JP2009092690A - 光モジュール - Google Patents
光モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009092690A JP2009092690A JP2007260147A JP2007260147A JP2009092690A JP 2009092690 A JP2009092690 A JP 2009092690A JP 2007260147 A JP2007260147 A JP 2007260147A JP 2007260147 A JP2007260147 A JP 2007260147A JP 2009092690 A JP2009092690 A JP 2009092690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- element array
- optical
- light emitting
- light receiving
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 164
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 235000004348 Perilla frutescens Nutrition 0.000 description 1
- 244000124853 Perilla frutescens Species 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49175—Parallel arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
【課題】光導波路のチャンネル間のコアの間隔を小さくすることができるとともに、光結合部におけるクロストークを低減することができる光モジュールを提供する。
【解決手段】基板１には、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄからなる発光素子アレイ２とＰＤ３０Ａ〜３０Ｄからなる受光素子アレイ３０がギャップｇを有し、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄが平行になるように実装されており、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄ及びＰＤ３０Ａ〜３０Ｄには、光導波路７の発光側のミラーと受光側のミラーとが光結合されている。発光側のミラーと受光側のミラーとは、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄとの間のギャップｇに等しいギャップＧを有するように配置されている。これにより、光結合部におけるクロストークを低減することができる。
【選択図】図２
【解決手段】基板１には、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄからなる発光素子アレイ２とＰＤ３０Ａ〜３０Ｄからなる受光素子アレイ３０がギャップｇを有し、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄが平行になるように実装されており、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄ及びＰＤ３０Ａ〜３０Ｄには、光導波路７の発光側のミラーと受光側のミラーとが光結合されている。発光側のミラーと受光側のミラーとは、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄとの間のギャップｇに等しいギャップＧを有するように配置されている。これにより、光結合部におけるクロストークを低減することができる。
【選択図】図２
Description
本発明は、光モジュールに関する。
一般に、電子機器は複数の装置から構成される場合が多い。例えば複写機は、画像入力装置と画像出力装置から成り、画像入力装置から入力された画像データはエレキケーブルを介して画像出力装置に送られ、紙等の表示媒体に印刷される。
近年、電子機器の高性能化に伴い、装置間の伝送容量が増大している。従来のパラレル伝送方式で大容量化に対応する為には、チャンネル数の増加や同期クロックの高速化が考えられる。しかし、配線長の違いやタイミングマージンの減少によるチャンネル間スキューによってエラーが発生しやすくなる。そこで、上記の問題を解決する為にデータ信号を１本の伝送路で送るシリアル伝送方式が注目されている。
しかしながら、シリアル伝送では伝送速度が上昇するため、従来のエレキケーブルでは信号品質を維持した状態で信号伝送を実現することが困難になっている。このような問題に対応する手段として、広帯域な信号伝送が可能な光信号の使用が検討されている。
一方で装置内信号伝送においても、例えば、非特許文献１に示すように、両端に光路変換面を有する光導波路が内蔵されたプリント配線板を有し、サブマウントの下面に発光素子が実装され、上面にドライバが実装された発光側光デバイスを、発光素子が一方の光路変換面の直上に位置するように半田ボールによってプリント配線板上に電気的に接続し、サブマウントの下面に受光素子が実装され、上面にレシーバが実装された受光側光デバイスを、受光素子が他方の光路変換面の直上に位置するように半田ボールによってプリント配線板上に電気的に接続した構造が知られている。
エレクトロニクス実装学会誌Ｖｏｌ．８ Ｎｏ．１（２００５）、ｐ２９〜３２
エレクトロニクス実装学会誌Ｖｏｌ．８ Ｎｏ．１（２００５）、ｐ２９〜３２
本発明の目的は、光導波路のチャンネル間のコアの間隔を小さくすることができるとともに、光結合部におけるクロストークを低減することができる光モジュールを提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光モジュールを提供する。
［１］発光又は受光を行う複数の光素子からなる光素子アレイと、それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられているとともに、前記複数のコアに設けられる複数の前記光路変換部が前記コアの形成方向に対して前記複数の光素子の配置に応じた所定の角度を有するように配置されている光導波路と、を備えていることを特徴とする光モジュール。
［１］発光又は受光を行う複数の光素子からなる光素子アレイと、それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられているとともに、前記複数のコアに設けられる複数の前記光路変換部が前記コアの形成方向に対して前記複数の光素子の配置に応じた所定の角度を有するように配置されている光導波路と、を備えていることを特徴とする光モジュール。
［２］複数の発光素子からなる発光素子アレイと、複数の受光素子からなる受光素子アレイと、それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられている光導波路と、を備え、前記受光素子アレイは、前記複数の受光素子が前記発光素子アレイの前記複数の発光素子と同ピッチで配置されるように配置されるとともに、前記複数の受光素子が前記発光素子アレイの前記複数の発光素子と平行に配置されるように前記コアの形成方向に対して素子間ピッチより大なるギャップを有してオフセットされていることを特徴とする光モジュール。
［３］前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイは、素子搭載方向が逆方向となるように配置されることを特徴とする前記[２]に記載の光モジュール。
［４］複数の発光素子からなる発光素子アレイと、複数の受光素子からなる受光素子アレイと、それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられている光導波路と、を備え、前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイは、前記複数の受光素子と前記複数の発光素子が素子間ピッチより大なるギャップを有して配置されるとともに、前記コアの形成方向に対して所定の角度を有するように対向配置され、前記複数の光路変換部は、前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイの配置に合わせて前記コアに設けられていることを特徴とする光モジュール。
［５］前記光導波路は、前記所定の角度が前記発光素子アレイと前記受光素子アレイとで同一角度になるように前記複数の光路変換部を配置していることを特徴とする前記［４］に記載の光モジュール。
［６］前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイは、素子配列方向が直交するように配置され、前記光導波路は、前記素子配列方向に応じて複数の光路変換部が設けられたコアを有することを特徴とする前記［４］に記載の光モジュール。
［７］前記光導波路は、アレイ状デバイスを搭載する実装基板に内蔵されていることを特徴とする前記［１］，［２］，又は［４］に記載の光モジュール。
請求項１の光モジュールによれば、光導波路のチャンネル間におけるコアの間隔を小さくすることができるとともに、光結合部におけるクロストークを低減することができる。
請求項２の光モジュールによれば、請求項１の効果に加え、発光部と受光部との間のクロストークを低減することができる。
請求項３の光モジュールによれば、発光素子アレイ及び受光素子アレイに接続される電子部品等との接続を容易にすることができる。
請求項４の光モジュールによれば、請求項１の効果に加え、発光部と受光部との間のクロストークを低減することができる。
請求項５の光モジュールによれば、チャンネル間のピッチを狭くすることができる。
請求項６の光モジュールによれば、チャンネル間のピッチを狭くすることができる。
請求項７の光モジュールによれば、全体の厚みを小さくすることができる。
［第１の実施の形態］
（光モジュールの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は光導波路の部分拡大図である。図２は、図１の光モジュールの平面図、図３は、図１における光導波路の平面図である。
（光モジュールの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は光導波路の部分拡大図である。図２は、図１の光モジュールの平面図、図３は、図１における光導波路の平面図である。
光モジュール１００は、４チャンネルの電気信号を光信号に変換して同時に送信し、また、４チャンネルの光信号を同時に受光して光信号を電気信号に変換する構成を有している。なお、本実施の形態においては、チャンネル数を４としたが、任意のチャンネル数にすることができる。これは、以下の他の実施の形態においても同様である。
光モジュール１００は、図１（ａ），図１（ｂ），及び図２に示すように、光素子を実装する実装基板としての基板１と、基板１に実装された発光素子アレイ２と、発光素子アレイ２に対して受発光部のギャップｇを有して基板１に実装された受光素子アレイ３と、発光素子アレイ２に電気的に接続されて基板１に実装された駆動用ＩＣ４と、受光素子アレイ３に電気的に接続されて基板１に実装された増幅用ＩＣ５と、基板１に実装されたスペーサ６と、スペーサ６上に固定されるとともに一端に光路変換部としての４５度の傾斜面に形成されるミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄを有した光導波路７とを備えて構成されている。
基板１は、例えば、エポキシ樹脂からなり、発光素子アレイ２，受光素子アレイ３，駆動用ＩＣ４、及び増幅用ＩＣ５に接続される電極パッド１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを備えている。
（発光素子アレイ２の構成）
発光素子アレイ２は、例えば、４チャンネルの変調光を生成する４つのＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振型面発光レーザ）２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを用いて構成されている。本実施形態において発光素子アレイ２は、図２に示すように、駆動用ＩＣ４との接続が容易になるように、受光素子アレイ３に対し、素子搭載方向が逆方向となるように配置されている。ここで、素子搭載方向とは、光素子アレイからボンディングワイヤを取り出している方向をいい、本実施形態では、発光素子アレイ２と受光素子アレイ３とで１８０度異なる向きとなっている。
発光素子アレイ２は、例えば、４チャンネルの変調光を生成する４つのＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振型面発光レーザ）２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを用いて構成されている。本実施形態において発光素子アレイ２は、図２に示すように、駆動用ＩＣ４との接続が容易になるように、受光素子アレイ３に対し、素子搭載方向が逆方向となるように配置されている。ここで、素子搭載方向とは、光素子アレイからボンディングワイヤを取り出している方向をいい、本実施形態では、発光素子アレイ２と受光素子アレイ３とで１８０度異なる向きとなっている。
ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄは、例えば、裏面にｎ側電極を有するｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型下部反射鏡層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層、ｐ型コンタクト層、ｐ側電極を積層した層構造の発光部を備えている。なお、ｐ側電極は、ボンディングワイヤ（信号線）２ａによって基板１の電極パッド１１Ｂに接続されている。
（受光素子アレイ３の構成）
受光素子アレイ３は、例えば、４チャンネルの光−電気変換を行う４つのフォトダイオード（ＰＤ）３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを受光素子に用いて構成されており、特に、ＰＤ３０Ａ〜３０ＤにＧａＡｓ系を用いると、高速応答性が得られるので好ましい。
受光素子アレイ３は、例えば、４チャンネルの光−電気変換を行う４つのフォトダイオード（ＰＤ）３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを受光素子に用いて構成されており、特に、ＰＤ３０Ａ〜３０ＤにＧａＡｓ系を用いると、高速応答性が得られるので好ましい。
なお、受光素子アレイ３は、図２に示すように、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄ及びＰＤ３０Ａ〜３０Ｄの隣接する方向を整列方向とする各素子間のピッチをｐとするとき、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄのギャップｇが、ｇ＞ｐとなるように実装される。
ＰＤ３０Ａ〜３０Ｄは、例えば、ＧａＡｓ基板上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層およびＮ層と、Ｐ層に接続されたｐ側電極と、Ｎ層に形成されたｎ側電極とを備え、ｐ側電極は、開口を有し、開口の内側がレーザ光を受光する受光部となっている。受光素子アレイ３のｐ側電極及びｎ側電極は、ボンディングワイヤ（信号線）３ａによって基板１の電極パッド１１Ｃに接続されている。
（駆動用ＩＣ４、増幅用ＩＣ５及びスペーサ６の構成）
駆動用ＩＣ４は、送信用データに基づいて発光素子アレイ２を電流駆動するための駆動回路から構成されており、本実施形態においては、駆動用ＩＣ４にフラットパッケージ（ＦＰ）型の表面実装型パッケージを用いている。
駆動用ＩＣ４は、送信用データに基づいて発光素子アレイ２を電流駆動するための駆動回路から構成されており、本実施形態においては、駆動用ＩＣ４にフラットパッケージ（ＦＰ）型の表面実装型パッケージを用いている。
増幅用ＩＣ５は、例えば、受光素子アレイ３の電流変化を電圧変化に変換するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）及びＴＩＡの出力電圧を一定の出力電圧スイングになるように増幅して出力するリミッティングアンプ（ＬＡ）（いずれも図示せず）を４チャンネル分備えて構成された増幅回路である。本実施形態においては、増幅用ＩＣ５にフラットパッケージ（ＦＰ）型の表面実装型パッケージを用いている。
スペーサ６は、発光素子アレイ２及び受光素子アレイ３と光導波路７との光結合距離が保持されるように光導波路７を位置決め及び固定するもので、例えば、エポキシ樹脂基板、Ｓｉ基板等の絶縁性材料で形成されている。このスペーサ６は、光導波路７と接着剤を用いて接着されているが、嵌合等の他の支持接合構造によって位置決め固定することもできる。
（光導波路７の構成）
光導波路７は、図３に示すように、送信用の光信号を伝搬する４チャンネルのコア７１Ａ〜７１Ｄと、受信用の光信号を伝搬する４チャンネルのコア７２Ａ〜７２Ｄと、コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄを囲むようにして設けられたクラッド７３とを備えて構成されている。
光導波路７は、図３に示すように、送信用の光信号を伝搬する４チャンネルのコア７１Ａ〜７１Ｄと、受信用の光信号を伝搬する４チャンネルのコア７２Ａ〜７２Ｄと、コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄを囲むようにして設けられたクラッド７３とを備えて構成されている。
コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄは、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなる。また、クラッド７３は、コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄよりも屈折率が小さく、かつ光透過性等の光学的特性、機械的強度、耐熱性、可撓性等を備えたフィルム材を用いることができる。このフィルム材として、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等がある。
コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄの一端（先端）は、図１（ｂ）に示すように、４５度の傾斜面７ａを有するように形成されるとともに、傾斜面７ａにミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄが設けられている。ミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄは、例えば、コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄの一端をレーザビームで除去して４５度の傾斜面７ａを形成し、その表面にＡｕ膜等を電子ビームで蒸着することにより設けられている。また、精密金型を用いて設けることも可能である。なお、図３に示すように、ミラー７４Ａ〜７４Ｄとミラー７５Ａ〜７５ＤのギャップＧは、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄとの間のギャップｇと等しくなるように形成されている。
（光モジュール１００の動作）
次に、光モジュール１００の動作について説明する。駆動用ＩＣ４に送信信号が入力すると、送信信号に応じた変調信号が発光素子アレイ２に印加され、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄに駆動電流が流れる。ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄは、駆動電流に応じて発光し、その出力光は、光導波路７のコア７１Ａ〜７１Ｄに設けられているミラー７４Ａ〜７４Ｄに入射する。
次に、光モジュール１００の動作について説明する。駆動用ＩＣ４に送信信号が入力すると、送信信号に応じた変調信号が発光素子アレイ２に印加され、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄに駆動電流が流れる。ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄは、駆動電流に応じて発光し、その出力光は、光導波路７のコア７１Ａ〜７１Ｄに設けられているミラー７４Ａ〜７４Ｄに入射する。
ミラー７４Ａ〜７４Ｄに入射した光信号は、ミラー７４Ａ〜７４Ｄで反射して光路変換されることによりコア７１Ａ〜７１Ｄ内に入射する。コア７１Ａ〜７１Ｄに入射した光信号は、コア７１Ａ〜７１Ｄ内を図３の右方向へ伝搬し、コア７１Ａ〜７１Ｄの端部に達した後、図示しない他の光モジュールへ伝送される。
一方、光導波路７のコア７２Ａ〜７２Ｄに光信号が入射すると、コア７２Ａ〜７２Ｄ内を図３の右方向から左方向へ伝搬し、ミラー７５Ａ〜７５Ｄに入射する。ミラー７５Ａ〜７５Ｄに入射した光信号は、ミラー７５Ａ〜７５Ｄで反射して光路変換された後、ＰＤ３０Ａ〜３０Ｄに入射する。
ＰＤ３０Ａ〜３０Ｄは、入射した光信号を電流に変換する。このＰＤ３０Ａ〜３０Ｄからの電気出力は、増幅用ＩＣ５によって電流から電圧に変換されることにより、電気信号が得られ、更に所定の増幅が行われた後、図示しない画像処理用のＩＣに送られる。
なお、第１の実施の形態において説明した、発光素子アレイ２及び受光素子アレイ３の配置は一例であり、発光素子アレイ２と受光素子アレイ３とを入れ代えて基板１上に実装してもよい。
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールの正面図、図５は、図４の光モジュールの平面図、図６は、図４における光導波路の平面図である。なお、図４〜図６においては、受光側の構成を不図示としている。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールの正面図、図５は、図４の光モジュールの平面図、図６は、図４における光導波路の平面図である。なお、図４〜図６においては、受光側の構成を不図示としている。
本実施形態は、第１の実施の形態において、発光素子アレイ２のＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄを、光導波路７のコア７１Ａ〜７１Ｄの形成方向に対して所定の角度（例えば、４５度）θを有するように配置したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
図５に示すように、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄを、光導波路７の端面に対して角度θ、コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄの形成方向に対して角度αを有するように配置している。光導波路７のコア７１Ａ〜７１Ｄのピッチｐは、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤのピッチＰに対し、ｐ＝Ｐｃｏｓθとなる。すなわち、コア７１Ａ〜７１ＤのピッチｐはＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤのピッチＰより狭くなる。
第２の実施の形態において、発光素子アレイ２を受光素子アレイ３に置き代えた構成とすることも可能である。また、図５に示す構成にさらに受光素子アレイ３及び対応するコアを追加することも可能である。また、発光素子アレイ２が複数からなる構成も可能である。
［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールの構成を示す平面図、図８は、第３の実施の形態に係る光モジュールにおける光導波路の平面図である。
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールの構成を示す平面図、図８は、第３の実施の形態に係る光モジュールにおける光導波路の平面図である。
本実施形態は、第１の実施の形態において、発光素子アレイ２及び受光素子アレイ３を、第２の実施の形態と同様に、光導波路７のコア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄの端面に対しては角度θ、コア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄの形成方向に対しては角度αを持つように配置したものである。なお、図７においては第１の実施の形態で説明したスペーサを不図示としている。同様に、光導波路７は、コア７１Ａ〜７１Ｄ及びコア７２Ａ〜７２Ｄのそれぞれの端面が、光導波路７の端面７ｂに対して角度θで配列されるようにミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄが設けられ、図６に示した第２の実施の形態の光導波路７を２つ平行配置した構成になっている。
駆動用ＩＣ４と増幅用ＩＣ５は、図７に示すように、発光素子アレイ２及び受光素子アレイ３の実装位置より外側に配置して発光素子アレイ２と受光素子アレイ３を近接させ、図８に示すミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄが光導波路７の端部に集まるようにしている。
［第４の実施の形態］
図９は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールの構成を示す平面図、図１０は、第４の実施の形態に係る光モジュールにおける光導波路の平面図である。
図９は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールの構成を示す平面図、図１０は、第４の実施の形態に係る光モジュールにおける光導波路の平面図である。
本実施形態は、第３の実施の形態において、受光素子アレイ３のＰＤ３０Ａ〜３０Ｄが発光素子アレイ２のＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄの整列方向に対して直交方向に配列されるように、受光素子アレイ３を９０度回転した状態で実装されている。光導波路７のミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄは、発光素子アレイ２および受光素子アレイ３の配置に応じて設けられている。その他の構成は第３の実施の形態と同様である。
ここで、ＰＤ３０Ａ〜３０Ｄは、光導波路７のコア７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄが等ピッチになるように、ＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０Ｄと同様にピッチＰになるように、受光素子アレイ３を配置している。
なお、第４の実施の形態において、光導波路７のミラー７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５ＤをＶ字形に配列した構成にしてもよい。この場合、図９に示すＶＣＳＥＬ２０Ａ〜２０ＤとＰＤ３０Ａ〜３０Ｄとによる形状がＶ字形になるように発光素子アレイ２と受光素子アレイ３を配置する。
［第５の実施の形態］
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る光モジュールを示す断面図である。
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る光モジュールを示す断面図である。
本実施形態は、第１の実施の形態において、光導波路７を基板１内に設けるとともにスペーサ６を除去し、更に発光素子アレイ２を基板内光配線用にフェイスダウン実装したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、第５の実施の形態は、第２〜第４の実施の形態にも適用可能である。
光モジュール１００は、光導波路７を内蔵した基板１と、基板１上に実装された発光部２００とを備えて構成されている。
基板１は、絶縁層１ａと、絶縁層１ａ上に設けられるとともに、光導波路７を形成する材料となるクラッド部７０と、クラッド部７０より屈折率が大であるコア部７１と、光導波路７の上面に設けられるとともに電極パッド１２Ａ，１２Ｂが設けられている配線層１ｂとを備えて構成されている。
本実施形態における光導波路７は、第１の実施の形態で説明したものと同様に、クラッド部７０にコア７１Ａ〜７１Ｄが設けられ、これらコア７１Ａ〜７１Ｄの一端に形成された傾斜面７ａにミラー７４Ａ〜７４Ｄが形成されている。傾斜面７ａおよびミラー７４Ａ〜７４Ｄの部分は、クラッド部７０と同等の屈折率を有する透光性樹脂材料で埋められている。
発光部２００は、裏面に電極パッド２０２Ａ，２０２Ｂを有した配線基板２０１と、電極パッド２０２Ａ，２０２Ｂに実装されたはんだボール２０３と、配線基板２０１の裏面に実装された発光素子アレイ２と、配線基板２０１の表面に実装された駆動用ＩＣ４とを備えて構成されている。
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、第１、第３、第４の実施の形態において、発光側又は受光側の一方のみによる構成も可能である。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、第１、第３、第４の実施の形態において、発光側又は受光側の一方のみによる構成も可能である。
なお、上記した各実施形態において、基板１は、光送信用の４チャンネルのコア７４Ａ〜７４Ｄの他に，光受信用の４チャンネルのコア７５Ａ〜７５Ｄを有していてもよく、更に、電気信号伝送用の電気配線層を多層化したものであってもよい。
１ 基板
１ａ 絶縁層
１ｂ 配線層
２ 発光素子アレイ
２ａ ボンディングワイヤ
３ 受光素子アレイ
３ａ ボンディングワイヤ
４ 駆動用ＩＣ
５ 増幅用ＩＣ
６ スペーサ
７ 光導波路
７ａ 傾斜面
７ｂ 端面
１１Ａ〜１１Ｄ，１２Ａ，１２Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ 電極パッド
２０Ａ〜２０Ｄ ＶＣＳＥＬ
３０Ａ〜３０Ｄ ＰＤ
７０ クラッド部
７１ コア部
７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄ コア
７３ クラッド
７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄ ミラー
１００ 光モジュール
２００ 発光部
２０１ 配線基板
２０３ はんだボール
１ａ 絶縁層
１ｂ 配線層
２ 発光素子アレイ
２ａ ボンディングワイヤ
３ 受光素子アレイ
３ａ ボンディングワイヤ
４ 駆動用ＩＣ
５ 増幅用ＩＣ
６ スペーサ
７ 光導波路
７ａ 傾斜面
７ｂ 端面
１１Ａ〜１１Ｄ，１２Ａ，１２Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ 電極パッド
２０Ａ〜２０Ｄ ＶＣＳＥＬ
３０Ａ〜３０Ｄ ＰＤ
７０ クラッド部
７１ コア部
７１Ａ〜７１Ｄ，７２Ａ〜７２Ｄ コア
７３ クラッド
７４Ａ〜７４Ｄ，７５Ａ〜７５Ｄ ミラー
１００ 光モジュール
２００ 発光部
２０１ 配線基板
２０３ はんだボール
Claims (7)
- 発光又は受光を行う複数の光素子からなる光素子アレイと、
それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられているとともに、前記複数のコアに設けられる複数の前記光路変換部が前記コアの形成方向に対して前記複数の光素子の配置に応じた所定の角度を有するように配置されている光導波路と、
を備えていることを特徴とする光モジュール。 - 複数の発光素子からなる発光素子アレイと、
複数の受光素子からなる受光素子アレイと、
それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられている光導波路と、を備え、
前記受光素子アレイは、前記複数の受光素子が前記発光素子アレイの前記複数の発光素子と同ピッチで配置されるように配置されるとともに、前記複数の受光素子が前記発光素子アレイの前記複数の発光素子と平行に配置されるように前記コアの形成方向に対して素子間ピッチより大なるギャップを有してオフセットされていることを特徴とする光モジュール。 - 前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイは、素子搭載方向が逆方向となるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
- 複数の発光素子からなる発光素子アレイと、
複数の受光素子からなる受光素子アレイと、
それぞれの一端に光路変換部が設けられ、かつ前記複数の光路変換部を前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子に光結合させた複数のコアがクラッド中に所定間隔で設けられている光導波路と、を備え、
前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイは、前記複数の受光素子と前記複数の発光素子が素子間ピッチより大なるギャップを有して配置されるとともに、前記コアの形成方向に対して所定の角度を有するように対向配置され、前記複数の光路変換部は、前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイの配置に合わせて前記コアに設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 前記光導波路は、前記所定の角度が前記発光素子アレイと前記受光素子アレイとで同一角度になるように前記複数の光路変換部を配置していることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
- 前記発光素子アレイ及び前記受光素子アレイは、素子配列方向が直交するように配置され、
前記光導波路は、前記素子配列方向に応じて複数の光路変換部が設けられたコアを有することを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。 - 前記光導波路は、アレイ状デバイスを搭載する実装基板に内蔵されていることを特徴とする請求項１，２又は４に記載の光モジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007260147A JP2009092690A (ja) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | 光モジュール |
| US12/140,052 US7978939B2 (en) | 2007-10-03 | 2008-06-16 | Optical module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007260147A JP2009092690A (ja) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | 光モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009092690A true JP2009092690A (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=40523315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007260147A Pending JP2009092690A (ja) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | 光モジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7978939B2 (ja) |
| JP (1) | JP2009092690A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013541047A (ja) * | 2010-10-07 | 2013-11-07 | アルカテル−ルーセント | ライン・カードのための光電子アセンブリ |
| JP2017041618A (ja) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | 日本オクラロ株式会社 | 光モジュール |
| JP2019158952A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光送受信デバイスおよび光送受信モジュール |
| JP2021002670A (ja) * | 2020-09-10 | 2021-01-07 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、光学装置および情報処理装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8639070B2 (en) | 2010-10-07 | 2014-01-28 | Alcatel Lucent | Optical assembly for a WDM receiver or transmitter |
| TWI575269B (zh) * | 2013-04-10 | 2017-03-21 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 光通訊裝置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004022666A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Kyocera Corp | 半導体装置 |
| JP2004198579A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sony Corp | 光導波路アレイおよび光素子表面実装装置 |
| JP2005201937A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Sony Corp | 光導波路アレイ及びその製造方法 |
| JP2006309113A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Fujitsu Component Ltd | コネクタ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3658426B2 (ja) * | 1995-01-23 | 2005-06-08 | 株式会社日立製作所 | 光半導体装置 |
| US7418163B2 (en) * | 2002-03-28 | 2008-08-26 | Chakravorty Kishore K | Optoelectrical package |
| KR100583646B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2006-05-26 | 한국전자통신연구원 | 병렬 광접속 모듈용 광접속 장치 및 이를 이용한 병렬광접속 모듈 |
| JP4506216B2 (ja) | 2004-03-16 | 2010-07-21 | ソニー株式会社 | 光結合装置及びその製造方法 |
| US7474815B2 (en) * | 2006-03-14 | 2009-01-06 | International Business Machines Corporation | Interconnecting (mapping) a two-dimensional optoelectronic (OE) device array to a one-dimensional waveguide array |
-
2007
- 2007-10-03 JP JP2007260147A patent/JP2009092690A/ja active Pending
-
2008
- 2008-06-16 US US12/140,052 patent/US7978939B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004022666A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Kyocera Corp | 半導体装置 |
| JP2004198579A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sony Corp | 光導波路アレイおよび光素子表面実装装置 |
| JP2005201937A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Sony Corp | 光導波路アレイ及びその製造方法 |
| JP2006309113A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-11-09 | Fujitsu Component Ltd | コネクタ |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013541047A (ja) * | 2010-10-07 | 2013-11-07 | アルカテル−ルーセント | ライン・カードのための光電子アセンブリ |
| JP2017041618A (ja) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | 日本オクラロ株式会社 | 光モジュール |
| JP2019158952A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光送受信デバイスおよび光送受信モジュール |
| JP7056247B2 (ja) | 2018-03-08 | 2022-04-19 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光送受信デバイスおよび光送受信モジュール |
| JP2021002670A (ja) * | 2020-09-10 | 2021-01-07 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、光学装置および情報処理装置 |
| JP7226414B2 (ja) | 2020-09-10 | 2023-02-21 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 発光装置、光学装置および情報処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7978939B2 (en) | 2011-07-12 |
| US20090092357A1 (en) | 2009-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4066665B2 (ja) | パラレル送受信モジュール | |
| JP4036008B2 (ja) | パラレル送受信モジュール | |
| US7406229B2 (en) | Optical module | |
| JP5439080B2 (ja) | 光ｉ／ｏアレイモジュール | |
| US7583867B2 (en) | Optical module | |
| WO2009090988A1 (ja) | 光モジュール | |
| USRE46633E1 (en) | Optical module | |
| JP2009092690A (ja) | 光モジュール | |
| JP4951971B2 (ja) | 光電気複合モジュール | |
| US7901146B2 (en) | Optical module, optical transmission device, and surface optical device | |
| JP3890999B2 (ja) | 光送信モジュール | |
| JP2009003272A (ja) | 光電子回路基板 | |
| JP2009069501A (ja) | 光電子回路基板及び光伝送装置 | |
| JP2012013726A (ja) | 光インターコネクションモジュールおよびそれを用いた光電気混載回路ボード | |
| KR101246137B1 (ko) | 발광 소자 및 광결합 모듈 | |
| JP2010186022A (ja) | 異方性導電体及び光通信装置 | |
| JP5494099B2 (ja) | ケーブル | |
| US20120148190A1 (en) | Optical module and optical transmission device using the same | |
| JP2004235418A (ja) | 光モジュール、光通信装置、光電気混載集積回路、回路基板、電子機器 | |
| TWM457971U (zh) | 光電轉換系統 | |
| JP2009092689A (ja) | 光モジュール | |
| JP3321475B2 (ja) | 光ファイバ付き光信号伝送装置 | |
| JP2009071048A (ja) | 光中継モジュール | |
| JP4553026B2 (ja) | 光伝送装置 | |
| JP2009086539A (ja) | 光モジュール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100922 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120402 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120417 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120821 |