current waveform flowing through the laser diode 10 when the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment is connected to the drive circuit 31, and FIG. 3B shows the conventional semiconductor laser shown in FIG. This is a current waveform flowing through the laser diode 60 when the module 51 is connected to the drive circuit 31. When the conventional semiconductor laser module 51 is connected, as shown in FIG. 3B, the current value of the 0 level of the eye pattern is nearly 0 at an operation speed of 10.5 Gbit / s, and the bias necessary for the laser diode 60 is obtained. Since no current flows, sufficient average optical transmission power cannot be obtained. In addition, depending on conditions, there is a problem that the waveform deteriorates due to nonlinearity near the threshold value of the laser diode current versus emission intensity characteristic. On the other hand, when the semiconductor laser module 1 according to this embodiment is connected, the current value of the 0 level of the eye pattern is about 40 mA as shown in FIG. Since a current is supplied, a good average optical transmission power can be obtained.

本実施の形態例においては、一般的にはＴＯＳＡの入力インピーダンスが差動２５Ω以下の物が多いので、駆動回路３１の差動データ出力信号のインピーダンスが低い場合（０Ωより大きく差動２５Ω以下）を想定して得られた結果を示した。
このように本実施例においては、（バースト状にパケット信号が送信される伝送方式の光送信器構成のように）駆動回路とレーザダイオードとの結合方式が直接結合型で、駆動回路のデータ信号出力インピーダンスが低く、伝送速度が高速の場合にも、正相バイアス入力用リードピン１７と負相バイアス入力用リードピン１８を設けることによりレーザダイオード１０に電源から電流を供給する系統を差動データ信号が供給される系統とは別に設けたので、レーザダイオード１０のバイアス電流が、差動データ出力端子（３６，３７）間のインピーダンスに影響されることなく、良好な伝送特性を得ることができる。 In the present embodiment, generally, there are many TOSA input impedances having a differential of 25Ω or less. Therefore, when the impedance of the differential data output signal of the drive circuit 31 is low (greater than 0Ω and 25Ω or less differential). The results obtained assuming the above are shown.
As described above, in this embodiment, the coupling method of the driving circuit and the laser diode is a direct coupling type (as in the transmission type optical transmitter configuration in which packet signals are transmitted in bursts), and the data signal of the driving circuit is Even when the output impedance is low and the transmission speed is high, the differential data signal is supplied to the laser diode 10 from the power source by providing the positive-phase bias input lead pin 17 and the negative-phase bias input lead pin 18. Since it is provided separately from the system to be supplied, a good transmission characteristic can be obtained without the bias current of the laser diode 10 being influenced by the impedance between the differential data output terminals (36, 37).

なお、本実施の形態例においては、図２において、電源端子３９から供給された電流が半導体レーザモジュール１に入力されてからレーザダイオード１０の陽極に到達するまでの電流経路として、インピーダンス制御された第４伝送線路９を用いている。一方、本実施の形態例では、レーザダイオード１０の駆動方式は差動駆動のため、電源端子３９からレーザダイオード１０の陽極までの間にインダクタ４０が挿入されていることが望ましい。図３（ｃ）に示すようにインダクタ４０が無い場合、動作はするが、特性は劣化してしまう。即ち、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６，３７から出力されて差動データ信号入力端子１５，１６から半導体レーザモジュール１に入力される差動データ信号（正相データ及び負相データ信号）の電流が、電源端子３９側へ流れてしまうのを防止するために、電源端子側３９側にインダクタ４０を設ける必要がある。このため、必ずしも第４伝送線路９はインピーダンス制御されていなくても構わず、例えば正相バイアス入力用リードピン１７とレーザダイオード１０との接続手段として第４伝送線路９の代わりにボンディングワイヤを用いても同様の効果が得られる。よって半導体レーザモジュール１は、構成によっては、第４伝送線路９を具備しない実施形態も考えられる。 In the present embodiment, the impedance is controlled as a current path from when the current supplied from the power supply terminal 39 is input to the semiconductor laser module 1 until it reaches the anode of the laser diode 10 in FIG. A fourth transmission line 9 is used. On the other hand, in the present embodiment, since the laser diode 10 is driven by differential drive, it is desirable that the inductor 40 be inserted between the power supply terminal 39 and the anode of the laser diode 10. As shown in FIG. 3C, when there is no inductor 40, the operation is performed, but the characteristics are deteriorated. That is, the differential data signal (positive phase data and negative phase data signal) output from the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31 and input to the semiconductor laser module 1 from the differential data signal input terminals 15 and 16. ) Is prevented from flowing to the power supply terminal 39 side, it is necessary to provide the inductor 40 on the power supply terminal side 39 side. Therefore, the impedance of the fourth transmission line 9 does not necessarily have to be controlled. For example, a bonding wire is used in place of the fourth transmission line 9 as a connection means between the positive-phase bias input lead pin 17 and the laser diode 10. The same effect can be obtained. Therefore, an embodiment in which the semiconductor laser module 1 does not include the fourth transmission line 9 can be considered depending on the configuration.

また、これと同様の理由から、即ち、前記差動データ信号の電流が電源端子３９側に流れてしまうのを防止するために電源端子側３９側にインダクタ４０を設ける必要があることから、構成によっては、バイアス入力用リードピンとして、正相バイアス入力用リードピン１７と負相バイアス入力用リードピン１８の両方を設けるのではなく、正相バイアス入力用リードピンは省略して、負相バイアス入力用リードピン１８のみを半導体レーザモジュール１に設けた実施形態も考えられる。この場合の等価回路例を図４に示す。図４では、図２と比較すると、バイアス入力用リードピンとして、正相バイアス入力用リードピン１７は無く（これに伴って第４伝送線路９も無い）、負相バイアス入力用リードピン１８のみが設けられている。電源端子３９はインダクタ４０を介して正相データ信号入力用リードピン１５に接続されている。図４のその他の構成については図２と同様である。 For the same reason as described above, that is, in order to prevent the current of the differential data signal from flowing to the power supply terminal 39 side, it is necessary to provide the inductor 40 on the power supply terminal side 39 side. In some cases, both the positive phase bias input lead pin 17 and the negative phase bias input lead pin 18 are not provided as the bias input lead pins, but the positive phase bias input lead pin 18 is omitted and the negative phase bias input lead pin 18 is omitted. An embodiment in which only the semiconductor laser module 1 is provided is also conceivable. An example of an equivalent circuit in this case is shown in FIG. In FIG. 4, as compared with FIG. 2, there is no positive-phase bias input lead pin 17 (and no corresponding fourth transmission line 9) and only a negative-phase bias input lead pin 18 as a bias input lead pin. ing. The power supply terminal 39 is connected to the positive phase data signal input lead pin 15 via the inductor 40. Other configurations in FIG. 4 are the same as those in FIG.

更に、構成によっては、上記とは逆に、バイアス入力用リードピンとして、負相バイアス入力用リードピン１８は省略し、正相バイアス入力用リードピン１７のみを半導体レーザモジュール１に設けた実施形態も考えられる。 Further, depending on the configuration, an embodiment in which the negative phase bias input lead pin 18 is omitted as the bias input lead pin and only the positive phase bias input lead pin 17 is provided in the semiconductor laser module 1 is also conceivable. .

また、本実施の形態例の如く正相データ信号入力用リードピン１５、負相データ信号入力用リードピン１６及び負相バイアス入力用リードピン１８と、レーザダイオード１０との接続手段は、インピーダンス制御された第１伝送線路６、第２伝送線路７及び第３伝送線路８が望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、構成によっては、これらの伝送線路６，７，８に代えて、例えばボンディングワイヤを前記接続手段として用いた実施形態も考えられる。 Further, as in this embodiment, the connection means between the positive phase data signal input lead pin 15, the negative phase data signal input lead pin 16, the negative phase bias input lead pin 18, and the laser diode 10 is impedance controlled. The first transmission line 6, the second transmission line 7, and the third transmission line 8 are desirable, but the present invention is not necessarily limited to this. Depending on the configuration, for example, a bonding wire may be used instead of these transmission lines 6, 7, and 8. An embodiment used as the connecting means is also conceivable.

また、本実施の形態例においては、抵抗素子２１及び２２は、レーザダイオード１０の陽極及び陰極の入力インピーダンスと、駆動回路３１の差動データ信号出力端子３６及び３７の出力インピーダンスとのインピーダンス不整合に対するダンピング抵抗として作用する。一方この目的のためには抵抗素子２１，２２が、必ずしも半導体レーザモジュール１の内部に位置する必要は無く、例えば差動データ信号出力端子３６及び３７とリードピン１５及び１６との間に位置する構成も考えられる。よって、半導体レーザモジュール１は、構成によっては、抵抗素子２１，２２を具備しない実施形態も考えられる。 In the present embodiment, the resistance elements 21 and 22 have impedance mismatch between the input impedance of the anode and the cathode of the laser diode 10 and the output impedance of the differential data signal output terminals 36 and 37 of the drive circuit 31. Acts as a damping resistance against. On the other hand, for this purpose, the resistance elements 21 and 22 do not necessarily need to be positioned inside the semiconductor laser module 1. For example, the resistance elements 21 and 22 are positioned between the differential data signal output terminals 36 and 37 and the lead pins 15 and 16. Is also possible. Therefore, an embodiment in which the semiconductor laser module 1 does not include the resistance elements 21 and 22 may be considered depending on the configuration.

また、本実施の形態例においては、レーザダイオード１０の発光強度をモニタする手段としてフォトダイオード１３が備えられているが、モニタの目的が発光強度を一定にする、いわゆるＡＰＣ（Auto Power Control）機能を実現するために設けられている場合、必ずしもフォトダイオード１３を用いなくても良い。例えば、レーザダイオード１０の発光強度の温度依存特性が既知であれば、フォトダイオード１３の代わりにレーザダイオード１０の温度を測定するサーミスタをレーザダイオード１０の近傍に備え付ける構成によって、サーミスタによって得られる半導体レーザモジュール１（レーザダイオード１０）の温度モニタ情報とレーザダイオード１０の発光強度の温度依存性とを併せることにより、ＡＰＣ機能は実現可能である。よって、半導体レーザモジュール１は、構成によっては、フォトダイオード１３の代わりにサーミスタをレーザダイオード１０近傍に具備する実施形態も考えられる。 In the present embodiment, the photodiode 13 is provided as means for monitoring the light emission intensity of the laser diode 10. However, the so-called APC (Auto Power Control) function that makes the light emission intensity constant is the purpose of the monitor. In order to realize the above, the photodiode 13 is not necessarily used. For example, if the temperature-dependent characteristic of the emission intensity of the laser diode 10 is known, a semiconductor laser obtained by the thermistor can be obtained by providing a thermistor for measuring the temperature of the laser diode 10 in the vicinity of the laser diode 10 instead of the photodiode 13. By combining the temperature monitor information of the module 1 (laser diode 10) and the temperature dependence of the emission intensity of the laser diode 10, the APC function can be realized. Therefore, depending on the configuration of the semiconductor laser module 1, an embodiment in which a thermistor is provided in the vicinity of the laser diode 10 instead of the photodiode 13 is also conceivable.

更には、半導体レーザモジュール１（レーザダイオード１０）の温度モニタ情報を入手するためには、サーミスタは必ずしも半導体レーザモジュール１の内部に位置する必要は無く、例えば半導体レーザモジュール１の外部周囲に備えつけられる構成も考えられる。よって、半導体レーザモジュール１は、構成によっては、フォトダイオード１３もサーミスタも具備しない実施形態も考えられる。 Furthermore, in order to obtain the temperature monitor information of the semiconductor laser module 1 (laser diode 10), the thermistor does not necessarily have to be located inside the semiconductor laser module 1, but is provided around the semiconductor laser module 1, for example. Configuration is also conceivable. Therefore, an embodiment in which the semiconductor laser module 1 does not include the photodiode 13 and the thermistor is also conceivable depending on the configuration.

また、本実施の形態例においては、レーザダイオード１０として、ルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型半導体レーザダイオードを用いる実施形態も考えられる。それ以外の特徴については、前述の実施の形態例と同様である。 In the present embodiment, an embodiment in which an embedded semiconductor laser diode having a semi-insulating embedded layer doped with ruthenium is used as the laser diode 10 is also conceivable. Other features are the same as in the above-described embodiment.

本実施の形態例のルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型半導体レーザダイオードは、以下のように作製される。即ち、活性層などの積層構造をストライプ加工された酸化シリコンをマスクとしてメタンガスを用いたドライエッチングなどにより、［０１１］方向にメサストライプ形状に加工する。次に通常の有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により、メサストライプ両側にルテニウムをドーピングした半絶縁性ＩｎＰ結晶を埋め込み成長する。最後に通常の半導体レーザ作製プロセスと同様に電極を形成する。 The embedded semiconductor laser diode having the semi-insulating embedded layer doped with ruthenium according to the present embodiment is manufactured as follows. That is, the stacked structure of the active layer or the like is processed into a mesa stripe shape in the [011] direction by dry etching using methane gas using a silicon oxide that has been subjected to stripe processing as a mask. Next, a semi-insulating InP crystal doped with ruthenium is buried and grown on both sides of the mesa stripe by an ordinary metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). Finally, electrodes are formed in the same manner as in a normal semiconductor laser manufacturing process.

本実施の形態例においては、レーザダイオードとしてルテニウムをドーピングした半絶縁性埋め込み層を有する埋め込み型半導体レーザダイオードを用いることにより、高速動作が可能になり、特に８０℃で１０ＧＨｚの直接変調特性を示した。 In this embodiment, high-speed operation is possible by using a buried semiconductor laser diode having a semi-insulating buried layer doped with ruthenium as a laser diode, and particularly exhibits a direct modulation characteristic of 10 GHz at 80 ° C. It was.

本発明の実施の形態例に係る半導体レーザモジュールの断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor laser module according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態例に係る半導体レーザモジュールをバーストモード伝送方式対応の駆動回路に接続した等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram in which the semiconductor laser module according to the embodiment of the present invention is connected to a drive circuit compatible with a burst mode transmission method. （ａ）は本発明の実施の形態例に係る半導体レーザモジュールを駆動回路に接続した場合においてレーザダイオードを流れる電流波形のシミュレーション結果を示す図面、（ｂ）は従来の半導体レーザモジュールを駆動回路に接続した場合においてレーザダイオードを流れる電流波形のシミュレーション結果を示す図面、（ｃ）は本発明の実施の形態例に係る半導体レーザモジュールを駆動回路に接続した場合であってインダクタが無い場合においてレーザダイオードを流れる電流波形のシミュレーション結果を示す図面である。(A) Drawing which shows the simulation result of the current waveform which flows through a laser diode when a semiconductor laser module concerning an embodiment of the invention is connected to a drive circuit, (b) is a conventional semiconductor laser module as a drive circuit The figure which shows the simulation result of the current waveform which flows through a laser diode in the case of connection, (c) is a laser diode when it is a case where the semiconductor laser module which concerns on the embodiment of this invention is connected to a drive circuit, and there is no inductor It is drawing which shows the simulation result of the current waveform which flows through. 本発明の実施の形態例に係る他の構成（バイアス入力用リードピンとして負相バイアス入力用リードピンのみを備えた構成）の半導体レーザモジュールをバーストモード伝送方式対応の駆動回路に接続した等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram in which a semiconductor laser module having another configuration according to an embodiment of the present invention (a configuration including only a negative-phase bias input lead pin as a bias input lead pin) is connected to a drive circuit compatible with a burst mode transmission method. is there. 従来の半導体レーザモジュールをバーストモード伝送方式対応の駆動回路に接続した等価回路図である。It is the equivalent circuit diagram which connected the conventional semiconductor laser module to the drive circuit corresponding to a burst mode transmission system.

Explanation of symbols

１半導体レーザモジュール
２ステム
３ステムベース
４ステムブロック
５サブマウント基板
６第１伝送線路
７第２伝送線路
８第３伝送線路
９第４伝送線路
１０レーザダイオード
１１ボンディングワイヤ
１２フォトダイオード用サブマウント基板
１３フォトダイオード
１４ガラス封止
１５正相データ信号入力用リードピン
１６負相データ信号入力用リードピン
１７正相バイアス入力用リードピン
１８負相バイアス入力用リードピン
１９貫通孔
２０アース用リードピン
２１第１抵抗素子
２２第２抵抗素子
２３キャップ
２４レンズ
２５第１伝送線路と第４伝送線路とレーザダイオードの接続部
２５ａ接続部の延長部
２６第１伝送線路における正相データ信号入力用リードピンとの接続部
２７第２伝送線路における負相データ信号入力用リードピンとの接続部
２８第２伝送線路と第３伝送線路とレーザダイオードの接続部
３１駆動回路
３２，３３差動データ信号入力端子
３４，３５バースト制御信号入力端子
３６，３７差動データ信号出力端子
３８負相バイアス出力端子
３９電源端子
４０インダクタ
４１，４２，４３伝送線路
５１半導体レーザモジュール
５２，５３，５４，５６，５７伝送線路
６０レーザダイオード
６１ボンディングワイヤ
６５，６６リードピン
７１，７２抵抗素子
８９電源端子
９０インダクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser module 2 Stem 3 Stem base 4 Stem block 5 Submount board | substrate 6 1st transmission line 7 2nd transmission line 8 3rd transmission line 9 4th transmission line 10 Laser diode 11 Bonding wire 12 Submount board | substrate for photodiodes 13 Photodiode 14 Glass sealed 15 Positive phase data signal input lead pin 16 Negative phase data signal input lead pin 17 Positive phase bias input lead pin 18 Negative phase bias input lead pin 19 Through hole 20 Ground lead pin 21 First resistance element 22 First 2 resistance element 23 cap 24 lens 25 connection part of 1st transmission line, 4th transmission line, and laser diode 25a extension part of connection part 26 connection part with lead pin for positive phase data signal input in 1st transmission line 27 2nd transmission On the track Connection portion with negative phase data signal input lead pin 28 Connection portion of second transmission line, third transmission line and laser diode 31 Drive circuit 32, 33 Differential data signal input terminal 34, 35 Burst control signal input terminal 36, 37 differential data signal output terminal 38 negative phase bias output terminal 39 power supply terminal 40 inductor 41, 42, 43 transmission line 51 semiconductor laser module 52, 53, 54, 56, 57 transmission line 60 laser diode 61 bonding wire 65, 66 lead pin 71, 72 Resistance element 89 Power supply terminal 90 Inductor

Claims

In a semiconductor laser module comprising a stem composed of a stem base and a stem block, a submount member attached on the stem block, and a laser diode attached to the submount member,
A positive phase data signal input lead pin that is mounted through the stem base and supplies a positive phase data signal current to the laser diode;
A negative phase data signal input lead pin that is mounted through the stem base and supplies a negative phase data signal current to the laser diode;
A positive-phase bias input lead pin that is attached through the stem base and supplies a positive-phase bias current to the laser diode; and a negative-phase bias current that is attached through the stem base and is attached to the laser diode. One or both of the negative-phase bias input lead pins to be supplied and both bias input lead pins are provided.
When the positive-phase bias input lead pin and the negative-phase bias input lead pin are provided as the bias input lead pins, the positive-phase data signal input lead pin and the positive-phase bias input lead pin are anodes of the laser diode. Or the negative phase data signal input lead pin and the negative phase bias input lead pin are connected to the other electrode of the laser diode.
Alternatively, when the bias input lead pin has only the positive phase bias input lead pin, the positive phase data signal input lead pin and the positive phase bias input lead pin are either the anode or the cathode of the laser diode. Connected to one electrode, and the lead pin for negative phase data signal input is connected to the other electrode of the laser diode,
Alternatively, when the bias input lead pin has only the negative phase bias input lead pin, the positive phase data signal input lead pin is connected to either the anode or the cathode of the laser diode, and The negative phase data signal input lead pin and the negative phase bias input lead pin are connected to the other electrode of the laser diode,
A semiconductor laser module.

The semiconductor laser module according to claim 1, wherein
A first transmission line formed on the submount member and connecting the positive-phase data signal input lead pin and the laser diode;
A second transmission line formed on the submount member and connecting the negative phase data signal input lead pin and the laser diode;
And, when having the positive phase bias input lead pin and the negative phase bias input lead pin as the bias input lead pin, and when having only the negative phase bias input lead pin as the bias input lead pin, A semiconductor laser module comprising a third transmission line formed on a submount member and connecting the negative-phase bias input lead pin and the laser diode.

The semiconductor laser module according to claim 2, wherein
When the bias input lead pin has the positive phase bias input lead pin and the negative phase bias input lead pin, and when the bias input lead pin has only the positive phase bias input lead pin, the submount A semiconductor laser module comprising a fourth transmission line formed on a member and connecting the positive-phase bias input lead pin and the laser diode.

In the semiconductor laser module according to claim 2 or 3,
From a connection portion with the positive phase data signal input lead pin in the first transmission line to a connection portion with the laser diode, and from a connection portion with the negative phase data signal input lead pin in the second transmission line A semiconductor laser module, wherein a resistance element is provided between each connection portion to the laser diode.

In the semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 4,
A semiconductor laser module, wherein a photodiode is disposed closer to the stem base than the laser diode.

In the semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 4,
A semiconductor laser module, wherein a thermistor is disposed in the vicinity of the laser diode.

In the semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 6,
A semiconductor laser module, wherein the laser diode is a buried semiconductor laser diode having a semi-insulating buried layer doped with ruthenium.

A semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 7,
A drive circuit connected to the semiconductor laser module via the positive phase data signal input lead pin, the negative phase data signal input lead pin, and the bias input lead pin;
A semiconductor laser module device comprising:

The semiconductor laser module device according to claim 8, wherein
When the bias input lead pin has the positive phase bias input lead pin and the negative phase bias input lead pin, and when the bias input lead pin has only the positive phase bias input lead pin, the power supply terminal is Connected to the positive-phase bias input lead pin through an inductor;
Or, in the case of having only the negative phase bias input lead pin as the bias input lead pin, a power supply terminal is connected to the positive phase data signal input lead pin via an inductor,
A semiconductor laser module device.